豆粕微生物固态发酵工艺优化及其营养物质含量变化

摘要: 本试验以小肽含量为指标，对解淀粉芽孢杆菌单菌固态发酵豆粕以及解淀粉芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌三菌种混菌固态发酵豆粕的工艺条件进行优化，并对其发酵前后的营养物质含量变化进行研究。通过解淀粉芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母3个试验菌的生长曲线确定其接种到固态培养基的最佳接种时间。采用单因素试验设计研究解淀粉芽孢杆菌接种量、温度、料水比、发酵时间4个因素对豆粕发酵产小肽的影响，并在此基础上采用四因素三水平的正交试验设计对单、混菌固态发酵豆粕的工艺条件进行优化。对豆粕发酵前后豆粕营养物质含量、大豆球蛋白含量、蛋白分子质量、发酵产物pH进行测定。结果显示：3株试验菌接在各自种子培养基扩大培养至21 h为其接种到固态培养基的最佳时间。解淀粉芽孢杆菌单菌固态发酵豆粕的最佳工艺条件为：接种量为10%、温度为40 ℃、料水比为1.0:1.2、发酵时间为72 h；解淀粉芽孢杆菌、植物乳杆菌、酿酒酵母混菌固态发酵豆粕的最佳工艺条件为：接种量为15%、温度为31 ℃、料水比为1.0:1.0发酵时间为120 h，3个菌株的接种比例为：解淀粉芽孢杆菌：植物乳杆菌：酿酒酵母=9:3:2。经微生物发酵后，发酵产物中小肽、粗蛋白质、粗灰分、粗脂肪含量较发酵前均得到显著提高（P<0.05），粗纤维含量则显著下降（P<0.05）；单菌发酵组和混菌发酵组发酵产物中大豆球蛋白含量均较未发酵组显著降低（P<0.05）；单菌发酵组和混菌发酵组发酵产物中蛋白质分子质量较未发酵组降低；混菌发酵组发酵产物的pH较未发酵组显著降低（P<0.05），而单菌发酵组发酵产物的pH则与未发酵组差异不显著（P>0.05）。综上所述，豆粕经微生物固态发酵后营养价值在一定程度上得到改善，大分子蛋白质被降解，pH也发生了变化，并且单菌发酵和混菌发酵的效果存在差异。