大豆渣是大豆加工过程中产生的主要副产物, 我国每年产生的大豆渣在 2 000 万 t 左右,多数被 用于饲料或肥料。大豆渣中含有大量的蛋白质、脂 肪和膳食纤维等成分,可以进一步提取加工成多 糖、异黄酮、多酚、植酸、尿酶、膳食纤维、小肽、大豆 渣食品等产品,使之得到高值化利用。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
1. 1. 1 原料与试剂
蛹拟青霉,江苏省食品资源开发与质量安全重 点建设实验室提供; 东北大豆,购于徐州市绿地华联超市; 大豆蛋白,蛋白质含量大于 40% ,购于河南省 鲲华生物技术有限公司。 三氯乙酸、95% 乙醇、十二烷基硫酸钠( SDS) 、 三羟甲基氨基甲烷( Tris) 、丙烯酰胺、四甲基乙二胺 ( TEMED) 、过硫酸铵( APS) 、K2 S2O8、NaCl、考马斯 亮蓝 R250、乙酸、2,2’- 联氮 - 双 - 3 - 乙基苯并噻 唑啉 - 6 - 磺酸( ABTS) 、1,1 - 二苯基 - 2 - 三硝基 苯肼( DPPH) ,分 析 纯; 蛋 白 胨、酵 母 浸 膏,化 学 试剂。 SDAY 固体培养基: 酵母浸出粉 10 g,葡萄糖 40 g,蛋白胨 10 g,琼脂 20 g,pH 6. 0,水 1 000 mL。 SDY 液体培养基: 酵母浸出粉 10 g,葡萄糖 40 g,蛋白胨 10 g,pH 6. 0,水 1 000 mL。
1. 1. 2 仪器与设备
SW - CJ - 2FD 型超净工作台,上海博迅实业有限公司; HYG 型恒温培养摇床,上海一恒科学仪器 有限公司; HH - B11. 500s 型电热恒温培养箱,上海 跃进医疗机械有限公司; ALC. 2100. 1 型电子天平, 上海精密科学仪器有限公司; TGL - 16G 台式离心 机,上海精密仪器仪表有限公司; LD2X - SOKBS 立 式压力蒸汽灭菌锅,上海申安医疗器械有限公司; TU - 1810 型紫外可见分光光度计,北京普析通用仪 器有限责任公司; Alphrl - 2LD plus 冷冻干燥机,德 国 Christ 公司; 1000Y 高速粉碎机,上海利闻科学仪 器有限公司; XT - 9900 智能微波消解仪,上海新拓 分析仪器科技有限公司; Snb - 1 旋转黏度计,上海 平轩科学仪器有限公司。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 菌种活化与种子制备
将蛹拟青霉菌种接种到 SDAY 斜面培养基上, 在 22 ℃培养 7 ~ 10 d 至斜面长满菌丝。把活化的 蛹拟青霉斜面菌种转接到盛有 200 mL SDY 液体培 养基的三角瓶中,每瓶接种 1 cm2 的菌块 2 ~ 3 块, 22 ℃、120 r/min 培养 3 ~ 5 d 得到蛹拟青霉种子液。
1. 2. 2 大豆渣及发酵培养基的制备
将挑选后的大豆在 20 ~ 22 ℃ 水中浸泡 8 h,过 滤掉多余水,然后加入 8 倍的水( 以原料大豆质量 为基准) ,用豆浆机打浆后,用 40 目筛子过滤,将滤 渣在 3 000 r/min 下离心 3 min,收集沉淀物得到大 豆渣。将 50 g 大豆渣盛于 250 mL 三角瓶内,121 ℃ 灭菌 30 min,得到大豆渣发酵培养基。
1. 2. 3 蛹拟青霉固态发酵制备大豆渣小肽
在大豆渣发酵培养基中按一定接种量接种蛹拟 青霉种子液,在一定温度下发酵不同时间后,经冷冻 干燥、粉碎、过 40 目筛得到大豆渣小肽。
1. 2. 4 小肽含量测定
称取大豆渣小肽 10 g,加 60 mL 15% 三氯乙酸 溶液,充分混合后定容至 100 mL,3 000 r/min 下离 心 20 min,取上清液 10 mL,经微波消解后,用凯氏 定氮法测定酸溶蛋白含氮量; 取 0. 5 g 大豆进行 上述操作,用凯氏定氮法测定大豆含氮量。
2 结果与分析
在 20 ~ 22 ℃ 小肽含量随发酵 温度升高而升高,在 22 ~ 24 ℃随发酵温度升高小肽 含量降低,在 22 ℃ 时小肽含量最高,达到 11. 65% 。 已有研究表明,蛹拟青霉的最适生长温度为 22 ℃, 在本固态发酵过程中温度对小肽含量的影响主要体 现在对代谢酶活力的影响,适宜的温度可以使酶活 力增强,代谢速度加快,从而使大豆渣蛋白质的分解 速度加快,最终使大豆渣小肽含量增加。接种量在 5% ~ 10% 时,小肽 含量逐步上升,在接种量 10% 时小肽含量达到最 高,为 11. 35% 。接种量决定发酵的初始速度,适当 的接种量可以在不影响发酵培养基原有成分的同时 提高发酵物的最初微生物数量,从而加快发酵基质 的分解代谢速度。发酵时间在 11 ~ 13 d 范围 内,小肽含量逐渐增高,发酵 13 d 时小肽含量达到 最高,为 11. 60% 。方差分析显示,发酵 11 d 和 13 d 的小肽含量之间存在极显著差异,但发酵 13 d 和 15 d 的小肽含量之间无显著差异( P > 0. 05) 。发酵时 间过短不能将发酵基质完全利用,发酵时间过长会 导致发酵底物被完全利用并产生代谢副产物或有害 物质阻碍发酵过程的进行。
3 结 论
以小肽含量为指标,利用蛹拟青霉对大豆渣进 行固态发酵,通过单因素实验和正交实验,确定蛹拟 青霉固态发酵大豆渣的优化条件为: 接种量 10% , 发酵温度 22 ℃,发酵时间 15 d。在最优条件下,小 肽含量达到 15. 35% ,小肽相对分子质量多数在 15kDa 以下。大豆渣小肽具有较好的溶解性,pH 对其 影响很小,氮溶解指数达到 95% 以上。大豆渣小肽 表观黏度不受溶液质量浓度的影响,且变化幅度很 小,保持在 9. 8 mPa·s,具有良好的流动性。大豆 渣小肽具有一定的乳化性和乳化稳定性,且随着溶 液质量浓度的增加而增强,但与大豆蛋白相比略小, 但发酵豆渣制备的小肽由于相对分子质量小,使其 物理特性更为明显。发酵大豆渣小肽比未发酵豆渣 具有更好的抗氧化能力,本研究为进一步利用大豆 渣开发大豆肽功能性食品、推进食品行业的发展提 供了理论依据。
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