酸浆中嗜酸乳杆菌发酵豆腐废水发酵条件的研究

于海峰 徐国华 郭英熙

豆腐废水，俗称黄浆水，是豆腐在生产过程中形成的豆腐沥水。在豆腐的加工过程中，需加入约10倍于大豆干重的水来研磨成浆，其中约有1/3～1/2浆在随后的加工过程中被沥出，形成豆腐沥水。其中约含1%的固形物，主要是蛋白质、低聚糖，此外尚有部分微量成分如维生素、脂类等成分[1]。豆腐废水中有机物质含量高，直接排放对环境造成污染，而且其有机物质可以被微生物利用，通过微生物发酵可以获取蛋白质、淀粉等牲畜可消化吸收的物质，可以直接用作饲料或饲料生产的原料。

酸浆是一种传统的天然豆腐凝固剂,是黄浆水经多种微生物自然发酵的产物。酸浆在我国作为豆制品的点浆剂已有400多年的历史，其凝固大豆蛋白的机理已经证明为酸凝[2]。酸是由酸浆中产酸菌发酵黄浆水产生。将酸浆中功能菌单独或者混合培养，可以充分利用大豆乳清中的营养物质，降低大豆乳清中有机物的含量。同时也可将酸浆中产酸菌应用于黄浆水的发酵,对其进行综合利用,生产单细胞蛋白和乳清发酵饮料,其菌体蛋白氨基酸组成合理，是一种优质的饲料菌体蛋白。通过微生物转化方法可以为豆腐废水的处理与综合利用开辟新的思路。

酸浆中的微生物种类很多,关系复杂,我们已经对酸浆中产酸菌进行了分离,获得一株产酸能力最强的菌株,鉴定其属于嗜酸乳杆菌[3]。为了更好地对酸浆中微生物利用,本文对嗜酸乳杆菌发酵豆腐废水的发酵条件进行研究,为豆腐废水综合利用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料

菌种：嗜酸乳杆菌AP117，本实验室分离保存；豆腐废水，取自豆腐作坊。

1.2 仪器

PYX-DHS型隔水式电热恒温培养箱；YXQG01型电热式蒸汽消毒器；202-1型电热恒温干燥箱；HZQ-Q型振荡器；Nikon E20o-F型生物显微镜；PHS-2C型pH计。

1.3 培养基

豆腐废水液体培养基：豆腐作坊废水，添加葡萄糖2%(m/V)。

豆腐废水固体培养基：在豆腐废水液体培养基中添加水洗琼脂粉2%(m/V)。

1.4 方法

1.4.1 发酵种子的活化和种子液制备

取斜面保存菌种一环，接入100 ml豆腐废水液体培养基中，35℃恒温静置培养48 h；

取活化后的菌液5 ml，接入100 ml豆腐废水液体培养基中，35℃恒温静置培养18 h。

1.4.2 产酸量的测定[4]

采用总酸的测定方法。黄浆水液体培养基的总酸含量作为对照。

式中：C——标准NaOH溶液的浓度，mol/l；

V1——滴定待测样消耗的标准NaOH溶液的体积(ml)；

V0——滴定黄浆水原样消耗的标准NaOH溶液的体积（ml）;

K——换算为酸的主要系数，即1 mol NaOH相当于主要酸的克数，用乳酸计则K=0.090;

V——待测样的体积(ml)。

2 结果与讨论

2.1 葡萄糖添加量对AP117产酸量的影响

改变豆腐废水中葡萄糖的添加量进行嗜酸乳杆菌AP117发酵豆腐废水试验，35℃培养48 h，试验结果见图1。

计算方法：

从图1可以看出，在葡萄糖的一定浓度范围内，嗜酸乳杆菌AP117发酵豆腐废水产酸量与葡萄糖添加量呈正相关，即随葡萄糖添加量的增加而增加。当葡萄糖的添加量从4%继续增加时，产酸量却稍有下降，这是因为随着葡萄糖添加量的增加，产酸菌生长速度加快，产酸量增加，使环境pH值下降，抑制了菌体的生长。同时当葡萄糖添加量到一定浓度时，环境的渗透压增加，使菌体生长受到抑制甚至不能忍受高渗环境死亡。因此最适葡萄糖添加量为4%。

2.2 温度对AP117产酸量的影响

不同的发酵温度，嗜酸乳杆菌AP117的产酸量不同，试验结果如图2所示。

由图2可以看出，在35℃时嗜酸乳杆菌AP117产酸量最大。

2.3 AP117最佳产酸条件的确定

参考两个单因素试验，根据预备试验的结果，选择对菌体产酸影响较大的接种量、初始pH值、发酵温度、发酵时间4个因素设计4因素3水平正交试验，并根据产酸量确立最佳产酸条件。正交试验因素水平见表1，试验结果见表2。

表1 正交试验因素水平

以产酸量作为指标，根据正交试验结果可以看出发酵温度对嗜酸乳杆菌AP117发酵豆腐废水影响最大，发酵时间和接种量次之，初始pH值影响最小。

表2 嗜酸乳杆菌AP117产酸条件正交试验结果

根据极差分析结果得出最佳发酵条件是温度37℃、初始pH值6.0、接种量6%、发酵时间48 h，在最佳条件下产酸量达到0.551 4 g/100 ml。此最优方案与正交试验7号试验相符。

3 结论

从培养基初始pH值、发酵温度、接种量和发酵时间等不同的方面对从酸浆中分离得到的嗜酸乳杆菌AP117进行发酵豆腐废水发酵条件的研究，找出AP117发酵豆腐废水的最佳条件，即：发酵温度37℃；初始pH值6.0；接种量6%；发酵时间48 h。本试验菌株是酸浆中功能菌株之一，对其发酵豆腐废水条件的研究为豆腐废水资源化提供了新的探索途径，具有广阔的应用前景。

[1]于海峰.大豆乳清发酵饮料菌株的选育及发酵条件的研究[D].山东轻工业学院，2004，6.

[2]宋俊梅，曲静然，李燕，等.脆豆腐老浆液点浆机理的研究[J].食品科技，2002(4)：14-15.

[3]王国良，宋俊梅，曲静然.从酸浆中分离出的一株产酸菌的鉴定[J].河南工业大学学报(自然科学版)，2006（1）：77-83.

[4]大连轻工业学院等八大院校主编.食品分析（第一版）[M].北京：中国轻工业出版社，1994:10.