副干酪乳杆菌在绿豆淀粉生产中的应用*

李新华，金圣，张荔力

1(沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳，110866)2(辽宁医学院食品科学与工程学院，辽宁锦州，121001)

我国传统的绿豆淀粉生产主要以酸浆法为主。酸浆法主要是提取淀粉时利用酸浆中的乳酸乳球菌及代谢产物乳酸，使淀粉与其它杂质相分离，得到纯淀粉［1］。酸浆质量的好坏及用量多少，直接关系到淀粉提取率及粉丝质量。但是传统的酸浆法主要是依靠经验来生产绿豆淀粉，受约束因素太多。在加工过程中常常出现“倒缸”现象，即整批的绿豆淀粉不能沉淀，生产不出来，或者生产出来的淀粉发暗发酸。本文采用的是从甘薯酸浆中分离出来的副干酪乳杆菌制备人工发酵酸浆，做为一种微生物絮凝剂应用到绿豆淀粉的提取中，代替传统的绿豆酸浆法，以达到提高绿豆淀粉的得率和质量的目的。

1 材料与方法

1.1 菌种及试剂

副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)，从甘薯酸浆中提取，实验室保存。

冰醋酸、酵母浸粉、乳糖、H2SO4、NaOH、石油醚(沈阳沈一精细化学品有限公司)。

1.2 培养基

甘薯浆液体培养基:酵母粉5 g，乳糖5 g，甘薯浆1 000 mL，调 pH6.2 ～6.4，121℃高压蒸汽灭菌30 min。

MRS培养基:蛋白胨10.0 g，牛肉膏10.0 g，酵母膏5.0 g，柠檬酸氢二铵2.0 g，葡萄糖20.0 g，乙酸钠5.0 g，吐温 80 1.0 mL，K2HPO42.0 g，MgSO40.58 g，MnSO40.25 g，蒸馏水1.0 L，调 pH 值至6.2～6.6，121℃蒸汽灭菌20 min。

1.3 仪器与设备

DNP-9082型电热恒温培养箱，上海精宏实验设备有限公司;Sartorius标准型PB-10 pH计，上海摩速科学器材有限公司;SW-CJ-1FD型单人单面净化工作台，苏州净化设备有限公司。

1.4 实验方法

1.4.1 甘薯液体培养基的制作

将新鲜甘薯与水以1∶3(g:mL)的比例在组织捣碎机中打碎10 min，80目筛过滤。

1.4.2 菌种的活化

取菌种按1∶10的比例接种于MRS液体培养基中，置30℃静置培养48 h，反复培养1～2次(活菌数约为108个)，保存待用。

1.4.3 发酵液的制备

取活化后的菌种按1∶10的比例接种于甘薯浆液体培养基中，置30℃静置培养48 h。

1.4.4 绿豆淀粉提取的技术路线

原料→浸泡→水洗→磨制→过滤→二次磨制→二次过滤→三次过滤→加入发酵液→淀粉沉淀→淀粉脱水→淀粉→成品

(注:淀粉沉淀量以同样体积绿豆乳在同样直径量桶中3 min沉降淀粉的高度来表示)。

1.4.5 绿豆淀粉提取工艺的优化

将绿豆浸泡20 h后磨浆，以料液比、pH值、温度、发酵液的添加量为单因素，以3 min内淀粉的沉淀高度为评价指标进行单因素试验。根据各单因素的试验结果，安排L9(34)正交试验，确定工艺参数。

1.4.6 淀粉品质的鉴定

灰分测定:灼烧法，参照GB8306－1987。

蛋白质测定:凯氏定氮法，参照 GB/T5511－1985。

脂肪测定:索氏抽提法，参照GB5512－1985。

2 结果与分析

2.1 pH值对绿豆淀粉提取的影响

pH值对绿豆淀粉提取的影响见图1。

图1 pH值对淀粉粉沉底高度的影响

由图1可以看出，当pH7.5时，在3 min内沉淀的淀粉高度最高。而且无论当pH值高于还是低于7.5时，在3 min内沉淀的淀粉高度都有所下降。所以，当绿豆浆的pH值为7.5时，菌液的絮凝效果最好。这是因为菌液所在环境的pH值的变化会改变微生物絮凝剂的带电状态和中和电荷的能力以及被絮凝物质的颗粒的表面性质。

2.2 温度对绿豆淀粉提取的影响

温度对绿豆淀粉提取的影响见图2。由图2可见，适当地提高温度可以提高淀粉的沉淀量，当温度达到50℃左右时淀粉的沉淀量达到最大值。但是，如果温度继续升高，起到絮凝作用的活性蛋白就会发生一定程度的变性，使絮凝活性受到影响，淀粉沉淀量下降。微生物絮凝剂副干酪乳杆菌起到絮凝做用的主要活性成分是蛋白类物质，因此它的絮凝效果受温度的影响较大［2］。

图2 温度对淀粉沉淀高度的影响

2.3 菌液添加量对绿豆淀粉提取的影响

菌液添加量对绿豆淀粉提取的影响见图3。图3表明，在菌液的添加量达到20 mL之前，随着菌液添加量的增大，淀粉的沉淀量也随之上升。但当菌液的添加量超过20 mL以后，随着菌液添加量的增大淀粉的沉淀量却呈现下降的趋势。这是因为微生物絮凝剂在产生絮凝效果时通常存在一个最佳的加入量。这个最佳值大约是絮凝剂颗粒表面吸附大分子化合物达到饱和时的一半的吸附量，在这种条件下大分子物质与絮凝剂颗粒之间产生架桥作用的几率最大［3］。

图3 菌液添加量对淀粉沉淀高度的的影响

2.4 料液比对绿豆淀粉提取的影响

采用一定体积水浸泡绿豆，计算料液比(g∶mL)，料液比对绿豆淀粉提取的影响见图4。

图4 料夜比对淀粉沉淀高度的影响

由图4可见，当绿豆与水的比例为1∶1和1∶2时，淀粉的沉淀量都比较的低。相反，当绿豆与水的比例为1∶4时，淀粉的沉淀量达到了最大值。提取绿豆淀粉的过程中，要将浸泡好的绿豆与一定比例的水混合后进行磨浆。如果加水量太少会导致所得浆液的淀粉浓度过高，不利于微生物絮凝剂发挥絮凝作用。

2.5 绿豆淀粉提取的适宜工艺条件

根据以上单因素实验的结果设计以下因素水平表，并安排L9(34)正交试验(表1)。

在单因素实验的基础上，以3 min内淀粉的沉淀高度为指标，对pH值、温度、磨浆时的料液比、菌液添加量等工艺参数进行L9(34)正交试验，以确定最佳组合。正交试验设计结果如表2所示。

表1 因素水平表

表2 不同条件下淀粉沉淀高度的L9(34)正交试验结

正交实验结果表明，影响淀粉沉淀量的各因素的显著程度为磨浆时的料液比＞温度＞菌液添加量＞pH值，其中各因素的最佳组合为A3B2C3D1，即菌液的添加量为 25 mL(33%)，pH值为 7.5，温度为60℃，料液比为1∶3。

2.6 淀粉品质鉴定

分别测定本方法提取的绿豆淀粉与工业生产的绿豆淀粉中的灰分、粗蛋白、粗脂肪的含量，结果见表3。

表3 副干酪乳杆菌的絮凝沉降的绿豆淀粉与市售绿豆淀粉中各组分含量对比 %

从表3可以看出，利用副干酪乳杆菌的絮凝作用所提取的绿豆淀粉与市售的绿豆淀粉相比粗蛋白含量要略高，粗脂肪含量明显降低，两者灰分含量相差不大，说明采用副干酪乳杆菌制备人工发酵酸浆絮凝绿豆淀粉有利于产品提高淀粉的纯度。

3 结论

(1)对副干酪乳杆菌絮凝绿豆淀粉效果影响较大的因素有温度、pH值、菌液添加量以及料液比。并且最佳的工艺参数为:菌液的添加量为33%，pH值为7.5，温度为60℃，料液比为1∶3。副干酪乳杆菌对绿豆淀粉有明显的絮凝效果，可以应用于绿豆淀粉提取的工业化生产。

(2)利用副干酪乳杆菌絮凝作用提取的绿豆淀粉与市售的绿豆淀粉相比，粗脂肪含量明显降低、粗蛋白和灰分含量基本一致。说明采用副干酪乳杆菌制备人工发酵酸浆絮凝绿豆淀粉有利于产品提高淀粉的纯度。

［1］ 曹维强，王静.绿豆综合开发及利用［J］．粮食与油脂，2003(3):37－39．

［2］ 李新华，赵晓阳，张荔力.副干酪乳杆菌对甘薯浆液中淀粉絮凝机理研究［J］．食品科学，2010，31(19):237－276．

［3］ 李素清，柯水洲，袁辉洲，等.微生物絮凝剂的研究进展［J］．净水技术，2008，27(1):5－8．