豆类作物发酵研究论文2篇
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篇(1)
摘要：以鹰嘴豆为原料，选取两株不同来源的纳豆芽孢杆菌F|2|4和S|15，分别通过单接种和混合接种的方式，制备鹰嘴豆纳豆，并测定其纳豆激酶活力，結果表明：通过混合接种方式制备的鹰嘴豆纳豆的纳豆激酶活力明显高于单接种方式，当F|2|4与S|15接种体积比为1GA6FA1，且接种量为4%时，鹰嘴豆纳豆的纳豆激酶活力达到最高值6 287.16 UI/g.
关键词：双菌发酵;鹰嘴豆;纳豆芽孢杆菌;纳豆激酶
0 引言
传统纳豆是以大豆为原料，接种纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilisnatto)后，在一定条件下通过发酵而制成的一种豆类食品[1].成熟的纳豆呈深黄色，有光泽，口感松软，表面黏液明显，用筷子挑起可以拉起很长的黏液丝状物质，口感微甜，有淡淡氨臭味[2].纳豆营养价值很高，具有抗血栓、降血压、抗肿瘤等多种生理功能，长期食用可预防或治疗多种亚健康疾病[3].纳豆激酶是一种具有强大溶栓活性的丝氨酸蛋白酶[4]，与临床一线溶栓药物(尿激酶和链激酶) 相比，纳豆激酶具有安全性好、成本低、半衰期长、可口服等优点，因此作为溶栓药物或保健食品备受关注[5].
尽管纳豆是一种成本低、营养价值高的健康食品，但因其具有特殊氨臭味，不易被广大消费者接受[6].
鹰嘴豆是仅次于大豆的世界第二大种植豆类[7]，所含氨基酸种类齐全，且包含了人体必需的8种氨基酸[8].
金爽等[9]研究发现，鹰嘴豆经纳豆芽孢杆菌发酵后，具有比传统纳豆氨臭味轻、拉丝现象少、口感好、纳豆激酶活性高等优点.
因此，用鹰嘴豆发酵制作纳豆具有广阔的开发前景.
纳豆芽孢杆菌是可应用于食品的安全益生菌，具有改善人体肠道菌群，助消化，增强肌体免疫力等功能[10].将纳豆芽孢杆菌接种到鹰嘴豆上进行发酵，可制成富含纳豆激酶的鹰嘴豆纳豆.纳豆激酶活力是评价纳豆品质和营养价值的重要指标，其评价方法很多，主要包括纤维蛋白平板法、纤维蛋白块溶解时间法、四肽底物法、酶联免疫吸附法、血清板法和Folin-酚法等[11].其中，Folin-酚法简单易行、成本低，可以同时测定多个样品，且采用此法测得的纳豆激酶活力与纤溶活力之间存在一定的相关性[12].
张俊杰等[13]分别从市购纳豆和土壤中分离出纳豆芽孢杆菌，用其发酵制备鹰嘴豆纳豆，并采用Folin-酚法测定了鹰嘴豆纳豆的纳豆激酶活力.高瑞雄等[10]用分离自市购纳豆中的纳豆芽孢杆菌
菌株发酵得到的纳豆中，纳豆激酶活力更高;从土壤中分离出的纳豆芽孢杆菌菌株，在发酵鹰嘴豆纳豆产纳豆激酶方面也有着接近于市购纳豆中分离出的纳豆芽孢杆菌菌株的优良性能.此外，接种方式和接种量对纳豆芽孢杆菌的生长状态具有重要影响，进而影响其发酵过程[14].王瑞珍等[15]用纳豆芽孢杆菌与戴尔凯氏有孢圆酵母混合接种发酵核桃粕，纳豆激酶活力提高了70.42%.孙军德等[16]采用沼泽红假单胞菌和纳豆芽孢杆菌混合固态发酵淀粉豆，纳豆激酶活力提高了53.74%.
张超凤等[17]在运用响应面法优化纳豆激酶液态发酵条件时发现，随着纳豆芽孢杆菌接种量的增加，纳豆激酶活力也在提高，当纳豆芽孢杆菌接种量为2%时，纳豆激酶活力最高，而当纳豆芽孢杆菌接种量超过2%时，纳豆激酶活力急剧下降.
基于此，本研究拟以鹰嘴豆为原料，从分离自市购纳豆和土壤的纳豆芽孢杆菌中各挑选一株高产纳豆激酶菌株，同时设置不同的接种量梯度，并分别采用单接种和混合接种两种方式制备鹰嘴豆纳豆，以纳豆激酶活力为响应指标，研究最佳接种量和接种体积比，以期制得具有高纳豆激酶活力的鹰嘴豆纳豆.
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 原料 鹰嘴豆，购自云南文山自治州丘北县;纳豆芽孢杆菌菌株F|2|4和S|15，分别分离自市购纳豆和土壤，现保存于郑州轻工业大学423实验室菌库(WYCCWF).
1.1.2 主要培养基与试剂 LB固体培养基和胰蛋白胨(生化试剂)，北京奥博星生物技术有限责任公司产;Folin-酚试剂(分析纯)，北京索莱宝科技有限公司產;酵母浸粉(生化试剂)，北京双旋微生物培养基制造厂产;L-酪氨酸(分析纯)，合肥博美生物科技责任有限公司产;HCl，NaCl，Na2HPO4，KH2PO4，Na2CO3，MgSO4等化学试剂(分析纯)，天津市永大化学试剂有限公司产.
1.1.3 主要仪器与设备 DH-600A型电热恒温培养箱、
101型电热鼓风干燥箱，北京中兴伟业仪器有限公司产;SW-CJ-2D型超净工作台，苏州净化设备有限公司产;DMEX30型生物显微镜，宁波舜宇仪器有限公司产;BCD-221TMBA型冰箱，青岛海尔股份有限公司产;FORMA-86C型超低温冰箱，郑州金友宁仪器有限公司产;ZWY-100H型摇床，上海智城分析仪器制造有限公司产;AE224型分析天平，北京赛多利斯天平有限公司产;TGL-16G型离心机，上海安亭科学仪器厂产;SC-15型恒温水浴锅和SCIENTZ-10N型真空冷冻干燥机，宁波新芝生物科技有限公司产;T6型紫外可见光分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司产.
1.2 实验方法
1.2.1 菌株的活化
从-80 ℃冰箱中取出筛选保存的供试纳豆芽孢杆菌菌株F|2|4和S|15甘油管，
待甘油管在室温下融化后，在超净工作台内吸取100 μL菌液，采用划线平板法均匀涂在LB平板上，于37 ℃条件下倒置培养.待菌落长出后，挑取单菌落接种于50 mL液体培养基中，于37 ℃条件下振荡培养24 h，备用.
1.2.2 鹰嘴豆纳豆的制备 鹰嘴豆纳豆的制备工艺流程为：
原料预处理→蒸煮→接种→发酵→后熟.具体制作步骤如下.
1)原料预处理：挑选颗粒饱满、大小均匀的鹰嘴豆，清水淋洗去除鹰嘴豆中的杂质，于室温下清水浸泡24 h.
2)蒸煮：将浸泡后的鹰嘴豆在0.13 MPa压力下蒸煮20 min.
3)接种：于无菌条件下按设定的接种量和接种体积比接种纳豆芽孢杆菌.接种后轻轻晃动三角瓶，使鹰嘴豆与菌液充分接触.
4)发酵：于37 ℃恒温恒湿培养箱中发酵培养24 h.
5)后熟：发酵结束后，置于4 ℃条件下后熟24 h[13]，即得鹰嘴豆纳豆.
1.2.3 单接种实验
将F|2|4和S|15两株菌的菌液分别以V(单菌株)GA6FAm(鹰嘴豆)=2%，4%，6%，8%，10%的接种量接种到灭菌蒸熟的鹰嘴豆中，采用1.2.2中的发酵条件制备鹰嘴豆纳豆，然后测定各样品纳豆激酶活力.
1.2.4 混合接种实验
将F|2|4和S|15两株菌的菌液分别以1GA6FA3，1GA6FA2，1GA6FA1，2GA6FA1，3GA6FA1 的体积比混合后，以V(混合菌株)GA6FAm(鹰嘴豆)=2%，4%，6%，8%，10%的接种量分别接种到灭菌蒸熟的鹰嘴豆中，采用1.2.2中的发酵条件制备鹰嘴豆纳豆，同时测定各样品纳豆激酶活力.
1.2.5 纳豆激酶粗酶液的制备
将发酵好的新鲜纳豆送入预冷室冷冻至-35～-40 ℃，然后进行冷冻干燥，最后用粉碎机粉碎即得含纳豆激酶的纳豆样品粉末.在每g纳豆样品粉末中加入5 mL质量分数为0.9%的生理盐水，于4 ℃条件下浸提4 h，再于4 ℃条件下 4500 r/min 离心20 min，所得上清液即为纳豆激酶粗酶液[17].
1.2.6 酪氨酸标准曲线的绘制
按照表1所示Folin-酚法试剂表依次加入Tyr标准溶液、蒸馏水和试剂A，混匀，室温放置10 min，再加入试剂B，立即混匀，室温放置30 min，以0#管作为空白对照调0，于 680 nm波长处测定其他各管OD值，然后以酪氨酸(Tyr)标准溶液质量浓度/(μg·mL-1)为横坐标，OD值为纵坐标，绘制酪氨酸标准曲线.
1.2.7 纳豆激酶粗酶液OD值的测定
参考标准SB/T 10317—1999[18]的方法，在1.5 mL离心管中加入300 μL纳豆激酶粗酶液，再加入300 μL质量分数为1%的酪蛋白溶液，混匀，40 ℃ 水浴加热10 min，再加入300 μL质量分数为10%的三氯乙酸溶液终止反应.于室温条件下4500 r/min离心10 min.取上清滤液 20 μL，用上述Folin-酚法测定680 nm波长处的纳豆激酶粗酶液OD值.
1.2.8 纳豆激酶活力计算方法
在40 ℃条件下，每g样品每min水解酪蛋白产生1 μg酪氨酸，即被定义为1个蛋白酶活力单位.样品纳豆激酶活力计算公式如下.
样品纳豆激酶活力=A10M×45N
式中：A为由样品测得的OD值，带入标准曲线得相应的酪氨酸质量/μg;10表示反应时间 10 min;M为样品质量/g;45表示从900 μL反应液中取出20 μL进行测定，即45倍;N为酶液稀释的倍数.
1.3 数据处理
使用Origin 9.1进行数据处理.
2 结果与分析
2.1 酪氨酸标准曲线的绘制与分析
图1为用Folin-酚法绘制的酪氨酸标准曲线，得到的标准曲线回归方程为y=0.056 5x+0.003，相关系数R2=0.999 1，表明两者之间线性关系良好，能够用于样品纳豆激酶活力的测定.
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篇(2)
摘要：随着社会的不断发展，人们的日常生活水平也得到了很大提升，这就导致人们对日常生活中衣食住行各方面的要求都有所提高，尤其是近几年，人们尤为关注食品安全健康问题，因此，这就对食品加工提出了更高的要求。大豆制品是人们日常饮食中必不可缺的，其为人体提供了大量优质的蛋白质，因此这就对于大豆制品的生产过程以及产品安全质量提出了要求。本文笔者将通过对大豆制品生产过程的探索和对大豆制品生产中传统发酵技术应用的研究，旨在发现传统发酵技术中存在的不足，然后针对这些不足提供一些可行性的改进和革新意见。
关键词：大豆制品;传统发酵技术;改进革新
引言：
在众多的大豆制品中，采取传统的发酵技术的主要分为四类，即豆酱、豆豉、腐乳及酱油这四大类，而在这四个品类里面，酱油因为使用的范围更加广阔，且使用时间更加长，其自身的质量安全管理是十分严苛的，具有比较完整的质量管理以及监督体系，因此，现阶段的酱油一类的产品质量安全一直都是达标的，但剩下三种因为使用的范围有限，其还没有形成较为强制的产品安全管理体系，其相关规范是不完整的，存在一定的安全隐患。
一、大豆制品传统发酵技术存在的问题
(一)安全性不足
大豆制品传统发酵技术在使用过程中是存在一定的安全隐患的，经过对大豆制品原料以及发酵过程的研究，会发现其存在安全性不足的问题，这主要体现在两个方面，一是豆制品原料自身的安全性，二则是在发酵过程中存在的安全性隐患。
大豆制品的原料主要是黄豆，对于黄豆而言，其可能会产生一种名为黄曲霉毒素的化合物，这类化合物是一种毒性很大的代谢产物，对人体的健康安全危害极为突出，黄曲霉毒素的存在会直接造成豆制品的产品质量安全不过关。对此对黄曲霉毒素的严格管控是对豆制品产品安全保障的最基础部分，但在目前的大豆制品发酵过程中，由于对黄豆原料质量的检测不到位，以及对该毒素的检测技术的不完善还是会产生一定的安全问题。
大豆制品中采用发酵技术制成的发酵豆制品，其发酵过程是很复杂的，且其发酵周期也较长，这就导致在发酵的过程中，很容易滋生出各种各样的污染，这就对于后续豆制品的质量安全造成了巨大安全隐患[1]。以豆酱的制作方法为例，豆酱就是将大量黄豆和少量其它作物，如玉米之类的混在一起加水压坯，然后包裹放置发酵，发酵多天后，取出加盐水进行混合，然后定期搅拌直至不再产生气泡即可。而在这个发酵过程中会产生大量的微生物，如毛霉、细菌、曲霉、根霉等，也是因为这些微生物的产生及其之间发生的各种化学反应才使得这些发酵豆制品的味道产生了翻天覆地的变化，但发酵中产生的微生物大部分是达不到食品安全标准的。
(二)化学性危害
大豆制品中采用传统发酵技术可以使其在发酵过程中产生众多微生物以及微生物的酶，从而加快对原料大豆的一种溶解，让人体可以快速吸收其中所蕴含的各种营养素，因此豆制品深受人們欢迎[2]。但豆制品发酵中，其氨基酸的含量一定程度上影响着产品质量。如发酵豆制品中所含氨基酸数量越高，其鲜味越高，而部分企业生产豆制品时，为扩大利益、提高鲜味，选择加入一些含氮物质来提高氨基酸的含量，这一行为是不符合食品安全管理规范的。另一方面，目前大多发酵豆制品都是采用工厂化生产，其更多关注于产品生产的数量和效率，而在生产过程中，工厂不免会使用到众多生产机械，而在这些机械中往往会含有大量重金属，例如砷和铅，这些机械在生产发酵豆制品的过程中，大多都是与产品无距离接触的，而这些重金属一经污染就很容易对整个豆制品的产品安全造成一定影响。
二、大豆制品传统发酵技术的改进和革新措施
(一)建立完善的卫生管理体系
经过对发酵豆制品的发酵过程的各方面研究，我们会发现其中存在的安全隐患很大程度上来自于其缺乏完善的卫生管理体系，对于大豆制品在发酵过程中的各个环节的质量监控并不是十分规范。因此，对大豆制品传统发酵技术的改进与革新，首先要做到的就是建立完善的卫生管理体系，要建立贯穿原料选取到最后产品制成的一体化卫生管理体系，从原料选取上，首先就应该加强把控，采用现代的各种高科技检测技术，检测原料中的各种组成要素，确保原料的安全，接着就是在豆制品发酵过程中，应对其中所包含的各个环节都加强管理，实时监控豆制品的发酵状态，确保其整个发酵过程都是符合食品卫生规范的[3]。另外，对于制作发酵豆制品的生产设备也要严格管控，确保其各项要求都符合食品卫生管理标准。最后就是对完成品的安全检测，一定要严格谨慎。
(二)加大对发酵技术的研究
从发酵豆制品的发酵过程来看，发酵豆制品存在的安全隐患还来自于发酵技术的不成熟，即在发酵过程中会产生一定的不达标的微生物，这就需要相关的生产企业加大对发酵技术的研究[4]。目前，大豆制品采用的发酵技术在由原先的自然发酵向着纯种发酵进行转变，其中的关键就是发酵剂的使用，为此，企业应该加大对发酵剂的研发力度，可以通过发酵剂的使用，加快豆制品发酵的过程，从而使其在发酵过程中不会产生大量杂菌，并且还可以通过发酵剂的使用，使发酵豆制品中各种有益微生物的利用率也进一步提高;且在发酵剂中适当添加一些特殊活性的微生物，可以使大豆制品的化学构成发生一定程度的转变，可以提高其营养品质;同时还可以加入大豆酵母，可以使发酵豆制品产生丰富的氨基酸，提高发酵豆制品的鲜味。但在使用发酵剂的时候，一定要对发酵剂的质量安全做到严格管控，确保其符合食品安全规范，要做到尽量避免传统发酵技术中存在的一些弊端[5]。除此之外，对于发酵技术的研究还可以从缩短发酵周期这一方面考虑，即利用酶制剂保温发酵技术，这一技术在发酵过程中的使用，可以加快对大豆的溶解，同时还能进一步提高发酵豆制品的营养价值，其在一定的温度和时间内可以使整个豆制品发酵周期有所减短，这就使得整个发酵过程能更加安全卫生。与此同时，还可以在发酵豆制品中添加一些酵母菌、乳酸菌，可以调整豆制品的口味，提高其营养价值。
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