發(fā)酵因素對提高染料木苷含量的影響

吳淑清，吳 瓊

(長春大學 a.食品科學與工程系;b.農產品加工重點實驗室，長春 130022)

發(fā)酵因素對提高染料木苷含量的影響

吳淑清a，吳 瓊b

(長春大學 a.食品科學與工程系;b.農產品加工重點實驗室，長春 130022)

本研究以大豆?jié)饪s蛋白的副產物“廢糖蜜”為原料，使用“安琪白酒王”酵母發(fā)酵，消耗廢糖蜜中的單雙糖來提高染料木苷的含量，并考察廢糖蜜溶液濃度、pH值、酵母用量對提高染料木苷含量的影響。結果表明，廢糖蜜溶液濃度為10%、pH值為5.0、酵母用量大于5%時染料木苷含量分別為最高，為進一步研究提供理論依據(jù)。

廢糖蜜;發(fā)酵;染料木苷

從20世紀80年代起，很多研究報道以及動物實驗表明，染料木苷(Genistin，大豆異黃酮的主要功效成分)具有弱雌激素活性、抗氧化活性、抗溶血活性和抗真菌活性，能有效預防和抑制白血病、骨質疏松、胃癌、乳腺癌和前列腺癌等多種疾病的發(fā)生，尤其是對乳腺癌和前列腺癌有積極的預防和治療作用。自然界中染料木苷資源十分有限，大豆是唯一含有染料木苷且含量在營養(yǎng)學上有意義的食物資源［1］。

廢糖蜜是醇法大豆?jié)饪s蛋白加工過程必然產生的伴生副產物。是脫脂豆粕乙醇萃取液經濃縮后形成的一種棕色黏稠的漿狀物，總糖量高達78%。廢糖蜜經脫脂、脫蛋白、脫色、脫鹽等提純處理后所得的產品中，作為功能性成分的染料木苷、低聚糖含量偏低，多糖和單糖卻很高，使其應用大受影響。利用微生物發(fā)酵法，選擇合適的菌種將廢糖蜜中的雙糖和單糖去除掉，不僅提高了染料木苷的純度，還可以制備功能性大豆低聚糖，同時通過其中糖源發(fā)酵得到乙醇，將乙醇回補到醇法大豆?jié)饪s蛋白生產中，實現(xiàn)資源循環(huán)利用［2］。在此，筆者首先通過對廢糖蜜發(fā)酵來提高染料木苷含量的工藝條件進行了初步研究，為以后深度研究打下了堅實的基石。

1 材料與方法

1.1 試劑及酵母

廢糖蜜(長春吉科生物技術有限公司提供);染料木苷標準樣品(北京普博斯生物科技有限公司)純度≥98.0%;95%乙醇(長春紫金生物試劑有限公司);酵母:安琪白酒王(安琪酵母股份有限公司購于長春市于氏食品添加劑有限公司)。

1.2 儀器與設備

恒溫培養(yǎng)振蕩器(型號:ZHWY-2102C 上海智城分析儀器制造有限公司);UV-2550紫外可見分光光度計(型號:2550 日本島津公司);雷磁pHs-3C pH計(型號:E-201C 上海精密科學儀器有限公司);低速離心機(型號:LD4-2A 北京京立離心機有限公司);高壓蒸汽滅菌鍋、摩爾超純水儀等。

1.3 廢糖蜜發(fā)酵的工藝流程［3］

1.4 測定方法

本研究采用三波長紫外分光光度法測定廢糖蜜中染料木苷的濃度。首先確定標準曲線，取染料木苷標準樣品10mg溶解于95%乙醇中，定容至100mL。分別取3，6，9，12和15mL容量瓶中，定容。用UV-2550紫外可見分光光度計測定三個波長的吸光度A240、A260、A280，計算△A=A260－(A240+A280)/2。以染料木苷的濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，用Excel軟件處理，得回歸標準曲線，既而得到其函數(shù)關系式。按上述方法依次取發(fā)酵、離心后樣品的上清液2mL用乙醇定容至25mL，搖勻后測出吸光度，代入關系式，從而得出染料木苷的濃度［4］。通過計算得到其含量值。

1.5 實驗方法

本實驗通過設置三個變量進行試驗研究，即分別以廢糖蜜溶液濃度、pH值、酵母用量為變量，利用發(fā)酵法消耗廢糖蜜中可發(fā)酵的糖類成分，其利用率達96%［5］，從而提高染料木苷的含量。具體步驟如下:

(1)廢糖蜜溶液的濃度對染料木苷含量的影響。分別稱取5.0g、10g、15g、20g、25g的廢糖蜜，加入蒸餾水配制其濃度為5%、10%、15%、20%、25%的廢糖蜜均勻的水溶液各100mL，將pH值調節(jié)為5.0后送入殺菌鍋，采用上述“高壓蒸汽滅菌法”滅菌15min。待滅菌后溫度降至30℃，在無菌條件下加入“安琪白酒王”酵母粉，放入恒溫培養(yǎng)振蕩器采用下述條件發(fā)酵，見表3。

表3 以廢糖蜜為變量的發(fā)酵條件

(2)廢糖蜜溶液的pH值對染料木苷含量的影響。配制濃度為10%的廢糖蜜溶液各100mL，用pH計測定并滴定，將 pH 值調節(jié)分別為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 后滅菌 15min。待滅菌后溫度降至 30℃，在無菌條件下進行添加“安琪白酒王”酵母粉，放入恒溫培養(yǎng)振蕩器采用下述條件發(fā)酵，見表4。

表4 以pH值為變量的發(fā)酵條件

(3)酵母用量對染料木苷含量的影響。配制濃度為10%的廢糖蜜水溶液各100mL，用pH計測定并滴定為5.0后送入殺菌鍋滅菌15min。待滅菌后溫度降至30℃，在無菌條件下加入1%、3%、5%、7%、9%的“安琪白酒王”酵母粉，放入恒溫培養(yǎng)振蕩器在下述條件下發(fā)酵。具體發(fā)酵條件見表5。

表5 以酵母用量為變量的發(fā)酵條件

2 結果與分析

2.1 標準曲線的制作

用UV-2550紫外可見分光光度計分別在240、260、280 nm處測定不同濃度標準溶液的吸光度A240、A260、A280，計算吸光度△A。以吸光度△A為縱坐標，染料木苷濃度為橫坐標，繪制標準曲線，檢測濃度為6mg/L。得到關系式，見圖1。

圖1 標準曲線的制作

2.2 廢糖蜜溶液濃度對染料木苷含量的影響

利用1.4中的方法，分別測定樣品的吸光度各3次，計算△A，代入y=0.0389x－0.002得到染料木苷濃度，進而計算出染料木苷的含量。考察廢糖蜜溶液濃度對染料木苷含量的影響，結果如圖2所示。

圖2 廢糖蜜溶液濃度對染料木苷含量的影響

由圖2可見，染料木苷含量在廢糖蜜溶液濃度為10%時為最高，隨著廢糖蜜溶液的濃度增大，染料木苷含量呈下降的趨勢，這是由于料液的滲透壓增加影響了酵母的生長，使糖源消耗減少。因此，只有稀釋至合適的濃度才能更好的發(fā)酵。通過實驗可知，廢糖蜜溶液濃度10%為宜。

2.3 廢糖蜜溶液pH值對染料木苷含量的影響

不同pH值的廢糖蜜溶液對染料木苷含量的影響研究，參照2.2得出染料木苷的含量，其與廢糖蜜溶液pH值的關系如圖3所示。

由圖3可見，5個樣品中隨著廢糖蜜溶液的pH值的變化，染料木苷含量也隨著變化，pH值在5.0時為最佳。同時也說明了該酵母在pH值為5.0時最適宜生長。

圖3 廢糖蜜溶液pH值對染料木苷含量的影響

2.4 酵母用量對染料木苷含量的影響

酵母用量對染料木苷含量的影響研究，參照2.2得出酵母用量與染料木苷含量的關系如圖4所示。

由圖4所見，5個樣品中隨著酵母用量的增加染料木苷含量也隨之增大，在酵母用量大于5%時曲線較平緩，發(fā)酵效果較好。這是由于酵母用量加大時，對廢糖蜜中的可利用糖消耗加大，分母變小，則染料木苷含量也隨之提高。

圖4 酵母用量對染料木苷含量的影響

3 結語

以廢糖蜜為原料，利用“安琪白酒王”酵母發(fā)酵去除糖蜜中的雙糖和單糖來提高染料木苷的含量實驗中，通過對廢糖蜜溶液濃度、pH值、酵母用量等單因素影響的試驗研究，得出廢糖蜜溶液濃度為10%、pH值為5.0、酵母用量為5%時，染料木苷含量分別為最高。這為以后做進一步研究給出理論依據(jù)和打下基礎。

在此只是做了初步研究，還有許多問題，如發(fā)酵時間、復合營養(yǎng)鹽的添加、低聚糖的消耗、最佳工藝條件等等，有待于繼續(xù)探討和試驗。

［1］Han K K，Soares J M，Haidar M A，et al.Benefits of Soy lsoflavone Therapeutic Regimen on Menopausal Symptoms［J］.Obstet Gynecol，2002，99(3):389－394.

［2］劉玉蘭，田原，鮑丹青.廢糖蜜發(fā)酵制備功能性大豆低聚糖的研究［J］.河南工業(yè)大學學報，2010(4):1－5.

［3］李榮和，姜浩奎主編.大豆深加工技術［M］.北京:中國輕工業(yè)出版社，2010(9):96－98.

［4］魏福華，張永忠，井樂剛，等.紫外分光光度法測定大豆中大豆異黃酮［J］.理化檢驗－化學分冊，2006，42(6):461－463.

［5］崔元峰，田娟娟，白志明.廢糖蜜制備酒精工藝的研究［J］.中國油脂，2008(12):61－64.

Effects of Fermentation Factors on the Content of Genistin

WU Shu-qinga，WU Qiongb

(a.Department of Food Science and Engineering;b.Key Laboratory of Agricultural Products Processing，Changchun University，Changchun 130022，China;)

This study employs“waste molasses”，the by-product of soy concentrated protein as raw material，ferments waste molasses by“Angel distiller yeast”to improve the content of genistin by consuming monosaccharide and disaccharide in waste molasses.It also investigates the concentration，the pH of waste molasses，and the effect of the amount of yeast on the content of genistin.The results show that the concentration of the waste molasses is 10%，the pH value is 5.0，the content of genistin reaches the highest when the yeast is more than 5%，which provides a theoretical basis for further research.

waste molasses;fermentation;genistin

Q815

A

1009－3907(2012)06－0701－03

2011-12-27

吉林省教育廳“十一五”科學技術研究項目(吉教科合字2010第446號)

吳淑清(1969-)，女，吉林敦化人，副教授，碩士，主要從事食品營養(yǎng)及生物學方面的教學與研究。

責任編輯:劉 琳