豆腐柴葉發酵工藝的研究

◎ 趙宏偉

（合肥膳之纖生物科技有限公司，安徽 合肥 230001）

豆腐柴，馬鞭草科豆腐柴屬多年生落葉灌木，豆腐柴葉中含有多種營養成分，尤其富含膳食纖維，是一種優良的藥食兼用植物資源，“樹葉豆腐”就是以豆腐柴葉為主要原料制作的一種地方傳統食品。雖然豆腐柴在我國分布廣泛，資源豐富，但是開發利用程度較低[1-5]。本文采用酵母菌為發酵菌種對豆腐柴葉進行發酵處理，通過發酵將酵母菌菌體與豆腐柴葉膳食纖維相結合，發酵產物兼具酵素和膳食纖維2類產品的特點，不僅提高了豆腐柴葉原料的營養價值，而且可以擴大豆腐柴葉的應用領域，為豆腐柴資源的開發利用提供新的思路。

本文以豆腐柴葉為研究對象，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量為評價指標，采用單因素和正交試驗，研究發酵溫度、發酵時間、體系pH值、酵母菌接種量等不同因素對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響，建立豆腐柴葉酵母發酵的優化工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豆腐柴葉采摘自合肥膳之纖生物科技有限公司種植基地；酵母菌采購于安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設備

電子天平（南京昕儀生物科技有限公司）；恒溫培養箱（南通嘉程儀器有限公司）；滅菌鍋（上海爾迪儀器科技有限公司）；超凈工作臺（蘇州凈化設備有限公司）；顯微鏡（上海無陌光學儀器有限公司）；pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司）；血球計數板[賽默飛世爾科技（中國）有限公司]；分光光度計（上海佑科儀器儀表有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 豆腐柴葉酵母菌發酵單因素試驗

（1）最適發酵溫度確定。在發酵時間16 h，體系pH值3.5，酵母菌接種量0.15%的條件下，測定不同發酵溫度對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響，確定豆腐柴葉酵母菌發酵的最適發酵溫度范圍。

（2）最適體系pH值確定。在發酵溫度30 ℃，發酵時間16 h，酵母菌接種量0.15%的條件下，測定不同體系pH值對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響，確定豆腐柴葉酵母菌發酵的最適體系pH值范圍。

（3）最適接種量確定。在發酵溫度30 ℃，發酵時間16 h，體系pH值3.5的條件下，測定不同接種量對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響，確定豆腐柴葉酵母菌發酵的最適接種量范圍。

（4）最適發酵時間確定。在發酵溫度30 ℃，體系pH值3.5，酵母菌接種量0.15%的條件下，測定不同發酵時間對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響，確定豆腐柴葉酵母菌發酵的最適發酵時間范圍。

1.3.2 豆腐柴葉酵母菌發酵正交試驗

在單因素試驗結果的基礎上，以發酵溫度、發酵時間、體系pH值和接種量為主要影響因素，以豆發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量為評價指標，采用L9(34)正交試驗，研究豆腐柴葉酵母菌發酵的優化工藝。豆腐柴葉酵母菌發酵正交試驗因素水平表見表1。

表1 L9(34)豆腐柴葉酵母菌發酵正交試驗因素水平表

1.3.3 評價指標測定方法

發酵液中可溶性糖含量通過苯酚-硫酸法測定[6]。發酵液中酵母菌數量通過血球計數板計數測定。

2 結果與分析

2.1 豆腐柴葉酵母菌發酵單因素試驗結果

2.1.1 發酵溫度對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響

試驗結果表明，發酵溫度低于25 ℃時，隨著溫度的升高，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量逐漸提高；發酵溫度超過25 ℃后，隨著溫度的升高，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量逐漸降低，豆腐柴葉酵母菌發酵的最適溫度在25 ℃左右，見圖1。

圖1 發酵溫度對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響圖

2.1.2 體系pH值對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響

試驗結果表明，體系pH值低于4.0時，隨著pH值的增加，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量逐漸提高，體系pH值超過4.0后，隨著pH值的增加，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量逐漸降低，豆腐柴葉酵母菌發酵的最適體系pH值在4.0左右，見圖2。

圖2 體系pH值對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響圖

2.1.3 接種量對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響

試驗結果表明，隨著酵母菌接種量的增加，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量逐漸提高，當接種量達到0.15%時，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量達到峰值，當接種量超過0.15%，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量基本保持不變，結合生產成本控制因素，確定酵母菌的最適接種量在0.15%左右，見圖3。

圖3 接種量對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響圖

2.1.4 發酵時間對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響

試驗結果表明，隨著發酵時間的延長，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量逐漸提高，當發酵時間達到16 h時，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量達到峰值，再繼續延長發酵時間，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量基本保持不變，結合生產成本控制因素，確定豆腐柴葉酵母菌發酵的最適發酵時間在16 h左右，見圖4。

圖4 發酵時間對發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量的影響圖

2.2 豆腐柴葉酵母菌發酵正交試驗結果

發酵液中酵母菌數量指標正交試驗結果見表2。各因素對發酵液中酵母菌數量影響的主次順序為A＞B＞D＞C，發酵液中酵母菌數量的因素優選組合為A3B1C1D3。發酵液中可溶性糖含量指標正交試驗結果表明，各因素對發酵液中可溶性糖含量影響的主次順序為A＞B＞C＞D，發酵液中可溶性糖含量的因素優選組合為A3B1C1D2。由于發酵液中可溶性糖含量指標權重大于發酵液中酵母菌數量指標，再結合生產成本控制因素，確定D因素的優選水平為D2，最終確定豆腐柴葉酵母菌發酵的優選工藝參數為發酵溫度30 ℃，發酵時間16 h，體系pH值3.5，接種量0.15%。

表2 L9(34)豆腐柴葉酵母菌發酵正交試驗結果分析表

由于優選工藝的參數組合在表2中沒有出現，需要試驗驗證。驗證試驗結果表明，在發酵溫度30 ℃、發酵時間16 h、體系pH值3.5、接種量0.15%條件下，發酵液中酵母菌數量為12.87×108CFU·mL-1，可溶性糖含量為2.79 g·L-1，優于其他組合。

3 結論

本文以豆腐柴葉為原料，發酵液中酵母菌數量和可溶性糖含量為評價指標，采用酵母菌對豆腐柴葉進行發酵，研究豆腐柴葉的酵母菌發酵工藝。通過對發酵溫度、發酵時間、體系pH值和接種量等主要影響因素進行優化，得到豆腐柴葉酵母菌發酵的優化工藝，即發酵溫度30 ℃，發酵時間16 h，體系pH值3.5，接種量0.15%。酵母菌發酵處理不僅可以提高豆腐柴葉中可溶性膳食纖維的含量，而且將酵母菌菌體與豆腐柴葉膳食纖維相結合，經酵母菌發酵后的豆腐柴葉原料兼具酵素和膳食纖維2類產品的特點，發酵產物經濃縮干燥可制得豆腐柴葉發酵固體飲料產品。