响应面法优化豆粕固态发酵工艺的研究.pdf

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，２７（６）：８７～９１ 响应面法优化豆粕固态发酵工艺的研究  刘建峰　葛向阳 　梁运祥 （华中农业大学农业微生物国家重点实验室　武汉　４３００７０） 摘要　采用响应面分析法（中心组合一致精度设计，ＳＡＳ９．１．３）对影响豆粕固态发酵中蛋白质水 解的四个主要因素（料水比，加酶量，发酵时间，接种量）进行了研究，考察了各因素及其交互作用 对大豆蛋白水解度的影响。建立了影响因素与响应值（水解度）之间的回归方程，根据回归方程 寻优得出，当料水比１：１．００，加酶量２．５５％，发酵时间６５ｈ，接种量１．００％时，水解度可达１３．３％， 且比优化前提高了５６％。 关键词　响应面分析　豆粕　固态发酵工艺　水解度 中图分类号　Ｑ８１５ 　　豆粕是大豆榨油后的副产物，其蛋白质含量高达 　　乳酸杆菌（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｓｐｐ．）ＦＲ０４０１：华中农业大 ４０％～５０％，含有人体所必需的８种氨基酸，为全价蛋 学发酵工程实验室筛选 白源。虽然豆粕中蛋白质含量丰富，但生豆粕中含有 １．２　方　法 多种抗营养因子（ａｎｔｉｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌｆａｃｔｏｒｓ，ＡＮＦ），主要包 １．２．１　分析方法　 ? ［１］ 括大豆抗原蛋白（致敏因子）、胰蛋白酶抑制剂等 ， 　　豆粕中粗蛋白含量的测定：ＧＢ／Ｔ６４３２９４饲料中 这些抗营养因子阻碍营养成分的消化、吸收和利用，并 粗蛋白测定方法 对动物的生长发育和健康造成不良影响。通过对豆粕 　　蛋白酶酶活力的测定：ＳＢ／Ｔ１０３１７１９９９蛋白酶活 进行发酵酶解，使大分子蛋白被切成数段的小分子，即 力测定法 成为大豆多肽，使豆粕中的绝大多数抗营养因子被破 　　 葡聚糖酶活力的测定：ＮＹＴ９１１２００４饲料添加 β ［２］ 坏，从而提高豆粕的消化、吸收和利用率 。 剂。 　　以复合酶为主要酶和乳酸杆菌为发酵菌种，通过 　　 葡聚糖酶活力的测定分光光度法乳酸杆菌的计 β 单因素试验，发现料水比、加酶量、发酵时间和接种量 数方法：ＧＢ／Ｔ４７８９．０２２００３食品卫生微生物学检验 菌 对水解度的影响比较大。因此以上述四因素为自变 落总数测定 量，以水解度为响应值，采用响应面分析法，对工艺进 　　水解度的测定：甲醛滴定法［３］ 行优化，以期获得最佳的工艺参数，从而为控制水解度 　　水解度的定义为在水解过程中打开的肽键占蛋白 提供参考。 质肽键总数的百分比。具体测定方法如下：称取２．０００ｇ 发酵样品，加入６０ｍｌ水，用２％ＮａＯＨ调整ｐＨ到７．５～ １　材料和方法 ８．０，振荡 ３０ｍｉｎ，过滤，取滤液 ３０ｍｌ，用 ０．１ｍｏｌ／Ｌ的 １．１　材　料 ＮａＯＨ溶液滴定到ｐＨ＝８．２，加入 １０ｍｌ３７％的甲醛溶 　　豆粕：东海粮油工业（张家港）有限公司 液（所用甲醛溶液先用 ０．１ｍｏｌ／Ｌ的 ＮａＯＨ滴定到 　　复合酶ＦＭ０４０１：华中农业大学发酵工程实验室研 ｐＨ８．２），再用０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ滴定到ｐＨ８．２。记录 制