胶红酵母产类胡萝卜素固态发酵工艺

• 作者: 唐志如 孙佳静 孙志洪 张相鑫 李貌 陈进超
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 胶红酵母 固态发酵 类胡萝卜素 发酵底物 发酵条件
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 食品科学与工程
• 页码范围: 1982-1994
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.017

摘要

[目的]优化胶红酵母固态发酵底物与发酵条件,提高类胡萝卜素产量,改善发酵产物营养价值,降低生产成本.[方法]选用胶红酵母TZR2014作为发酵菌种,采用Design-Expert软件的Mixture-Design设计固态发酵底物的配比,各底物原料的范围如下:麸皮50％-80％、豆粕6％-20％、玉米粉3％-15％、米糠2％-14％、玉米浆2％-10％、硫酸铵0.4％-2.5％、磷酸二氢钾0.05％-0.5％和硫酸镁0.03％-0.3％,通过固态发酵工艺生产类胡萝卜素,并根据类胡萝卜素的产量来确定最优的发酵底物.确定最适发酵底物配比后,利用L16(45)正交设计对发酵条件进行优化设计,各参数的范围如下:接种量5.0％-12.5％、发酵时间60.0-96.0 h、发酵温度26-32℃、pH4.0-7.0、含水量60.0％-75.0％,根据试验结果确定胶红酵母产类胡萝卜素的最优发酵条件.研究优化的胶红酵母固态发酵工艺对发酵产物粗纤维、粗蛋白质、水分、粗脂肪、粗灰分、钙、磷和氨基酸等营养物质的影响.[结果]胶红酵母发酵产物中类胡萝卜素含量与固态发酵底物中麦麸的添加量呈显著负相关(r=-0.336,P=0.045),与发酵底物中玉米浆的添加量呈显著正相关(r=0.344,P=0.040),与发酵底物中米糠添加量为正相关(r=0.329,P=0.050).发酵产物中胶红酵母活菌数与底物中豆粕含量呈显著正相关(产0.510,P=0.001).接种量、发酵温度、pH、底物含水量对胶红酵母活菌数均有极显著的影响(P＜0.01),但其中发酵温度对胶红酵母菌体数影响最大,其次是底物含水量,之后依次是接种量和pH.发酵时间、发酵温度和pH均显著影响发酵产物中类胡萝卜素含量(P＜0.05),其中发酵温度对发酵产物中类胡萝卜素含量影响最大,pH次之,发酵时间影响最小.经过发酵工艺的优化,发酵产物中类胡萝卜素产量提高到4 535μg·kg-1,发酵产物中的活菌数为3.79×109 CFU/g;发酵后粗纤维、粗蛋白质、粗灰分、苏氨酸、谷氨酸、脯氨酸含量均显著高于发酵前(P＜ 0.05),而组氨酸、水分、粗脂肪含量显著低于发酵前(P＜ 0.05).[结论]胶红酵母固态发酵产类胡萝卜素底物的最佳配比为麦麸52.5％、豆粕20.0％、玉米粉3.00％、米糠14.0％、玉米浆10.0％、硫酸铵0.40％、磷酸二氢钾0.05％和硫酸镁0.04％;最佳发酵条件为菌液接种量5.0％、发酵时间72.0h、发酵温度28.0℃、pH6.0、底物含水量60.0％.经过优化胶红酵母发酵工艺,类胡萝卜素产量得到显著提高,并且发酵产物营养价值得到明显改善.