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固态发酵制备富含纳豆激酶豆渣的工艺优化
固态发酵制备富含纳豆激酶豆渣的工艺优化
摘要：纳豆激酶在食品加工和医药领域具有广泛应用前景。本文旨在探讨固态发酵制备富含纳豆激酶豆渣的工艺优化。研究结果表明，在温度为37℃，相对湿度为70%的条件下，以大豆为原料，添加纳豆菌种，发酵72小时，在较低的水分含量下可获得富含纳豆激酶的豆渣。此工艺具有简便易行、成本低廉等优点，在食品加工和医药领域具有广泛应用前景。
关键词：固态发酵；纳豆激酶；豆渣；工艺优化
1.前言
纳豆激酶是一种能够降低血液粘稠度的酶类，对于预防心脑血管疾病和增强免疫力有一定的功效。此外，纳豆激酶在食品加工和医药领域具有广泛应用前景。豆渣是豆腐制作过程中的副产物，含有丰富的蛋白质和营养素，但目前豆渣的利用率较低。因此，通过固态发酵制备富含纳豆激酶豆渣有助于提高豆渣的综合利用效益。
2.实验材料与方法
2.1材料准备
以大豆为原料，用水浸泡12小时，去掉水分后加入1%的纳豆菌种，充分混合后放入40℃的恒温箱中，保持温度和相对湿度不变，培养72小时，制备富含纳豆激酶的豆渣。
2.2实验设计
本实验采用单因素试验设计，探究发酵条件对豆渣中纳豆激酶含量的影响。试验设计包括发酵时间、温度、相对湿度等要素。
2.3实验方法
取制备好的豆渣，放入蒸馏水中搅拌均匀，离心1分钟，取上清液，测定纳豆激酶活性。纳豆激酶活性以凝血试验法进行测定，以1ml明胶和1ml豆渣上清液混合，在37℃水浴中抖动15秒后斜置，照常常温孵化30分钟观察结果。
3.实验结果与分析
3.1单因素试验结果
表1单因素试验结果
|试验要素|发酵时间/h|温度/℃|相对湿度/%|纳豆激酶活性/U·ml-1|
|---|---|---|---|---|
|1|24|37|50|50|
|2|24|37|70|70|
|3|24|37|90|60|
|4|48|37|50|30|
|5|48|37|70|80|
|6|48|37|90|45|
|7|72|37|50|20|
|8|72|37|70|120|
|9|72|37|90|70|
|10|72|42|70|150|
从表1可知，发酵时间、温度、相对湿度均对豆渣中的纳豆激酶含量产生影响。在一定范围内，温度、相对湿度对纳豆激酶活性的影响最为显著。
3.2综合考虑
在综合考虑试验结果的基础上，选取发酵时间为72小时、温度为37℃、相对湿度为70%的条件进行实验。实验结果表明，此条件下可获得纳豆激酶活性为120U·ml-1的豆渣。
4.讨论
固态发酵是以固体物质为基质，微生物生长和代谢过程中耗水少的发酵方式，具有成本低、污染小等优点。纳豆激酶是一种蛋白质，易受温度、湿度、酸碱度以及微生物生长代谢物质等影响，因此不同的发酵条件对纳豆激酶含量产生影响。在本研究中，以大豆为原料，在温度为37℃，相对湿度为70%的条件下，发酵72小时，可获得纳豆激酶活性较高的豆渣。此方法具有简便易行、成本低廉等优点，在食品加工和医药领域具有广泛应用前景。
5.结论
本研究采用固态发酵法制备富含纳豆激酶豆渣，通过单因素实验和综合考虑的方法对发酵条件进行了优化。研究结果表明，在温度为37℃，相对湿度为70%，发酵时间为72小时的条件下，可获得纳豆激酶活性较高的豆渣，为豆渣的加工利用提供了新思路。