藜麥和藍靛果酵母菌株篩選、培養、計數及混菌液態發酵工藝優化(三)
2.結果與分析
2.1酵母菌篩選
2.1.1不同酵母菌發酵過程中對復合發酵液的SOD活力和活菌數的影響
由圖1A、圖1B可知,發酵16 h時,S3菌株發酵的復合發酵液SOD活力和活菌數均達最大值(122.728 mg/mL,2.933×106 CFU/mL)。縱觀S3、S4酵母菌發酵整個過程,藜麥-藍靛果復合發酵液的SOD活性與活菌數正相關,發酵16 h時,S3酵母菌的SOD活力和活菌數顯著(P<0.05)高于S1、S2、S4,這與陳秋慧等研究的酵母菌菌種對刺梨果渣酵素SOD活力及酵母菌活菌數的影響結果一致。SOD活力和活菌數的變化可能是因為發酵基質中的營養物質消耗量隨著發酵時間的延長而增加,后期營養物質不充分,酵母菌繁殖速度下降,導致SOD酶活力和酵母菌活菌數下降。故選擇S3作為復合發酵液的最佳酵母菌種,確定發酵16 h進行后續研究。
圖1不同酵母菌發酵過程中復合發酵液的SOD活力和活菌數變化
注:大寫字母代表發酵16 h的組間差異性(P<0.05),小寫字母代表組內差異性(P<0.05)。
2.1.2不同酵母菌接種量對復合發酵液SOD活力和活菌數的影響
由圖2可知,當接種量為0.30%時,藜麥-藍靛果復合發酵液的SOD活力和活菌數分別達到最大值,為145.062 U/mL和6.533×106 CFU/mL,接種量的大小直接影響著酵母菌的生長繁殖速度,接種量過大,發酵初期代謝迅速,引起發酵液中溶氧不足,菌絲體提前衰老,影響酵母菌代謝產物合成;接種量過小,酵母菌生長代謝緩慢,培養時間延長,代謝產物合成緩慢或降低,從而降低了產品的質量,因此確定接種S3發酵的接種量為0.30%。
圖2不同酵母菌接種量和復合清汁裝瓶量對復合發酵液SOD活力和活菌數的影響
注:大寫字母代表SOD的組內差異性(P<0.05),小寫字母代表活菌數的組內差異性(P<0.05);圖3同。
2.1.3不同復合發酵液裝瓶量對SOD活力和活菌數的影響
酵母菌是發酵過程中分有氧發酵和無氧發酵兩個階段的需氧型菌種,體系含氧量對產酶能力影響較大。由圖3可知,藜麥-藍靛果復合發酵液中活菌數隨裝瓶量的增加顯著(P<0.05)降低,而SOD活力隨裝瓶量的增加呈先升后降的趨勢,在裝瓶量為40 mL時達到最高值為139.741 U/mL,這與王迪等研究的不同裝瓶量的蕓豆酵素SOD活力變化趨勢一致。隨裝瓶量的增加,體系中氧氣含量的減少抑制了酵母菌的生長,從而導致復合發酵液中SOD活力和活菌數均下降。故降低裝瓶量有利于酵母菌產酶,故最終確定復合清汁裝瓶量為40 mL/100 mL。
圖3不同復合清汁裝瓶量對復合發酵液SOD活力和活菌數的影響
2.2乳酸菌篩選
2.2.1不同乳酸菌生長曲線及產酸性能的測定
乳酸菌的發酵性能可通過比較菌株的生長速率和產酸量來體現。由圖4A可知,四種乳酸菌均在4 h后進入對數增長期,L1和L2在16 h后進入穩定期,L3和L4在8 h后進入穩定期,L1和L2達到穩定期的吸光度值較大,即細胞數較多,且L1和L2的對數期比L3和L4的對數期更長。由圖4B可知,隨著發酵時間的延長,四種乳酸菌的pH整體呈下降趨勢,乳酸菌生長繁殖產生的有機酸會導致發酵體系pH降低,從而抑制腐敗菌的生長,其中L1和L2進入穩定期后的pH較低,因此L1和L2的產酸能力較強,故可判斷L1和L2發酵能力較強。
圖4四種乳酸菌的生長曲線及產酸性能
2.2.2不同乳酸菌發酵過程中對復合發酵液活菌數和SOD活力的影響
由圖5A和圖5B可知,隨著發酵時間的增加,接種不同菌株的發酵液活菌數和SOD活力產生了不同變化。L1、L2、L4發酵的藜麥-藍靛果復合發酵液活菌數均在24 h達到最大,分別為28.300×108、19.160×108、18.100×108 CFU/mL,L3活菌數在16 h時達最大。L2、L3在24 h時SOD活力最強,L1在32 h時SOD活力最強,L4在8 h時SOD活力最強,L1、L3、L4的SOD活力最大值前后時間點的差異不顯著(P<0.05)。綜上,以乳酸菌活菌數為主要參考指標,確定接種L1、L2、L4的藜麥-藍靛果復合清汁最優發酵時間為24 h,接種L3的藜麥-藍靛果復合清汁最優發酵時間為16 h。
圖5不同乳酸菌發酵過程中復合發酵液的活菌數和SOD活力變化
注:小寫字母代表組內差異性(P<0.05);圖6同。