1、2023 年第 1 期摘要：采用枯草芽孢杆菌发酵花生饼粕，研究添加小麦麸皮对氨基态氮生成的影响。结果表明，适量添加小麦麸皮有助于促进枯草芽孢菌的增殖，提高纤维素酶和中性蛋白酶的活性，有助于将花生饼粕中的蛋白质降解生成更多的氨基态氮。发酵 180 g 花生饼粕，最适宜的麸皮添加量为 20 g。可为食品加工业副产物花生饼粕和小麦麸皮开发成高值化的调味品等产品提供一定的参考。关键词：花生饼粕；小麦麸皮；枯草芽孢杆菌；氨基态氮中图分类号：TS264.2文献标志码：Adoi：10.16693/ki.1671-9646（X）.2023.01.002Effect of Wheat Bran on Ferme
2、ntation of Peanut Meal by Bacillus subtilisYU Youwei1，YAN Kejing1，TAO Weihong1，ZHAO Xuezhu1，CUI Yubo1，ZHANG Shaoying1，GE Weifeng2，REN Yulin3（1.Food Science College，Shanxi Normal University，Linfen，Shanxi 041004，China；2.Qingdao Jiahe Weizhenyuan FoodCo.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266731，China；3.Shanxi Zhon
3、gyi Agricultural Science and Technology Co.，Ltd.，Linfen，Shanxi 041699，China）Abstract：In this experiment，the effect of adding wheat bran on amino nitrogen quantity was studied during the fermentationprocess of peanut meal by Bacillus subtilis.The results showed that proper addition of wheat bran coul
4、d promote the prolifera-tion of Bacillus subtilis，improve the activities of cellulase and neutral protease;contribute to the degradation of protein inpeanut meal to produce more amino nitrogen.180 grams of peanut meal was fermented，and the optimal amount of bran was20 grams.Peanut meal and wheat bra
5、n are by-products of food industry，and this study might provide certain reference fordeveloping those by-products as high value condiments.Key words：peanut meal；wheat bran；Bacillus subtilis；amino nitrogen小麦麸皮对枯草芽孢杆菌发酵花生饼粕的影响于有伟1，闫可婧1，陶玮红1，赵雪竹1，崔雨博1，张少颖1，葛巍峰2，任玉林3（1.山西师范大学 食品科学学院，山西 临汾041004；2.青岛佳禾味真
6、源食品有限公司，山东 青岛266731；3.山西众一农业科技股份有限公司，山西 临汾041699）收稿日期：2022-02-17基金项目：山西省研究生教育教学改革课题（2021YJJG144）；山西省高等学校教学改革创新项目（J2021274）。作者简介：于有伟（1977），男，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为果蔬加工与贮藏保鲜。花生饼粕是花生仁榨油后的副产物，形状通常为小块或粉状，淡褐色，有轻微的花生香味1。花生饼粕具有丰富的营养价值，它的蛋白质含有多种氨基酸，其中谷氨酸、天冬氨酸含量较高。花生饼粕蛋白与动物蛋白相近，且不含有胆固醇，具有很高的消化性，可用于生产酱油等调味品的原料2。小麦
7、麸皮是指小麦经过研磨和筛理工序加工成面粉的过程中，除去打碎入粉的胚乳后剩下的物料，占小麦籽粒质量的 1415%，而且富含膳食纤维、低聚糖、蛋白质、植酸，同时还含有一系列的天然抗氧化剂3。枯草芽孢杆菌属于益生菌，菌体自身能够合成蛋白酶、纤维素酶等酶类4。试验选用枯草芽孢杆菌作为发酵剂，花生饼粕经适度发酵后，所含的蛋白质分解成氨基酸和小肽类等物质。为了提高蛋白质的降解效果，添加适量的小麦麸皮。研究可为食品加工业副产物花生饼粕和小麦麸皮开发成高值化的调味品等产品提供一定的参考。1材料与方法1.1材料和试剂花生饼粕，青岛佳禾味真源食品有限公司提供；小麦麸皮，山西众一农业科技股份有限公司提供；枯草芽孢杆
8、菌（Bio-52746），北京百欧博伟生物技术有限公司提供；福林酚试剂，上海源叶生物科技有限公司提供；3,5-二硝基水杨酸、磷酸二氢钠、氢氧化钠、磷酸氢二钠、酒石酸钾钠、苯酚、羧甲基纤维素钠等，均为分析纯，天津市光复科技发展有限公司提供；其他试剂由上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供。1.2仪器与设备752N 型紫外可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司产品；SHZ-B 型水浴恒温振荡器，上海博文章编号：1671-9646（2023）01a-0005-04第 1 期（总第 567 期）农产品加工No.12023 年 1 月Farm Products ProcessingJan.农产品加工202
9、3 年第 1 期讯医疗生物仪器股份有限公司产品；LS-50HD 型立式压力蒸汽灭菌锅，江苏滨江医疗设备有限公司产品。1.3样品处理1.3.1枯草芽孢杆菌发酵花生饼粕的过程将花生饼粕粉碎添加一定量的麸皮采用121 灭菌 20 min随后冷却接种进行发酵。1.3.2菌种活化过程首先配制营养肉汤种子培养基，50 mL 营养肉汤装于250 mL 三角瓶中，然后包扎封口，于 121，0.1 MPa 条件下灭菌 20 min。将在 37 下斜面培养24 h 的枯草芽孢杆菌接入冷却后的培养基。随后在水浴恒温振荡器上以转速 200 r/min，温度 30 条件下培养 20 h。1.3.3花生饼粕的固态发酵培养
10、过程取在 5 个 500 mL 的三角瓶，分别加入粉碎后的花生饼粕 180 g，再分别加入 0，10，20，30，40 g的小麦麸皮，料水比 11（gmL），121 条件下，灭菌 20 min，冷却至 35 左右进行接种发酵培养。1.4指标测定方法1.4.1枯草芽孢杆菌计数方法采用细菌涂片计数法计算发酵过程中枯草芽孢杆菌的数量5。1.4.2中性蛋白酶活性测定参照李洪康等人6的方法测定中性蛋白酶的活性。上清液（粗酶液）的制备：称取充分研磨的发酵物 1.00 g，并用 10 mL 的磷酸缓冲液（pH 值=7.5，适用于中性蛋白酶制剂）充分溶解，过滤，即制得粗酶液待测。样品酶活力的计算公式如下：X3
11、=A2V14n1m4110.式中：X3酶活力，U/g；A2样品最终稀释液的活力，U/mL；V1溶解样品所使用的体积，mL；4反应试剂的总体积，mL；n1样品稀释倍数；m4样品质量，g；10 min 反应时间，以 1 min 计，所得的结果用整数表示。1.4.3可溶性蛋白质检测采用考马斯亮蓝 G-250 法测定可溶性蛋白质的含量7。1.4.4纤维素酶活力测定按文献所示，采用 CMC 糖化力法测定纤维素酶活性8。准确称取发酵物 1.00 g 置于研钵中，加入pH 值 4.6 的醋酸缓冲液少量溶解，充分研磨后，将上清液转移至 25 mL 的刻度试管。向研钵中的沉渣再次加入少量缓冲液研磨 34 次，最
12、后全部移至试管中并定容至 25 mL，摇匀，滤纸过滤，即制得待测酶液。空白样的制备时，首先加入 1.5 mL DNS 显色试剂，然后加入 0.5 mL 适当稀释的酶液和 CMC-Na溶液 1.5 mL，按同样方法测定其吸光度 Ack。由以下公式进行计算：酶活力=PK1 0000.530.式中：P根据 A（A=As-Ack）从标准曲线中查得葡萄糖含量，mg/mL；K稀释倍数。1.4.5纤维素含量测定利用蒽酮比色法进行测定纤维素含量，参考王伟等人9的方法进行测定。1.4.6氨基酸态氮含量测定氨基态氮含量的测定采用甲醛值法10。1.5统计分析试验中，各处理重复 3 次；数据统计分析采用DPS 9.0
13、1 软件进行；采用 Duncans 新复极差法进行多重比较。2结果与分析2.1发酵过程中枯草芽孢杆菌数目变化麸皮用量对枯草芽孢杆菌数目的影响见图 1。由图 1 可知，枯草芽孢杆菌随着发酵时间的延长，数目在不断增加。随着麸皮用量从 0 g 增加到20 g，枯草芽孢杆菌数目也随着相应增加。从 2040 g 时，随着麸皮用量的增加，枯草芽孢杆菌的数量反而减少了。麸皮用量为 20 g 时，枯草芽孢杆菌的数目最多，在 72 h 时达到 4.21109个/mL，约是未加麸皮的 2 倍。说明添加一定量的麸皮有助于枯草芽孢杆菌发酵花生饼粕。添加适量麸皮可能会增加花生饼粕的透气性，同时麸皮可以为枯草芽孢杆菌提供
14、丰富的碳源，因此对于好氧菌芽孢杆菌的生长有利。但是，当麸皮用量过多时，有可能添加过多的麸皮会使芽孢杆菌生长所需要的 C/N 比等营养比例不合适，反而不利于其生长，枯草芽孢杆菌数目反而减少11。2.2麸皮用量对中性蛋白酶活力的影响麸皮用量对中性蛋白酶活性的影响见图 2。图 1麸皮用量对枯草芽孢杆菌数目的影响发酵时间 t/h122436486072枯草芽孢杆菌数/107450400350300250200150100500-0；-10；-20；-30；-4062023 年第 1 期由图 2 可知，随着麸皮用量从 0 g 增加到 20 g，中性蛋白酶的活性一直在增大。当麸皮用量为 20 g时，其蛋白
15、酶活力最大 31.09 U/mL。随着麸皮用量进一步增多，中性蛋白酶的活性开始下降。说明当麸皮用量为 20 g 时，由于条件适宜，枯草芽孢杆菌生长较其他 4 组好，有利于枯草芽孢杆菌产生中性蛋白酶。而当麸皮用量为 0 g 时，蛋白酶活力为14.06 U/mL，这说明由于发酵培养基中仅添加花生饼粕，由于花生饼粕加水后呈小块状，透气性不佳，枯草芽孢杆菌产生的中性蛋白酶少。当麸皮用量 40 g时，蛋白酶活力仅为 15.64 U/mL，过多的麸皮导致枯草芽孢杆菌生长所需要的营养相对减少，不利于枯草芽孢杆菌产生中性蛋白酶。2.3麸皮用量对可溶性蛋白质量浓度的影响麸皮用量对花生饼粕发酵后可溶性蛋白质量浓度
16、的影响见图 3。由图 3 可知，随着麸皮用量的增加，发酵后的花生饼粕中可溶性蛋白质量浓度先减少后增加。在麸皮用量为 20 g 时，可溶性蛋白质量浓度最少为12.44 mg/mL，分别比麸皮用量为 0 g 和 40 g 的处理组低 66.3%和 68.3%。其原因可能是枯草芽孢杆菌可以产生中性蛋白酶，麸皮用量为 20 g 时，枯草芽孢杆菌产生的中性蛋白酶活性最大，由于蛋白酶可以将大分子蛋白质降解为肽、氨基酸等小分子物质。2.4麸皮用量对纤维素酶活力的影响麸皮用量对花生饼粕发酵后纤维素酶活性的影响见图 4。由图 4 可知，纤维素酶的活性随着麸皮用量呈现先增加后下降的趋势。在麸皮用量 20 g 时，纤维素酶活性最大，为 107.30 U/mL，约是不添加麸皮的8 倍。麸皮中含有较多的纤维素，适当增加麸皮用量纤维素酶活性的提高；但是当麸皮用量超过多时，可能营养条件不再适合枯草芽孢杆菌生长，因此所产生的纤维素酶活性降低。2.5麸皮用量对纤维素含量的影响麸皮用量对发酵花生饼粕中纤维素含量的影响见图 5。由图 5 可知，随着麸皮用量的增多，发酵的花生饼粕混合物中纤维素呈现增加的趋势。当麸皮用量为 4