黑曲霉改性葛渣膳食纤维的工艺优化及其理化功能特性

作者：符慧珍; 邓梅; 张名位; 贾栩超; 董丽红; 黄菲; 马勤; 赵东; 张瑞芬

来源：中国农业科学, 2023, 56(12): 2380-2394.

DOI：10.3864/j.issn.0578-1752.2023.12.012

• 葛渣
• 黑曲霉
• 不溶性膳食纤维
• 可溶性膳食纤维
• 理化功能特性

【目的】筛选适宜粉葛渣膳食纤维（dietary fiber,DF）改性的微生物种类，优化建立其最佳改性条件，分析改性前后葛渣DF结构和理化功能特性差异，为粉葛加工副产物的综合利用提供理论依据和技术支撑。【方法】比较黑曲霉、米根霉、绿色木霉和枯草芽孢杆菌发酵对葛渣可溶性DF(soluble dietary fiber,SDF)得率的影响，确定最佳发酵菌种；以料液比、接种量、发酵时间、发酵温度和p H为条件进行单因素试验，以SDF得率为考察指标，通过Box-Benhnken中心组合试验设计优化葛渣DF的最佳改性工艺条件；通过酶解法从发酵改性前后的葛渣中提取不溶性DF(insoluble dietary fiber,IDF)和SDF，利用扫描电镜观察其微观结构，对比分析葛渣发酵改性对其IDF理化（持水力、持油力和溶胀力）和功能特性（葡萄糖、胆酸盐和胆固醇吸附能力）的影响。【结果】黑曲霉、米根霉和绿色木霉发酵葛渣均能不同程度地增加葛渣中SDF得率，其中黑曲霉效果最好，而枯草芽孢杆菌发酵对葛渣中SDF得率无显著影响。因此，本研究选定黑曲霉为葛渣DF微生物改性菌种。通过响应面优化确定黑曲霉最佳发酵条件为料液比1﹕5.8(m/v)、接种量4.9%(v/v)、发酵时间100 h、发酵温度24.9℃，在该条件下SDF得率由发酵前的6.34%增加到13.75%,IDF/SDF的比例由6.14下降至2.83。与发酵前相比，黑曲霉发酵后葛渣IDF和SDF呈现更为疏松多孔的微观结构。发酵后葛渣IDF的持水力和溶胀力均是发酵前的1.2倍，但持油力无显著变化。此外，发酵后葛渣IDF的葡萄糖吸附能力是发酵前的1.70倍，胆固醇吸附能力在p H 2.0和p H 7.0条件下分别是发酵前的1.44倍和1.28倍。【结论】4种受试菌株中，黑曲霉促进葛渣IDF转化为SDF的作用最显著，以SDF得率为指标优化建立了黑曲霉发酵改性葛渣DF的最佳工艺；发酵后葛渣SDF得率提高2.17倍，IDF的理化和功能特性均得到改善。

• 单位
  广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所; 广东省农产品加工重点实验室; 海南大学