最佳發(fā)酵條件的確定

3.1.1 發(fā)酵溫度對產(chǎn)酶活力的影響溫度對菌體的影響很大，菌體量又進而影響到酶的分泌，必須選擇最佳發(fā)酵溫度。分別以31℃、33℃、35℃、37℃、39℃為發(fā)酵溫度進行試驗，結果如圖1 所示。從圖1 可以看出，35℃下產(chǎn)酶量最高，33℃以下和37℃以上時產(chǎn)酶量受到很大影響，因此選擇

35℃作為發(fā)酵的最佳溫度。

3.1.2 發(fā)酵時間對產(chǎn)酶活力的影響

本試驗選擇發(fā)酵時間分別為：18h、24h、30h、36h、42h 進行發(fā)酵，結果如圖2 所示。圖2 發(fā)酵時間對發(fā)酵的影響由圖2 可知，納豆芽孢桿菌的最佳發(fā)酵時間24h 為最佳。當發(fā)酵時間在18～24h 之間時，隨著時間的延長，產(chǎn)酶量逐漸增加；發(fā)酵時間在24～42h 之間時，隨發(fā)酵時間的延長，產(chǎn)酶量逐漸降低；發(fā)酵時間在36～42h 時變化不大，并且當發(fā)酵時間過高時，納豆發(fā)酵豆乳的味道變得過于濃厚，嚴重影響味道，因此選擇24h 作為發(fā)酵時間。

3.1.3 接種量對產(chǎn)酶活力的影響

分別接入2%、4%、6%、8%、10%的種子擴培液到發(fā)酵培養(yǎng)基中發(fā)酵，發(fā)酵結束后測定產(chǎn)酶量，結果如圖3 所示。圖3 接種量對發(fā)酵的影響由圖3 可知，接種量對產(chǎn)酶量有一定的影響。當接種量為4%時產(chǎn)酶量最高，接種量過高或過低都會影響產(chǎn)酶量，因此選擇4%作為最佳接種量。

3.1.4 最佳發(fā)酵條件的確定

根據(jù)單因素試驗和數(shù)據(jù)分析以確定最佳的發(fā)酵條件。采用3 因素3 水平L9 （ 34）[8]進行試驗。正交試驗設計安排及結果見表2、方差分析見表3。由表2 的極差分析可知，RA>RB>RC，說明A因素最重要，B 因素次之，C 又次之。A 因素在3個因素里面影響最大。由表3 中的方差分析表可以看出，因素A 在α=0.01 時FA>F0.90 （ 2，2），證明因素A 對發(fā)酵有顯著影響，而B 因素、C 因素對發(fā)酵沒有顯著影響。由正交試驗結果與分析可以得出最優(yōu)化的發(fā)酵條件是A2B2C1，也即是接種量4%、發(fā)酵溫度35℃、發(fā)酵時間18h，在此條件下經(jīng)過發(fā)酵驗證，得到的發(fā)酵粗液的產(chǎn)酶量為228IU/ml。

3.2 最佳飲料配方的確定

3.2.1 納豆發(fā)酵液對飲料品質(zhì)的影響在研制納豆保健飲料的過程中，由豆?jié){發(fā)酵而來的納豆發(fā)酵液的添加量將直接影響飲料的品質(zhì)，分別以10%、15%、20%、25%、30%的添加量進行試驗，結果如圖4 所示。從圖4 中可以看出，當納豆發(fā)酵液的最適添加量為25%時飲料的品質(zhì)最好。而當發(fā)酵液添加量過低或過高時都會影響飲料的感官性狀。因此選擇25%作為納豆發(fā)酵液的最佳添加量。

3.2.2 白砂糖對飲料品質(zhì)的影響

在研制納豆保健飲料的過程中，白砂糖的添加量會直接影響飲料的品質(zhì)，分別以3%、4%、5%、6%、7%為添加量進行試驗，結果如圖5 所示。

由圖5 可知，當白砂糖的添加量為5%時飲料的品質(zhì)最好。隨白砂糖添加量的增加，飲料的口感有所下降，甜味過重，發(fā)膩；白砂糖添加量少，飲料味道寡淡。因此選擇5%作為白砂糖的最佳添加量。

3.2.3 β-環(huán)糊精對飲料品質(zhì)的影響

在研制納豆保健飲料的過程中，β-環(huán)糊精的添加量會直接影響飲料的品質(zhì)，分別以0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%的添加量進行驗，

結果如圖6 所示由圖6 可知，當β-環(huán)糊精添加量為0.08%時飲料的品質(zhì)最好。隨著β-環(huán)糊精添加量的增加，飲料的氣味口感由濃重變?yōu)檫m口，穩(wěn)定性適當提高，如果添加量過高，飲料口味變得寡淡，失去納豆發(fā)酵液的特殊風味。因此選擇0.08%作為白砂糖的最佳添加量。

3.2.4 檸檬酸對飲料品質(zhì)的影響

在研制納豆保健飲料的過程中，檸檬酸的添加量會直接影響飲料的品質(zhì)， 分別以0.03%、0.05%、0.07%、0.09%、0.11%的添加量進行試驗，

結果如圖7 所示。由圖7 可知，當檸檬酸添加量為0.07%時飲料的品質(zhì)最好。添加過多則酸味過重，會破壞納豆發(fā)酵液原有的特殊味道，過少會使飲料喝起來發(fā)膩，因此選擇0.07%作為檸檬酸的最佳添加量。

3.2.5 最佳發(fā)酵條件的確定

根據(jù)單因素試驗和數(shù)據(jù)分析以確定最佳的飲料配方。采用3 因素3 水平L9 （ 34）進行試驗。正交試驗設計安排及結果見表4。由表4 的極差分析可知，RA>RD>RB>RC，說明A 因素最重要，D 因素次之，B、C 又次之。A 因素在3 個因素里面影響最大。由表5 中的方差分析表可以看出，因素A 在α=0.10 時FA>F0.90 （ 2，2），證明因素A 對發(fā)酵有顯著影響，而B 因素、C 因素、D 因素對發(fā)酵沒有顯著影響。由正交試驗結果與分析可以得出最優(yōu)化的飲料配方是A2D1B1C1，即飲料中添加量分別為發(fā)酵液25%、白砂糖4%、β - 環(huán)糊精0.06%、檸檬酸0.05%。在此條件下經(jīng)過調(diào)配驗證，得到的飲料的品質(zhì)分數(shù)為95 分，對該飲料進行檢測，發(fā)現(xiàn)飲料中的NK 為45IU/ml，說明經(jīng)調(diào)配后損失不大，可以說該種納豆發(fā)酵型飲料是一種健康保健性飲料。

3 結束語

本研究通過納豆芽孢桿菌發(fā)酵大豆液的方法得到高產(chǎn)酶量的發(fā)酵液，最佳發(fā)酵條件為：接種量2%、發(fā)酵溫度35℃、發(fā)酵時間18h，在此條件下產(chǎn)酶量達到228 IU/ml；以發(fā)酵液、白砂糖、β-環(huán)糊精、檸檬酸為主要原料調(diào)配營養(yǎng)保健發(fā)酵型飲料，經(jīng)過單因素、正交試驗得出最優(yōu)化的飲料配方為：發(fā)酵液25%、白砂糖4%、β-環(huán)糊精0.06%、檸檬酸0.05%。該飲料呈乳黃色、光澤度好、富含NK，是風味獨特的納豆發(fā)酵型飲料。