藜麥和藍靛果酵母菌株篩選、培養(yǎng)、計數(shù)及混菌液態(tài)發(fā)酵工藝優(yōu)化（五）
2.3.2響應面試驗結(jié)果與分析
本次研究依據(jù)Box-Behnken試驗設計原則，以初始pH（A）、復配比例（B）、白糖添加量（C）、發(fā)酵溫度（D）4個因素作為主要影響因素，以SOD活力和GABA含量為響應值，設計4因素3水平試驗模型。
通過Design-Expert 10軟件對試驗數(shù)據(jù)進行多元二次多項式回歸擬合，得到二次多項回歸方程：
YSOD活力=316?3.09A?4.42B+6.21C?3.38D+7.81AB?5.49AC+7.98AD+6.82BC+3.16BD?0.67CD?10.23A2?17.74B2?19.24C2?15.65D2
YGABA含量=0.64+0.016A+0.036B?0.012C+0.027D+0.015AB?0.025AC+0.04AD+0.032BC+0.015BD?0.024CD?0.072A2?0.023B2?0.034C2?0.078D2
由表2可知，該模型項極顯著（P<0.0001），失擬項不顯著（P>0.05），R2=0.9506，說明模型擬合程度優(yōu)良，能較為直觀地擬合試驗結(jié)果；R2Adj=0.9012，說明模型的相關(guān)性和解釋度都很好，可以用此模型對SOD活力進行理論分析和預測。分析方差數(shù)據(jù)可以看出，對響應值影響極顯著（P<0.01）的因素有：復配比例、白糖添加量，AB、AD、A2、B2、C2、D2；對響應值影響顯著（P<0.05）的因素有：初始pH、發(fā)酵溫度，AC、BC。各因素對SOD活力影響程度為C>B>D>A，即白糖添加量>復配比例>發(fā)酵溫度>初始pH。
表2 SOD活力模型及回歸系數(shù)的回歸分析結(jié)果
從表3可知，該模型項極顯著（P<0.0001），失擬項不顯著（P>0.05），同時模型回歸系數(shù)R2=0.9617，說明模型擬合程度優(yōu)良，能較為直觀地擬合試驗結(jié)果；R2Adj=0.9234，說明模型的相關(guān)性和解釋度都很好，可以用此模型對GABA含量進行理論分析和預測。分析方差數(shù)據(jù)可以看出，影響極顯著（P<0.01）的因素有：初始pH、復配比例、發(fā)酵溫度、AD、BC；影響顯著（P<0.05）的因素有：白糖添加量、AC、CD。各因素對GABA含量影響程度為：B>D>A>C，即復配比例>發(fā)酵溫度>初始pH>白糖添加量。
表3 GABA含量模型及回歸系數(shù)的回歸分析結(jié)果
使用Design-Expert 10軟件對試驗結(jié)果繪圖見圖9，AB、AC、AD、BC交互作用對響應值影響的響應面圖坡度陡峭，等高線圖線條排列密集，說明以上交互作用對響應值的影響均有顯著作用。
圖9各因素交互作用對SOD活力和GABA含量的影響
2.3.3最優(yōu)工藝及驗證試驗結(jié)果
以SOD活力、GABA含量最大值為優(yōu)化目標，Design-Expert 10軟件優(yōu)化參數(shù)，預測SOD活力為314.814 U/mL、GABA含量為0.642 mg/g，采用優(yōu)化后的所得的參數(shù)進行驗證試驗，條件參數(shù)設為初始pH為5.0、復配比例為1:3、白糖添加量10.14%、發(fā)酵溫度為37℃；重復試驗3次，測得SOD活力平均值為（318.245±3.245）U/mL、GABA含量為（0.647±0.018）mg/g，與模型預測值314.814 U/mL、GABA含量為0.642 mg/g，在5%偏差范圍內(nèi)，說明該模型優(yōu)化得到的工藝參數(shù)可靠。
3.結(jié)論
本研究以藜麥與藍靛果為原料，篩選出藜麥-藍靛果復合發(fā)酵液的最優(yōu)發(fā)酵菌種為酵母菌BA和乳酸菌LA和LP。經(jīng)單因素實驗和響應面試驗優(yōu)化酵母菌和乳酸菌復合發(fā)酵的工藝，得到優(yōu)化后最佳工藝參數(shù)條件：藜麥與藍靛果復配比例1:3，白糖添加量10.14%，初始pH為5.0，先30℃搖床培養(yǎng)16 h再37℃培養(yǎng)24 h，優(yōu)化工藝參數(shù)后的藜麥-藍靛果復合發(fā)酵液SOD活力和GABA含量分別比未發(fā)酵提高1.41、1.08倍，說明酵母菌、乳酸菌協(xié)同發(fā)酵對藜麥和藍靛果復合發(fā)酵有積極影響，不僅保留了藜麥和藍靛果中固有的營養(yǎng)物質(zhì)且SOD活力和GABA含量得到累積增加，這與蔡麗琴研究結(jié)果一致。本文主要對藜麥-藍靛果復合發(fā)酵液的發(fā)酵工藝進行了優(yōu)化，未對發(fā)酵過程中活性物質(zhì)的變化情況進行分析，因此后期將進一步深入研究，以探究其功能活性組分及揮發(fā)性風味物質(zhì)變化等。本實驗為雜糧和小漿果類食品的加工創(chuàng)制提供了理論依據(jù)和試驗數(shù)據(jù)支撐。
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