纳豆是一种传统的发酵豆制品,具有强烈的溶栓功效。近年来,我国心脑血管病患病率逐年增加,为了预防和治疗这类疾病,推广纳豆发酵制品尤为重要。传统的纳豆多以黄豆为原材料,品种较为单一,且黄豆脂肪含量相对较高,不利于发酵;发酵过程多采用固体发酵,成本高、耗时长、菌种与产物难分离。基于以上问题,本研究选用木本食用经济作物木豆为原料,采用固定化菌技术对木豆种子进行液体发酵,分别研究了制备发酵木豆种子工艺过程中的固定化菌条件和发酵条件,并对制备的发酵木豆种子进行质量的初步评估和中试实验验证,实现了高效、绿色、连续化生产。主要研究内容和结论包括四个方面:1.建立并优化了纳豆菌固定化工艺采用海藻酸钠包埋法,以固定化纳豆菌发酵木豆种子的溶栓活力为指标,对纳豆菌的固定化条件进行了优化,得到最优的工艺条件为:海藻酸钠浓度7.0%、氯化钙浓度2.5%、菌液浓度7.4 log cfu/mL、菌球直径5mm;通过对固定化纳豆菌和游离菌发酵木豆种子溶栓活力的检测,得到结果分别为1376±3.09 IU/g和1389±2.14 IU/g,两者差距不大,说明了该固定化方法对纳豆菌的活力影响较小。对固定化纳豆菌菌球进行可重复性实验研究,菌球重复使用次数可达15次,说明菌球具有较好的稳定性,能够适应规模化发酵生产需求。2.优化了固定化纳豆菌发酵木豆种子的发酵工艺以发酵后体系的溶栓活力为指标,发酵黄豆种子为参照,采用单因素、中心组合设计实验和响应面分析,优化了固定化纳豆菌发酵木豆种子的发酵工艺,得到最佳工艺条件为:pH 6.5,温度380C,时间48 h,接菌量0.8 g/g,液固比15:1 mL/g,在此条件下所制备的发酵木豆种子其溶栓活力可达1917.05±1.34 IU/g。3.进行了固定化纳豆菌发酵木豆种子的质量初步评估以发酵的黄豆种子为参照,对固定化纳豆菌发酵木豆种子的抗氧化能力进行了评价,得到发酵木豆种子的DPPH自由基清除能力和β-胡萝卜素漂白抑制力IC50值分别为:0.3373±0.0611 mg/mL、0.0839±0.0092 mg/mL,比发酵传统黄豆种子 IC50 值(0.3588±0.0902 mg/mL、0.0943±0.0037 mg/mL)略高,说明了制备的发酵木豆种子具有良好的抗氧化能力。在感官评价实验的分析与评定中,结果显示制备的发酵木豆种子与发酵黄豆种子在体态方面相差无几,而色泽、香气、滋味和溶解性要优于发酵黄豆种子。4.进行了固定化纳豆菌发酵木豆种子中试实验验证应用本研究设计并制作的中试发酵装置生产发酵木豆种子,经检测得到最终发酵木豆种子的溶栓活力为1898.11±2.01 IU/g,与前期未用此设备得到的实验结果相比略小,但相差不大;通过DPPH自由基清除法和β-胡萝卜素漂白法测定样品的抗氧化活力,得到 IC50值分别为 0.3413±0.0231 mg/mL、0.0857±0.0051 mg/mL,也与前期未用此设备得到的实验结果相差不大,说明了采用该发酵设备对于固定化纳豆菌发酵制备纳豆体系工艺的影响较小,可用于实现高效、连续规模化生产。