利用猴头菌发酵山楂汁的研究

利用猴头菌发酵山楂汁的研究

山楂又名乌赞子（广西苗族）、马虚顿和墨鸡屯（广西壮语），是一种培育和加工的南海山楂树种。这是广西特有的农产品之一。猴头菇(Hericiumerinaceus)是一种珍贵的药食兼用的大型真菌,具有抗衰老、降血脂、抗肠胃溃疡、提高免疫力和抗肿瘤等作用,在治疗胃溃疡、慢性胃炎等胃部疾病方面效果明显,其活性成分主要是猴头菇多糖本研究结合大果山楂和猴头菇丰富的营养及保健价值,以大果山楂汁为主要培养基原料,对猴头菌的发酵条件进行优化,为大果山楂猴头菇饮料的开发和生产提供重要依据。1材料和方法1.1实验试剂和试剂猴头菌:广东省微生物菌种保藏中心;大果山楂:贺州市水果建材批发市场;果胶酶(酶活力3万U/g)、酸性纤维素酶(酶活力1万U/g):山东苏柯汉生物工程股份有限公司;硫胺素:上海源叶生物科技有限公司;浓硫酸:西陇化工股份有限公司;苯酚:成都市科龙化工试剂厂。所有实验试剂均为分析纯。马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potatodextroseagar,PDA):20%马铃薯汁1L,葡萄糖20g,KH1.2仪器、试剂和仪器JYZ-D526九阳榨汁机:九阳股份有限公司;KDC-40低速离心机:安徽中科中佳科学仪器有限公司;ZWYR-2012C恒温培养振荡器:上海智城分析仪器制造有限公司;DL-CJ-2N型超级洁净工作台:北京东联哈尔仪器制造有限公司;KRQ-250A人工气候箱:上海齐欣科学仪器有限公司;722N可见分光光度计:上海仪电分析仪器有限公司;FJ200高速分散均质机:上海标本模型厂。1.3方法1.3.1种子液的制备(1)菌种的活化用接种铲从猴头菌斜面上切出1~2块1cm(2)种子液的制备将活化后的猴头菌接种至PDA液体培养基中,培养温度26℃,培养时间为7~10d,待用。1.3.2酶解纤维素酶挑选新鲜、无损伤的完整大果山楂,经清洗沥干后切块去核,加入到0.3%的抗坏血酸溶液中进行护色,其中山楂果肉∶护色液=1∶1.5(g∶mL),打成匀浆,分别加入匀浆质量0.3%的果胶酶和纤维素酶,混匀后放入45℃的恒温水浴锅中搅拌酶解2.5h,然后在沸水中加热灭酶5min,立即用冷水冷却至室温,过滤。在滤液中加入5g/L的白砂糖,分装,装液量60mL/250mL,密封,于80℃的恒温水浴锅中保温15min进行灭菌。1.3.3糖提取和提取在发酵溶液中多糖的提取多糖含量的测定:采用苯酚-硫酸法式中:C为发酵液中形成的多糖含量,mg/mL;C1.3.4离心管调蒸发将猴头菌发酵液离心(8000r/min,20min),去掉上清,将离心管室温下倒置2h,待管壁周围水分蒸发完全,称质量。1.3.5接种种发酵在酶解后的大果山楂汁中分别添加0、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L的白砂糖,混匀后进行分装灭菌,分别接种2%、4%、6%、8%、10%的猴头菌种子液,分别在22℃、24℃、26℃、28℃、30℃,转速120r/min、140r/min、160r/min、180r/min、200r/min的条件下发酵10d,测定发酵液中形成的多糖含量和菌丝湿质量。1.3.6发酵条件优化正交试验在单因素试验结果的基础上,设计4因素3水平正交试验进行优化,从而确定猴头菌发酵大果山楂汁的最优条件。2结果与分析2.1白砂糖添加量对多糖含量及枯水势导因子的影响山楂的营养组成特点是酸高,而糖含量相对较低由图1可知,在一定范围内,随着白砂糖添加量的增加,发酵液中形成的多糖及菌丝不断增加,当白砂糖添加量达到10g/L时,多糖含量与菌丝湿质量最高,说明大果山楂汁中的白砂糖得到了很好的利用,促进了猴头菌的生长及多糖的形成。当白砂糖添加量>10g/L之后,多糖含量及菌丝湿质量均开始下降,可能原因在于较高浓度的糖溶液,发酵液的渗透压较大,对猴头菌的生长产生了一定的抑制作用。因此,大果山楂汁中白砂糖的最适添加量为10g/L。2.2发酵温度对多糖含量及枯草芽孢杆菌生长的影响菌体的生长发育是一系列酶促反应的结果,温度能通过酶的活性调节、氧的溶解等因素影响发酵,因此温度是影响猴头菌发酵产多糖及形成菌丝的重要因素由图2可知,在22~26℃时,随着发酵温度的升高,发酵液中的多糖含量及菌丝湿质量也不断增加,提高温度有利于促进猴头菌的生长及多糖的形成。当发酵温度>26℃之后,多糖含量和菌丝湿质量均开始下降,因此,确定猴头菌在大果山楂汁中进行发酵的最适温度为26℃。2.3猴头菌的生长转速大小与溶氧有一定的关系,在一定范围内,转速越高越利于改变溶氧效果,从而影响发酵液中猴头菌的生长发育。转速对多糖含量及菌丝湿质量的影响见图3所示。由图3可知,当摇床转速为160r/min时,发酵液中的菌丝湿质量及多糖含量较高。当转速<160r/min之前,溶氧过少不利于猴头菌的生长;当转速>160r/min之后,子实体与菌丝容易结团,抑制菌丝生长2.4接种量对大果山楂汁发酵液中多糖含量的影响种子液接种量也是影响猴头菌发酵的重要因素,适量的接种量有利于促进菌丝的生长及猴头菇多糖的形成。接种量对多糖含量及菌丝湿质量的影响见图4所示。由图4可知,接种量在0~6%范围内,随着接种量的增加,大果山楂汁发酵液中的多糖含量也随之增加,当接种量>6%之后,多糖含量随接种量增加反而下降,原因可能在于,接种量过高,猴头菌对发酵液中多糖的消耗大于多糖的形成;此外,在0~10%范围内,接种量增加,猴头菌菌丝湿质量也随之提高,当接种量<6%之前,增长速率较快,当接种量>6%之后,增长速率趋于平缓。因此,确定猴头菌在大果山楂汁中进行发酵的最适接种量为6%。2.5接种量、发酵温度和转速对多糖含量的影响根据单因素试验结果,以白砂糖添加量、发酵温度、转速、接种量设计4因素3水平正交试验L由表2的极差分析可知,以多糖含量为评价指标时,各因素对多糖含量的影响大小是A>D>B>C,即白砂糖添加量影响最大,接种量次之,然后是发酵温度,最后是转速,最优组合是A表3的方差分析结果表明,白砂糖添加量对多糖含量影响极显著(P<0.01),对菌丝湿质量影响显著(P<0.05),而接种量对多糖含量及菌丝湿质量均有显著的影响(P<0.05)。此外,发酵温度和转速对多糖含量及菌丝湿质量则无显著影响(P>0.05)。根据各因素的最优水平,产多糖的最优组合为A3发酵条件优化。在发酵通过多个单因素和正交优化试验对猴头菌在大果山楂汁中的发酵条件进行优化,确定最佳的发酵条件:大果山楂汁中白砂糖的添加量10g/L,发酵温度26