利用猴頭菌發(fā)酵山楂汁的研究

利用猴頭菌發(fā)酵山楂汁的研究

山楂又名烏贊子（廣西苗族）、馬虛頓和墨雞屯（廣西壯語），是一種培育和加工的南海山楂樹種。這是廣西特有的農產(chǎn)品之一。猴頭菇(Hericiumerinaceus)是一種珍貴的藥食兼用的大型真菌,具有抗衰老、降血脂、抗腸胃潰瘍、提高免疫力和抗腫瘤等作用,在治療胃潰瘍、慢性胃炎等胃部疾病方面效果明顯,其活性成分主要是猴頭菇多糖本研究結合大果山楂和猴頭菇豐富的營養(yǎng)及保健價值,以大果山楂汁為主要培養(yǎng)基原料,對猴頭菌的發(fā)酵條件進行優(yōu)化,為大果山楂猴頭菇飲料的開發(fā)和生產(chǎn)提供重要依據(jù)。1材料和方法1.1實驗試劑和試劑猴頭菌:廣東省微生物菌種保藏中心;大果山楂:賀州市水果建材批發(fā)市場;果膠酶(酶活力3萬U/g)、酸性纖維素酶(酶活力1萬U/g):山東蘇柯漢生物工程股份有限公司;硫胺素:上海源葉生物科技有限公司;濃硫酸:西隴化工股份有限公司;苯酚:成都市科龍化工試劑廠。所有實驗試劑均為分析純。馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(potatodextroseagar,PDA):20%馬鈴薯汁1L,葡萄糖20g,KH1.2儀器、試劑和儀器JYZ-D526九陽榨汁機:九陽股份有限公司;KDC-40低速離心機:安徽中科中佳科學儀器有限公司;ZWYR-2012C恒溫培養(yǎng)振蕩器:上海智城分析儀器制造有限公司;DL-CJ-2N型超級潔凈工作臺:北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司;KRQ-250A人工氣候箱:上海齊欣科學儀器有限公司;722N可見分光光度計:上海儀電分析儀器有限公司;FJ200高速分散均質機:上海標本模型廠。1.3方法1.3.1種子液的制備(1)菌種的活化用接種鏟從猴頭菌斜面上切出1~2塊1cm(2)種子液的制備將活化后的猴頭菌接種至PDA液體培養(yǎng)基中,培養(yǎng)溫度26℃,培養(yǎng)時間為7~10d,待用。1.3.2酶解纖維素酶挑選新鮮、無損傷的完整大果山楂,經(jīng)清洗瀝干后切塊去核,加入到0.3%的抗壞血酸溶液中進行護色,其中山楂果肉∶護色液=1∶1.5(g∶mL),打成勻漿,分別加入勻漿質量0.3%的果膠酶和纖維素酶,混勻后放入45℃的恒溫水浴鍋中攪拌酶解2.5h,然后在沸水中加熱滅酶5min,立即用冷水冷卻至室溫,過濾。在濾液中加入5g/L的白砂糖,分裝,裝液量60mL/250mL,密封,于80℃的恒溫水浴鍋中保溫15min進行滅菌。1.3.3糖提取和提取在發(fā)酵溶液中多糖的提取多糖含量的測定:采用苯酚-硫酸法式中:C為發(fā)酵液中形成的多糖含量,mg/mL;C1.3.4離心管調蒸發(fā)將猴頭菌發(fā)酵液離心(8000r/min,20min),去掉上清,將離心管室溫下倒置2h,待管壁周圍水分蒸發(fā)完全,稱質量。1.3.5接種種發(fā)酵在酶解后的大果山楂汁中分別添加0、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L的白砂糖,混勻后進行分裝滅菌,分別接種2%、4%、6%、8%、10%的猴頭菌種子液,分別在22℃、24℃、26℃、28℃、30℃,轉速120r/min、140r/min、160r/min、180r/min、200r/min的條件下發(fā)酵10d,測定發(fā)酵液中形成的多糖含量和菌絲濕質量。1.3.6發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗在單因素試驗結果的基礎上,設計4因素3水平正交試驗進行優(yōu)化,從而確定猴頭菌發(fā)酵大果山楂汁的最優(yōu)條件。2結果與分析2.1白砂糖添加量對多糖含量及枯水勢導因子的影響山楂的營養(yǎng)組成特點是酸高,而糖含量相對較低由圖1可知,在一定范圍內,隨著白砂糖添加量的增加,發(fā)酵液中形成的多糖及菌絲不斷增加,當白砂糖添加量達到10g/L時,多糖含量與菌絲濕質量最高,說明大果山楂汁中的白砂糖得到了很好的利用,促進了猴頭菌的生長及多糖的形成。當白砂糖添加量>10g/L之后,多糖含量及菌絲濕質量均開始下降,可能原因在于較高濃度的糖溶液,發(fā)酵液的滲透壓較大,對猴頭菌的生長產(chǎn)生了一定的抑制作用。因此,大果山楂汁中白砂糖的最適添加量為10g/L。2.2發(fā)酵溫度對多糖含量及枯草芽孢桿菌生長的影響菌體的生長發(fā)育是一系列酶促反應的結果,溫度能通過酶的活性調節(jié)、氧的溶解等因素影響發(fā)酵,因此溫度是影響猴頭菌發(fā)酵產(chǎn)多糖及形成菌絲的重要因素由圖2可知,在22~26℃時,隨著發(fā)酵溫度的升高,發(fā)酵液中的多糖含量及菌絲濕質量也不斷增加,提高溫度有利于促進猴頭菌的生長及多糖的形成。當發(fā)酵溫度>26℃之后,多糖含量和菌絲濕質量均開始下降,因此,確定猴頭菌在大果山楂汁中進行發(fā)酵的最適溫度為26℃。2.3猴頭菌的生長轉速大小與溶氧有一定的關系,在一定范圍內,轉速越高越利于改變溶氧效果,從而影響發(fā)酵液中猴頭菌的生長發(fā)育。轉速對多糖含量及菌絲濕質量的影響見圖3所示。由圖3可知,當搖床轉速為160r/min時,發(fā)酵液中的菌絲濕質量及多糖含量較高。當轉速<160r/min之前,溶氧過少不利于猴頭菌的生長;當轉速>160r/min之后,子實體與菌絲容易結團,抑制菌絲生長2.4接種量對大果山楂汁發(fā)酵液中多糖含量的影響種子液接種量也是影響猴頭菌發(fā)酵的重要因素,適量的接種量有利于促進菌絲的生長及猴頭菇多糖的形成。接種量對多糖含量及菌絲濕質量的影響見圖4所示。由圖4可知,接種量在0~6%范圍內,隨著接種量的增加,大果山楂汁發(fā)酵液中的多糖含量也隨之增加,當接種量>6%之后,多糖含量隨接種量增加反而下降,原因可能在于,接種量過高,猴頭菌對發(fā)酵液中多糖的消耗大于多糖的形成;此外,在0~10%范圍內,接種量增加,猴頭菌菌絲濕質量也隨之提高,當接種量<6%之前,增長速率較快,當接種量>6%之后,增長速率趨于平緩。因此,確定猴頭菌在大果山楂汁中進行發(fā)酵的最適接種量為6%。2.5接種量、發(fā)酵溫度和轉速對多糖含量的影響根據(jù)單因素試驗結果,以白砂糖添加量、發(fā)酵溫度、轉速、接種量設計4因素3水平正交試驗L由表2的極差分析可知,以多糖含量為評價指標時,各因素對多糖含量的影響大小是A>D>B>C,即白砂糖添加量影響最大,接種量次之,然后是發(fā)酵溫度,最后是轉速,最優(yōu)組合是A表3的方差分析結果表明,白砂糖添加量對多糖含量影響極顯著(P<0.01),對菌絲濕質量影響顯著(P<0.05),而接種量對多糖含量及菌絲濕質量均有顯著的影響(P<0.05)。此外,發(fā)酵溫度和轉速對多糖含量及菌絲濕質量則無顯著影響(P>0.05)。根據(jù)各因素的最優(yōu)水平,產(chǎn)多糖的最優(yōu)組合為A3發(fā)酵條件優(yōu)化。在發(fā)酵通過多個單因素和正交優(yōu)化試驗對猴頭菌在大果山楂汁中的發(fā)酵條件進行優(yōu)化,確定最佳的發(fā)酵條件:大果山楂汁中白砂糖的添加量10g/L,發(fā)酵溫度26