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《吉林农业大学》 2008年
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姬松茸综合利用关键技术研究与应用

张艳荣  
【摘要】: 姬松茸是重要的食药用菌,含有丰富的蛋白质、多糖、多不饱和脂肪酸及膳食纤维,具有抑制肿瘤、降血糖、减少低密度胆固醇沉积、提高机体免疫力等功能。长期以来,对姬松茸的深加工主要是提取姬松茸多糖,而提取多糖后的姬松茸蛋白、姬松茸膳食纤维等副产物未得到充分利用,造成大量优质蛋白、膳食纤维的损失和浪费。另外,食用菌功能性油脂的研究和开发更未见报道。姬松茸资源利用率低,加工深度不够,缺乏高科技含量、高附加值及市场潜力大的新型产品。本研究在对国内外食用菌深加工现状及发展趋势进行研究的基础上,充分考虑原料的综合利用及加工过程对环境的影响,对姬松茸中特异性成分提取关键技术、功能因子制取关键技术及各种功能因子的功能特性与应用进行了深入的研究,实现原料全利用,符合国家倡导的资源节约型及环境友好型生产模式,可为姬松茸乃至其他食用菌的综合利用与精深加工提供理论依据及实践性的参考与借鉴。 主要研究内容及结果如下: 1.超临界CO_2流体选择性萃取分离技术提取姬松茸ω-6多不饱和脂肪酸。经正交试验分析确定最佳工艺条件为萃取压力25MPa,温度50℃,时间60min,CO_2流量25L·h~(-1)。萃取量为4.03g·(100g)~(-1),萃取后姬松茸含脂率0.01%。为姬松茸多糖的提取及姬松茸蛋白肽等功能因子的提取或制取提供良好的前提条件。 2.姬松茸超临界CO_2流体萃取物的脂肪酸组成特征为ω-6多不饱和脂肪酸型,亚油酸含量为52.4%,γ-亚麻酸21.12%,油酸12.89%,软脂酸7.98%,硬脂酸未检出,ω-6多不饱和脂肪酸总量为73.52%,可作为保健食品姬松茸ω-6多不饱和脂肪酸(Agaricus blazeiMurrillω-6 polyunsaturated fatty acid,ω-6APFA)的加工原料。 3.大鼠60只,随机分为空白对照组、模型组、天然大豆磷脂胶囊(NSPC)0.70 g·kg~(-1)剂量组和ω-6APFA 0.28、0.14、0.07 g·kg~(-1)3个剂量组(n=10)。除空白对照组外均连续给予高脂饲料14d,于第14d起开始连续灌胃给药14d,对照组和模型组给予等容积蒸馏水10 mL·kg~(-1)。实验结束后麻醉大鼠,腹主动脉取血测血清总胆固醇(T-CHO)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)。同时测肝脏超氧化物歧化酶(SOD)活性、肝脏丙二醛(MDA)含量及腹腔脂肪蓄积系数。雄性小鼠72只,随机分为空白对照组、模型组、NSPC 1.0g·kg~(-1)剂量组、ω-6APFA 0.4、0.2、0.1 g·kg~(-1)3个剂量组(n=12),连续给药7d,末次给药前16h除空白对照组,均腹腔注射75%蛋黄生理盐水液0.5 mL,并开始饥饿,末次给药后1h,于眼球采血,测血清总胆固醇及甘油三酯含量。试验结果:与模型组相比,NSPC 0.70 g·kg~(-1)和ω-6APFA 0.28 g·kg~(-1)剂量组大鼠血清总胆固醇、甘油三酯均明显降低,血清HDL-C升高(P<0.001),NSPC 0.70 g·kg~(-1)和ω-6APFA 0.28、0.14 g·kg~(-1)剂量组大鼠肝组织SOD活性升高(P<0.05、P<0.001及P<0.05),MDA降低(P<0.01、P<0.001及P<0.01),大鼠腹腔脂肪系数均降低(P<0.01)。与模型组相比,NSPC 1.0 g·kg~(-1)、ω-6APFA 0.4、0.2 g·kg~(-1)组急性高血脂小鼠T-CHO和TG明显降低(P<0.05、P<0.01及P<0.05)。试验结果表明ω-6APFA对高血脂鼠有明显降血脂作用。 4.60只大鼠随机分为空白对照组(n=12)、天然大豆磷脂胶囊(NSPC)0.70 g·kg~(-1)·d~(-1)剂量组(n=12)和ω-6APFA 0.07、0.14、0.28g·kg~(-1)·d~(-1)3个剂量(n=12)组,各组均连续灌胃给药7d,末次给药后1h于动物腹腔注射300mg·kg~(-1)水合氯醛麻醉,背位固定,分离右侧颈总动脉,应用实验性体内血栓形成测定仪,检测血栓形成时间。另取60只小鼠,随机分为空白对照组(n=12)、NSPC 1.0 g·kg~(-1)·d~(-1)剂量组(n=12)和ω-6APFA0.1、0.2、0.4 g·kg~(-1)·d~(-1)3个剂量组(n=12),各组均连续灌胃给药7d,于末次给药后1h小鼠眶静脉采血,采用玻片法测定凝血时间。结果NSPC 0.7 g·kg~(-1)d~(-1)剂量组及ω-6APFA0.14、0.28g·kg~(-1)·d.(-1)剂量组,均对大鼠体内血栓形成有明显抑制作用,与对照组相比P<0.05,且ω-6APFA0.14、0.28g·kg~(-1)·d.(-1)剂量组优于NSPC 0.7 g·kg~(-1)·d.(-1)剂量组。NSPC 1.0 g·kg~(-1)d~(-1)剂量组及ω-6APFA0.2、0.4g·kg~(-1)·d.(-1)剂量组,均能延长小鼠凝血时间,与对照组相比,NSPC 1.0 g·kg~(-1)剂量组P<0.05,ω-6APFA 0.2、0.4g·kg~(-1)·d.(-1)剂量组P<0.01,说明ω-6APFA0.2、0.4g·kg~(-1)·d.(-1)剂量组优于NSPC 1.0 g·kg~(-1)·d.(-1)剂量组。试验结果表明ω-6APFA有很好的抑制血栓形成及活血化瘀作用。 5.采用超临界萃取脱脂处理的姬松茸为原料,采用微波萃取:技术提取姬松茸多糖,大幅度缩短萃取时间,降低液固比,减少后续浓缩工艺能耗。微波萃取姬松茸活性多糖时微波萃取功率影响最大,其次是微波萃取时间,然后是物料粒度,固液比影响最小,最佳工艺条件为微波萃取功率600W,微波萃取时间6min,固液比1:10,物料粒度0.147mm。按此工艺进行萃取,姬松茸多糖提取率高达14.2%。与有关报道相比多糖得率提高29.68%,用水量为其1/3~1/2.浸提时间为其1/30,实现节水省时降耗。 6.用D315树脂脱蛋白纯化姬松茸粗多糖效果理想,控制流出速度0.5mL·min~(-1),蛋白脱除率达79.26%,多糖回收率达86.3%。 7.采用葡聚糖凝胶G75柱层析对脱蛋白的姬松茸多糖进一步纯化、分离,控制流速0.3mL·min~(-1),得到分子量10万左右的β-葡聚糖,纯度为85%,此分子量范围的多糖生物活性较高。 8.考察AL蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、FW蛋白酶四种酶制剂对姬松茸蛋白的水解情况,根据对蛋白水解能力及酶解液分子量分布确定使用AL蛋白酶和FW蛋白酶对原料进行水解制取低聚肽。 9.利用AL蛋白酶和FW蛋白酶对姬松茸蛋白进行分步水解,AL蛋白酶最佳酶解条件为pH8.5,温度55℃,酶与底物比2%,底物浓度5%,水解时间2h,肽得率74.7%。以AL蛋白酶酶解产物为反应底物加入FW蛋白酶进行第2次酶解,最佳条件为pH值7.0,温度50℃,酶与底物比4%,水解时间1.5h,肽得率80.6%。 10.检测结果表明姬松茸低聚肽粉中肽含量为94.2%,总糖0.1%,脂肪未检出,水分5.2%,灰分0.5%。姬松茸低聚肽富含脯氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸,必需氨基酸含量高达50.91%。 11.通过Sephadex G-25凝胶色谱分离,酶解物被分成3个组分,分子量集中在5600Da以下。 12.功能试验结果表明姬松茸低聚肽能明显降低高血脂模型动物血清T-CHO和TG含量,对高血脂模型大鼠血清中HDL-C含量降低有明显的抑制作用;对高血脂模型大鼠血清中LDL-C含量升高有明显的降低作用;并能明显的提高动物肝脏SOD水平,降低肝脏MDA含量。姬松茸低聚肽对高脂饮食所致小鼠血脂升高和DL-E所致肝脂肪蓄积有明显的改善作用;姬松茸低聚肽能明显增加小鼠脾、胸腺脏器系数,增加小鼠单核巨噬细胞系统吞噬功能,延长小鼠在水中的存活时间。说明姬松茸低聚肽具有降脂、保肝、提高免疫力及抗疲劳作用。 13.以脱脂、提多糖、制取低聚肽之后剩余的姬松茸残渣为原料,制取高品质食用菌膳食纤维,提高姬松茸原料的综合利用价值。采用高温高压挤出技术对原料进行处理,改善物料的理化特性,最佳处理条件为物料含水量80%、挤出温度145℃、进料速度20Kg·h~(-1),螺杆转速220r·min~(-1)。未进行挤出改性处理的普通姬松茸纤维(ADF)的可溶性膳食纤维(SDF)含量为2.4%,膨胀力为4.0 mL·g~(-1),持水力为3.1 g·g~(-1),结合水力为2.7g·g~(-1);挤出处理后SDF含量为15.1%,膨胀力为18.3mL·g~(-1),持水力为9.4g·g~(-1),结合水力为6.4g·g~(-1),成为品质优良的高品质膳食纤维(HQADF)。 14.采用正常小鼠和燥结型便秘小鼠模型,灌服给药,并监测HQADF对正常小鼠胃小肠运动功能的推进作用,及对正常和燥结型便秘小鼠的排便量及排便时间的影响。结果:HQADF3.50、1.75g·kg~(-1)剂量组对正常小鼠的胃肠运动功能都有明显的促进作用,推进率分别提高17.80%、16.85%;3.50、1.75g·kg~(-1)bw剂量组都能明显增加正常小鼠的排便量,缩短小鼠的排黑便时间,排便量分别增加54.32%、32.28%,排黑便时间分别缩短26.87%、19.70%;能明显增加燥结型便秘小鼠的排便量,以3.50g·kg~(-1)bw剂量组效果最好,口服4h内排便量增加73.44%。试验结果表明HQADF具有明显的抗便秘作用。 15.小鼠50只随机分为空白对照组、四氧嘧啶模型组和HQADF 3.50、1.75、0.88g·kg~(-1)体重3个剂量组,每天给予HQADF 1次,连续15d,于第6d除空白对照组外,各组小鼠均尾静脉注射四氧嘧啶生理盐水溶液80mg·kg~(-1)体重,空白对照组尾静脉注射同体积生理盐水。末次给药前16h将所有各组小鼠饥饿,末次给药后1h,于小鼠眼球采血,分离血清,采用全自动生化分析仪测血糖含量;立即处死小鼠,取肝脏测小鼠肝糖元含量。另取60只小鼠,分组方法同上,每天给予HQADF 1次,连续10d。除空白对照组外,其余各组均在末次给予HQADF后1h腹腔注射盐酸肾上腺素250μg·kg~(-1)体重,30min后断头取血,测血糖含量,取肝组织测肝糖元含量。结果:HQADF 3.50g·kg~(-1)体重对四氧嘧啶糖尿病小鼠(模型鼠)血糖升高有明显的抑制作用(P<0.05);对四氧嘧啶糖尿病小鼠(模型组)肝糖元含量有明显的降低作用(P<0.05),且3.50 g·kg~(-1)体重优于1.75 g·kg~(-1)体重。3.50、1.75、0.88g·kg~(-1)体重剂量组对肾上腺素小鼠血糖(模型组)升高均有明显的抑制作用(P<0.001、P<0.01和P<0.05);对肾上腺素造成小鼠(模型组)肝糖元降低有明显的升高作用,且3.50g·kg~(-1)体重优于1.75g·kg~(-1)体重。试验结果表明HQADF对四氧嘧啶致糖尿病小鼠及肾上腺素血糖升高小鼠具有明显的降血糖作用。 16.取80只小鼠,雌雄各半,随机分为5组:空白对照组,肥胖模型组,HQADF 3.50 g·kg~(-1)、1.75 g·kg~(-1)、0.88 g·kg~(-1)3个剂量组,除空白对照组给正常饲料外,其余各组均服用肥胖饲料,每天给药1次,连续给药35天,每隔7天称1次体重。另取80只小鼠,雌雄各半,分组、饲喂及称量体重方法同上,末次给药后24小时,将小鼠处死,取腹部脂肪称湿重,计算脂肪指数。再另取80只小鼠,雌雄各半,分组、饲喂及称量体重方法同上,末次给药后24小时,摘除小鼠眼球取血,采用日立7080全自动生化分析仪检测有关生化指标。试验结果表明:HQADF能明显降低肥胖小鼠体重、脂肪指数、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、血糖(GLU)含量,对肥胖小鼠血清中高密度脂蛋白(HDL-C)有明显的升高作用,证明HQADF具有明显减肥降脂作用。 17.姬松茸膳食纤维(ADF)用于面包生产时必需经过适当方法处理才能改善面包品质。超临界流体萃取纯化处理、微波萃取多糖及制取姬松茸低聚肽后进行挤出是处理姬松茸纤维较为理想的方法。姬松茸膳食纤维采用挤出处理,粒度为0.175mm,用量为15%时面包综合品质最好,且面包添加剂用量最少(1.0%)。由于挤出处理改善了姬松茸膳食纤维的品质,不但可在面团中大量添加这种优良的食用菌膳食纤维,赋予面包产品特殊的保健功能,而且由于纤维的粒度并非越小越好,降低了纤维制粉的能耗。
【学位授予单位】:吉林农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S646

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