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羊肚菌富硒深层发酵工艺及产物功能性研究

丁健峰  
【摘要】:本文主要研究了羊肚菌富硒深层发酵技术,确定了羊肚菌富硒深层发酵的工艺,同时优化了其工艺参。在提取了富硒羊肚菌中的硒多糖过程中,对提取方法进行了一系列的试验和比较,并对富硒羊肚菌中硒多糖的结构进行了初步的分析探讨,为研究富硒羊肚菌中硒多糖的生物活性提供理论依据,最后开发出一种富硒羊肚菌果醋功能性食品。本文的主要研究内容如下: 1.富硒羊肚菌深层发酵培养基及菌种筛选及培养基的制备 从三种不同的羊肚菌菌种中,选用粗柄羊肚菌926号,作为富硒羊肚菌深层发酵的发酵菌种。富硒羊肚菌深层发酵的培养基为:麦麸4%,玉米粉2%,黄豆粉1%,磷酸二氢钾0.1%,硫酸镁0.1%,pH值自然,蒸馏水1000mL,亚硒酸钠。 2.富硒羊肚菌深层发酵工艺及其参数优化 采用响应曲面法设计试验并分析因素间的交互作用。在对发酵时间、培养温度、硒浓度、摇床转速、培养基的装料量5个因素进行了单因素试验的基础上,利用Design-Expert软件,设计了3因素3水平的响应曲面试验,通过回归方程分析后,得出富硒羊肚菌深层发酵工艺的最佳参数为摇床转速100r/min、培养基装料量为150mL、培养温度25.73℃、发酵时间为5.22d、硒浓度为86.67μg/mL,在此条件下的富硒羊肚菌菌丝生物量理论值达10.512g/L,硒含量达到18.8μg/mL,实际菌丝生物量的达到10.339g/L、硒含量达到18.6μg/mL。 3.富硒羊肚菌硒多糖的结构分析 提取富硒羊肚菌多糖过程中预处理的最佳参数:微波功率为800W,加热采取间歇加热的方式,每次间歇加热10s,总时间为40s。超声波功率为250W,超声波的处理时间为35min。采用以上预处理方法富硒羊肚菌硒多糖得率可以达到24.53%。通过对4个浸提条件进行的单因素试验,以及对所获得的结果的分析,确定浸提条件为:浸提温度90℃,浸提时间120min、浸提比30:1mL:g、浸提1次,在此条件下浸提所得到的富硒羊肚菌硒多糖得率为5.27%。对Sevage法脱蛋白中涉及的参数进行正交试验,确定了脱蛋白的条件参数:氯仿和正丁醇溶液的体积比为5:1;富硒羊肚菌硒多糖溶液和Sevage试剂的体积比为5:1。对混合溶液搅拌30min。这个条件下,富硒羊肚菌硒多糖溶液中蛋白质的脱除率可以达到79.31%,同时仅损失11.57%的富硒羊肚菌硒多糖。富硒羊肚菌硒多糖初步分离纯化选用了大孔树脂AB-8,然后得到了纯化产物富硒羊肚菌硒多糖PM。然后对富硒羊肚菌硒多糖PM使用SephadexG-100凝胶柱层析进一步分离纯化,得到了富硒羊肚菌硒多糖PN。使用SephadexG-100凝胶柱层析法对富硒羊肚菌硒多糖PN进行洗脱,洗脱曲线为单一对称的洗脱峰;在高效液相色谱图中也只有一个对称峰。说明富硒羊肚菌硒多糖PN的组分均一、纯度较高。富硒羊肚菌硒多糖PN是一种白色固体粉末,溶于水,不溶于乙醇、丙酮、正丁醇等有机溶剂;不含有蛋白质、核酸和色素;不含淀粉;不含糖醛酸。通过红外光谱研究了富硒羊肚菌硒多糖PN中的链中糖苷键及糖环构型,并与普通羊肚菌多糖进行对比分析。结果发现:富硒羊肚菌硒多糖PN是糖苷键连接的吡喃多糖。由于硒参与了多糖的合成,致使多糖的结构发生了改变,所以硒元素可能是以Se H形式存在于多糖的支链上。利用原子力显微镜的敲击模式,观测富硒羊肚菌硒多糖PN的高级结构,结果发现:富硒羊肚菌硒多糖PN分子链呈现出分枝结构,并且彼此之间相互缠绕,富硒羊肚菌硒多糖PN的多糖链呈现多股紧密的螺旋结构。 4.富硒羊肚菌功能性食品的开发 通过建立小鼠抗疲劳模型和高血脂症模型及对6组小鼠各项指标的检测,通过动物实验,证明了富硒羊肚菌硒多糖有助于缓解运动疲劳功能,同时也具备有助于降低血脂功能。 本文确定了液态发酵果醋的工艺流程,其中包括原料预处理、清洗;破碎、榨汁;酶处理;成分调整;灭菌;酒精发酵;醋酸发酵;后熟;澄清;调配。醋酸发酵是关键步骤,直接关系到果醋的风味和质量,所以对液态醋酸发酵条件进行了优化,确定其最优工艺参数为:醋酸菌加入量1.0g/L,发酵温度32℃,初始酒精度5%,通气量1:4。在产品配方方面以综合风味为评鉴标准,筛选出最优的配方为:苹果原醋19.9%,浓缩苹果汁79.6%,白砂糖0.4%,蜂蜜0.3%。富硒羊肚菌液态发酵果醋的感官指标、理化指标和卫生指标均依据国家标准。


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