羊肚菌富硒深层发酵工艺及产物功能性研究

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。