羊肚菌富硒深层发酵工艺及产物功能性研究

【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SeH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。
【作者】丁健峰；
【导师】孙永海；
【作者基本信息】吉林大学，食品科学与工程，2014，硕士
【关键词】羊肚菌；富硒；深层发酵；硒多糖；结构分析；功能性；

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