以豆渣為基料靈芝菌絲體液體發(fā)酵飲料的研制

冮 潔，李彥宇，江 森

(大連民族學院生命科學學院，遼寧 大連 116600)

以豆渣為基料靈芝菌絲體液體發(fā)酵飲料的研制

冮 潔，李彥宇，江 森

(大連民族學院生命科學學院，遼寧 大連 116600)

研究以豆渣為基料靈芝菌絲體液態(tài)培養(yǎng)及酒精發(fā)酵的條件，并將其應用在果汁復合飲料的研究中，以生產(chǎn)新型功能性保健發(fā)酵飲料。通過對PDA液態(tài)培養(yǎng)基和豆渣液態(tài)培養(yǎng)基的對比試驗，確定出豆渣培養(yǎng)基更適合靈芝菌絲體的生長，優(yōu)化的培養(yǎng)基配方為豆渣90g/L、葡萄糖20g/L、MgSO4 1.5g/L、KH2PO4 1.0g/L。在靈芝菌絲體酒精發(fā)酵試驗中，通過正交試驗確定最佳酒精發(fā)酵條件：酵母接種量0.2%、發(fā)酵溫度30℃、發(fā)酵時間5d。在靈芝發(fā)酵飲料的調(diào)配試驗中，通過正交試驗確定飲料的配方，通過感官評定得到色澤、風味和組織形態(tài)最佳的產(chǎn)品。

靈芝；豆渣；液體培養(yǎng)；酒精發(fā)酵；發(fā)酵飲料

靈芝(Ganoderma lucidum)是一種珍貴的藥用真菌，在我國有著悠久的藥用歷史[1]。靈芝屬擔子菌亞門(Basidiomycotina)、非褶菌目(Aphyllophorales)、多孔菌科(Polyporaceae)、靈芝屬(Ganoderma)。靈芝含有靈芝多糖和靈芝三萜等生物活性物質(zhì)，具有廣泛的藥理與保健作用[2-5]。靈芝主要應用在醫(yī)藥行業(yè)中，而且主要利用的是其子實體和孢子。目前，將其作為功能食品的研究逐漸增加[6-7]。利用液體深層發(fā)酵技術培養(yǎng)食用菌菌絲體，具有培養(yǎng)周期短、能大規(guī)模生產(chǎn)、易于標準化等特點[8]。很多研究者對靈芝菌絲體液體發(fā)酵技術進行了研究[9-12]。食用菌在深層發(fā)酵培養(yǎng)的菌絲體與子實體在化學組成、生理功能上均很相似[13]。特別是將豆渣等農(nóng)副產(chǎn)品下腳料應用在食用菌培養(yǎng)中，不僅有利于食用菌的生長，而且也使豆渣得到充分的利用。豆渣富含膳食纖維及鈣、磷、鐵、維生素等營養(yǎng)成分[14]。本實驗以豆渣為基料進行靈芝菌絲體液體培養(yǎng)及酒精發(fā)酵，并將其進行調(diào)配，研制靈芝新型功能性保健發(fā)酵飲料。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 菌種

靈芝(Ganodema lucidum) 朝陽市食用菌研究所；釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 安琪酵母股份有限公司。

1.1.2 培養(yǎng)基

斜面培養(yǎng)基(PDA培養(yǎng)基)：馬鈴薯200g、葡萄糖20g、瓊脂粉20g、水1000mL，pH自然。

豆渣培養(yǎng)基：豆渣90g、葡萄糖20g、MgSO41.0g、KH2PO41.5g、水1000mL，pH自然。

1.1.3 材料與試劑

豆渣：大連民族學院食堂提供，含水量為82.15%；

蔗糖：食品級；葡萄糖、瓊脂粉、K H2P O4、MgSO4。以上試劑均為分析純或化學純。

1.1.4 儀器與設備

電子精密天平(PL203) 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱(DNP-9082) 上海精宏實驗設備有限公司；無菌操作臺 蘇州凈化設備有限公司；恒低溫氣浴搖床(THZ-C-1) 上海豐盟科技材料有限公司；高壓滅菌鍋(MLS-3750) 日本三洋公司；手持糖度計(LB32T) 廣州市銘睿電子科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 菌種活化

靈芝活化：將保存的靈芝菌菌種用接種針接入斜面培養(yǎng)基上，于28℃恒溫培養(yǎng)7d。

酵母活化：10%的釀酒活性干酵母加到滅菌的5%蔗糖溶液中，混合均勻，首先在38～40℃中活化15～20min，然后在28～34℃活化1～2h即可使用。

1.2.2 靈芝菌液態(tài)培養(yǎng)

將活化的靈芝菌用接種針從斜面接入豆渣液體培養(yǎng)基中，于2 8℃進行搖床培養(yǎng)，制備液體種子。

1.2.3 液體培養(yǎng)基對照試驗

以PDA培養(yǎng)基為對照，再以豆渣為基料配制培養(yǎng)基，將培養(yǎng)好的靈芝菌絲體液體種子搖勻，分別接種到上述培養(yǎng)基中，接種量為10%，于28℃恒溫搖床培養(yǎng)5d，測定菌絲干質(zhì)量，確定適合靈芝生長的培養(yǎng)基類型。

1.2.4 菌絲體干質(zhì)量的測定

用移液管吸取10mL菌液，經(jīng)4000r/min離心15min去除上清液，菌絲體用去離子水洗滌3次后離心10min，置于60℃烘箱內(nèi)烘干24h。

1.2.5 酒精度的測定

采用蒸餾測定法[15]。

1.2.6 靈芝豆渣培養(yǎng)基配方的優(yōu)化試驗

在250mL三角瓶中裝液量為100mL，接入10%靈芝菌絲體種子液，于28℃恒溫搖床培養(yǎng)5d后測定菌絲干質(zhì)量。因素水平設計如表1所示。

表1 培養(yǎng)基配方優(yōu)化正交試驗因素水平表Table1 Factors and levels in orthogonal array design for optimizing soybean residue medium for Gamoderma lucidum

1.2.7 酒精發(fā)酵條件優(yōu)化試驗

對以豆渣為基料靈芝液體培養(yǎng)的培養(yǎng)液進行過濾，除去菌絲體，向濾液中加入白砂糖，加入量用手持糖度計測定，使可溶性固形物含量達到12%，然后接入酵母進行酒精發(fā)酵，通過正交試驗確定靈芝菌絲體培養(yǎng)液酒精發(fā)酵的適宜條件，試驗因素水平如表2所示。

表2 酒精發(fā)酵條件正交試驗因素水平表Table2 Factors and levels in orthogonal array design for optimizing alcoholic fermentation conditions of Gamoderma lucidum

1.2.8 靈芝發(fā)酵飲料感官評定方法

評定標準見表3。

表3 靈芝發(fā)酵飲料感官評定標準Table3 Sensory evaluation criteria for Gamoderma lucidum fermented beverage

2 結(jié)果與分析

2.1 以豆渣為基料的靈芝液體培養(yǎng)基的優(yōu)化

2.1.1 PDA液體培養(yǎng)基與豆渣液體培養(yǎng)基的對比實驗

對PDA液體培養(yǎng)基和豆渣液體培養(yǎng)基中靈芝菌絲體的生長情況以及對配制飲料的適宜性進行對比試驗。結(jié)果如表4所示。

由表4可知，PDA培養(yǎng)基和豆渣培養(yǎng)基均能較好地促進靈芝菌絲體的生長。采用豆渣培養(yǎng)基時，靈芝菌絲體生長更為濃稠一些；通過感官評定，采用PDA培養(yǎng)基得到的培養(yǎng)液帶有土豆的腥味，而豆渣培養(yǎng)基得到的培養(yǎng)液除了具有靈芝的風味外，還具有豆渣的清香味。所以，以豆渣為基料的培養(yǎng)基更適合靈芝的液態(tài)培養(yǎng)和用于飲料的配制。

表4 不同培養(yǎng)基靈芝菌絲體生長情況Table4 Growth status of Gamoderma lucidum mycelium in different media

2.1.2 靈芝豆渣培養(yǎng)基配方的優(yōu)化

對豆渣培養(yǎng)基的配方通過正交試驗優(yōu)化，結(jié)果如表5所示。

表5 靈芝豆渣培養(yǎng)基正交試驗結(jié)果Table5 Results of orthogonal array design for optimizing soybean residue medium for Gamoderma lucidum

通過對表5的結(jié)果進行分析，可知豆渣90g/L、葡萄糖20g/L、MgSO41.5g/L、KH2PO41.0g/L的配方組合為最優(yōu)培養(yǎng)基配方。各因素對結(jié)果影響大小順序為葡萄糖＞豆渣＞KH2PO4＞MgSO4。按優(yōu)化的培養(yǎng)基配方進行驗證實驗，獲得的干菌絲體量為24.8g/L。

2.2 靈芝液酒精發(fā)酵條件優(yōu)化試驗

采用正交試驗優(yōu)化靈芝液酒精發(fā)酵條件，結(jié)果如表6所示。

通過對表6中的結(jié)果進行分析，可知最優(yōu)靈芝酒精發(fā)酵條件為發(fā)酵溫度30℃、酵母接種量0.2%、發(fā)酵時間5d。各因素對結(jié)果影響大小順序為酵母接種量＞發(fā)酵時間＞發(fā)酵溫度。按優(yōu)化的發(fā)酵條件進行驗證實驗，獲得酒精體積分數(shù)為8.6%。

表6 靈芝酒精發(fā)酵條件正交試驗結(jié)果Table6 Results of orthogonal array design for optimizing alcoholic fermentation conditions of Gamoderma lucidum

2.3 靈芝發(fā)酵飲料調(diào)配實驗

將靈芝酒精發(fā)酵液進行離心，除去酵母菌等殘渣得到靈芝酒精發(fā)酵原液。將靈芝酒精發(fā)酵原液稀釋10倍，該稀釋液酒精含量為0.86%。為使靈芝發(fā)酵飲料的口感適宜，向上述稀釋液中加入檸檬酸和白砂糖調(diào)節(jié)酸度和甜度。經(jīng)過感官評定，適宜的檸檬酸加量0.3%、白砂糖加量10%、穩(wěn)定劑CMC-黃原膠(1:1)質(zhì)量分數(shù)0.2%。調(diào)配獲得的靈芝發(fā)酵飲料酸甜適中，具有酵母發(fā)酵的醇香味，回味時還有靈芝的淡淡苦味。該飲料營養(yǎng)豐富，風味獨特。

3 討 論

以豆渣為基料通過液體深層發(fā)酵的方法培養(yǎng)靈芝菌，通過培養(yǎng)基的優(yōu)化和培養(yǎng)條件的控制，能使靈芝菌菌絲體呈蔓延性生長，形成黏稠的發(fā)酵液，而不是形成菌絲球。培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，加入的豆渣顆粒逐漸變小，可能是靈芝菌分泌的分解木質(zhì)素和纖維素等酶作用的結(jié)果，有關該酶學方面的研究將在下一步試驗中進行。目前，雖然對靈芝飲料已有一些研究，但飲料苦味重、口感差，不適合作為產(chǎn)品直接飲用。本實驗以豆渣為基料培養(yǎng)靈芝菌后，對靈芝培養(yǎng)液又通過接種酵母菌進行乙醇發(fā)酵，獲得具有醇香味的靈芝發(fā)酵飲料，此方面的研究未見文獻報道。通過液體發(fā)酵獲得的靈芝原液還可以和果汁如獼猴桃汁和橙汁等進行調(diào)配，增加了飲料的適口性和營養(yǎng)性，從而獲得新型功能性保健發(fā)酵飲料。

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Preparation of Ganoderma lucidum Fermented Liquid Beverage Using Soybean Residue as Culture Medium

GANG Jie，LI Yan-yu，JIANG Sen
(College of Life Sciences, Dalian Nationalities University, Dalian 116600, China)

The liquid cultivation conditions of Ganoderma lucidum mycelium and alcoholic fermentation using soybean residue as the culture medium were studied in this paper and a kind of new functional and healthcare beverage was developed. The culture medium based on soybean residue was better than PDA liquid culture medium. The optimal culture medium formula was composed of 90 g/L soybean residue, 20 g/L glucose, 1.5 g/L MgSO4and 1.0 g/L KH2PO4. The optimal conditions for alcoholic fermentation were explored by orthogonal array design to be yeast inoculum concentration of 0.2%, fermentation temperature of 30 ℃, and fermentation time of 5 d. During the preparation of Gamoderma lucidum fermented beverage, the optimal formula was explored by orthogonal array design for the best comprehensive evaluation of color, flavor and taste.

Ganoderma lucidum；soybean residue；liquid cultivation；alcoholic fermentation；fermented beverage

TS275.4

B

1002-6630(2011)10-0308-04

2010-08-19

財政專項-中央高?；究蒲袠I(yè)務費資助項目(DC10020106)；大連民族學院太陽鳥項目(20090309)

冮潔(1965—)，女，教授，博士，研究方向為食品生物技術。E-mail：gangjie@dlnu.edu.cn