兩種米曲霉固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉的效果

摘要：以香菇（Lentinus edodes）菌絲粉中可溶性糖、呈味核苷酸和游離氨基酸等非揮發(fā)性呈味成分的釋放率為指標，研究了米曲霉（Aspergillus oryzae）CICC 2436及其纖維素酶高產(chǎn)突變菌株Ⅱ5固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉的效果。結(jié)果表明，米曲霉CICC 2436在其最佳發(fā)酵時間時香菇菌絲粉的可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發(fā)性總呈味成分的釋放率分別為22.50%、3.20%、3.06%、28.76%，而纖維素酶高產(chǎn)突變菌株Ⅱ5在其最佳發(fā)酵時間時香菇菌絲粉可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發(fā)性總呈味成分的釋放率分別為24.25%、3.42%、3.18%、30.85%，突變菌株Ⅱ5發(fā)酵香菇菌絲粉各種呈味物質(zhì)的釋放率均高于米曲霉CICC 2436。

關(guān)鍵詞：香菇（Lentinus edodes）；菌絲粉；米曲霉（Aspergillus oryzae）；非揮發(fā)性呈味成分

中圖分類號：TQ920.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）23-5735-03

香菇（Lentinus edodes）屬于擔(dān)子菌綱傘菌目口蘑料香菇屬，是著名的食藥兼用菌。香菇中含有可溶性糖、游離氨基酸、多肽和呈味核苷酸等非揮發(fā)性呈味物質(zhì)[1]，正是這些呈味物質(zhì)賦予香菇特殊的鮮美風(fēng)味[2]。目前，市場上香菇產(chǎn)品的深加工原料多為香菇子實體，少以香菇菌絲為原料進行產(chǎn)品深加工[3]。米曲霉（Aspergillus oryzae）能夠分泌產(chǎn)生纖維素酶、蛋白酶、糖化酶、淀粉酶等多種酶[4，5]。以米曲霉固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉，利用米曲霉產(chǎn)生的纖維素酶降解香菇菌絲粉中的纖維素類物質(zhì)，能夠使香菇菌絲粉中的非揮發(fā)性呈味成分得到更多釋放。研究香菇菌絲粉釋放非揮發(fā)性呈味物質(zhì)的固態(tài)發(fā)酵工藝，并進行兩種米曲霉發(fā)酵效果的比較，可為利用香菇菌絲體獲得非揮發(fā)性呈味物質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌種 米曲霉CICC 2436購自中國工業(yè)微生物菌種保藏中心，米曲霉突變菌株Ⅱ5由湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院微生物課題組以米曲霉CICC 2436為原始菌株，經(jīng)誘變而獲得的纖維素酶高產(chǎn)突變菌株[6]。香菇菌種由湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院微生物課題組分離純化獲得，利用液體深層發(fā)酵技術(shù)獲得香菇菌絲[7，8]，烘干，粉碎后過60目篩備用。

1.1.2 試劑 呈味核苷酸標準品為日本味之素公司產(chǎn)品，3，5-二硝基水楊酸、葡萄糖、茚三酮等均為國產(chǎn)分析純化學(xué)試劑。

1.1.3 培養(yǎng)基 斜面孢子培養(yǎng)基為PDA培養(yǎng)基，香菇菌絲粉與滅菌水按質(zhì)量比1∶1配制成固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基。

1.2 方法

1.2.1 香菇菌絲粉固態(tài)發(fā)酵 以10%米曲霉孢子懸液接種到香菇菌絲粉固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，28 ℃恒溫發(fā)酵。發(fā)酵過程中每隔1 d翻堆，取樣，測定纖維素酶活性及可溶性糖、呈味核苷酸和游離氨基酸的釋放率。

1.2.2 測定及分析方法

1）纖維素酶標準曲線的繪制及酶活性的測定。采用GB/T 23881-2009繪制纖維素酶標準曲線及測定纖維素酶活性。

2）呈味核苷酸、游離氨基酸和可溶性糖含量的測定。取固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉加去離子水定容，置于水浴鍋中65 ℃浸提3 h，5 000 r/min離心 3 min，取上清液定容。呈味核苷酸含量采用紫外分光光度法[9，10]測定，可溶性糖含量采用苯酚硫酸法[11]測定，游離氨基酸含量采用茚三酮顯色法測定。

可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸釋放率=（提取液中可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸含量/香菇菌絲粉質(zhì)量）×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 香菇菌絲粉固態(tài)發(fā)酵中纖維素酶活性的變化

在香菇菌絲粉固態(tài)發(fā)酵過程中，每隔1 d取樣測定纖維素酶活性，米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉過程中纖維素酶活性的變化情況見圖1。由圖1可知，米曲霉CICC 2436在發(fā)酵前3 d纖維素酶活性增長迅速，在第三天時達到最大值，為9.1 U/g，而3 d后隨著發(fā)酵的進行纖維素酶活性迅速下降；突變菌株Ⅱ5在發(fā)酵第五天纖維素酶活性達到最大值，為11.9 U/g，之后隨著發(fā)酵的進行纖維素酶活性迅速下降。突變菌株Ⅱ5在發(fā)酵前3 d與米曲霉CICC 2436產(chǎn)酶趨勢一致，在隨后的2 d發(fā)酵過程中，突變菌株Ⅱ5的纖維素酶活性持續(xù)升高，而米曲霉CICC 2436的纖維素酶活性迅速下降，突變菌株Ⅱ5的纖維素酶活性峰值為米曲霉CICC 2436峰值的1.31倍，由此表明突變菌株Ⅱ5產(chǎn)纖維素酶量和持續(xù)產(chǎn)酶時間均優(yōu)于米曲霉CICC 2436。

2.2 米曲霉發(fā)酵香菇菌絲粉釋放可溶性糖的比較

在米曲霉CICC 2436與突變菌株Ⅱ5固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉過程中，可溶性糖釋放率隨發(fā)酵時間的變化情況如圖2所示。由圖2可知，米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5在前5 d發(fā)酵香菇菌絲粉的過程中可溶性糖的釋放率增長較快，且突變菌株Ⅱ5發(fā)酵香菇菌絲粉可溶性糖的釋放率高于CICC 2436，發(fā)酵5 d時CICC 2436和Ⅱ5可溶性糖釋放率分別為22.50%和24.25%。與米曲霉CICC 2436相比，突變菌株Ⅱ5對可溶性糖釋放的作用更明顯。

2.3 米曲霉發(fā)酵香菇菌絲粉釋放呈味核苷酸的比較

米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉呈味核苷酸釋放率隨發(fā)酵時間的變化情況如圖3所示。由圖3可知，米曲霉CICC 2436在發(fā)酵香菇菌絲粉的前2 d呈味核苷酸的釋放率緩慢增長，隨后的2～5 d發(fā)酵過程中，香菇菌絲粉釋放呈味核苷酸較多，其釋放率持續(xù)升高，在第五天時呈味核苷酸的釋放率均達最大值，此時CICC 2436和突變菌株Ⅱ5發(fā)酵香菇菌絲粉呈味核苷酸的釋放率分別為3.20%和3.42%。

2.4 米曲霉發(fā)酵香菇菌絲粉釋放游離氨基酸的比較

在米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉過程中，游離氨基酸釋放率隨發(fā)酵時間的變化情況如圖4所示。由圖4可知，米曲霉在固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉的前4 d游離氨基酸的釋放率迅速提高，在第四天后游離氨基酸的釋放率趨于穩(wěn)定，發(fā)酵5 d時CICC 2436和突變菌株Ⅱ5發(fā)酵香菇菌絲粉游離氨基酸的釋放率分別為3.06%和3.18%，且在整個發(fā)酵過程中突變菌株Ⅱ5發(fā)酵香菇菌絲粉游離氨基酸的釋放率稍高于CICC 2436。

2.5 香菇菌絲粉固態(tài)發(fā)酵中非揮發(fā)性總呈味成分的分析

可溶性糖、呈味核苷酸和游離氨基酸的釋放率之和即為非揮發(fā)性總呈味成分的釋放率，圖5為米曲霉固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉非揮發(fā)性總呈味成分的釋放率變化情況。由圖5可知，米曲霉固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉的前5 d發(fā)酵過程中，非揮發(fā)性總呈味成分的釋放率隨著發(fā)酵時間的延長而增加，而發(fā)酵時間大于5 d時，非揮發(fā)性總呈味成分的釋放率隨著發(fā)酵時間的延長而趨于穩(wěn)定。因此，基于以非揮發(fā)性總呈味成分釋放為目的的米曲霉固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉的最佳發(fā)酵時間為5 d，此時米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5發(fā)酵香菇菌絲粉非揮發(fā)性總呈味成分釋放率分別為28.76%和30.85%。在香菇菌絲粉的非揮發(fā)性總呈味成分中，各呈味成分所占比例大小依次為可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸，且香菇菌絲粉可溶性糖的釋放率遠遠高于其他兩種呈味物質(zhì)的釋放率。

3 結(jié)論

利用米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉，分析了2株菌株在固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉過程中纖維素酶活性的變化，同時對香菇菌絲粉在固態(tài)發(fā)酵過程中可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發(fā)性總呈味成分的釋放率進行了研究，確定了米曲霉固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉釋放非揮發(fā)性呈味成分的最佳發(fā)酵時間為5 d。在最佳發(fā)酵時間內(nèi)發(fā)酵香菇菌絲粉，米曲霉CICC 2436發(fā)酵香菇菌絲粉的可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發(fā)性總呈味成分的釋放率分別為22.50%、3.20%、3.06%、28.76%，而突變菌株Ⅱ5發(fā)酵香菇菌絲粉可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發(fā)性總呈味成分的釋放率分別為24.25%、3.42%、3.18%、30.85%，突變菌株Ⅱ5發(fā)酵香菇菌絲粉各種呈味物質(zhì)的釋放率均高于米曲霉CICC 2436，這表明利用纖維素酶高產(chǎn)突變菌株Ⅱ5固態(tài)發(fā)酵香菇菌絲粉釋放非揮發(fā)性呈味成分有較好效果，研究可為利用香菇菌絲粉進行深加工生產(chǎn)非揮發(fā)性呈味物質(zhì)提供依據(jù)。

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