魔芋載體培養(yǎng)北蟲草菌絲體研制功能性豆奶

陳彩霞，康德燦，劉曌，羅宇霞

(西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽 621010)

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魔芋載體培養(yǎng)北蟲草菌絲體研制功能性豆奶

陳彩霞，康德燦，劉曌，羅宇霞

(西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽 621010)

摘要：將魔芋制成多孔載體接種北蟲草菌絲體，通過液體懸浮培養(yǎng)使北蟲草菌絲體快速生長。將魔芋載體及載體上長出的北蟲草菌絲體同時(shí)收獲，作為豆奶的添加料，制成魔芋、蟲草真菌-豆蛋白復(fù)合型功能性飲料。采用正交試驗(yàn)優(yōu)化豆奶的制作配方，以外形、色澤、口感、風(fēng)味4個(gè)方面綜合評價(jià)為考察指標(biāo)，進(jìn)行綜合評定。結(jié)果表明，最佳豆奶配方為：魔芋蟲草粉末1.5%、油脂0.5%、脫脂牛奶10%、麥芽糖0.5%。該配方制作的豆奶顏色清亮、口感濃厚、營養(yǎng)價(jià)值高、成本低，為中小食品企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)功能型保健豆奶提供了一種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

關(guān)鍵詞：魔芋載體；北蟲草；豆奶

魔芋含有大量的葡聚甘糖、維生素、植物纖維及一定量的黏液蛋白,具有奇特的保健作用和醫(yī)療效果。具有減肥健身、預(yù)防動脈硬化、防治心腦血管疾病和降低膽固醇等功效，近年來風(fēng)靡全球，并被人們譽(yù)為“健康食品”[1]。北蟲草(Ophiocordyceps sinensis)是一種珍貴的食、藥用真菌，富含蟲草素、蟲草酸、蟲草多糖、生物堿、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、20多種礦質(zhì)元素和各種維生素，具有抑菌、抗腫瘤、抗疲勞、降血糖等多中藥用功效[2-5]。大豆是一種理想的人體蛋白補(bǔ)充源，其來源廣、成本低[6]。

本試驗(yàn)將魔芋精粉加水熱溶、加堿改性制成魔芋凝膠，經(jīng)過高溫高壓、膨化和冷凍，制成多孔海綿狀載體。將其浸沒在富硒營養(yǎng)液中，接種蟲草菌絲體。隨著蟲草菌絲體的生長，魔芋載體持續(xù)向北蟲草供給營養(yǎng)液中的營養(yǎng)，使得北蟲草菌絲體內(nèi)的硒元素含量不斷增加。采用魔芋載體培養(yǎng)北蟲草菌絲體周期短、產(chǎn)量高，將載體及菌絲體同時(shí)收獲后，低溫烘干粉碎成超微粉體材料，加入豆乳中，制成風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)價(jià)值極高的復(fù)合型功能性豆奶，極具有開發(fā)潛力，也為北蟲草功能性食品向多元化方向發(fā)展提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1材料和方法

1.1材料

1.1.1菌株：大邑蟲草真菌種華能生物科技公司

1.1.2主要試劑

魔芋精粉(食品級)：四川省農(nóng)副產(chǎn)品加工技術(shù)開發(fā)公司成都分公司；麥麩、蠶蛹粉、優(yōu)質(zhì)黃豆、脫脂奶：市售；瓊脂：上海乾勁化工科技有限公司，酵母膏：上海乾勁化工科技有限公司；VB1(分析純)：威清南波灣生物技術(shù)有限公司；蛋白胨：上海乾勁化工科技有限公司；碳酸鈉、碳酸氫鈉、檸檬酸均為分析純：南京化學(xué)試劑股份有限公司,Na2SeO3：武漢市龍臨化工有限公司。

1.1.3培養(yǎng)基

液體培養(yǎng)基

麥麩20 g、蔗糖20 g、蛋白胨2 g、酵母膏1 g、硫酸鎂0.5 g、磷酸二氫鉀1.5 g、VB14 g，加水定容至1000 mL，調(diào)pH 6.0～6.5，分裝于200 mL三角瓶，120 ℃、0.1 MPa滅菌30 min，備用。

固體斜面培養(yǎng)基：

麥麩20 g、蔗糖20 g、蛋白胨2 g、酵母膏1 g、蠶蛹粉1 g、硫酸鎂0.5 g、磷酸二氫鉀1.5 g、VB14 g，加入瓊脂粉15 g煮沸，加水定容至1000 mL，調(diào)pH 7.2，分裝18×180 mm試管，120 ℃、0.1 MPa滅菌30 min、放置成斜面冷凝備用。

1.2儀器及設(shè)備

JY-1002型電子天平:上海上天精密儀器有限公司；SW-CJ-1F超凈工作臺：蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；YM100Z智能型立式壓力蒸汽滅菌器:上海嘉措儀器設(shè)備有限公司;DHP-9012A電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海飛越實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；BZF-30真空干燥箱：上?？茣钥茖W(xué)儀器有限公司；JMS-80膠體磨(0.05～0.7T/H.3-50um)：上海依肯機(jī)械設(shè)備有限公司；GJB30L/h-40Mpa高壓均質(zhì)機(jī)：上海偉宙輕工機(jī)械有限公司

1.3生產(chǎn)路線：

1.3.1魔芋載體的制作工藝流程

魔芋精粉→加水煮沸→加入碳酸鈉、碳酸氫鈉→均勻攪拌→冷凝成型→清水漂洗→沸水焯煮→蒸煮老化→速凍凝膠→解凍→烘干→多孔載體

1.3.2蟲草粉末原料制作的工藝流程

魔芋載體→玻璃容器→傾入富硒培養(yǎng)液→套上有透氣孔的封口膜→殺菌(壓力0.1Mpa、30min)→冷卻→接種菌絲體→24±1℃培養(yǎng)7-10天→收獲載體及菌絲體→60℃烘干→超微粉碎(<100um)→備用。

1.3.3復(fù)合功能性豆奶制作的工藝流程

1.4操作要點(diǎn)

1.4.1制作魔芋載體

將魔芋載體的配方加入300mL蒸餾水(50℃～70℃)，攪拌煮沸約30分鐘，充分熟化溶脹魔芋精粉，快速加入碳酸鈉和碳酸氫鈉，高速攪拌混勻。倒入固形容器內(nèi)，使其自然冷凝成型。成型的魔芋凝膠先使用清水漂洗，再用沸水焯煮除去余堿，反復(fù)2-3次。最后使用熱水(80℃左右)蒸煮10-12 min[7]。

采用自然降溫(冷風(fēng)、冷水等)將固形后的制品溫度降至常溫，及時(shí)轉(zhuǎn)入冷藏室(5℃左右)進(jìn)行預(yù)凍處理15-30 h。將預(yù)凍制品轉(zhuǎn)入冷凍室(-18～-20℃)，冷凍48～72 h。烘干冷凍后的魔芋凝膠，在0.1 MPa、121℃高壓蒸汽滅菌30 min[7]。

1.4.2北蟲草菌絲體的培養(yǎng)

北蟲草在魔芋多孔載體上培養(yǎng)時(shí)間不宜過久，以免菌絲老化發(fā)黃,產(chǎn)生色素等有害物質(zhì)，影響奶的色澤和風(fēng)味。若培養(yǎng)液干涸，菌絲長的不夠豐滿，可用無菌注射器根據(jù)需要注入培養(yǎng)液,使菌絲體長滿整個(gè)載體表面。

1.4.3豆奶的制作

a.原料浸泡：采用優(yōu)質(zhì)的大豆，在溶液濃度為1.5%的小蘇打(NaHCO3)泡6-8小時(shí)。

b.磨漿、離心分離：用豆?jié){分離機(jī)打漿并過濾，再經(jīng)離心機(jī)分離，轉(zhuǎn)速為3000r/min，時(shí)間3分鐘。

c.混合：添加1.0-1.5%的魔芋載體及北蟲草的超微細(xì)粉，并在濾液中加入一定的脫脂牛奶。

e.均質(zhì)：使用變速膠體磨和均質(zhì)機(jī)研磨5分鐘。

f.殺菌：135℃殺菌90秒，迅速冷卻至室溫。

g.調(diào)配：使用檸檬酸及其鈉鹽將豆奶的pH值調(diào)至5.6-5.9，使用量從0.05%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%、0.16%依次進(jìn)行試驗(yàn)，并加入一定量的防腐劑山梨酸鉀。

1.4.4豆奶配方的正交優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)前期大量單因素試驗(yàn)的結(jié)果，采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化制作豆奶的配方，篩選蟲草粉末、脫脂牛奶、油脂、麥芽糖的最佳配方，以豆奶的綜合得分為評價(jià)指標(biāo)，采用4因素3水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素與水平見表1。

表1　豆奶配方優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平

1.4.5豆奶配方的綜合評價(jià)

豆奶殺菌冷卻后，請6名專業(yè)人士對其進(jìn)行感官評分，每次評分前用溫開水漱口。評分標(biāo)準(zhǔn)按表2所示，綜合感官評價(jià)分值/分=20%×色澤評分+20%×外觀評分+40%×口感評分+20%×風(fēng)味評分

表2　豆奶配方的綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2結(jié)果與分析

2.1魔芋載體的制作

經(jīng)過前期的大量試驗(yàn)，已經(jīng)得到了魔芋載體制作的最佳配方:魔芋精粉2.0%、米粉2.5 %、碳酸鈉0.5%、碳酸氫鈉0.5%[7]。

2.2豆奶配方優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果

在前期單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇蟲草粉末(A)、油脂(B)、脫脂牛奶(C)、麥芽糖(D)作為試驗(yàn)影響因素，以豆奶配方的綜合評分為評價(jià)指標(biāo)，正交試驗(yàn)結(jié)果與水平見表3，方差分析見表4。

表3　豆奶配方優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

表4　豆奶配方正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果方差分析

由表3的極差R分析可得，各因素對豆奶效果影響的主次順序?yàn)锳>C>B>A，即蟲草粉末含量>脫脂牛奶含量>油脂含量>麥芽糖含量。制作豆奶的最佳組合配方為A2B1C2D3，即蟲草粉末1.5%、油脂0.5 %、脫脂牛奶10%、麥芽糖0.5%，由此最佳配方制得豆奶的綜合評價(jià)為9.2分。用此配方制作的豆奶：顏色清亮有光澤、無沉淀、口感濃厚、風(fēng)格獨(dú)特。

由表4可知，A、C因素對豆奶綜合評分的影響顯著，B、D因素對豆奶綜合評分的影響不顯著。因此在優(yōu)化豆奶配方時(shí)要注意調(diào)節(jié)蟲草粉末和脫脂牛奶的含量。

2.3豆奶的后期調(diào)配

用檸檬酸及其鈉鹽調(diào)整乳品的pH值，pH值為4.6左右時(shí)，口感最好，酸甜爽口，且保留了北蟲草清香的特有風(fēng)味，此時(shí)檸檬酸添加量為0.10~0.12%。加入防腐劑,采用山梨酸鉀作為防腐劑，根據(jù)國家食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定GB 2760-2014-植物蛋白飲料中山梨酸鉀的添加量不高于0.05%，最后加入0.03%的山梨酸鉀做為防腐劑，使產(chǎn)品保質(zhì)期延長至一年。

2.4質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.4.1感官指標(biāo)：本乳品酸甜適口、呈淡咖啡色、具有清爽的香味、無異味、無乳清析出、無凝塊、無分層、達(dá)到了本試驗(yàn)的預(yù)期要求。

2.4.2理化指標(biāo)。可溶性固形物15%pH:4.5-4.8

2.4.3微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)<180/ml

大腸桿菌≤3/100ml

致病菌不得檢出

其余均符合國頒標(biāo)準(zhǔn)

2.5復(fù)合型功能性豆奶的產(chǎn)品鑒定和保質(zhì)期試驗(yàn)

對所制得的產(chǎn)品從外觀、口感、微生物指標(biāo)、保質(zhì)期等方面進(jìn)行檢測，保證產(chǎn)品符合食品安全生產(chǎn)要求，經(jīng)保質(zhì)期試驗(yàn)，該產(chǎn)品保質(zhì)期能達(dá)到1年。

3結(jié)論

魔芋北蟲草復(fù)合型豆奶，具有投入成本低、設(shè)備簡單、生產(chǎn)周期短、見效快的優(yōu)點(diǎn)。由于黃豆、魔芋精粉及北蟲草材料方便易得,能充分開發(fā)利用魔芋和北蟲草的多種復(fù)合功能，制成復(fù)合型保健飲料，能增加產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值及附加值，為人們保健，開發(fā)新型保健飲品，開創(chuàng)了一種新型的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，很適合中小企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。但如何將模型擴(kuò)大，采用工業(yè)化的生產(chǎn)模式擴(kuò)大載體，增加北蟲草菌絲體的產(chǎn)量，我們正在研究，相信經(jīng)過改進(jìn)擴(kuò)大，以上問題是可以解決的。

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中圖分類號:TS205

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)06-0035-03

作者簡介：陳彩霞(1992-)，女，本科生，研究方向?yàn)樯锕ぷ?。通訊作者：康德燦(1945-)，男，教授，碩士，研究方向?yàn)樯锛夹g(shù)。

基金項(xiàng)目：四川省青年科技基金(2014JQ0016)