CN103110118B - 一种利用猴头菌固体发酵灰树花残渣制备膳食纤维的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用猴头菌固体发酵灰树花残渣制备膳食纤维的方法：（1）将猴头菌接种至含灰树花残渣的生产培养基，恒温发酵培养；（2）取出固体菌质，烘干、粉碎、研磨，加入蒸馏水，超声提取，过滤，收集滤液和滤渣；（3）滤液浓缩，加入无水乙醇，静置过夜，弃去上清液，取沉淀真空干燥，得到水溶性膳食纤维；（4）滤渣加入蒸馏水，提取后抽滤，取滤渣，得到不溶性膳食纤维。本发明方法原料成本低，设备和操作简单，可实现规模化生产最大程度地提高灰树花的利用价值，变废为宝。整个生产过程条件温和，没有毒害物质的摄入，不仅可使所提取的复合膳食纤维最大程度地保持其生理活性，也使得所提取膳食纤维安全性高。

Description

一种利用猴头菌固体发酵灰树花残渣制备膳食纤维的方法

（一）技术领域

本发明涉及一种利用猴头菌固体发酵灰树花残渣制备膳食纤维的方法。

（二）背景技术

食用菌因其高蛋白、低脂肪、富含膳食纤维等营养结构，备受消费者的喜爱。随着对食用菌研究的深入，尤其是食用菌多糖的研究，使得食用菌多糖的市场需求越来越大。同时开发食用菌多糖，可实现食用菌附加值的提升。但在食用菌多糖提取加工过程中将会产生大量的提取残渣，而这些残渣没有得到重视，使得提取残渣在污染环境的同时，造成了资源的浪费。

对食用菌提取残渣的成分分析表明，食用菌提取残渣是一种良好的膳食纤维源，而膳食纤维被列为“第七营养素”。经专家研究表明，中国人每天正常饮食中尚缺乏膳食纤维10g～15g，膳食纤维的缺乏将会引起多种疾病。目前，市场产品主要是具一定功能、食用性较差的膳食纤维添加剂和高档的膳食纤维功能产品，缺少可供大众消费，能够直接食用的复合型功能膳食纤维产品。

研究表明，通过微生物降解与转化作用可实现食用菌提取残渣膳食纤维的改性和活性提升，同时与微生物代谢产生的多糖组配产生一种新型的复合膳食纤维。目前可用于制取膳食纤维的微生物有很多，其中食药用真菌在生物转化方面具有很强的功能。猴头菌是我国著名的食药用真菌，猴头菌菌丝在生长发育中以分解木质素作为主要碳素营养，通过其分泌的木质素降解酶系，能在常温下将复杂的不溶性糖类聚合物转化为水溶性简单有机物。除含有高活性的木质素降解酶系外，猴头菌还能分泌纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶和β-葡萄糖苷酶等，可有效降解转化灰树花提取残渣中残留碳水化合物及纤维素，同时菌丝细胞的细胞壁物质作为膳食纤维成分在制取过程中保留下来，使膳食纤维得率大幅增加,并得到以微生物多糖、菌体纤维素等为主的更具有活性的复合型膳食纤维，这不仅可减少食用菌废渣对环境的污染，还大大提升食用菌深加工技术含量和食用菌的附加值，具有较高的市场推广价值和生态、经济效益。

灰树花是近年来开发的珍奇食药两用菌之一，灰树花多糖因有独特的药用价值而广泛应用于医药、保健食品、化妆品领域，市场需求量大，因此产生大量灰树花提取残渣。目前灰树花多糖制备技术从灰树花中提取到的多糖只占其含量的10%，约有50%仍有大量活性多糖和纤维残留于提取渣中，因此可将灰树花残渣可作为优质的膳食纤维源，利用食用菌生物降解的代谢转化优势制备高品质的复合膳食纤维。

（三）发明内容

针对目前灰树花多糖提取后的灰树花残渣在污染环境的同时，造成了资源的浪费这一问题，本发明提供一种灰树花提取渣资源化利用方法，具体而言，是提供一种利用猴头菌固体发酵生物转化灰树花残渣制备的膳食纤维的方法。

本发明采用的技术方案是：

一种利用猴头菌固体发酵灰树花残渣制备膳食纤维的方法，所述方法包括：

（1）将猴头菌接种至含灰树花残渣的生产培养基，15~25℃恒温发酵培养40~60d；所述生产培养基质量组成如下：甘蔗渣粉10~50份，麸皮9~25份，石膏粉0.5~1份，硫酸镁0.2份，灰树花残渣20~60份，水分含量55%~65%（水分占培养基总质量之比）；所述灰树花残渣为灰树花（Griflolafrondosa）提取多糖后经干燥、粉碎后的残渣粉末；生产培养基装入耐高温的聚乙烯塑料袋，每袋1~1.5kg，用绳扎紧袋口，121℃灭菌1~5h后接种；待菌丝体发满全袋，全袋成白色或乳白色，且色泽均匀，发酵结束；灰树花提取多糖工艺如下：灰树花粉末，加入10~15倍质量蒸馏水混匀，调pH7.0~7.5，微波（600~800W）处理10~20min，过滤，滤液进一步浓缩后乙醇提取多糖，滤渣经干燥、粉碎后，即作为本发明生产培养基组成。

（2）发酵结束后，取出固体菌质，烘干、粉碎、研磨，并按料液质量比1：5~20加入蒸馏水，80~90℃超声提取0.5~1h，过滤，分别收集滤液和滤渣；

（3）步骤（2）滤液减压浓缩至原体积的1/4~1/2，所得浓缩液加入3~5倍体积的无水乙醇，静置过夜，弃去上清液，取沉淀真空干燥，得到水溶性膳食纤维；

（4）步骤（2）滤渣按料液质量比1:10~15加入蒸馏水，调节pH至8.0~12.0，在40~90℃下水浴搅拌60~180min后抽滤，取滤渣，得到不溶性膳食纤维。

所述猴头菌在发酵之前通常需要进行种子培养，按常规方法获得种子液后再接入生产培养基进行发酵培养。

本发明中，种子液获得过程可如下：

（a）菌种活化：将猴头菌菌种接种于PDA斜面培养基，在15~25℃恒温培养7~15d，置4℃冰箱备用；PDA斜面培养基组成如下：马铃薯200g/L，葡萄糖20g/L，琼脂20g/L，余量为自来水，pH自然，121℃灭菌20~30min；

（b）种子培养：将活化的斜面菌丝体接入种子培养液，在15~25℃、250r/min下振荡培养5~7d，得种子液；种子培养液组成如下：葡萄糖30g/L，酵母浸膏3g/L，磷酸二氢钾0.30g/L，余量为自来水，调节pH至5.1，121℃灭菌20~30min。

本发明的有益效果主要体现在：

本发明根据灰树花多糖提取后残渣的成分组成及猴头菇的生长特点，配制以灰树花多糖提取渣为基础的培养基，接种猴头菌菌种进行固体发酵生产膳食纤维，不仅利用真菌猴头菌在生产过程中产生的木质素、纤维素、半纤维素等的降解酶来分解灰树花残渣，使更多残存的灰树花膳食纤维、多糖释放出来，而且能够生产出猴头菇菌丝体膳食纤维及活性多糖，获得一种活性改善的新型复合膳食纤维，而且提取率高，总膳食纤维的提取率达到72%，水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维的比例达到3：1。

本发明采用的生产方法，原料成本低，设备和操作简单，可实现规模化生产，最大程度地提高灰树花的利用价值，变废为宝。整个生产过程条件温和，没有毒害物质的摄入，不仅可使所提取的复合膳食纤维最大程度地保持其生理活性，也使得所提取膳食纤维安全性高。

（四）附图说明

图1为猴头菌固体发酵生物转化灰树花提取渣制备膳食纤维的流程图；

图2为膳食纤维提取的工艺流程图。

（五）具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

1、生产培养基制作：

①质量配方:灰树花残渣20份，甘蔗渣粉69份，麸皮10份，石膏粉0.8份，硫酸镁0.2份。灰树花提取多糖工艺如下：灰树花粉末，加入10倍质量蒸馏水混匀，调pH7.0，微波（600W）处理15min，过滤，滤液进一步浓缩后乙醇提取多糖，滤渣经干燥、粉碎后，用于本发明生产培养基配制。

②将①中培养基配方混合均匀，添加自来水至水分含量55%（w/w），装入耐高温的聚乙烯塑料袋，每袋1~1.5kg，用绳扎紧袋口，培养料灭菌温度达121℃时保持1~5h。

2、菌种活化：将猴头菌菌种（ACCC5187，购买自ACCC）接种于PDA斜面培养基，18℃恒温培养14d，置4℃冰箱备用。PDA斜面培养基组成如下：马铃薯200g/L，葡萄糖20g/L，琼脂20g/L，余量为自来水，pH自然，121℃灭菌20~30min；

3、种子培养：将步骤2活化培养的菌丝体接种到种子培养液，于18℃，250r/min下振荡培养7d。种子培养液组成如下：葡萄糖30g/L，酵母浸膏3g/L，磷酸二氢钾0.30g/L，余量为自来水，调节pH至5.1，121℃灭菌20~30min。

4、生产培养基的接种与培养：取步骤3培养好的种子培养液，用无菌接种枪均匀接种于生产培养基（15mL/袋），在18℃下恒温培养60d，待菌丝体发满全袋，全袋成白色或乳白色，且色泽均匀，发酵结束。

5、膳食纤维的提取：

①取出固体菌质，60℃烘干，粉碎、研磨，并按料质量液比1:5加入蒸馏水，80℃超声提取1h；板框过滤分别收集滤液和滤渣；

②旋转蒸发仪将上述滤液减压浓缩至原体积的1/4，浓缩液加入4倍体积的无水乙醇，静置过夜，弃去上清液，将沉淀置于40℃，真空度为80kPa的真空干燥箱真空干燥后，得到水溶性膳食纤维；

③将上述滤渣按料液质量比1:10加入蒸馏水，调节pH至8.5，在90℃下水浴搅拌60min后抽滤，滤渣置于40℃，真空度为80kPa的真空干燥箱真空干燥后，得到水不溶性膳食纤维。

该例总膳食纤维的提取率为68%，水不溶性膳食纤维水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维的比例达到4：1。

实施例2：

1、生产培养基制作

①质量配方:灰树花残渣40份，甘蔗渣粉44份，麸皮15份，石膏粉0.8份，硫酸镁0.2份。

②将①中培养基配方混合均匀，添加自来水至水分含量为60%，装入耐高温的聚乙烯塑料袋，每袋1~1.5kg，用绳扎紧袋口，培养料灭菌温度达121℃时保持1~5h。

2、菌种活化：将猴头菌菌种（购自杭州众芝康菇生物技术有限公司）接种于PDA斜面培养基（同实施例1），在20℃恒温培养10d，置4℃冰箱备用。

3、种子培养：将步骤2活化培养的菌丝体接种到种子培养液（同实施例1），于20℃，250r/min下振荡培养6d。

4、生产发酵培养基的接种与培养：取步骤3培养好的种子培养基，用无菌接种枪均匀接种于生产培养基（12mL/袋），在20℃下恒温培养55d，待菌丝体发满全袋，全袋成白色或乳白色，且色泽均匀，发酵结束。

5、膳食纤维的提取：

①取出固体菌质，60℃烘干，粉碎、研磨，并按料液质量比1∶10加入蒸馏水，85℃超声提取1h；板框过滤分别收集滤液和滤渣；

②旋转蒸发仪将上述滤液减压浓缩至原体积的1/4，浓缩液加入体积为浓缩液体积4倍的无水乙醇，静置过夜，弃去上清液，将沉淀置于40℃，真空度为80kPa的真空干燥箱真空干燥后，得到水溶性膳食纤维；

③将上述滤渣按料液质量比1:12加入蒸馏水，调节pH至9，在85℃下水浴搅拌120min后抽滤，滤渣置于40℃，真空度为80kPa的真空干燥箱真空干燥后，得到水不溶性膳食纤维。

该例总膳食纤维的提取率为72%，水不溶性膳食纤维水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维的比例达到3：1。

实施例3：

1、生产培养基制作

①质量配方:灰树花残渣60份，甘蔗渣粉24份，麸皮15份，石膏粉0.8份，硫酸镁0.2份。

②将①中培养基配方混合均匀，添加自来水至水分含量为65%，装入耐高温的聚乙烯塑料袋，每袋1~1.5kg，用绳扎紧袋口，培养料灭菌温度达121℃时保持1~5h。

2、菌种制作：将猴头菌菌种（购自浙江省常山宝新果蔬菌有限公司）接种于PDA斜面培养基（同实施例1），在25℃恒温培养7d，置4℃冰箱备用。

3、菌种接种与培养：将步骤2活化培养的菌丝体接种到种子培养液（同实施例1），于25℃，250r/min下振荡培养5d。

4、生产发酵培养基的接种与培养：取步骤3培养好的种子培养基15mL，用无菌接种枪均匀接种于生产培养基，在25℃下恒温培养40d，待菌丝体发满全袋，全袋成白色或乳白色，且色泽均匀，发酵结束。

5、膳食纤维的提取：

①将步骤4菌袋中的培养基取出，60℃烘干，粉碎、研磨，并按料液比1∶15加入蒸馏水，80℃超声提取1h；板框过滤分别收集滤液和滤渣；

②旋转蒸发仪将上述滤液减压浓缩至原体积的1/4，浓缩液加入4倍体积的无水乙醇，静置过夜，弃去上清液，将沉淀置于40℃，真空度为80kPa的真空干燥箱真空干燥后，得到水溶性膳食纤维；

③将上述滤渣按料液质量比1:15加入蒸馏水，调节pH至11，在80℃下水浴搅拌180min后抽滤，滤渣置于40℃，真空度为80kPa的真空干燥箱真空干燥后，得到水不溶性膳食纤维。

该例总膳食纤维的提取率为65%，水不溶性膳食纤维水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维的比例达到4.5：1。

Claims (2)

1.一种利用猴头菌固体发酵灰树花残渣制备膳食纤维的方法，所述方法包括：

（1）将猴头菌接种至含灰树花残渣的生产培养基，15~25℃恒温发酵培养40~60d；所述生产培养基质量组成如下：甘蔗渣粉10~50份，麸皮9~25份，石膏粉0.5~1份，硫酸镁0.2份，灰树花残渣20~60份，水分含量55%~65%；

（2）发酵结束后，取出固体菌质，烘干、粉碎、研磨，并按料液质量比1：5~20加入蒸馏水，80~90℃超声提取0.5~1h，过滤，分别收集滤液和滤渣；

（3）步骤（2）滤液减压浓缩至原体积的1/4~1/2，所得浓缩液加入3~5倍体积的无水乙醇，静置过夜，弃去上清液，取沉淀真空干燥，得到水溶性膳食纤维；

（4）步骤（2）滤渣按料液质量比1:10~15加入蒸馏水，调节pH至8.0~12.0，在40~90℃下水浴搅拌60~180min后抽滤，取滤渣，得到不溶性膳食纤维。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述生产培养基质量组成如下：甘蔗渣粉40~50份，麸皮15~20份，石膏粉0.8~1份，硫酸镁0.2份，灰树花残渣40~50份，水分含量60%~65%。

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