CN112522344B - 一种猴头菇子实体粉固态酶解的方法 - Google Patents

一种猴头菇子实体粉固态酶解的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种猴头菇子实体粉固态酶解的方法，属于食用菌深加工领域，本发明将猴头菇子实体粉用缓冲液调糊，添加纤维素酶、β‑葡萄糖苷酶和壳聚糖酶组成的复合酶进行酶解，然后烘干灭酶得到猴头菇子实体粉酶解产物。本发明通过酶解处理猴头菇子实体粉，可以较大程度的释放多糖，增加猴头菌产品的附加值，同时可以减少有机试剂的使用，降低成本，减少对环境污染。

Description

一种猴头菇子实体粉固态酶解的方法
技术领域
本发明属于食用菌深加工领域，尤其涉及一种猴头菇子实体粉固态酶解的方法。
背景技术
猴头菌(Hericium erinaceus)，又名猴头、猴头蘑、猴头菇、刺猬菌等，是一种大型真菌，属担子菌纲、多孔菌目、齿菌科、猴头属，因其子实体形状像猴子头部而得名，猴头菌所含有的营养成分与目前人工栽培的其它食用菌相比都居第一、二位。
猴头菌是中国宴席上的名菜，现已广泛人工栽培。猴头菌中含有8种人体必需的氨基酸以及多糖和多肽类物质，具有健胃、提高免疫等功效(卯晓岚.[M]，中国蕈菌，科学出版社，2009)，是一种药食两用菌，既能作为药品和功能性食品的原料，如“猴菇菌片”、“太阳神猴头菇口服液”等，又能作为食品添加剂进行食品开发，如猴菇饼干、猴菇米糊等。然而，猴头菌作为功能性食品开发时，通常需要进行提取，获得高猴头多糖含量的提取物；而作为食品开发时，提取的成本太高，往往是直接利用其子实体的超微粉产品。但猴头菌子实体含有大量纤维，不能降解被人体吸收，其有效成分的相对含量及释放有限，仅仅利用子实体粉需要有一定的量才能达到效果，增加了人体服用的负担及产品制备的局限。而目前针对如何获得高质量的猴头菌粉及进一步开发利用还缺乏研究和有效的技术手段。
因此，如何有效处理猴头菇子实体，提高猴头多糖的释放量成为本领域迫切需要解决的一个技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种猴头菇子实体粉固态酶解的方法，能较大程度释放多糖，增加猴头菌产品的附加值。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种猴头菇子实体粉固态酶解的方法，包括：采用纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1～3:1～3:1～3的复合酶进行酶解。
优选的，所述纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1～2:1～2:2。
优选的，所述复合酶的添加量为100～200U/g。
优选的，所述酶解时间为30～70min。
优选的，所述酶解温度为40～60℃。
优选的，所述酶解pH值为4～6。
优选的，复合酶用缓冲液稀释后加入到猴头菇子实体粉中，再加缓冲液对猴头菇子实体粉调糊后开始酶解。
优选的，每克猴头菇子实体粉中缓冲液的总加入量为3～5mL。
优选的，对酶解产物进行烘干灭酶。
优选的，所述烘干灭酶条件为：75～90℃烘箱内灭酶6～10h。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和壳聚糖酶适当比例混合使用，在适当条件下能显著分解猴头细胞壁和子实体中的纤维素类物质，促进多糖类有效物质的释放，使多糖含量提升到6～8％，较传统工艺提升了120％以上，为猴头多糖的生理活性研究提供理论依据，对猴头多糖相关保健品的开发具有重要的意义。
本发明利用复合酶解技术对猴头菇子实体粉进行固态降解，具有转化率高、专一性强、作用条件温和、操作简单等特点，以获得更多猴头菌多糖的释放和吸收利用，增加猴头菌产品的附加值，为猴头菇子实体粉食品化的开发利用提供技术方法。
本发明采用的酶降解法可以有效减少有机试剂的使用，降低生产成本，不会对环境造成污染，具有广阔的工业应用前景。
附图说明
图1为不同种类的单一酶对猴头菇子实体粉多糖释放量的影响；
图2为不同比例的复合酶对猴头菇子实体粉多糖释放量的影响；
图3为不同复合酶添加量对猴头菇子实体粉多糖释放量的影响；
图4为不同酶解温度对猴头菇子实体粉多糖释放量的影响；
图5为不同酶解时间对猴头菇子实体粉多糖释放量的影响；
图6为不同酶解pH对猴头菇子实体粉多糖释放量的影响。
具体实施方式
本发明提供了一种猴头菇子实体粉固态酶解的方法，包括：采用纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1～3:1～3:1～3的复合酶进行酶解。
在本发明中，纤维素酶(β-1，4-葡聚糖-水解酶)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单体酶，而是起协同作用的多组分酶系，是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，加速其中水溶性多糖溶出的速率，提高多糖的释放效果；β-葡萄糖苷酶能够水解结合于末端非还原性的β-D-葡萄糖键，同时释放出β-D-葡萄糖和相应的配基；壳聚糖能够显著针对真菌类细胞壁，促使其分解，使多糖释放。本发明研究发现三种酶复合使用，具有协同增效的作用，能显著分解猴头细胞壁和子实体中的纤维素类物质，促进多糖释放。本发明对纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和壳聚糖酶的具体来源不作限定。
在本发明中，所述复合酶中纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比优选为1～2:1～2:2，更进一步优选为1:1:1。
本发明中猴头菇子实体粉可以由猴头菇子实体经预处理得到。作为一种可选的实施方式，将猴头菇子实体剔除发霉、变质等不合格子实体及杂质后，晾晒烘干至含水量低于8～10％，将干猴头菇子实体粉碎，过10～12目筛，制成猴头菇子实体粉，置于干燥阴凉处备用。本发明中猴头菇子实体粉也可以直接购买得到。本发明对猴头菇子实体/子实体粉的具体来源不作限定。
本发明中复合酶用缓冲液稀释后加入到猴头菇子实体粉中，再加缓冲液调糊后开始酶解，每克猴头菇子实体粉中缓冲液的总加入量为3～5mL，优选为4mL。作为一种可选的实施方式，取pH4～6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液2～5mL稀释复合酶，将复合酶稀释液加入到1～2g猴头菇子实体干粉中，再加入1～2mL上述缓冲液将猴头菇子实体粉与复合酶液混匀至糊状，开始酶解反应。本发明对缓冲液种类的具体选择不作限定。
在本发明中，所述复合酶的添加量为100～200U/g，优选为150～180U/g，更进一步优选为175U/g。
在本发明中，所述酶解时间为30～70min，优选为40～60min，更进一步优选为50min。
在本发明中，所述酶解温度为40～60℃，优选为45～55℃，更进一步优选为50℃。
在本发明中，所述酶解pH值为4～6，优选为4.5～5.5，更进一步优选为5.0。
本发明对酶解产物进行烘干灭酶。优选的，本发明将酶解产物放置于75～90℃烘箱内灭酶6～10h，得到烘干灭酶后的酶解产物；所述烘箱温度进一步优选为80～84℃，灭酶时间进一步优选为8h。
在本发明具体实施过程中，猴头菇子实体粉由上海百信生物科技有限公司提供；纤维素酶(500000U/g，C805042，购于上海麦克林生化科技有限公司)、β-葡萄糖苷酶(50000U/g，S10048，购于上海源叶生物科技有限公司)、壳聚糖酶(100000U/g，S25847，购于上海源叶生物科技有限公司)。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例对猴头菇子实体粉固态酶解时酶的添加种类进行了单因素对照实验：
实验组1：纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1：1：1；
实验组2：纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1：1：3；
实验组3：纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1：2：2；
实验组4：纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为2：1：2；
实验组5：纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为2：2：1；
实验组6：纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为2：3：1；
实验组7：纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为3：1：1；
实验组8：纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为3：2：1；
实验组9：纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为3：3：2；
对照组1：纤维素酶；
对照组2：β-葡萄糖苷酶；
对照组3：壳聚糖酶；
空白对照组：未添加任何酶。
取13g猴头菌子实体干粉，随机分成13份，分别对应实验组1～9、对照组1～3和空白对照组。分别用pH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液3mL稀释各组酶得到酶溶液(空白对照组仅为3mL缓冲液)，对应加入到各组猴头菌子实体干粉，再加入1mLpH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，混匀至糊状，调节待反应糊状物pH至5。将各组待反应物在50℃的烘箱内孵育70min，取出后放置于80℃烘箱内灭酶10小时。
将烘干的各组酶解产物烘干灭酶后分别搅拌混匀，各组随机取样100mg，测定多糖含量。
上述酶解过程做3组平行实验，取3次所测多糖含量的平均值，以平均多糖含量(％)为考察指标，对照组平均多糖含量详见图1，实验组平均多糖含量详见图2。
由图1可知，未加酶处理的子实体粉(空白对照组)多糖含量为3.43％，经纤维素酶固态酶解后测得子实体粉多糖含量为5.63％，经β-葡萄糖苷酶固态酶解后测得子实体粉多糖含量为5.32％，经壳聚糖酶固态酶解后测得子实体粉多糖含量为5.06％；纤维素酶酶解效果优于β-葡萄糖苷酶和壳聚糖酶，且作用效果较未加酶处理组明显，酶解效果提高64％。
由图2可知，不同配比的复合酶进行酶解后效果有差异，实验组1～9所得子实体粉多糖含量分别为7.77％、7.02％、7.63％、7.45％、6.98％、6.82％、7.61％、7.40％、7.21％。当三种酶以1:1:1复合配比时，其多糖释放最高，为7.78％；当三种酶以2:3:1复合配比时，其多糖释放最低，为6.82％。表明：复合酶处理明显优于单一酶的使用，多糖含量提升了21～54％；复合酶处理与不加酶处理的猴头菇子实体粉多糖含量差异明显，多糖含量提升了99～127％。
注：本实施例中猴头菇子实体粉多糖含量采用中国农业部标准《食用菌多糖的测定方法》标准测定，测定方法为：
(1)采用苯酚—硫酸法测定猴头菌子实体总糖含量，计算猴头菇子实体粉总糖提取率：总糖含量(％)＝(C×D×F)/W×100
上式中：C为试液中的葡萄糖浓度(mg/mL)，D为多糖的稀释因素，F为换算因子，W为猴头菌子实体质量。
(2)采用3，5-二硝基水杨酸法测定还原糖含量。
(3)多糖含量(％)＝总糖含量(％)-还原糖含量(％)
实施例2
本实施例对猴头菇子实体粉固态酶解时复合酶的添加量进行了单因素对照实验：
取5g猴头菇子实体干粉，并将其随机分为5份。分别按照复合酶(纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1:1:1)添加量为100U/g、125U/g、150U/g、175U/g、200U/g 5个水平用pH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液3mL稀释各组酶得到酶溶液，对应加入到各组猴头菌子实体干粉，再加入1mL pH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，混匀至糊状，调节待反应糊状物pH至5。将各组待反应物在50℃的烘箱内孵育70min，取出后放置于80℃烘箱内灭酶6小时。将烘干的各组酶解产物烘干灭酶后分别搅拌混匀，各组随机取样100mg，测定多糖含量。
上述酶解过程做3组平行实验，取3次所测多糖含量的平均值，以平均多糖含量(％)为考察指标，复合酶不同添加量对猴头菇子实体多糖释放量的影响详见图3。
由图3可知，猴头菇子实体粉多糖释放量随着复合加酶量上升而上升，在175U/g时多糖释放量最高，为7.49％，加酶量超过175U/g多糖释放量逐渐下降。表明复合酶的最适添加量为175U/g。
实施例3
本实施例对猴头菇子实体粉固态酶解时酶解温度进行了单因素对照实验：
取5g猴头菇子实体干粉，并将其随机分为5份。按照复合酶(纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1:1:1)150U/g添加量，用pH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液3mL稀释得到酶溶液，对应加入到各组猴头菌子实体干粉，再分别加入1mLpH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，混匀至糊状，调节待反应糊状物pH至5。分别将各组待反应物在40℃、45℃、50℃、55℃、60℃的烘箱内孵育70min，取出后放置于80℃烘箱内灭酶6小时。将烘干的各组酶解产物烘干灭酶后分别搅拌混匀，各组随机取样100mg，测定多糖含量。
上述酶解过程做3组平行实验，取3次所测多糖含量的平均值，以平均多糖含量(％)为考察指标，不同酶解温度对猴头菇子实体多糖释放量的影响详见图4。
由图4可知，猴头菇子实体粉多糖释放量随着酶解温度上升而上升，在50℃时多糖释放量最高，为8.11％，酶解温度超过50℃多糖释放量逐渐下降。表明复合酶的最适酶解温度为50℃。
实施例4
本实施例对猴头菇子实体粉固态酶解时酶解时间进行了单因素对照实验：
取5g猴头菇子实体干粉，并将其随机分为5份。按照复合酶(纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1:1:1)150U/g添加量，用pH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液3mL稀释得到酶溶液，对应加入到各组猴头菌子实体干粉，再分别加入1mLpH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，混匀至糊状，调节待反应糊状物pH至5。分别将各组待反应物在50℃的烘箱内孵育30min、50min、70min、90min、110min，取出后放置于80℃烘箱内灭酶6小时。将烘干的各组酶解产物烘干灭酶后分别搅拌混匀，各组随机取样100mg，测定多糖含量。
上述酶解过程做3组平行实验，取3次所测多糖含量的平均值，以平均多糖含量(％)为考察指标，不同酶解时间对猴头菇子实体多糖释放量的影响详见图5。
由图5可知，猴头菇子实体粉多糖释放量随着酶解时间上升而上升，在50min时多糖释放量最高，为7.32％，酶解时间超过50min多糖释放量逐渐下降。表明复合酶的最适酶解温度为50min。
实施例5
本实施例对猴头菇子实体粉固态酶解时pH值进行了单因素对照实验：
取5g猴头菇子实体干粉，并将其随机分为5份。按照复合酶(纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1:1:1)150U/g添加量，分别用pH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液3mL稀释得到酶溶液，对应加入到各组猴头菌子实体干粉，再分别加入1mLpH5的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，混匀至糊状。分别调节各组待反应物pH值为4、4.5、5、5.5、6，将各组待反应物在50℃的烘箱内孵育70min，取出后放置于80℃烘箱内灭酶6小时。将烘干的各组酶解产物烘干灭酶后分别搅拌混匀，各组随机取样100mg，测定多糖含量。
上述酶解过程做3组平行实验，取3次所测多糖含量的平均值，以平均多糖含量(％)为考察指标，不同酶解pH值对猴头菇子实体多糖释放量的影响详见图6。
由图6可知，猴头菇子实体粉多糖释放量随着酶解pH值上升而上升，在pH值为5时多糖释放量最高，为8.76％，酶解pH值超过5后多糖释放量逐渐下降。表明复合酶的最适酶解pH值为5。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种猴头菇子实体粉固态酶解的方法，其特征在于：采用纤维素酶：β-葡萄糖苷酶：壳聚糖酶质量比为1:1:1的复合酶进行酶解；所述复合酶的添加量为175 U/g；复合酶用缓冲液稀释后加入到猴头菇子实体粉中，再加缓冲液对猴头菇子实体粉调糊后开始酶解；
所述酶解时间为50min；
所述酶解温度为50℃；
所述酶解pH值为5。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：每克猴头菇子实体粉中缓冲液的总加入量为3～5mL。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对酶解产物进行烘干灭酶。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述烘干灭酶条件为：75～90℃烘箱内灭酶6～10h。
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