CN113693243A - 一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于刺梨果渣综合利用技术领域，具体涉及一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法，包括以下步骤：S1：刺梨果渣干燥预处理；S2：PDA液体食用菌菌种制备；S3：刺梨果渣培养基制备；S4：接入食用菌菌种发酵培养，在无菌条件下将所述S2中制备好的PDA液体食用菌菌种接种到所述S3中制备好的刺梨果渣培养基上，于25℃恒温培养箱种恒温培养至菌丝体生长吃满培养基；S5：酶解烘干；S6：膳食纤维提取，将果渣粉溶解，然后过滤，取滤液，得到含有可溶性膳食纤维的溶液。本发明能够提高刺梨果渣可溶性膳食纤维得率，并且运用食用菌发酵制备可溶性膳食纤维工艺简便，提取条件温和，所得可溶性膳食纤维质量较好，并且可用于食品生产中。
Description
技术领域
本发明属于刺梨果渣综合利用技术领域，具体涉及一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法。
背景技术
刺梨作为一种营养成分丰富的水果和药用经济作物，果渣是重要的加工产物产量大，其果渣中仍含可开发利用的Vc、膳食纤维、葡萄糖、有机酸等基本营养成分以及黄酮、多酚及三萜类化合物等活性物质，一直以来对刺梨果渣缺乏食用高值化利用开发，资源浪费严重。
而未接种菌种的新鲜刺梨果渣可溶性膳食纤维得率较低，因此需要研发一种能够提高刺梨果渣可溶性膳食纤维得率的方法，从而提高刺梨果渣的利用率。
发明内容
针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法，包括以下步骤，
S1：刺梨果渣干燥预处理，新鲜刺梨果清洗挑选榨汁后留取果渣，干燥预处理，备用；
S2：PDA液体食用菌菌种制备，将200g马铃薯切片，加热煮沸20～30min，用八层纱布过滤，然后向滤液中加20g葡萄糖，调整体积至1L后用玻璃棒搅拌溶化均匀后分装三角瓶，于120±5℃、0.1MPa条件下灭菌30min，冷凝后，在无菌条件下将保藏良好的食用菌菌种母种接种到制备好的PDA液体培养基上，于28℃恒温培养箱种恒温培养5到7天，备用；
S3：刺梨果渣培养基制备，将一定量的氯化钙、氯化钾和糖加水溶解得到混合液，然后加入S1得到刺梨果渣培养基，其中混合液与果渣粉的液料比为6:1～8:1，混合液中氯化钙的含量为0.9～1.1％、氯化钾的含量为0.55～0.65％，糖的含量为3.5～4.5％，搅拌均匀后装入1000mL培养瓶中备用；
S4：接入食用菌菌种发酵培养，在无菌条件下将所述S2中制备好的PDA液体食用菌菌种接种到所述S3中制备好的刺梨果渣培养基上，于25℃恒温培养箱种恒温培养至菌丝体生长吃满培养基；
S5：酶解烘干，将所述S4得到的培养基用耐高温α-淀粉酶进行酶解至DE值10～11，然后调节pH值灭酶，然后将酶解后的营养发酵浆液在60℃下用真空干燥箱烘干至恒重，粉碎得果渣粉；
S6：膳食纤维提取，将果渣粉溶解，然后过滤，取滤液，得到含有可溶性膳食纤维的溶液。
作为本发明的一种优选方案，所述食用菌为平菇、茶树菇、猴头菇、灵芝、香菇、杏鲍菇、草菇、木耳等的一种或几种。
作为本发明的一种优选方案，所述混合液与果渣粉的液料比为7：1，混合液中氯化钾的含量为0.6％、氯化钙添的含量为1％，糖添的含量为4％。
本发明的有益效果：
本发明能够提高新鲜刺梨果渣可溶性膳食纤维得率，并且运用食用菌发酵制备水溶性膳食纤维工艺简便，提取条件温和，所得可溶性膳食纤维质量较好，并且可用于食品生产中，对刺梨果渣的精深加工具有重要意义。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为氯化钙含量对平菇、茶树菇发酵刺梨果渣DF得率的检测结果数据图；
图2KCl含量对平菇、茶树菇发酵刺梨果渣DF得率的检测结果数据图；
图3糖含量对平菇、茶树菇发酵刺梨果渣DF的检测结果数据图；
图4液料比对平菇、茶树菇发酵刺梨果渣DF的检测结果数据图；
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
本发明的一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法，包括以下步骤：
一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法，包括以下步骤，
S1：刺梨果渣干燥预处理，新鲜刺梨果清洗挑选榨汁后留取果渣，干燥预处理，备用；
S2：PDA液体食用菌菌种制备，将200g马铃薯切片，加热煮沸20～30min，用八层纱布过滤，然后向滤液中加20g葡萄糖，调整体积至1L后用玻璃棒搅拌溶化均匀后分装三角瓶，于120±5℃、0.1MPa条件下灭菌30min，冷凝后，在无菌条件下将保藏良好的食用菌菌种母种接种到制备好的PDA液体培养基上，于28℃恒温培养箱种恒温培养5到7天，备用；
S3：刺梨果渣培养基制备，将一定量的氯化钙、氯化钾和糖加水溶解得到混合液，然后加入S1得到刺梨果渣培养基，其中混合液与果渣粉的液料比为6:1～8:1，混合液中氯化钙的含量为0.9～1.1％、氯化钾的含量为0.55～0.65％，糖的含量为3.5～4.5％，搅拌均匀后装入1000mL培养瓶中备用；
S4：接入食用菌菌种发酵培养，在无菌条件下将制备好的PDA液体食用菌菌种接种到制备好的刺梨果渣培养基上，于25℃恒温培养箱种恒温培养至菌丝体生长吃满培养基；
S5：酶解烘干，将S4得到的培养基用耐高温α-淀粉酶进行酶解至DE值10～11，然后调节pH值灭酶，然后将酶解后的营养发酵浆液在60℃下用真空干燥箱烘干至恒重，粉碎得果渣粉；
S6：膳食纤维提取，将果渣粉溶解，然后过滤，取滤液，得到含有可溶性膳食纤维的溶液。
按照上述工艺流程，，选取氯化钙含量(％)、氯化钾含量(％)、糖含量(％)、液料比(mL/g)这四个因素进行实验，以刺梨果渣可溶性膳食纤维得率为指标，验证两种食用菌在不同的条件对刺梨果渣膳食纤维得率的影响，单因素实验设计见表1；
表1刺梨果渣可溶性膳食纤维单因素实验水平表
在单因素实验的基础上，运用Design-Expert 8.06软件中的Box-Behnken实验设计方法，都选择氯化钙含量(A)、氯化钙含量(B)、糖含量(C)、液料比(D)为自变量，平菇发酵SDF得率与茶树菇发酵SDF得率为响应值进行Box-Behnken响应面实验设计，各因素的三个水平采用-1、0、1进行编码，见表2。
表2响应面因素及编码水平
梨果渣膳食纤维提取率的测定：根据5009.88-2014《食品中膳食纤维的测定》中所示的酶重量法对原料的总膳食纤维(TDF)含量、不溶性膳食纤维(IDF)含量及可溶性膳食纤维(SDF)含量进行测定。
数据分析及处理：数据以x±SD表示，利用Design-Expert 8.06软件进行方差分析，以p＜0.05作为差异显著性判断标准。Origin9.0软件作图。
不同氯化钙含量对平菇、茶树菇发酵刺梨果渣DF得率的检测结果如图1所示，
由图1可知，氯化钙含量在0.6％～1.0％时IDF得率逐渐上升，1.0％时达到最大；之后IDF得率逐渐减小；随着氯化钙含量的增加，SDF得率均呈逐渐增加趋势；当氯化钙含量达到1％时，SDF得率达到最大值；继续增加其含量，SDF得率反而都下降。不同浓度的钙离子对食用菌菌丝生长有着不同程度的影响[20-21]，钙离子可以促进平菇、茶树菇菌丝的生长，因菌丝体生长速度、数量增加，SDF得率逐渐增加。但随着钙离子浓度的增高，菌丝体对钙的吸收率也就会降低，菌丝生长则受到抑制，导致SDF得率降低，故采用平菇、茶树菇发酵刺梨果渣氯化钙最佳含量均为1.0％。
不同氯化钾含量对平菇、茶树菇发酵刺梨果渣DF的检测结果如图2所示；
由图2可知，氯化钾的含量对IDF的得率影响作用不大。当氯化钾含量小于0.6％时，菌丝的生长受到抑制作用；而在氯化钾含量在0.6％时SDF得率均为最大值；当培养基中钾离子浓度过高会导致菌丝细胞内外渗透压和酸碱平衡失调，所以SDF得率都随着氯化钾含量的增加而降低。故采用平菇、茶树菇发酵刺梨果渣氯化钾最佳含量均为0.6％。
不同糖含量对平菇、茶树菇发酵刺梨果渣DF的检测结果如图3所示；
由图3可知，IDF得率在糖含量为4％时均达到最高值；当糖含量超过4％时，IDF提取率随糖含量升高而减小；当糖含量在2％～4％范围内，由于培养基中碳源的增加，有利于菌种的生长发育，SDF得率得以提高；当糖含量在4％时SDF得率均得到最大值；而继续增大糖含量，导致培养基内碳氮比例失调，引起菌丝停止生长或生长缓慢，故SDF得率逐渐降低。因此采用平菇、茶树菇发酵刺梨果渣糖最佳含量均为4.0％。
不同液料比对平菇、茶树菇发酵刺梨果渣DF得率的检测结果如图4所示；
由图4可知，刺梨果渣IDF得率随液料比(mL/g)的增加而变大，在7:1时达到最大值，此后IDF得率呈下降趋势。当液料比＜7:1(mL/g)时，不利于菌种发酵，SDF提取不完全，得率较低；当液料比(ml/g)为7:1时，平菇、茶树菇SDF得率都达到最高值；当液料比继续增加，由于刺梨果渣中SDF含量有限，故溶出率不再增加。因此，采用平菇、茶树菇发酵刺梨果渣最佳液料比均为7:1(ml/g)。
平菇发酵刺梨果渣的Box-Behnken实验设计及响应面分析结果：在单因素实验的基础上，利用Box–Behnken中心组合设计原理进行实验设计，根据表2中的编码与水平进行实验，设计方案见表3；
对实验结果进行多元拟合回归，得到回归方程为：Y1(平菇发酵SDF得率)＝Y1(平菇发酵SDF得率)
＝+7.24+0.36A+0.25B+0.40C+0.29D-0.19AB-0.20AC-0.12AD-0.19BC-0.26BD-0.100CD-0.75A2-0.50B2-0.44C2-0.58D2；
表3平菇发酵刺梨果渣响应面实验设计及结果
平菇发酵刺梨果渣中可溶性膳食纤维得率的数据结果如表4所示，
表4平菇发酵刺梨果渣中可溶性膳食纤维得率的回归模型方差分析
注:*.差异显著，P＜0.05；**.差异极显著，P＜0.01。
由表3可知，因受到不同因素及其含量的影响，平菇发酵刺梨果渣SDF的得率有所不同；对响应面法优化实验结果建立模型方差分析结果见表4，可知该模型P<0.0001，
说明此模型真实可靠。失拟项的P值为0.0608，模型的失拟度差异不显著。因此，该模型的拟合程度比较好。相关系数R2＝0.9829，说明模型与实际实验拟合情况接近。影响平菇发酵刺梨果渣SDF得率的主次因素顺序为糖含量(C)＞氯化钙含量(A)＞液料比(D)＞氯化钾含量(B)。
平菇发酵刺梨果渣SDF得率最佳提取条件优化与验证：
由响应面分析可得，平菇发酵刺梨果渣SDF提取最佳工艺参数为：氯化钾含量0.63％、氯化钙含量1.02％，糖含量4.37％、液料比7.09:1。在此条件下SDF得率理论值可达7.39％。考虑到实验操作的可行性，将提取工艺参数修正为：氯化钾含量0.6％、氯化钙含量1.0％，糖含量4.0％、液料比7.0:1。在此条件下重复3次验证实验，SDF得率为7.29％±0.05％，与理论值大致一致。证明该模型是可行真实的，具有实用价值。
茶树菇发酵刺梨果渣的Box-Behnken实验设计及响应面分析结果：在单因素实验的基础上，利用Box–Behnken中心组合设计原理进行实验设计，根据表2中的编码与水平进行实验，设计方案见表5；
对实验结果进行运用Design-Expert 8.06软件对实验所得响应值进行多元回归拟合分析，建立二次回归模型为：Y2(茶树菇发酵SDF得率)＝+5.78A+0.14B+0.12C+0.075D+0.14AB+0.015AC-0.13AD-0.063BC+0.045BD+0.13CD-0.39A2-0.40B2-0.30C2-0.19D2
表5茶树菇发酵刺梨果渣响应面实验设计及结果
茶树菇发酵刺梨果渣中可溶性膳食纤维得率的数据结果如表6所示，
表6茶树菇发酵刺梨果渣中可溶性膳食纤维得率的回归模型方差分析
注:*.差异显著，P＜0.05；**.差异极显著，P＜0.01。
见表5，由表6可知，回归模型极显著(p＜0.0001)，其相关系数系数R2＝0.9419，说明模型真实、拟合程度好，能解释响应值94.19％的变化。失拟项不显著(p＝0.1912＞0.05)，说明实验误差较小，可以认为该模型对茶树菇发酵刺梨果渣提取其中SDF实验结果进行准确可靠的预测。各因素对茶树菇发酵刺梨果渣SDF得率的影响高低顺序是：氯化钾含量(B)＞糖含量(C)＞液料比(D)＞氯化钙含量(A)；
最佳提取条件优化与验证：
通过响应面分析优化得到茶树菇发酵刺梨果渣SDF的最优提取条件为：氯化钾添加量0.60％、氯化钙添加量1.03％，糖添加量4.25％、液料比7.15:1，在此条件下得到SDF提取率的理论值为5.82％。考虑到实验的可行性，对实际情况稍做调整，即氯化钾添加量0.6％、氯化钙添加量1.0％，糖添加量4.0％、液料比7.0:1。在此条件下进行3次验证实验，得到SDF提取率为5.77±0.02％，与理论值接近，说明响应面法优化模型能较好地预测SDF的提取率，其工艺条件较可靠。
综上所述，刺梨果渣作为一种来源丰富而又经济的资源，综合开发利用刺梨果渣，既能提高果渣利用价值，延长果渣加工产业链，又能减少对环境的污染。本实验采用食用菌发酵法提取刺梨果渣中可溶性膳食纤维，采用单因素实验和响应面分析法优化SDF得率，结合实际分析得到平菇、茶树菇发酵刺梨果渣提取SDF最佳工艺条件为：氯化钙添加量1％、氯化钾添加量0.6％、糖添加量4％、液料比7:1。在此条件下，平菇发酵SDF得率为7.33％；茶树菇发酵SDF得率为5.86％，并且高于未接种菌种的新鲜刺梨果渣可溶性膳食纤维得率(用酶法提取测得得率为为1.83％左右)。运用食用菌发酵制备水溶性膳食纤维工艺简便，提取条件温和，所得SDF质量较好，并且可用于食品生产中，对刺梨果渣的精深加工具有重要意义。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1：刺梨果渣干燥预处理，新鲜刺梨果清洗挑选榨汁后留取果渣，干燥预处理，备用；
S2：PDA液体食用菌菌种制备，将200g马铃薯切片，加热煮沸20～30min，用八层纱布过滤，然后向滤液中加20g葡萄糖，调整体积至1L后用玻璃棒搅拌溶化均匀后分装三角瓶，于120±5℃、0.1MPa条件下灭菌30min，冷凝后，在无菌条件下将保藏良好的食用菌菌种母种接种到制备好的PDA液体培养基上，于28℃恒温培养箱种恒温培养5到7天，备用；
S3：刺梨果渣培养基制备，将一定量的氯化钙、氯化钾和糖加水溶解得到混合液，然后加入S1得到刺梨果渣培养基，其中混合液与果渣粉的液料比为6:1～8:1，混合液中氯化钙的含量为0.9～1.1％、氯化钾的含量为0.55～0.65％，糖的含量为3.5～4.5％，搅拌均匀后装入1000mL培养瓶中备用；
S4：接入食用菌菌种发酵培养，在无菌条件下将所述S2中制备好的PDA液体食用菌菌种接种到所述S3中制备好的刺梨果渣培养基上，于25℃恒温培养箱种恒温培养至菌丝体生长吃满培养基；
S5：酶解烘干，将所述S4得到的培养基用耐高温α-淀粉酶进行酶解至DE值10～11，然后调节pH值灭酶，然后将酶解后的营养发酵浆液在60℃下用真空干燥箱烘干至恒重，粉碎得果渣粉；
S6：膳食纤维提取，将果渣粉溶解，然后过滤，取滤液，得到含有可溶性膳食纤维的溶液。
2.根据权利要求1所述的一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法，其特征在于：所述食用菌为平菇、茶树菇、猴头菇、灵芝、香菇、杏鲍菇、草菇、木耳等的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法，其特征在于：所述刺梨果渣包括普通刺梨果渣或金刺梨果渣。
4.根据权利要求2所述的一种食用菌生物转化刺梨果渣制备膳食纤维方法，其特征在于：所述混合液与果渣粉的液料比为7：1，混合液中氯化钾的含量为0.6％、氯化钙添的含量为1％，糖添的含量为4％。
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|---|---|---|---|---|
| CN114365854A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-19 | 北京林业大学 | 一种以刺梨果渣为原料制备膳食纤维的方法及富含膳食纤维的咀嚼片 |
| CN115606811A (zh) * | 2022-04-19 | 2023-01-17 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | 一种刺参内脏寡肽微胶囊的制备方法及微胶囊 |
Citations (2)
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| CN106047717A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-10-26 | 安徽师范大学 | 一种平菇食用菌风味豆渣食品原料的制备方法 |
| CN106136249A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-23 | 南京农业大学 | 一种发酵法制取大豆可溶性膳食纤维的方法 |
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