CN114271432A - 一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，包括：步骤S1，液体培养基配方及灭菌操作；步骤S2，滑菇菌种的活化操作；步骤S3，滑菇液态种子培养基的制备；步骤S4，滑菇液态燕麦粉发酵液的制备；步骤S5，滑菇液态燕麦粉发酵液的处理；步骤S6，含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制；步骤S7，人造肉成型处理操作：采取超高压技术或静电纺丝技术，制备含燕麦滑菇发酵液人造肉。本发明还公开了一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法的应用。本发明设计科学，通过将燕麦粉滑菇发酵液和不同来源的植物蛋白混合，再复合其它成分制成人造肉原液，再通过超高压技术或者静电纺丝技术对人造肉原液进行处理，最终制成人造肉。
Description
技术领域
本发明涉及人造肉食品加工技术领域，特别是涉及一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法及应用。
背景技术
肉类食品作为健康饮食的重要组成部分，是人类蛋白质的优良资源。但是，随着人们生活水平的升高和消费习惯的改变，人们对肉类的消费需求持续增加。
为了满足人们对肉类的消费需求，如果只是盲目地扩大家畜的饲养规模，会引发环境承载力超负荷，以及导致土壤污染、温室效应等地球环境问题。因此，寻找新的蛋白质来源替代肉类，成为食品工业面临的重大课题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法。
为此，本发明提供了一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，包括以下步骤：
步骤S1，液体培养基配方及灭菌操作；
液体培养基，按照质量百分比包括下列组分：
燕麦粉7.50％，酵母粉0.66％，七水硫酸镁MgSO4·7H2O 0.035-0.049％，磷酸二氢钾KH2PO4 0.016-0.023％，碳酸钙CaCO3 0.006-0.009％，维生素VB1 0.01-0.05％，水91.709-91.773；
步骤S11，将燕麦粉与水混合均匀，获得第一混合溶液，然后在第一混合溶液中，按照预设的酶量配比加入α-淀粉酶，获得第二混合溶液；
步骤S12，将第二混合溶液保持在72℃的环境温度下，让α-淀粉酶反应预设时长，直至调节第二混合溶液的pH值位于6.2-6.8的数值范围内；
步骤S13，再将第二混合溶液与酵母粉、七水硫酸镁MgSO4·7H2O、磷酸二氢钾KH2PO4、碳酸钙CaCO3和维生素VB1充分混合后，获得第三混合溶液，然后在121℃的环境温度下进行灭菌操作，维持预设时长，然后将所获得的第四混合溶液作为液态种子培养基和液态生产培养基使用；
步骤S2，滑菇菌种的活化操作：将保藏于预设低温环境下的麦芽汁斜面培养基上的滑菇菌种，接种到新配制的麦芽汁斜面培养基上，在25℃的环境温度下，恒温培养7d，待新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面长满滑菇菌丝体后备用，此时新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面上的滑菇菌种是活化好的滑菇菌种；
步骤S3，滑菇液态种子培养基的制备：
步骤S31，选取步骤S2获得的活化好的滑菇菌种；
步骤S32，用接种环对步骤S31获得的滑菇菌种，根据预设的刮取标准进行滑菇菌种菌丝块的刮取操作，然后接种于步骤S1获得的预设体积的液态种子培养基中，该液态种子培养基位于预设容器中；
步骤S33，将已接种滑菇菌种菌丝的液态种子培养基，放入恒温振荡箱中培养，获得滑菇液态种子培养基；
步骤S4，滑菇液态燕麦粉发酵液的制备：
步骤S41，选择由步骤S3获得的滑菇液态种子培养基，按照预设比例的接种量接入到步骤S1获得的液态生产培养基中，获得已接种滑菇液态种子培养基的液态生产培养基；
预设比例的接种量，具体为：滑菇液态种子培养基的体积等于液态生产培养基体积的10％；
步骤S42，将已接种滑菇液态种子培养基的液态生产培养基，放入恒温振荡箱中培养，获得滑菇液态燕麦粉发酵液；
步骤S5，滑菇液态燕麦粉发酵液的处理：
步骤S51，首先利用高压匀浆机将由步骤S4获得的滑菇液态燕麦粉发酵液打碎；
步骤S52，将滑菇液态燕麦粉发酵液采用不锈钢过滤器过滤，除去其中的菌丝体，获得滤液；
步骤S53，将滤液进行真空浓缩处理，浓缩到原来体积的25％，使其干物质的含量在20-28％之间，从而获得滑菇发酵液浓缩液；
步骤S6，含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制；
含滑菇发酵液人造肉复合成分，按照质量百分比包括下列组分：
由步骤S5获得的滑菇发酵液浓缩液和植物蛋白粉组成的人造肉混合液；
以及，占人造肉混合液总质量0.001％-0.002％的肉类香精，0.4％-0.8％的维生素C，0.6％-0.9％的维生素B1，0.4％-0.9％的维生素B6，0.09％-0.1％的维生素B12，0.8％-1.2％的红曲；
在人造肉混合液中，滑菇发酵液浓缩液和植物蛋白粉的质量比为5:1，或者滑菇发酵液浓缩液的质量占比为83.33％，植物蛋白粉的质量占比为16.67％；
含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制，具体包括以下操作：
步骤S61，按照上述的含滑菇发酵液人造肉复合成分的组分配比，配制包含各组分的混合物；
步骤S62，将步骤S61获得的混合物，在均质机中进行两段均质，具体为：首先在20MPa的压力下均质5分钟，然后在40MPa的压力下均质3分钟，从而获得均质后的人造肉原液；
步骤S7，含燕麦滑菇发酵液的人造肉成型处理操作：采取超高压技术或静电纺丝技术，制备含燕麦滑菇发酵液人造肉。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法及应用，其设计科学，通过将燕麦粉滑菇发酵液和不同来源的植物蛋白混合，再复合其它成分制成人造肉原液，再通过超高压技术或者静电纺丝技术对人造肉原液进行处理，最终制成人造肉。
本发明采用的人造肉制备技术，具有前处理简单、必需氨基酸组成全面、来源丰富、灭菌方便、口感佳和成本较低等优点，特别是富含生物活性物质燕麦β-葡聚糖和滑菇多糖，具有一定的生物活性。
本发明还可推广到其它蘑菇类食品的人造肉加工应用。
附图说明
图1为本发明提供的一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明提供了一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，包括以下步骤：
步骤S1，液体培养基配方及灭菌操作；
液体培养基，按照质量百分比包括下列组分：
燕麦粉7.50％(w/w，为所有物质总质量的比值，以下同此)，酵母粉0.66％(w/w)，七水硫酸镁MgSO4·7H2O 0.035-0.049％(w/w)，磷酸二氢钾KH2PO4 0.016-0.023％(w/w)，碳酸钙CaCO3 0.006-0.009％(w/w)，VB1(维生素VB1)0.01-0.05％(w/w)，水91.709-91.773(w/w)；
在本发明中，酵母粉是滑菇生长过程需要的营养素，比如提供B族维生素等。
在本发明中，燕麦粉，具体是符合国标NY/T 892-2014《绿色食品燕麦及燕麦粉》要求的燕麦粉，其无油脂氧化味，水分含量小于12％(w/w)，粒径符合绿色全燕麦粉的国标要求(NY/T 892-2014)，能够全部通过CQ14号筛。因此，可以保证滑菇液态发酵的效果，经发酵后获得所需要的滑菇多糖含量水平。
在本发明中，燕麦粉，优选为：内蒙古西部呼和浩特周边地区(例如武川地区)生产的莜麦粉，为燕麦属一年生草本植物。需要说明的是，此处的地区要求，是基于该地区的气候和纬度生产的燕麦的蛋白品质适合做人造肉，具有比较好的成纤维性和韧性。
液体培养基配方及灭菌操作，具体包括以下操作：
步骤S11，将燕麦粉与水混合均匀，获得第一混合溶液，然后在第一混合溶液中，按照预设的酶量配比加入α-淀粉酶，获得第二混合溶液；
需要说明的是，在本发明中，在步骤S11中，燕麦粉与水混合获得的第一混合溶液，通过添加α-淀粉酶，可以分解一下燕麦粉中的淀粉，产生糊精、低聚糖和单糖，能够让滑菇更好的利用淀粉，加快滑菇的发酵，使滑菇产生更多的活性物质(如多糖)。步骤S11相当于燕麦粉的预处理，燕麦粉在预处理后，再与其它物质混合。
在步骤S11中，燕麦粉先用α-淀粉酶预处理，分解燕麦粉中的淀粉，在分解后易于滑菇的生长和产生滑菇多糖。
在步骤S11，预设的酶量配比，具体为：每克燕麦粉对应添加的α-淀粉酶的酶量为25U；需要说明的是，25U是使用α-淀粉酶最经济的一个用量，既能达到分解燕麦粉的作用，又能在α-淀粉酶使用后灭活方便，对燕麦培养基的营养影响最小。
步骤S12，将第二混合溶液保持在72℃的环境温度下，让α-淀粉酶反应预设时长(例如2h)，直至调节第二混合溶液的pH值位于6.2-6.8的数值范围内；
需要说明的是，在步骤S12中，第二混合溶液让α-淀粉酶反应预设时长(例如2h)，其目的是为了使α-淀粉酶作用充分，使燕麦淀粉充分分解，产生糊精、低聚糖和单糖，全部液化，利于后期滑菇正常生长的碳源利用，获得滑菇多糖，使最终人造肉的滑菇多糖和燕麦多糖的总多糖含量为60-90mg/g。
需要说明的是，α-淀粉酶的添加，是为了预处理燕麦粉，使滑菇生长获得更好的碳源。α-淀粉酶添加的量非常少，而且在后期灭菌过程中失活。而酵母粉是液体培养基的必要成分，使滑菇生长必须B族维生素的来源。
在步骤S12中，具体实现上，可以采用上海梅特勒-托利多集团生产的型号为FE20K的电子pH计来测量第二混合溶液的pH值。
需要说明的是，对于α-淀粉酶，其进行酶反应需要一定时间，而且该酶有最适作用pH值(例如6.2-6.8)，维持这样的pH值，可以提高酶的效率。反应2小时才能将燕麦粉中的淀粉分解到需要的程度，使燕麦淀粉充分分解，产生糊精、低聚糖和单糖，全部液化。
步骤S13，再将第二混合溶液与其它物质(具体包括：酵母粉、七水硫酸镁MgSO4·7H2O、磷酸二氢钾KH2PO4、碳酸钙CaCO3和维生素VB1)充分混合后，获得第三混合溶液，然后在121℃的环境温度下进行灭菌操作(即高温灭菌)，维持预设时长(例如30min)，然后将所获得的第四混合溶液作为液态种子培养基和液态生产培养基使用；
步骤S2，滑菇菌种的活化操作：将保藏于预设低温环境下(例如4℃-8℃冰箱或者4℃冰箱)的麦芽汁斜面培养基上的滑菇菌种，接种到新配制的麦芽汁斜面培养基上，在25℃的环境温度下，恒温培养7d(天)，待新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面长满滑菇菌丝体后备用，此时新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面上的滑菇菌种是活化好的滑菇菌种；
在步骤S2中，滑菇菌种，包括N103、N108、N109、JH-1、C31、112、辽滑菇1、西羽、申14、曲新、延滑、丹滑9、华3、HSH和D工羽3中的至少一种；
需要说明的是，在步骤S2中，采用现有常规的方式，来接种滑菇菌种。
在本发明中，需要说明的是，麦芽汁斜面培养基，英文名称Malt Extract Medium，用于霉菌和酵母菌培养、鉴定，保存和增菌培养。其主要成分(即配方，每升)为：麦芽膏粉130g，琼脂15g，氯霉素0.1g，pH值6.4±0.22℃，灭菌条件1.05kg/cm2，20min(或者121.1℃，20min)。在高温灭菌后定量移入试管中，放置成斜面，制成麦芽汁斜面培养基。斜面培养基是固体培养基(solid culture medium)的一种形式；在制作时应趁热定量分装于试管内，并凝固成斜面，从而称为斜面培养基，用于菌种扩大转管及菌种保藏。麦芽汁斜面培养基，为本领域技术人员普通公知的技术常识，在此不再赘述。
需要说明的是，微生物接种的方法一般有划线接种、三点接种、穿刺接种、浇混接种、涂布接种、液体接种、注射接种和活体接种。在步骤S2中，具体实现上，采用采用划线接种的方法，来接种滑菇菌种，这是最常用的接种方法，即在固体培养基表面作来回直线形的移动，就可达到接种的作用。常用的接种工具有接种环，接种针等。在斜面接种和平板划线中就常用此法。本发明采用接种环做划线接种，这种接种方法有利于滑菇菌种的活力恢复和增菌。
在步骤S2中，保藏于预设低温环境下(例如4℃-8℃冰箱或者4℃冰箱)的麦芽汁斜面培养基，指的是已经接种滑菇菌种并且滑菇菌种生长良好的(例如表面覆盖比例达到预设比例)、用于保藏滑菇菌种的麦芽汁斜面培养基。
在步骤S2中，新配制的麦芽汁斜面培养基，指的是当天新配制的固体麦芽汁斜面培养基(具体是配置获得培养基后，间隔时间不超过24小时的培养基)，并且其上面还没有接种滑菇菌种，用于接种后培养继续活化滑菇菌种。
在步骤S2中，新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面长满滑菇菌丝体，具体为：在新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面上，至少70％以上的表面面积生长滑菇菌丝体，则认为斜面长满了菌丝体。
在步骤S2中，对滑菇菌种进行活化操作，其目的是为了复活滑菇菌种的活力，原来储存在预设低温环境下(例如4℃-8℃冰箱或者4℃冰箱)的麦芽汁斜面培养基(即滑菇斜面培养基)上的菌种，在例如4℃的低温下长时间保存，其活力受到抑制，会降低其活力。在下面的步骤S3进一步制作滑菇液态种子培养基时，为了能够获得足够活力的液态种子培养基，需要事先对滑菇菌种进行活化操作。
在步骤S2中，滑菇菌种接种到新配制的麦芽汁斜面培养基上后，需要在25℃的环境温度下恒温培养7d(天)，这是为了滑菇液态培养需要的条件，滑菇的生长需要的时间比较长，足够长的时间可以生产出足够多的滑菇多糖，使最终人造肉的滑菇多糖和燕麦多糖的总多糖含量为60-90mg/g。
步骤S3，滑菇液态种子培养基的制备：
步骤S31，选取步骤S2获得的新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面上的活化好的滑菇菌种(具体要求无杂菌并长势良好)；
步骤S32，用接种环对步骤S31获得的滑菇菌种，根据预设的刮取标准进行滑菇菌种菌丝块的刮取操作，然后接种于步骤S1获得的预设体积的液态种子培养基中，该液态种子培养基位于预设容器(例如500ml体积的三角瓶中，放入有200ml的液态种子培养基)中；
在步骤S32中，根据预设的刮取标准进行滑菇菌种菌丝块的刮取操作，具体为：对于被接种的步骤S1获得的液态种子培养基，每100ml的液态种子培养基，对应要求在新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面上刮取一块表面面积为0.5cm2的活化好的滑菇菌种，并且对于所刮取的新配制的麦芽汁斜面培养基，要求每g麦芽汁斜面培养基上菌体数量(即滑菇菌种菌丝数)在1×106/g以上(即滑菇菌体浓度在1×106/g)。也就是说，每100ml的液态种子培养基，需要刮取0.5cm2长满滑菇菌丝体的菌丝块斜面1块。需要说明的是，只有足够数量和密度的滑菇菌丝体菌块，才能保证下一步液态种子发酵剂的制作成功，使其在发酵后具有足够的活力，进一步作为发酵燕麦的生产的发酵剂，从而保证滑菇发酵燕麦粉的成功。
步骤S33，将已接种滑菇菌种菌丝的液态种子培养基，放入恒温振荡箱中培养，获得滑菇液态种子培养基；
在步骤S33中，恒温振荡箱的转速为150-200r/min，箱内的温度维持在25℃，培养时间维持6-7d(天)；
步骤S4，滑菇液态燕麦粉发酵液的制备：
步骤S41，选择由步骤S3获得的滑菇液态种子培养基(要求无杂菌并长势良好)，按照预设比例的接种量接入到步骤S1获得的液态生产培养基中，获得已接种滑菇液态种子培养基的液态生产培养基；预设比例的接种量，具体为：滑菇液态种子培养基的体积等于液态生产培养基体积的10％；
需要说明的是，在步骤S41中，具体实现上，滑菇液态种子培养基，按10％(ml/ml，v/v)的接种量接入到液态生产培养基中(例如已经灭好菌且盛装于1000ml三角瓶的400ml液态生产培养基)。
步骤S42，将已接种滑菇液态种子培养基的液态生产培养基，放入恒温振荡箱中培养，获得滑菇液态燕麦粉发酵液；
在步骤S42中，恒温振荡箱的转速为150-200r/min，箱内的温度维持在25℃，培养时间维持6-7d(天)。
步骤S5，滑菇液态燕麦粉发酵液的处理：
步骤S51，首先利用高压匀浆机将由步骤S4获得的滑菇液态燕麦粉发酵液打碎，高压匀浆机的工作压力为120-150MPa；
步骤S52，然后，将滑菇液态燕麦粉发酵液采用不锈钢过滤器(304不锈钢材质，200目)过滤，除去其中的菌丝体，获得滤液；
步骤S53，将滤液进行真空浓缩处理(具体是在70℃的温度和5-10MPa压力下进行真空浓缩处理)，浓缩到原来体积的25％(v/v)，使其干物质的含量(即固含率)在20-28％之间，从而获得滑菇发酵液浓缩液。
需要说明的是，以上步骤S1至S5，是滑菇液态燕麦粉发酵液的制备操作。
对于本发明，关于滑菇液态燕麦粉发酵液的制备，选用的菌种是滑菇，是一种菇类真菌菌种，发酵液用的主要原料包含燕麦粉。
步骤S6，含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制；
含滑菇发酵液人造肉复合成分，按照质量百分比包括下列组分(即人造肉的工艺配方)：
由步骤S5获得的滑菇发酵液浓缩液和植物蛋白粉组成的人造肉混合液；
以及，占人造肉混合液总质量0.001％-0.002％(w/w)的肉类香精(鸡肉香型或者猪肉香型)(w/w，为滑菇发酵液浓缩液和植物蛋白粉组成的人造肉混合液总质量的比值，以下同此)，0.4％-0.8％(w/w)的维生素C，0.6％-0.9％(w/w)的维生素B1，0.4％-0.9％(w/w)的维生素B6，0.09％-0.1％(w/w)的维生素B12，0.8％-1.2％(w/w)的红曲；
在人造肉混合液中，滑菇发酵液浓缩液和植物蛋白粉的质量比为5:1，或者滑菇发酵液浓缩液的质量占比为83.33％，植物蛋白粉的质量占比为16.67％。
在步骤S6中，植物蛋白粉，可以包括大豆蛋白粉、豌豆蛋白粉、小麦蛋白粉和黑豆蛋白粉中的至少一种。
含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制，具体包括以下操作：
步骤S61，按照上述的含滑菇发酵液人造肉复合成分的组分配比，配制包含各组分的混合物；
步骤S62，将步骤S61获得的混合物，在均质机中进行两段均质，具体为：首先在20MPa的压力下均质5分钟，然后在40MPa的压力下均质3分钟，从而获得均质后的人造肉原液(即均质后的含滑菇发酵液人造肉复合成分)；
步骤S7，含燕麦滑菇发酵液的人造肉成型处理操作：采取超高压技术或静电纺丝技术，制备含燕麦滑菇发酵液人造肉；
在步骤S7中，采取超高压技术，制备含燕麦滑菇发酵液人造肉，具体包括以下操作(即对步骤S6获得的均质后的人造肉原液进行超高压处理)：
首先进行预包装：将步骤S6获得的均质后的人造肉原液，装入包装袋中；
然后，对装有人造肉原液的包装袋进行超高压的压缩处理操作，并进行杀菌处理(例如高温杀菌)，然后泄压，获得成品的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉制品(即含燕麦滑菇发酵液的人造肉)；
具体实现上，包装袋的材料，选用能耐高压的复合薄膜材料(PE/TIE/PA/TIE/PA/EVA/PVDC/EVA/PE)。
具体实现上，
对装有人造肉原液的包装袋进行超高压的压缩处理操作，对装有人造肉原液的包装袋进行超高压的压缩处理操作，采用第一种处理方式或者第二种处理方式；
其中，第一种处理方式为：将装有人造肉原液的包装袋，放入现有的食品超高压静压机设备的样品腔中，然后，先升压到400MPa的压力(即样品腔内的气压)下，维持15-20分钟，然后在600MPa的压力下，维持5-10分钟，同时，完成包装袋的塑型和杀菌操作，然后泄压，获得成品的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉制品(即含燕麦滑菇发酵液的人造肉)。
具体实现上，食品超高压静压机设备为现有的设备，例如可以采用德阳科菲特液压设备有限责任公司生产的科菲特品牌的食品超高压静压机设备，该设备的适用介质：水；额定压力：300-1000MPa。设计标准：JB/T7348-2005。设备结构形式：预应力钢丝缠绕容器及框架结构。
具体实现上，对装有人造肉原液的包装袋进行超高压的压缩处理操作，其中的第二种处理方式(即脉冲超高压处理方式)为：将装有人造肉原液的包装袋，放入食品超高压静压机设备的样品腔中，然后，持续进行5个脉冲高压处理操作，然后泄压，获得成品的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉制品(即含燕麦滑菇发酵液的人造肉)；
其中，每个脉冲高压处理操作具体为：设定样品腔内的脉冲起始压力400MPa，5分钟持续升压一直升高到600MPa，然后5分钟持续降压一直降低到400MPa。
在步骤S7中，采取静电纺丝技术，制备含燕麦滑菇发酵液人造肉，具体包括以下操作：
首先，将步骤S6获得的均质后的人造肉原液，倒入静电纺丝机的注射器中；
然后，在静电纺丝机的注射泵上安装好注射器，进行静电纺丝；
然后，再通过抽真空复合膜进行包装处理，并进行灭菌处理(例如在80-85℃热水中灭菌，时间维持15-20分钟)，获得成品的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉制品(即含燕麦滑菇发酵液的人造肉)；
具体实现上，静电纺丝的条件为：静电纺丝机的纺丝速度2.0-6.0ml/min，电压为16-25kV，并调节静电纺丝机中的接收滚筒铝箔与针头尖端的之间距离为10-12cm，环境相对湿度45％-50％，纺丝温度为37-42℃。
具体实现上，静电纺丝机为现有的设备，是现有的高压静电纺丝机。例如，可以采用天津云帆仪器有限公司生产的型号为型号YFSP-GIII的静电纺丝机，该静电纺丝机的纺丝速度为：0.006mm/min～90mm/min，接收滚筒铝箔与针头尖端之间的距离范围为：0-300mm；温度控制范围为：室温+5～70℃(±1℃)，湿度控制范围为：30％～80％(±5％)。
需要说明的是，在本发明中，采用植物蛋白作为人造肉，植物蛋白是肉类蛋白的优质替代来源。植物源蛋白通过复合其它成分，并通过组织再造、合成、加工而制成具有感官性状和营养组成与肉类似的植物肉。
滑菇(Pholiota nameko)，又名光帽鳞伞、珍珠菇、真姬菇、真珠菇或滑子蘑，属于担子菌纲，伞菌目、盖球菇科，磷伞属。滑菇是世界上五大宗人工栽培的食用菌之一，在中国各地广泛栽培。滑菇由于其表面富有粘液，滑润可口，故而得此名。滑菇中含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素C、维生素D、磷、钙等营养素。特别是滑菇富含活性多糖(β-葡聚糖)，滑菇多糖具有抑菌、增强机体免疫功能、降血脂、抗氧化、抗肿瘤、抑制肿瘤等功效。
燕麦(Avena L)，是一年生草本作物，中国传统作物之一，其包括蛋白质与必需氨基酸、膳食纤维、不饱和脂肪酸、维生素B1和多种矿物质，具有降低胆固醇、降血脂、调节血糖、改善便秘、控制体重等功效。特别是富含多种已经被证实的具有健康活性物质的燕麦β-葡聚糖。
在本发明中，采用的食用菌液体发酵方式，具有很多优点，比如培养条件易于控制、生产投入少、周期短、可常年连续工业化生产、生产效率高和产量高等优点。
对于本发明，通过将滑菇接种于含燕麦粉制成的培养液中，可以生产滑菇多糖类物质，还有滑菇蛋白质和8种必需氨基酸。燕麦经滑菇发酵后，可以获得包含大量滑菇多糖的、由发酵产生的燕麦β-葡聚糖混合物(即燕麦粉滑菇发酵液)，对于模拟肉类组织状态具有重要作用，可以作为人造肉的粘结剂，主要是利用其与植物蛋白质、水形成稳定的网络凝胶结构。滑菇蛋白质及其氨基酸与植物蛋白进行营养互补。
对于本发明，提供了一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法。鉴于滑菇发酵液的多糖和蛋白含量较高，而且生物活性也通常较高。本发明通过将燕麦粉滑菇发酵液和不同来源的植物蛋白混合，再复合其它成分制成人造肉原液，再通过超高压技术或者静电纺丝技术对人造肉原液进行处理，最终制成人造肉。本发明采用的人造肉制备技术，具有前处理简单、必需氨基酸组成全面、来源丰富、灭菌方便、口感佳和成本较低等优点，特别是富含生物活性物质燕麦β-葡聚糖和滑菇多糖，具有一定的生物活性。本发明还可推广到其它蘑菇类食品的人造肉加工应用。
在本发明中，本发明还提供了一种如前面所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法的应用，具体应用于人造肉的制备。
为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面通过具体实施例来说明本发明的技术方案。
实施例1
超高压技术制备含燕麦滑菇发酵液人造肉。
步骤S1，液体培养基制备及灭菌；
液体培养基，按照质量百分比包括下列组分：
燕麦粉7500g(w/w)，酵母粉660g(w/w)，MgSO4·7H2O 42g(w/w，为所有物质总质量的比值，以下同此)，KH2PO4 23g(w/w)，CaCO3 8g(w/w)，VB1 30g(w/w)，水91737g(w/w)。燕麦粉采用内蒙古呼和浩特武川县生产的莜麦粉。
液体培养基配方及灭菌操作，具体包括以下操作：
先将燕麦粉与水混合均匀，加入α-淀粉酶187500U(40000U/g的α-淀粉酶4.6875g)，在72℃下作用2h，调pH6.2-6.8。然后再与其它物质充分混合后，在121℃下灭菌，维持30min。作为下面的液体种子培养基和液体生产培养基使用。
步骤S2，滑菇菌种的活化；
活化操作是将将在麦芽汁斜面培养基上保存的滑菇菌种(如辽滑菇1)，接种到麦芽汁斜面培养基上，25℃恒温培养7d，待斜面长满滑菇菌丝体后备用。
步骤S3，滑菇液态种子培养基的制备；
选取麦芽汁斜面培养基上活化好的后的滑菇菌种，要求无杂菌并长势良好。提前准备好已经灭好菌的盛装于5000ml发酵罐2000ml液态种子培养基中，培养基灭菌条件121℃，维持30min。具体操作是：用接种环刮取0.5cm2的菌丝2块的滑菇菌丝体接种于上述三角瓶中，置于恒温振荡箱培养，转速150r/min，温度维持在25℃，时间维持7d。
步骤S4，滑菇液态燕麦粉发酵液的制备；
选择上述液态种子培养基，要求无杂菌并长势良好。取800ml上述液态种子培养液接入到提前准备好已经灭好菌盛装于10000ml发酵罐中的8000ml液体生产培养基。置于恒温振荡箱培养，转速150r/min，温度维持在25℃，时间维持7d。
步骤S5，滑菇发酵液的处理；
首先利用高压匀浆机将滑菇发酵液打碎，工作压力150MPa；
然后，将滑菇发酵液采用不锈钢过滤器(304不锈钢材质，200目)过滤；
然后，获得的滤液采用真空浓缩(70℃，8MPa)，浓缩到原来体积的25％(v/v)，使其干物质的含量在24-25％，获得滑菇发酵液浓缩液。
步骤S6，含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制；
含滑菇发酵液人造肉复合成分，按照质量百分比包括下列组分(即人造肉的工艺配方)：
滑菇发酵液浓缩液2kg，大豆蛋白粉0.4kg，肉类香精(猪肉香型)0.048g，维生素C19.2g，维生素B1 16.8g，维生素B6 12.0g，维生素B12 2.4g，红曲24.0g(w/w)。
含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制，具体包括以下操作：
按照步骤S6所得到的配方进行复配，上述原料混合后于均质机中进行两段均质，操作条件为在20MPa下均质5分钟，然后在40MPa下均质3分钟。
步骤S7，超高压技术制备含燕麦滑菇发酵液人造肉；
将上述均质后的液体(即步骤S6获得的均质后的人造肉原液)进行超高压处理。首先进行预包装，包装材料要选用复合薄膜材料(PE/TIE/PA/TIE/PA/EVA/PVDC/EVA/PE)。超高压设备的样品腔中，先升压到400MPa，维持15-20分钟，然后600MPa，维持5-10分钟，同时完成塑型和杀菌，然后泄压，取出制好的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉成品。
实施例2
静电纺丝技术制备含燕麦滑菇发酵液人造肉。
步骤S1，液体培养基制备及灭菌；
液体培养基，按照质量百分比包括下列组分：
燕麦粉15000g(w/w)，酵母粉1320g(w/w)，MgSO4·7H2O 84g(w/w)，KH2PO4 46g(w/w)，CaCO3 16g(w/w)，VB1 60g(w/w)，水183474g(w/w)。燕麦粉采用内蒙古呼和浩特武川县生产的莜麦粉。
液体培养基配方及灭菌操作，具体包括以下操作：
先将燕麦粉与水混合均匀，加入α-淀粉酶375000U(40000U/g的α-淀粉酶9.375g)，在72℃下作用2h，调pH6.2-6.8。然后再与其他物质充分混合后在121℃下灭菌，维持30min。作为下面的液体种子培养基和液体生产培养基使用。
步骤S2，滑菇菌种的活化；
活化操作是将将在麦芽汁斜面培养基上保存的滑菇菌种(JH-1)接种到麦芽汁斜面培养基上，25℃恒温培养7d，待斜面长满滑菇菌丝体后备用。
步骤S3，滑菇液态种子培养基的制备；
选取麦芽汁斜面培养基上活化好的后的滑菇菌种，要求无杂菌并长势良好。提前准备好已经灭好菌的盛装于10L发酵罐4000ml液态种子培养基中，培养基灭菌条件121℃，维持30min。具体操作是：用接种环刮取0.5cm2的菌丝2块的滑菇菌丝体接种于上述三角瓶中，置于恒温振荡箱培养，转速150r/min，温度维持在25℃，时间维持7d。
步骤S4，滑菇液态燕麦粉发酵液的制备；
选择上述液态种子培养基，要求无杂菌并长势良好。取1600ml上述液态种子培养液接入到提前准备好已经灭好菌盛装于20L发酵罐中的16L液体生产培养基。置于恒温振荡箱培养，转速150r/min，温度维持在25℃，时间维持7d。
步骤S5，滑菇发酵液的处理；
首先利用高压匀浆机将滑菇发酵液打碎，工作压力150MPa；
然后，将滑菇发酵液采用不锈钢过滤器(304不锈钢材质，200目)过滤；
然后，获得的滤液采用真空浓缩(70℃，10MPa)，浓缩到原来体积的25％(v/v)，使其干物质的含量在24-25％，最终获得滑菇发酵液浓缩液。
步骤S6，含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制；
含滑菇发酵液人造肉复合成分，按照质量百分比包括下列组分(即人造肉的工艺配方)：
滑菇发酵液浓缩液4kg，大豆蛋白粉0.8kg，肉类香精(猪肉香型)0.086g，维生素C18.0g，维生素B1 12.8g，维生素B6 10.0g，维生素B12 2.2g，红曲20.8g(w/w)。
含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制，具体包括以下操作：
按照步骤S6所得到的配方进行复配，上述原料混合后于均质机中进行两段均质，操作条件为在20MPa下均质5分钟，然后在40MPa下均质3分钟。
步骤S7，静电纺丝技术制备含燕麦滑菇发酵液人造肉；
将上述均质后的液体(即步骤S6获得的均质后的人造肉原液)倒入静电纺丝机的注射器中，然后静电纺丝机的注射泵上安装好注射器，进行静电纺丝。收集制得的人造肉制品，抽真空复合膜包装。然后在80℃热水中灭菌，时间维持20分钟，获得成品的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉制品(即含燕麦滑菇发酵液的人造肉)。
静电纺丝的条件为：纺丝速度3.0ml/min，电压为20kV，并调节静电纺丝机中的接收滚筒铝箔与针头尖端的之间距离为12cm，环境相对湿度50％，纺丝温度为42℃。
与现有技术相比较，经本发明制成的人造肉，具有以下有益技术效果：
1、本发明制成的人造肉含有滑菇蛋白和燕麦粉蛋白，都是优质蛋白，蛋白含量在30％以上。而且蛋白的氨基酸组成包含人体必需的8种氨基酸。
2、本发明制备得到的人造肉，呈粉红色，色泽均匀，有肉的咀嚼感，风味浓郁，具有滑菇和植物蛋白特有气味，无异味。
3、本发明制备得到的人造肉，所包括的滑菇多糖和燕麦多糖的总多糖含量为60-90mg/g，pH为6.9。细菌总数≤50cfu/ml，大肠菌群≤2MPN/100ml，致病菌未检出，符合国标规定。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法及应用，其设计科学，通过将燕麦粉滑菇发酵液和不同来源的植物蛋白混合，再复合其它成分制成人造肉原液，再通过超高压技术或者静电纺丝技术对人造肉原液进行处理，最终制成人造肉。
本发明采用的人造肉制备技术，具有前处理简单、必需氨基酸组成全面、来源丰富、灭菌方便、口感佳和成本较低等优点，特别是富含生物活性物质燕麦β-葡聚糖和滑菇多糖，具有一定的生物活性。
本发明还可推广到其它蘑菇类食品的人造肉加工应用。
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 (10)
1.一种利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，液体培养基配方及灭菌操作；
液体培养基，按照质量百分比包括下列组分：
燕麦粉7.50％，酵母粉0.66％，七水硫酸镁MgSO4·7H2O 0.035-0.049％，磷酸二氢钾KH2PO4 0.016-0.023％，碳酸钙CaCO3 0.006-0.009％，维生素VB10.01-0.05％，水91.709-91.773；
步骤S11，将燕麦粉与水混合均匀，获得第一混合溶液，然后在第一混合溶液中，按照预设的酶量配比加入α-淀粉酶，获得第二混合溶液；
步骤S12，将第二混合溶液保持在72℃的环境温度下，让α-淀粉酶反应预设时长，直至调节第二混合溶液的pH值位于6.2-6.8的数值范围内；
步骤S13，再将第二混合溶液与酵母粉、七水硫酸镁MgSO4·7H2O、磷酸二氢钾KH2PO4、碳酸钙CaCO3和维生素VB1充分混合后，获得第三混合溶液，然后在121℃的环境温度下进行灭菌操作，维持预设时长，然后将所获得的第四混合溶液作为液态种子培养基和液态生产培养基使用；
步骤S2，滑菇菌种的活化操作：将保藏于预设低温环境下的麦芽汁斜面培养基上的滑菇菌种，接种到新配制的麦芽汁斜面培养基上，在25℃的环境温度下，恒温培养7d，待新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面长满滑菇菌丝体后备用，此时新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面上的滑菇菌种是活化好的滑菇菌种；
步骤S3，滑菇液态种子培养基的制备：
步骤S31，选取步骤S2获得的活化好的滑菇菌种；
步骤S32，用接种环对步骤S31获得的滑菇菌种，根据预设的刮取标准进行滑菇菌种菌丝块的刮取操作，然后接种于步骤S1获得的预设体积的液态种子培养基中，该液态种子培养基位于预设容器中；
步骤S33，将已接种滑菇菌种菌丝的液态种子培养基，放入恒温振荡箱中培养，获得滑菇液态种子培养基；
步骤S4，滑菇液态燕麦粉发酵液的制备：
步骤S41，选择由步骤S3获得的滑菇液态种子培养基，按照预设比例的接种量接入到步骤S1获得的液态生产培养基中，获得已接种滑菇液态种子培养基的液态生产培养基；
预设比例的接种量，具体为：滑菇液态种子培养基的体积等于液态生产培养基体积的10％；
步骤S42，将已接种滑菇液态种子培养基的液态生产培养基，放入恒温振荡箱中培养，获得滑菇液态燕麦粉发酵液；
步骤S5，滑菇液态燕麦粉发酵液的处理：
步骤S51，首先利用高压匀浆机将由步骤S4获得的滑菇液态燕麦粉发酵液打碎；
步骤S52，将滑菇液态燕麦粉发酵液采用不锈钢过滤器过滤，除去其中的菌丝体，获得滤液；
步骤S53，将滤液进行真空浓缩处理，浓缩到原来体积的25％，使其干物质的含量在20-28％之间，从而获得滑菇发酵液浓缩液；
步骤S6，含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制；
含滑菇发酵液人造肉复合成分，按照质量百分比包括下列组分：
由步骤S5获得的滑菇发酵液浓缩液和植物蛋白粉组成的人造肉混合液；
以及，占人造肉混合液总质量0.001％-0.002％的肉类香精，0.4％-0.8％的维生素C，0.6％-0.9％的维生素B1，0.4％-0.9％的维生素B6，0.09％-0.1％的维生素B12，0.8％-1.2％的红曲；
在人造肉混合液中，滑菇发酵液浓缩液和植物蛋白粉的质量比为5:1，或者滑菇发酵液浓缩液的质量占比为83.33％，植物蛋白粉的质量占比为16.67％；
含滑菇发酵液人造肉复合成分的配制，具体包括以下操作：
步骤S61，按照上述的含滑菇发酵液人造肉复合成分的组分配比，配制包含各组分的混合物；
步骤S62，将步骤S61获得的混合物，在均质机中进行两段均质，具体为：首先在20MPa的压力下均质5分钟，然后在40MPa的压力下均质3分钟，从而获得均质后的人造肉原液；
步骤S7，含燕麦滑菇发酵液的人造肉成型处理操作：采取超高压技术或静电纺丝技术，制备含燕麦滑菇发酵液人造肉。
2.如权利要求1所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，其特征在于，在步骤S11，预设的酶量配比，具体为：每克燕麦粉对应添加的α-淀粉酶的酶量为25U。
3.如权利要求1所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，其特征在于，在步骤S2中，滑菇菌种，包括N103、N108、N109、JH-1、C31、112、辽滑菇1、西羽、申14、曲新、延滑、丹滑9、华3、HSH和D工羽3中的至少一种；
在步骤S2中，新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面长满滑菇菌丝体，具体为：在新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面上，至少70％以上的表面面积生长滑菇菌丝体。
4.如权利要求1所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，其特征在于，在步骤S32中，根据预设的刮取标准进行滑菇菌种菌丝块的刮取操作，具体为：对于被接种的步骤S1获得的液态种子培养基，每100ml的液态种子培养基，对应要求在新配制的麦芽汁斜面培养基的斜面上刮取一块表面面积为0.5cm2的活化好的滑菇菌种，并且对于所刮取的新配制的麦芽汁斜面培养基，要求每g麦芽汁斜面培养基上滑菇菌种菌丝数在1×106/g以上；
在步骤S33中，恒温振荡箱的转速为150-200r/min，箱内的温度维持在25℃，培养时间维持6-7d；
在步骤S42中，恒温振荡箱的转速为150-200r/min，箱内的温度维持在25℃，培养时间维持6-7d。
5.如权利要求1所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，其特征在于，在步骤S6中，植物蛋白粉，包括大豆蛋白粉、豌豆蛋白粉、小麦蛋白粉和黑豆蛋白粉中的至少一种。
6.如权利要求1所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，其特征在于，在步骤S7中，采取超高压技术，制备含燕麦滑菇发酵液人造肉，具体包括以下操作：
首先进行预包装：将步骤S6获得的均质后的人造肉原液，装入包装袋中；
然后，对装有人造肉原液的包装袋进行超高压的压缩处理操作，并进行杀菌处理，然后泄压，获得成品的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉制品。
7.如权利要求6所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，其特征在于，对装有人造肉原液的包装袋进行超高压的压缩处理操作，采用第一种处理方式或者第二种处理方式；
第一种处理方式为：将装有人造肉原液的包装袋，放入现有的食品超高压静压机设备的样品腔中，然后，先升压到400MPa的压力下，维持15-20分钟，然后在600MPa的压力下，维持5-10分钟，同时，完成包装袋的塑型和杀菌操作，然后泄压，获得成品的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉制品；
第二种处理方式为：将装有人造肉原液的包装袋，放入食品超高压静压机设备的样品腔中，然后，持续进行5个脉冲高压处理操作，然后泄压，获得成品的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉制品；
其中，每个脉冲高压处理操作具体为：设定样品腔内的脉冲起始压力400MPa，5分钟持续升压一直升高到600MPa，然后5分钟持续降压一直降低到400MPa。
8.如权利要求1所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，其特征在于，在步骤S7中，采取静电纺丝技术，制备含燕麦滑菇发酵液人造肉，具体包括以下操作：
首先，将步骤S6获得的均质后的人造肉原液，倒入静电纺丝机的注射器中；
然后，在静电纺丝机的注射泵上安装好注射器，进行静电纺丝；
然后，再通过抽真空复合膜进行包装处理，并进行灭菌处理，获得成品的含有滑菇燕麦发酵液的人造肉制品。
9.如权利要求8所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法，其特征在于，静电纺丝的条件为：静电纺丝机的纺丝速度2.0-6.0ml/min，电压为16-25kV，并调节静电纺丝机中的接收滚筒铝箔与针头尖端的之间距离为10-12cm，环境相对湿度45％-50％，纺丝温度为37-42℃。
10.一种如权利要求1～9中任一项所述的利用滑菇发酵燕麦粉制备人造肉的方法的应用，其特征在于，应用于人造肉的制备。
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