CN1298259C - 一种灵芝发芽糙米果液的生产方法及其产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灵芝发芽糙米果液的生产方法及其产品，以韩国灵芝为菌种，以发芽糙米浆为主，辅以麦芽汁、黄豆芽浆作为灵芝深层发酵的培养基组分，菌种经斜面、一级摇瓶、二级种子罐扩大培养后，在100L发酵罐中进行深层发酵培养3～4天。发酵液与苹果汁、白葡萄汁和橙汁调配后、经均质、脱气、杀菌和冷却等工序，制成灵芝发芽糙米果液。该方法工业化程度高、培养基原料价廉易得、生产成本低，成品口感好，同时含有灵芝多糖、γ-氨基丁酸等生物活性成分，是一种营养保健功能明确的饮品。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种灵芝发芽糙米果液的生产方法及其产品，具体地讲，本发明涉及一种以发芽糙米为主要培养基原料，接种灵芝菌种，进行液体发酵，得到的发酵液配以果汁制备饮料的方法，属于食品生物技术领域，也属于保健品生产技术领域。
二、背景技术
灵芝(Ganoderma lucidum)俗称灵芝草，是我国著名的高等药用真菌和食品新资源。早在东汉《神农本草经》和明朝李时珍所著《本草纲目》中记载，灵芝有“益心气”，“安神”，“益肺气”，“益脾气”，“补肝气”等保健功效。灵芝类真菌的药理作用主要表现在免疫调节、抗衰老、抗氧化自由基、降血糖、降血压等方面。灵芝已作为一种食品新资源加以开发利用。发酵法生产灵芝活性物质与人工栽培灵芝子实体相比，具有生产周期短、产量高、质量稳定等优点，同时发酵液中灵芝多糖含量高。
发芽糙米是糙米经浸泡和发芽后，使糙米富集对人体具有生理活性的物质，特别是γ-氨基丁酸(GABA)含量显著增加。GABA是一种非蛋白质氨基酸广泛存在于动植物体内，作为人体重要的神经递质，具有降血压、改善脑部血液循环、安定精神、健肾利肝和改善脂质代谢等生理作用。富含GABA的食品具有很好的免疫保健作用，是一种功能性食品，其研究开发也因此受到重视。
授权公告号为CN1055966C的中国专利申请公开了一种“深层发酵法生产灵芝保健饮料”的专利文献，该发明具有生产周期短，菌丝体长势均匀等优点，但是该专利文献所述的灵芝保健饮料是直接采用发酵液制备的，其饮品苦味重、口感差，不适合作为产品直接使用，同时采用葡萄糖作为发酵培养基组分，饮料生产成本高。
三、发明内容
技术问题本发明针对现有灵芝深层发酵培养基营养单一、成本较高和制成的饮品苦味重、口感差的问题以及灵芝发酵液与酸性果汁复合时易产生沉淀的问题，提出一种灵芝发芽糙米果液的生产方法，以营养全面、来源广泛、成本低廉的发芽糙米、麦芽、黄豆芽三种天然原料制备灵芝深层发酵培养基；选用一种天然的稳定剂，采用均质、脱气和高温瞬时灭菌工艺，制成风味好、体态均一稳定的饮料。
技术方案 一种灵芝发芽糙米果液的生产方法，其特征是用韩国灵芝作为液体深层发酵菌种，以发芽糙米浆为主要原料，辅以麦芽汁、黄豆芽浆作为灵芝深层发酵的培养基，经发酵得发酵液，然后将发酵液与苹果汁、白葡萄汁和橙汁复合，经过均质、脱气、高温瞬时灭菌和冷却等工序得到一种灵芝发芽糙米果液。
(1)灵芝菌种及其保存
菌种
采用韩国灵芝(Ganoderma lucidum HG)作为发酵菌种；保藏单位：中国农业微生物菌种保藏管理中心；保藏号：ACCC50582。
菌种保存
灵芝菌种在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)斜面培养基保存。PDA斜面培养基重量体积比为：马铃薯20％、葡萄糖2％、琼脂2％，pH自然；灵芝菌种在马铃薯葡萄糖琼脂斜面培养基上于4℃保藏，每3个月转接一次，用时取斜面试管菌种接种于培养皿中，28℃～30℃培养5～6天后使用。
(2)灵芝培养
培养基组成：
摇瓶种子培养基：发芽糙米浆、麦芽汁、黄豆芽浆三组分按体积比为1∶1∶1，pH调至5.0～5.5；
10L种子罐培养基：按体积比发芽糙米浆为40％、麦芽汁10％、黄豆芽浆50％，pH调至5.0～5.5；
100L发酵罐培养基：按体积比发芽糙米浆为40％～80％、麦芽汁10％～50％、黄豆芽浆10％～50％，pH调至5.0～5.5。
培养条件：
一级种子培养：用无菌打孔器在培养皿中取直径为1cm菌丝蝶4片接种于盛有60ml种子培养基的250ml三角瓶中，28℃～30℃、100r/min条件下培养5～6天；
二级种子罐培养：用8％～10％的一级种子培养的发酵液接种到种子罐培养液中，在温度28℃～30℃，通气量体积比为1∶0.8～1.0，罐压0.05MPa～0.06MPa的条件下培养2～3天；
发酵罐培养：用8％～10％二级种子培养液接种到发酵罐培养液中，在28℃～30℃，通气量1∶0.8～1.0，罐压0.05MPa～0.06MPa，搅拌速度200r/min～220r/min的条件下培养3～4天，获得灵芝发芽糙米发酵液。
(3)灵芝发芽糙米果液生产
灵芝发芽糙米发酵液经胶体磨均质后，与苹果汁、白葡萄汁和橙汁按以下体积比例混合：灵芝发芽糙米发酵液26％～29％、苹果汁21％～29％、白葡萄汁17％～23％和橙汁25％～30％，另加0.2％黄原胶，在20MPa～30MPa下均质，0.06MPa～0.08MPa条件下真空脱气，采用121℃高温瞬时灭菌5s～10s，无菌装罐后，冷却即得供直接饮用的灵芝发芽糙米果液。
本发明采用发芽糙米浆为主要原料，辅以麦芽汁、黄豆芽浆作为灵芝深层发酵的培养基，得到的灵芝发酵液含有灵芝粗多糖1g/L～2g/L，γ-氨基丁酸10mg/L～20mg/L，与苹果汁、白葡萄汁和橙汁进行复合，制成具有一定保健功能、营养丰富、口感细腻、色泽黄橙的复合灵芝发芽糙米果液。
有益效果
与现有技术相比，本发明的灵芝发芽糙米果液及其生产方法具有以下优点：
(1)本发明的深层发酵法生产灵芝保健饮料的工艺方法简单、工业化程度高、采用以发芽糙米浆为主要原料，辅以麦芽汁、黄豆芽浆作为灵芝深层发酵的培养基。3种天然原料营养丰富、来源广泛、价格低廉；
(2)本发明所采用的生产条件容易控制，得到的菌体均为丝状，发酵液均匀，这有利于后续加工工艺进行；
(3)本发明采用灵芝发酵液与苹果汁、白葡萄汁和橙汁调配，得到的产品突出了灵芝菌体和糙米的风味，同时较好地融合了苹果汁、白葡萄汁和橙汁香味，易为消费者接受；
(4)本发明得到的灵芝发芽糙米果液为纯天然产品，富含灵芝多糖、γ-氨基丁酸等功效成分，不含任何防腐剂。
四、具体实施方式
1发酵培养基原料制备
1.1发芽糙米浆的制备
发芽糙米浆制备工艺流程：稻谷→砻谷→糙米→发芽→发芽糙米→粉碎→糊化→液化→磨浆→糖化→过滤→发芽糙米浆。
工艺要点：选用无霉变、虫蛀和杂质的糙米作为原料。糙米在低氧、酸化环境中发芽48h～60h后干燥得干制发芽糙米(γ-氨基丁酸含量在300μg/g～400μg/g之间)。将发芽糙米粉碎过60目筛后，按料液比1∶4混合于水中，用柠檬酸调节pH为4.0～4.5，在90℃～95℃下保温30min，使淀粉充分糊化。在发芽糙米粥中添加糖化酶进行液化和糖化，糖化酶加量每百克发芽糙米为500mg，58℃～62℃下液化3h。液化和糖化后的发芽糙米浆用胶体磨均质两次，使发芽糙米浆达到一定的细度。按每百克发芽糙米加糖化酶200mg比例，在58℃～62℃温度下再次糖化2h。浆液过100目不锈钢滤网，分离浆渣，得过滤发芽糙米浆；用清水调节发芽糙米浆液浓度，使其可溶性固形物含量在12％左右。
1.2麦汁的制备
麦汁制备工艺流程：麦芽→粉碎→加水糖化→离心→煮沸→低温静置过夜→离心→取上清液→麦汁。
工艺要点：选用优质麦芽作原料，用粉碎机粉碎后，过60目筛。将麦芽粉和水按1∶4的料液比混合均匀，在35℃～37℃作用30min，再升温至50℃～55℃作用60min，然后在65℃左右糖化3h。糖化结束后，离心分离醪液，得到澄清麦汁。将麦汁煮沸20min～30min，使酶钝化并稳定麦汁成分。在4℃温度下静置过夜。取离心后的麦汁上清液，加水调节麦汁可溶性固形物含量在12％左右。
1.3黄豆芽浆的制备
黄豆芽浆制备工艺流程：黄豆芽→洗净→煮沸→打浆→均质→黄豆芽浆。
工艺要点：选取完整的黄豆芽作原料，黄豆芽与水按1∶4的料液比煮沸10min～15min。煮沸，冷却后的黄豆芽用匀浆机打成浆液，再用胶体磨均质两次，过100目筛网，得黄豆芽浆。
2培养基的确定
以制得的发芽糙米浆、麦芽汁、黄豆芽浆作为灵芝发酵液原料，采用D-最优混合设计进行混料比优化试验。建立各因子成分比例与灵芝菌丝生物量(BGM)及胞内多糖产量(PIP)之间的回归方程，通过探索效应面来估计整个多分量系统的性质。从发芽糙米浆为培养基主要成分的角度考虑，这三种原料的百分含量分别限定在40％≤A≤80％，10％≤B≤50％，10％≤C≤50％范围内。灵芝发酵液中菌丝生物量和胞内多糖产量的实测值及预测响应值见附表1。结果表明，发芽糙米浆在40％～80％、麦芽汁在10％～50％、黄豆芽浆在10％～50％的范围内灵芝均生长良好，灵芝生物量在10g/L～16g/L之间，胞内多糖产量在540mg/L～860mg/L之间。灵芝菌丝生物量及胞内多糖产量都最好的体积混料比是：发芽糙米浆∶麦芽汁∶黄豆芽浆为4∶1∶5。
3灵芝发酵液制备
将二级种子罐培养的液体灵芝菌种接种于100L发酵罐培养液中，接种量为8％～10％，在28℃～30℃，通气量1∶0.8～1.0(v/v)，罐压0.05MPa～0.06MPa，搅拌速度200r/min～220r/min的条件下培养3～4天，得到灵芝发酵液。
4灵芝发芽糙米果液配方的确定
苹果汁、白葡萄汁、橙汁均采用浓缩汁加纯净水调配而得。灵芝发芽糙米果液各原料基本成分含量见附表2。
本发明运用D-最优混合设计确定灵芝发酵液、苹果汁、白葡萄汁和橙汁混合的最佳配方，其感官评分的实测值及预测响应值见附表3，利用Design Expert软件分析得到感官评分预测值对灵芝发酵液(A)、苹果汁(B)、白葡萄汁(C)和橙汁(D)的回归模型：
Y＝-31.372A-7.259B-10.910C-12.176D+90.953AB+83.841AC+88.706AD
+22.664BC+39.604BD+55.788CD
分析表明，当灵芝发酵液含量为27.0％、苹果汁24.9％、白葡萄汁20.2％和橙汁27.9％复合得到的灵芝发芽糙米果液，其感官评分最大预测值为8.53，实际评分值为8.50，相对误差为0.35％。按此配方生产的成品灵芝发芽糙米果液可溶性固形物为10.9％、总有机酸含量为0.39％。
灵芝发酵液含量在26％～29％、苹果汁21％～29％、白葡萄汁17％～23％和橙汁25％～30％的比例范围时，灵芝发芽糙米果液的感官评分≥8.5，灵芝粗多糖含量为0.4g/L～0.6g/L、γ-氨基丁酸含量为3mg/L～5mg/L、可溶性固形物含量9.2％～12.5％、总有机酸含量0.32％～0.47％。以此配方复合的灵芝发芽糙米果液突出了灵芝和糙米的风味，融合了果汁的爽口滋味，易为消费者接受。
5稳定剂的选择
在灵芝发芽糙米果液中加入不同稳定剂及其组合，经均质、真空脱气、高温瞬时灭菌后测定其稳定系数(附表4)。结果表明，0.2％黄原胶、0.1％CMC+0.1％黄原胶、0.067％CMC+0.067％黄原胶+0.067％果胶三种稳定剂处理时饮料有良好的稳定性，其中0.2％黄原胶单独处理时饮料稳定性最佳。
本发明的内容通过实施例进一步说明：
实施例1
选用以发芽糙米浆、麦芽汁和黄豆芽浆为灵芝深层发酵培养基的原料。三种原料的体积范围为：发芽糙米浆40％～80％、麦芽汁10％～50％、黄豆芽浆10％～50％。
一级种子培养：用无菌打孔器在培养皿打直径为1cm菌丝蝶4片，接种于盛有60ml种子培养基的250ml三角瓶中，28℃～30℃、100r/min条件下培养5～6天；二级种子罐培养：用8％～10％的一级种子培养液接种到种子罐中，在温度28℃～30℃、通气量1∶0.8～1.0(v/v)、罐压0.05MPa～0.06MPa的条件下培养2～3天；发酵罐培养：用8％～10％的二级种子罐培养液接种到发酵罐中，在28℃～30℃，通气量1∶0.8～1.0(v/v)，罐压0.05MPa～0.06MPa，搅拌速度200r/min～220r/min的条件下培养3～4天后放罐，得到灵芝发酵液。
苹果汁、白葡萄汁、橙汁均采用相应的浓缩汁加纯净水调配而得。按灵芝发酵液含量在26％～29％、苹果汁21％～25％、白葡萄汁17％～20％和橙汁25％～30％的比例混合调配，加0.2％黄原胶，20MPa～30MPa下均质两次，在0.06MPa～0.08MPa条件下真空脱气，采用121℃高温瞬时灭菌5s～10s，无菌装罐后，冷却后，即得供直接饮用的灵芝发芽糙米果液。
实施例2
按照实施例1中所述的发酵培养基配方、灵芝菌种培养方法得到的灵芝发酵液。苹果汁、白葡萄汁、橙汁均采用相应的浓缩汁加纯净水调配而得。按灵芝发酵液含量在26％～29％、苹果汁25％～29％、白葡萄汁20％～23％和橙汁25％～30％的比例混合调配，加0.1％CMC和0.1％黄原胶，20MPa～30MPa下均质两次，0.06MPa～0.08MPa条件下真空脱气，趁热装罐，密封后采用100℃沸水灭菌15min，冷却后，即得供直接饮用的灵芝发芽糙米果液。
本发明以韩国灵芝为发酵菌种，以发芽糙米浆为主要原料，辅以麦芽汁、黄豆芽浆作为灵芝深层发酵的培养基组分，菌种经斜面、培养皿培养，一级、二级扩大培养后在发酵罐中深层发酵培养，发酵液均质后与苹果汁、白葡萄汁和橙汁进行调配制得灵芝发芽糙米果液。上述方法工业化程度高、培养基来源广泛、成本低廉、发酵液均一，制得的灵芝发芽糙米果液产品口感好，同时含有灵芝粗多糖0.4g/L～0.6g/L、γ-氨基丁酸3mg/L～5mg/L，是一种营养保健功能明确的纯天然饮品。
附表1 灵芝菌丝生物量和胞内多糖产量的实测值和预测值
| 试验号 | 发芽糙米浆 | 麦芽汁 | 黄豆芽浆 | 灵芝生物量(g/l) | 胞内多糖产量(mg/l) | ||
| 实测值 | 预测值 | 实测值 | 预测值 | ||||
| 12345678910 | 40608060404046.766.753.346.7 | 50301010301036.716.723.316.7 | 10101030305016.716.723.336.7 | 12.2010.6610.3112.1611.6816.1111.7112.1412.4914.25 | 12.0910.6910.4512.3911.6716.2011.9011.6012.8713.84 | 783.23674.55543.59635.02706.94858.31701.75638.48710.36744.68 | 776.21671.59547.65640.54701.38859.77724.29627.82705.86741.79 |
附表2 灵芝发芽糙米果液各原料基本成分含量
| 原料 | 可溶性固形物(％) | 总糖(mg/ml) | 还原糖(mg/ml) | 有机酸(％) | pH |
| 灵芝发酵液苹果汁白葡萄汁橙汁 | 3.015.015.012.0 | 21.5145.7144.494.4 | 20.8126.9143.640.9 | 0.080.400.570.60 | 4.503.913.234.04 |
附表3 灵芝发芽糙米果液调配试验方案与结果
| 配方 | 灵芝发酵液(A) | 苹果汁(B) | 白葡萄汁(C) | 橙汁(D) | 可溶性固形物(％) | pH | 感官评分 | |
| 实测值 | 预测值 | |||||||
| 1234567891011121314151617181920 | 2040402030402030202040302030302020404020 | 500101010304020103016.7302010401030101050 | 1010303030101010503016.7102020105030301010 | 2040204030203040202026.7304040202020204020 | 12.19.29.811.610.79.912.010.412.212.29.510.711.610.411.012.212.29.89.212.1 | 3.753.863.613.703.693.883.903.953.563.733.873.953.873.893.943.563.733.613.863.75 | 7.136.006.637.638.137.387.637.506.387.637.068.388.007.818.006.387.636.636.007.13 | 7.105.996.637.768.087.287.697.656.367.647.168.277.857.718.106.367.646.635.997.10 |
R-Squared＝0.9876，Adj R-Squared＝0.9764，Pred R-Squared＝0.9352，Adeq Precision＝29.490
附表4 稳定剂的选择
| 序号 | 稳定剂 | 用量/％ | 稳定系数/％ | 备注 |
| 1234567 | CMC黄原胶果胶CMC+黄原胶CMC+果胶黄原胶+果胶CMC+黄原胶+果胶 | 0.20.20.20.1+0.10.1+0.10.1+0.10.067+0.067+0.067 | 81.899.376.593.584.587.992.4 | 各处理饮料流动性均好，而且无胶感 |
Claims (3)
1、一种灵芝发芽糙米果液的生产方法，其特征在于：用韩国灵芝(Ganoderma lucidumHG)作为液体深层发酵菌种，以发芽糙米浆为主，辅以麦芽汁、黄豆芽浆作为灵芝深层发酵培养基，接种灵芝菌种，经摇瓶种子培养、10L种子罐培养和100L发酵罐培养得到的发酵液，与苹果汁、白葡萄汁和橙汁按以下体积比例混合：灵芝发芽糙米发酵液26％～29％、苹果汁21％～29％、白葡萄汁17％～23％和橙汁25％～30％；经均质、脱气、高温瞬时灭菌、无菌装罐后，得到一种可供直接饮用的灵芝发芽糙米果液。
2、权利要求1所述一种灵芝发芽糙米果液的生产方法，其特征在于：
(1)灵芝培养基组成：
摇瓶种子培养基：发芽糙米浆、麦芽汁、黄豆芽浆三组分按体积比为1∶1∶1，pH调至5.0～5.5；
10L种子罐培养基：按体积比发芽糙米浆为40％、麦芽汁10％、黄豆芽浆50％，pH调至5.0～5.5；
100L发酵罐培养基：按体积比发芽糙米浆为40％～80％、麦芽汁10％～50％、黄豆芽浆10％～50％，pH调至5.0～5.5；
(2)培养条件：
一级种子培养：用无菌打孔器在培养皿中取直径为1cm菌丝蝶4片接种于盛有60ml种子培养基的250ml三角瓶中，28℃～30℃、100r/min条件下培养5～6天；
二级种子罐培养：用8％～10％的一级种子培养的发酵液接种到种子罐培养液中，在温度28℃～30℃，通气量体积比为1∶0.8～1.0，罐压0.05MPa～0.06MPa的条件下培养2～3天；
发酵罐培养：用8％～10％二级种子培养液接种到发酵罐培养液中，在28℃～30℃，通气量1∶0.8～1.0，罐压0.05MPa～0.06MPa，搅拌速度200r/min～220r/min的条件下培养3～4天，获得灵芝发芽糙米发酵液；
(3)灵芝发芽糙米果液生产
灵芝发芽糙米发酵液与苹果汁、白葡萄汁和橙汁按以下体积比例混合：灵芝发芽糙米发酵液26％～29％、苹果汁21％～29％、白葡萄汁17％～23％和橙汁25％～30％，另加0.1％～0.2％黄原胶，在20MPa～30MPa下均质两次，0.06MPa～0.08MPa条件下真空脱气，采用121℃高温瞬时灭菌5s～10s，无菌装罐后，冷却即得供直接饮用的灵芝发芽糙米果液。
3、权利要求1或2所述一种灵芝发芽糙米果液生产方法所获得的产品。
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