TWI544875B - 利用發酵麩皮製造具抗氧化活性之動物飼料之方法及其應用 - Google Patents

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利用發酵麩皮製造具抗氧化活性之動物飼料之方法及其應用
本發明係關於一種利用麩皮製造具抗氧化活性之動物飼料之方法。更特別地，係關於利用經預先培養佈滿杏鮑菇(Pleurotus eryngii)菌絲之太空包碎屑顆粒，與穀類麩皮進行發酵製造具抗氧化活性之動物飼料的方法。
固態發酵定義為微生物生長於不溶於水的基質，且基質上含有不同量的自由水(free water)，固態發酵具有培養基單純及培養時水分含量較少可降低雜菌汙染等優點，尤其適合真菌生長。傳統固態發酵產品以醬油、味增、豆腐乳與紅麴等產品為主，主要應用之微生物以黴菌、酵母菌及乳酸菌為主，發酵時間約2~6個月。
真菌因能在較低含水分下進行生長，菌絲能以頂端延伸並分支形成新的菌絲端迅速覆蓋基質表面，而有效利用基質為碳氮來源，其強勢的滲透能力，使得真菌生長具有進行固態發酵之優勢。近年來，許多學者進行白腐真菌固態發酵之研究，Dinis等人(Bioresour.Technol.100：4829-35,2009)以四株不同的白腐真菌，分別為Trametes versicolor、Bjerkandera adusta、Ganoderma applanatum與Phlebia rufa接種於麥桿上，進行28天固態發酵，分析不同菌種於不同發酵時間胞外酵素及木質素含量之變化。Robertson等人(Org.Geochem.39：945-951,2008)以Pleurotus ostreatus接種麥稈，進行長達84 天的固態發酵，觀察木質素被氧化的程度及生物性活性物質的變化。
因此，有必要研發一種有效縮短白腐真菌固態發酵時間，並保持白腐真菌生產木質分解酵素能力的短期固態發酵方法。
於是，於一方面，本發明係提供一種利用經預先培養佈滿菌絲之杏鮑菇(Pleurotus eryngii)太空包碎屑顆粒，與穀類麩皮進行發酵製造具抗氧化活性之動物飼料或飼料添加物的方法。
根據本發明之製造具抗氧化活性之發酵麩皮的方法，包含：將杏鮑菇(Pleurotus eryngii)太空包粉碎；將粉碎的太空包碎屑顆粒於室溫下進行預先培養5-9天，較佳為7天，使所述之太空包碎屑顆粒佈滿杏鮑菇(Pleurotus eryngii)菌絲；將上述經預先培養之太空包碎屑顆粒以1：10-15的重量比例接種入經過滅菌釜高溫高壓滅菌之麩皮，加入滅菌麩皮重量50%比例的水分，並於室溫下培養10-12天；及收取發酵的麩皮。
於本發明之一些具體實施態樣，係將杏鮑菇(Pleurotus eryngii)太空包粉碎至約1cm3大小。
於一方面，本發明係提供一種飼料組合物，其特徵在於包含根據本發明方法所製得之經發酵的麩皮。於本發明之一些具體實施態樣，所述之經發酵的麩皮係進一步經於60℃，烘乾12小時後粉碎。
根據本發明方法所製得經發酵的麩皮可直接作為一種飼料添加物，供添加入飼糧中餵與動物食用。較佳的添加比例為飼料的5-15%，更佳的添加比例為飼料的10%。
圖1為發酵麩皮之掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察結果。A：未發酵麩皮。B：經過與白腐真菌培養之發酵麩皮。
圖2係顯示發酵麩皮對抗氧化能力之影響。A：清除超氧陰離子自由基之能力。B：清除DPPH自由基之能力。
圖3為雞隻PBMC細胞對於不同刺激物之基因表現量。
本發明之其他特色及優點將於下列實施範例中被進一步舉例與說明，而該實施範例僅作為輔助說明，並非用於限制本發明之範圍。
菌種來源：以下試驗使用之菌種來源，係取自菇場廢棄之白腐真菌(White rot fungi)杏鮑菇太空包。由於太空包本身就是接種了菌絲液才能生長出菇作為平常採菇的來源，因此太空包中所含的木屑即帶有白腐真菌(杏鮑菇)的菌絲。
發酵方法：將試驗用杏鮑菇(Pleurotus eryngii)太空包粉碎至約1cm3大小，進行室溫培養7天，待菌絲走菌覆蓋至整個顆粒表面進行麩皮原料固態培養。麩皮以滅菌釜高溫高壓(121℃，15分鐘)進行滅菌，待其冷卻後，加入滅菌麩皮重量50%比例的水分，並接種1cm3大小之菌絲顆粒(以1：10的重量比例進行接種)，接種完畢後以室溫培養12天。發酵麩皮以60℃烘乾後粉碎，供後續實驗使用。
圖1(A)及(B)所示分別為，未發酵麩皮與經本發明方法發酵之麩皮的掃描式電子顯微鏡(SEM)照片。結果顯示，經發酵之麩皮在外觀上已產生明顯變化。
總酚含量之測量
取0.5ml 1N的Folin-Ciocalteu試劑加入0.05ml不同濃度Gallic acid與發酵原料萃取物，再加入1mL 7.5%之Na2CO3 溶液於室溫反應30min，測量730nm吸光值，將樣品吸光值代入，算出每克樣品於沒食子酸相對量(gallic acid equivalent,GAE)，並以此表示各水萃物之凍乾樣品中酚類化合物的總量(詳細方法請參考Kujala et al,J.Agric.Food Chem.48：5338-5342,2000)。
總黃酮含量之測量
0.5ml各濃度的標準品及酵原料萃取物，加入1.5ml甲醇、0.1ml 10% AlCl3、0.1ml 1M醋酸鉀(potassium acetate，CH3COOK)與2.8ml蒸餾水，於室溫下靜置30分鐘，測量415nm吸光值，使用quercetin standard curve計算其總黃酮量。
n=5
由表一所列之結果顯示，發酵麩皮中有效成分含量在發酵過程中產生改變，發酵過後有效成分上升。總酚、黃酮表示對抗氧化能力有影響，含量越高代表抗氧化能力越強。
清除1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)自由基能力
取DPPH溶液，加入發酵原料萃取物，並以緩衝液組作對照，測量517nm吸光值，以計算清除DPPH自由基能 力(詳細方法請參考Blois,Nature 26：1199-1200,1958)。結果如圖2所示。
清除超氧陰離子自由基能力
取Nitroblue tetrazolium及Dihydromicotineamidadenibe dinucleotide，加入發酵原料萃取物後，再加入Phenazine methosulphate，於室溫下靜置5分鐘，測量560nm吸光值，並以緩衝液組作對照，計算清除超氧陰離子自由基能力(詳細方法請參考Nishimiki et al.,Biochem.Biophys.Res.Comm.46：849-853,1972)。
發酵麩皮之抗氧化能力之評估結果如圖2所示。圖2A顯示本發明之發酵麩皮於清除超氧陰離子自由基之能力，而圖2B則顯示本發明之發酵麩皮於清除DPPH自由基之能力。結果可見，本發明之發酵麩皮的抗氧化能力，係隨著發酵天數增加而增強，與有效成分含量相呼應，代表發酵天數增加抗氧化能力越強。
雞隻PBMC細胞對於不同刺激物之基因表現量
首先要先設計適合物種的基因序列，接著將所需實驗之細胞於動物體分離出來，然後進行RNA抽取，接著PCR的進行，最後計算出不同基因於相同狀態下的不同表現量程度，即可比較出基因表現強弱。
圖三係顯示取自雞隻的PBMC細胞對於不同刺激物之基因表現量。雞隻的PBMC細胞於未受刺激之細胞(PBS)與PBMC和刺激物共培養，達到刺激過後的基因表現。經刺激之後細胞抗氧化基因表現皆增加，而誘導活性氧產生基因(NOX1,ROMO1)皆下降。各處理代表的意義為1)Vit：為正對照，因維他命C具有很強的抗氧化能力；2)Pleurotus eryngii Hypha：杏鮑菇菌絲，即是太空包生長的菌絲，因其本身即具有抗氧化成分；3)麩皮：為一般麩皮，本身即具有些微抗氧化能力；4)發酵0天麩皮：因包含部分太空包顆粒，因此仍具有 抗氧化之能力與5)發酵12天之麩皮：發酵過後抗氧化的能力亦提高。
綜合上述結果，經由本發明方法可有效減少固態發酵之時間，相較於傳統麩皮發酵方法，本發明之方法僅需10-12天即可完成。且以本發明之方法獲得的穀類發酵麩皮具有優良的抗氧化活性，經過簡易的乾燥及粉碎加工程序，即可用於添加至飼料，餵食動物可使雞隻產生抗氧化能力，故可做為動物之飼料添加物，極具產業利用價值。

Claims (6)

  1. 一種利用預先培養之杏鮑菇太空包碎屑顆粒製造具抗氧化活性之發酵麩皮的方法，包含：將杏鮑菇(Pleurotus eryngii)太空包粉碎至大小約為1cm3；將粉碎的杏鮑菇太空包碎屑顆粒於室溫下進行預先培養5-9天，使該太空包碎屑顆粒佈滿杏鮑菇(Pleurotus eryngii)菌絲；將該經預先培養之杏鮑菇太空包碎屑顆粒以1：10-15的重量比例接種入經過滅菌釜高溫高壓滅菌之麩皮，加入滅菌麩皮重量50%比例的水分，並於室溫下培養10-12天；及收取經發酵的麩皮，並將經發酵的麩皮置於55-60℃烘乾約12小時。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該預培養天數為7天。
  3. 一種飼料組合物，其特徵在於包含如請求項1所述之方法製得之具抗氧化活性之發酵麩皮。
  4. 如請求項3所述之飼料組合物，其中該經發酵麩皮係經於60℃烘乾12小時後粉碎而得。
  5. 如請求項3所述之飼料組合物，其中該發酵麩皮之添加比例為飼料組合物的5-15%。
  6. 如請求項3所述之飼料組合物，其中該發酵麩皮之添加比例為飼料組合物的10%。
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