專利名稱：一種固體培養(yǎng)制備富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種固體培養(yǎng)制備富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉的方法。
背景技術：
微量元素“硒”是有機生物在生理代謝中重要的必需痕量營養(yǎng)元素。上個世紀，科學家對其功能營養(yǎng)作用已有大量的研究報道。不僅因為其重要，而且由于硒元素在自然界分布中的可利用資源極其匱乏，已受到世界自然科學研究者們的極大關注。據(jù)我國科學家上個世紀80年代的報道，我國70%的可耕地都處在可利用硒資源缺乏的土壤資源帶上，因而，開發(fā)利用生物轉化富集技術，生產(chǎn)有機硒營養(yǎng)資源，一直是農(nóng)業(yè)科學、生物科學以及食品科學等領域學者們積極探索的技術領域。種植農(nóng)產(chǎn)品、養(yǎng)殖動物、利用有益微生物的營養(yǎng)轉化，是代謝轉化與富集自然界可利用無機硒營養(yǎng)源的主要生物途徑，各具特點與優(yōu)勢。利用益生菌開展對無機硒鹽的生物轉化代謝富集，不僅具有代謝途徑短、生命循環(huán)周期快、生物轉化效益明顯的生物代謝優(yōu)勢，同時具有易于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、質量品質控制的技術發(fā)展優(yōu)勢。利用食用真菌的營養(yǎng)代謝特點開展對無機硒鹽的生物轉化代謝富集，還可以形成對食用菌自身多種生物活性營養(yǎng)成分的疊加增效利用效果。利用食用菌開展對無機硒的生物轉化與富集的研究并不少見，但多局限于子實體栽培利用研究；對于食用菌液體培養(yǎng)富硒轉化的研究也主要見于學術報道?！案晃阏涔骄鄣闹苽浞椒ā?ZL 2006 I 0135227. 2)專利技術，研發(fā)出一種安全有效的食用菌生物富硒技術，但其目標產(chǎn)物是液體培養(yǎng)生產(chǎn)的富硒食用菌營養(yǎng)菌絲，作為生物有機硒食品資源，放棄了液體培養(yǎng)基中大量胞外生物活性中間代謝產(chǎn)物，包括硒代氨基酸與硒代菌多糖代謝產(chǎn)物，其專利技術還有較大的再創(chuàng)新發(fā)明利用空間。麥麩是常用的食用菌營養(yǎng)菌絲培養(yǎng)基質，一方面為菌絲生長提供營養(yǎng)源，另一方面為菌絲胞外代謝酶提供降解所需纖維基質；同時，作為食用菌降解基質的生物胞外酶處理，能有效提高麥麩纖維降解效率。因此，本發(fā)明基于麥麩基質有效促進食用菌菌絲代謝生長的營養(yǎng)轉化優(yōu)勢，以及食用菌胞外酶對麥麩纖維的營養(yǎng)轉化利用特點，借助壓力促進麥麩纖維細胞壁物理水解作用，對麥麩基質進行無機硒預處理，以利提高食用菌對麥麩基質的硒營養(yǎng)進行胞外有機轉化營養(yǎng)代謝，從而完全利用食用菌對無機硒營養(yǎng)轉化代謝的中間產(chǎn)物，通過富硒麥麩固體發(fā)酵，制備富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種固體培養(yǎng)制備富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉的方法，制備出富硒麥麩膳食纖維與食用菌營養(yǎng)菌絲及其胞外菌多糖等復合營養(yǎng)成分的有機硒麥麩菌粉食品原料。本發(fā)明的一種利用秀珍菇富硒液體菌種固體發(fā)酵制備富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉的方法，所述方法的具體步驟如下
A.制備秀珍菇富硒液體菌種(O麥麩營養(yǎng)基質的逐級優(yōu)化在平板培養(yǎng)種、一級液體種、二級液體種培養(yǎng)基中，麥麩的添加量分別為0-lg/100mL、l-3g/100mL、l-5g/100mL ;—級液體種培養(yǎng)基中的麥麩，是以煮沸過濾的麥麩過濾液形式加入，二級液體種培養(yǎng)基中的麥麩是以粉碎過20目篩的麥麩粉形式加入；
(2)硒營養(yǎng)基質的逐級優(yōu)化以亞硒酸鈉為無機硒源，以硒含量比例計算添加量，在一級液體種、二級液體種培養(yǎng)基中，硒的添加量分別為O 1. 0μ g/mL、l. O 3. 0μ g/mL ；與之相匹配，一級液體種、二級液體種培養(yǎng)基中，添加酵母粉分別為O. 15 -O. 30g/100mL、
O.2-0. 5 g /1 OOmT,；
B.制備固體發(fā)酵培養(yǎng)基
亞硒酸鈉用量為3. 0-6. O μ g/g麥麩，按照麥麩質量的60-90%計算所需加水量，用于充分溶解添加的亞硒酸鈉量；將亞硒酸鈉溶解液均勻拌入相應質量的麥麩中，充分攪拌均勻，得到固體發(fā)酵培養(yǎng)基，然后裝入密閉容器中，并在固體發(fā)酵培養(yǎng)基中均勻保留數(shù)個接種孔， 置于121。。，O.1MPa高壓滅菌20min ；
C.固體發(fā)酵制備富硒麥麩菌粉
無菌操作環(huán)境下，將秀珍菇富硒液體菌種均勻接入固體發(fā)酵培養(yǎng)基的接種孔中及培養(yǎng)基表面，秀珍菇富硒液體菌種的接入量為固體發(fā)酵培養(yǎng)基的20-40 %，密封，靜置于250C ±0. 5、避光條件下，培養(yǎng)10-14天，至菌絲長滿容器，結束培養(yǎng)，取出長滿菌絲的培養(yǎng)基，破碎成小塊，55°C鼓風干燥至恒重，并粉碎過20目篩，制得富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉。步驟A中平板培養(yǎng)種培養(yǎng)基中的麥麩，是以煮沸過濾的麥麩過濾液形式加入。本發(fā)明的富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉富含經(jīng)食用菌代謝轉化的生物有機硒，食用菌營養(yǎng)菌絲以及菌多糖、菌蛋白，以及經(jīng)降解轉化的麥麩膳食纖維；產(chǎn)品的主要目標參數(shù)為硒含量(mg/kg)。本發(fā)明的關鍵創(chuàng)新表現(xiàn)在1.應用了食用菌對無機硒微量元素生物轉化、以及對麥麩纖維的生物降解特征，激發(fā)優(yōu)化液體菌種胞外降解和硒營養(yǎng)轉化代謝能力。不僅利用了食用菌生物轉化富集有機硒、胞外生物降解纖維酶的代謝特點，并借助其生理代謝優(yōu)勢，通過調整液體菌種營養(yǎng)基質，逐級培養(yǎng)、激發(fā)和放大其菌種代謝能力；再以液體菌種形式，將其營養(yǎng)菌絲以及胞外代謝酶及活性物質物質一并接入到固體培養(yǎng)基中，充分利用菌絲以及胞外活性酶的共同作用，促進對培養(yǎng)基質的降解轉化代謝效率。2.應用高壓滅菌制備麥麩培養(yǎng)基，將亞硒酸鈉按比例制備無機硒溶液，對固體發(fā)酵麥麩基質同步完成滅菌、硒化、纖維細胞壁水解預處理。麥麩粗纖維含量高(包括大量纖維素、半纖維素以及木質素成分)，麥麩細胞壁鑲嵌含有豐富的結構蛋白；借助一定比例濃度的無機硒溶液預處理，在高壓滅菌的同時，對細胞壁纖維結構造成不同程度的水解，有利于提高麥麩可溶性成分，促進其被食用菌降解轉化。3.為提高產(chǎn)品的安全性，采用了對硒安全閾值適應性較窄的富硒秀珍菇菌種，并相應確定了有利于固體培養(yǎng)制備富硒麥麩菌粉的最佳麥麩基質無機硒溶液濃度、溶液量、液體種接種方式、培養(yǎng)時間等關鍵參數(shù)閾值，以及干制方法。
具體實施方式
本發(fā)明的具體發(fā)明操作步驟如下1.采用逐級優(yōu)化麥麩和硒營養(yǎng)的液體培養(yǎng)基質，激發(fā)優(yōu)化液體菌種胞外降解和硒營養(yǎng)轉化代謝能力的液體菌種。(I)麥麩營養(yǎng)基質含量的逐級優(yōu)化以麥麩質量/液體培養(yǎng)基容積比例，在平板培養(yǎng)種、一級液體種、二級液體種的培養(yǎng)基中逐級增加麥麩營養(yǎng)源，添加比例分別為0-lg/100mL、l-3g/100mL、l-5g/100mL ;平板培養(yǎng)種和一級液體種培養(yǎng)基中的麥麩營養(yǎng)，是通過按比例煮沸過濾的麥麩過濾液加入(添加比例以麥麩質量計,將煮沸過濾的麥麩過濾液加入培養(yǎng)基原料中，用水補充余量)，二級液體種培養(yǎng)基中的麥麩營養(yǎng)成分是按比例直接加入粉碎過20目篩的麥麩粉制備液體種培養(yǎng)基；逐步適應與優(yōu)化菌種對基質中麥麩纖維營養(yǎng)的胞外降解轉化代謝能力。(2)硒營養(yǎng)因子的逐級優(yōu)化同理，按亞硒酸鈉中硒含量比例計算，在一級液體種、二級液體種培養(yǎng)基中逐級添加無機硒含量分別為O. O 1. Ομ g/mL、l. O 3. O μ g/mL;與之相匹配，一級液體種、二級液體種培養(yǎng)基中，酵母粉含量逐級增加，分別為
O. 15-0. 30g/100mL、0. 2-0. 5g /IOOmL ;逐步激發(fā)液體培養(yǎng)基中菌種的胞外代謝，以及對胞外營養(yǎng)介質中無機硒營養(yǎng)的硒代氨基酸生物轉化代謝能力。(3)液體培養(yǎng)基制備與菌種培養(yǎng)除(I)與(2)所述麥麩、無機硒營養(yǎng)源、酵母營養(yǎng)比例的逐級優(yōu)化制備外，液體培養(yǎng)基的制備與接種步驟與常規(guī)液體培養(yǎng)相同。二級菌種培養(yǎng)時間，依培養(yǎng)容器而變，目標是獲得細小均勻分布的營養(yǎng)菌絲球為宜；采用自動控制發(fā)酵罐培養(yǎng)二級菌種，所需培養(yǎng)時間以48-72小時為宜，而采用全溫振蕩培養(yǎng)箱與IOOmL三角瓶培養(yǎng)二級液體菌種，所需培養(yǎng)時間以72-96小時為宜。2.采用高溫高壓技術，以每g麥麩添加3. 0-6. Ομ g亞硒酸鈉比例制備無機硒溶液，對固體發(fā)酵麥麩基質同步完成滅菌、硒化、纖維細胞壁水解預處理。(I)對固體發(fā)酵麥麩基質的滅菌、硒化、纖維細胞壁水解預處理亞硒酸鈉用量為3. 0-6. O μ g/g麥麩，按照麥麩質量的60-90%加入所需水量，充分溶解，將溶解液均勻拌入相應質量的麥麩中，并裝入密閉容器，麥麩堆中均勻保留數(shù)個接種孔，而后，置于121°C，0.1MPa，進行20min麥麩滅菌、硒化與纖維細胞壁水解預處理，以利促進后續(xù)食用菌菌絲的胞外降解與有機硒代氨基酸營養(yǎng)轉化代謝。(2)固體發(fā)酵麥麩基質接種無菌操作環(huán)境下，將激發(fā)胞外降解麥麩與有機硒營養(yǎng)轉化能力的秀珍菇二級富硒液體菌種，以固體發(fā)酵麥麩基質用量的20-40%，均勻接入到麥麩基質預留的接種孔及基質表面，密封容器，靜置于25°C ±0. 5、避光條件下,培養(yǎng)10-14天，至菌絲生長滿容器。3.結束培養(yǎng)時,取出長滿菌絲的麥麩基質,破碎成小塊,平攤置于鼓風烘干設備，55°C鼓風干燥12-18h，至恒重，均勻粉碎過20目，制得秀珍菇富硒麥麩菌粉。本發(fā)明的常規(guī)技術參數(shù)如下1.采用常規(guī)食用菌平板與液體菌種的制種與培養(yǎng)方式。除上述的麥麩營養(yǎng)基質含量逐級優(yōu)化和硒營養(yǎng)因子基質逐級優(yōu)化的不同外，平板菌種培養(yǎng)基IOOmL (w/v):采用PDA或PDA加富培養(yǎng)基(馬鈴薯20g、葡萄糖2g、磷酸二氫鉀0.1 g、硫酸鎂0.1 g、硫酸銨0.1 g、VB10. 01 g、瓊脂2 g);—級與二級液體種培養(yǎng)基IOOmL (w/v):玉米粉3 g、鹿糖2 g、磷酸二氫鉀0.1 g、硫酸鎂0.1 g、硫酸銨0.1 g、VB10. 01 g，pH值為自然；液體菌種培養(yǎng)條件溫度25°C ±0. 5，轉速150±2r/min ;菌種要求菌球小、數(shù)量多、分布均勻濃稠。2.采用經(jīng)典固體物質高溫高壓滅菌的操作方法與壓力、溫度、滅菌時間等條件。3.待預處理培養(yǎng)料冷卻至溫度< 30°C，在無菌條件下，搖勻二級液體菌種的菌球分布，以20-40mL/100g固體發(fā)酵麥麩基質量取二級富硒液體菌種，均勻接入培養(yǎng)料接種孔中，以及培養(yǎng)料表面，尤其注意均勻分布所接入的菌球；封口培養(yǎng)瓶，并置于25V ±0. 5溫度條件下，遮光靜置培養(yǎng)10-14天。全部操作流程應在無菌環(huán)境下快速完成；接入二級菌種應均勻分布濃稠的健康小菌球；接種后的固體發(fā)酵麥麩基質的總含水量應< 120%。實施例1 :
平板培養(yǎng)米用PDA經(jīng)典培養(yǎng)基；一、二級液體菌種優(yōu)化培養(yǎng)的麥麩添加量分別為lg/100mL的麥麩煮沸過濾液和3g/100mL的粉碎過20目麥麩粉，亞硒酸鈉用量分別為O. Ομ g/mL和3. Ομ g/mL，酵母粉添加量均采用O. 30g/100mL，二級菌種發(fā)酵罐培養(yǎng)48小時； 固體發(fā)酵麥麩基質預處理的亞硒酸鈉用量為3. O μ g/g麥麩，亞硒酸鈉溶液制備用水量為麥麩用量的90% ;固體培養(yǎng)麥麩的菌種接種量為麥麩基質的30%,靜置于25°C ±0. 5、避光條件下，培養(yǎng)10天；固體發(fā)酵制備的富硒麥麩菌粉硒含量為O. 90mg/kg。實施例2
平板培養(yǎng)采用PDA加富培養(yǎng)基與lg/100mL的麥麩煮沸過濾液；一、二級液體菌種優(yōu)化培養(yǎng)的麥麩添加量分別為lg/100mL的麥麩煮沸過濾液和1. 0g/100mL的粉碎過20目麥麩粉，亞硒酸鈉用量分別為1. O μ g/mL和3. O μ g/mL,酵母粉添加量分別為0. 15g/100mL和0. 20g/100mL, 二級菌種搖瓶培養(yǎng)96小時；固體發(fā)酵麥麩基質預處理的亞硒酸鈉用量為3. O μ g/g麥麩,亞硒酸鈉溶液制備用水量為麥麩用量的90% ;固體培養(yǎng)麥麩的菌種接種量為麥麩基質的30%，靜置于25°C ±0. 5、避光條件下，培養(yǎng)10天；采用55°C鼓風干燥至恒重。其產(chǎn)物為富硒麥麩秀珍菇菌粉，固體發(fā)酵制備的富硒麥麩菌粉硒含量為1. 63mg/kg。實施例3
平板培養(yǎng)采用PDA加富培養(yǎng)基與lg/100mL的麥麩煮沸過濾液；一、二級液體菌種優(yōu)化培養(yǎng)的麥麩添加量分別為lg/100mL的麥麩煮沸過濾液和3g/100mL的粉碎過20目麥麩粉，亞硒酸鈉用量分別為1. O μ g/mL和3. O μ g/mL，酵母粉添加量均采用0. 30g/100mL ;固體發(fā)酵麥麩基質預處理的亞硒酸鈉用量為3. O μ g/g麥麩,亞硒酸鈉溶液制備用水量為麥麩用量的70% ;固體培養(yǎng)麥麩的菌種接種量為麥麩基質的30%,靜置于25V ±0. 5、避光條件下，培養(yǎng)12天；采用55°C鼓風干燥至恒重。其產(chǎn)物為富硒麥麩秀珍菇菌粉，固體發(fā)酵制備的富硒麥麩菌粉硒含量為1. 76mg/kg。
權利要求
1.利用秀珍菇富硒液體菌種固體發(fā)酵制備富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉的方法，其特征在于， 所述方法的具體步驟如下 A.制備秀珍菇富硒液體菌種 (O麥麩營養(yǎng)基質的逐級優(yōu)化在平板培養(yǎng)種、一級液體種、二級液體種培養(yǎng)基中，麥麩的添加量分別為0-lg/100mL、l-3g/100mL、l-5g/100mL ;一級液體種培養(yǎng)基中的麥麩，是以煮沸過濾的麥麩過濾液形式加入，二級液體種培養(yǎng)基中的麥麩是以粉碎過20目篩的麥麩粉形式加入； (2)硒營養(yǎng)基質的逐級優(yōu)化以亞硒酸鈉為無機硒源，以硒含量比例計算添加量，在一級液體種、二級液體種培養(yǎng)基中，硒的添加量分別為O 1. 0μ g/mL、l. O 3. 0μ g/mL ；與之相匹配，一級液體種、二級液體種培養(yǎng)基中，添加酵母粉分別為O. 15 -O. 30g/100mL、O.2-0. 5 g /1 OOmT,； B.制備固體發(fā)酵培養(yǎng)基 亞硒酸鈉用量為3. 0-6. O μ g/g麥麩，按照麥麩質量的60-90%計算所需加水量，用于充分溶解添加的亞硒酸鈉量；將亞硒酸鈉溶解液均勻拌入相應質量的麥麩中，充分攪拌均勻，得到固體發(fā)酵培養(yǎng)基，然后裝入密閉容器中，并在固體發(fā)酵培養(yǎng)基中均勻保留數(shù)個接種孔，置于121°C,0.1MPa高壓滅菌20min ； C.固體發(fā)酵制備富硒麥麩菌粉 無菌操作環(huán)境下，將秀珍菇富硒液體菌種均勻接入固體發(fā)酵培養(yǎng)基的接種孔中及培養(yǎng)基表面，秀珍菇富硒液體菌種的接入量為固體發(fā)酵培養(yǎng)基的20-40w%，密封，靜置于250C ±0. 5、避光條件下，培養(yǎng)10-14天，至菌絲長滿容器，結束培養(yǎng)，取出長滿菌絲的培養(yǎng)基，破碎成小塊，55°C鼓風干燥至恒重，并粉碎過20目篩，制得富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用秀珍菇富硒液體菌種固體發(fā)酵制備富硒麥麩菌粉的方法，其特征在于，步驟A中平板培養(yǎng)種培養(yǎng)基中的麥麩，是以煮沸過濾的麥麩過濾液形式加入；步驟B中接種孔的數(shù)量與間距以培養(yǎng)容器面積為參照，以能將液體菌種均勻接入并分布至培養(yǎng)基中為目標。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固體培養(yǎng)制備富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉的方法，制備出富硒麥麩膳食纖維與食用菌營養(yǎng)菌絲及其胞外菌多糖等復合營養(yǎng)成分的有機硒麥麩菌粉食品原料。本發(fā)明具體采用了一種逐級優(yōu)化麥麩和硒營養(yǎng)基質的液體優(yōu)化培養(yǎng)技術，激發(fā)制得秀珍菇富硒液體生產(chǎn)菌種，并對麥麩基質采用適宜安全劑量的亞硒酸鈉高溫高壓水解預處理，最終，利用富硒秀珍菇液體菌種固體發(fā)酵水解預處理麥麩，制備出可用于富硒食品加工的有機硒原料的富硒麥麩食用菌營養(yǎng)粉。
文檔編號A01G1/04GK103005437SQ20121054427
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權日2012年12月17日
發(fā)明者沈恒勝, 陳君琛, 湯葆莎, 吳俐, 張炎灼 申請人:福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)工程技術研究所