CN109288049A - 一种大球盖菇生物酵素的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大球盖菇生物酵素的制备方法，以大球盖菇为原料，新鲜采摘的大球盖菇洗净、晾干，加入白糖，自然发酵30‑40天，然后依次接入酵母菌、德氏乳杆菌或长双歧杆菌、嗜热链球菌，分别发酵30‑40天，过滤，得到上清液，制得大球盖菇酵素。人工接种发酵制备的酵素清除DPPH自由基和超氧阴离子的能力要强于自然发酵，最大分别提高18%和119%，脂肪酶和淀粉酶的活力分别提高了100%和85%，有机酸更加丰富，除自然发酵中的乳酸和乙酸外，还新增了丙酸、丁酸和γ‑氨基丁酸，具有良好的修复亚健康的作用。本制备是大球盖菇的深加工重要方法之一，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物酵素，尤其涉及一种利用大球盖菇生产生物酵素的制备方法，属于生物农业和大健康领域。
背景技术
酵素产品含有丰富的酶类、维生素、矿物质及多种生物活性成分，不仅可以促进机体正常的新陈代谢、延缓衰老、提供养分、修复细胞、净化血液，还能增强消化功能、营养物质吸收功效，在预防人类疾病方面具有重要意义。从文献报道来看，目前李建强等人以多种水果为原料研究了自然发酵工艺和三级发酵工艺差别，结果表明：在发酵过程中植入酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等微生物菌对酵素SOD活性有明显的提高作用。酵素的制备目前大多采用自然发酵工艺，一是难于保证发酵过程中菌株的种类和数量科学合理，二是难于保证发酵制备酵素的质量。
大球盖菇是一种利用农作物秸秆制作的大型真菌，富含蛋白质、多糖、矿质元素、维生素等生物活性物质，氨基酸含量达17种，人体必需氨基酸齐全，具有治疗或改善人体多种疾病之功效，堪称是色鲜味美的全营养保健食品。大球盖菇种植对土壤和气候要求不高，非常适合精准扶贫和农村农作物秸秆资源化利用。随着大球盖菇在农村地区大面积推广，除了鲜食外，如何将其进一步深加工为食用酵素产品，将是该产业发展的重点。
因此本专利以具有循环经济发展模式的大球盖菇为原料，开展了制备大球盖菇的发酵工艺研发，对农村农作物秸秆资源化利用具有重要支撑作用。
发明内容
本发明的目的是为了延长大球盖菇的产业链，制作具有生物活性功能的大球盖菇酵素，对其发酵过程控制和质量评价开展研究，获得大球盖菇生物酵素的制备方法，对于大球盖菇的深加工和大面积推广具有重要指导意义。
基于上述目的，本发明提供一种大球盖菇深加工制备生物酵素。该生物酵素的方法利用自然发酵、人工接种菌种的方法都可以进行酵素的制备，但其酵素清除自由基的方法能力、脂肪酶、淀粉酶的含量不相同。结果表明：以大球盖菇为主要原料，采用自然发酵、酵母菌-德氏乳杆菌保加利亚亚种-嗜热链球菌先后顺序接种发酵、酵母菌-长双歧杆菌-嗜热链球菌先后顺序接种发酵三种工艺制备大球盖菇酵素，其发酵过程中的DPPH、超氧阴离子和羟基自由基的清除能力，脂肪酶，淀粉酶的活性和发酵终端有机酸和总酸的含量不尽相同。具体技术方案如下：
一种大球盖菇生物酵素的制备方法，该生物酵素是以大球盖菇为原料，先经过加入白糖，在自然条件下发酵，然后依次接入酵母菌、德氏乳杆菌或长双歧杆菌、嗜热链球菌，分别发酵30-40天后，过滤，得到的上清液，即制得大球盖菇酵素。
所述的大球盖菇与白糖的质量比例为1:0.5-1:2，自然发酵30-40天，然后接种5-10%的酵母菌液，发酵30-40天，接种5-10%（v/v）的德氏乳杆菌或长双歧杆菌菌液，继续发酵30-40天，最后接种5-10%(v/v)的嗜热链球菌，发酵30-40天。
所述的酵母菌包括活性干酵母、酿酒酵母、面包酵母、毕赤酵母中的任意一种，自然发酵温度为15-30℃。进一步优选方案中所述的酵母菌为酿酒酵母。
接种德氏乳杆菌或长双歧杆菌后，在厌氧及温度为30-50℃条件下发酵。进一步优选方案中，所述的德氏乳杆菌最佳温度为45℃，长双歧杆菌最佳温度为40℃，接种长双歧杆菌，更有利于γ-氨基丁酸产生。
所述的接种嗜热链球菌，在自然条件及温度40-50℃下发酵。进一步优选方案中，接种嗜热链球菌，在自然条件及温度47℃下发酵。
采用本发明的发酵工艺制得的大球盖菇酵素均有较强的抗氧化性，与自然发酵相比，人工接种发酵制备的酵素清除DPPH自由基和超氧阴离子的能力要强于自然发酵，最大分别提高了18%和119%；脂肪酶和淀粉酶的活力，分别提高了100%和85%；并且丰富酵素中有机酸的种类。
附图说明
图1为发酵过程中DPPH自由基清除能力的变化。
图2为发酵过程中DPPH自由基清除能力的变化。
图3为发酵过程中超氧阴离子清除能力的变化。
图4为发酵过程中超氧阴离子清除能力的变化。
图5为发酵过程中羟基自由基清除能力的变化（1-50天）。
图6为发酵过程中羟基自由基清除能力的变化（50-100天）。
图7为不同发酵工艺酵素产品中脂肪酶活力 。
图8为不同发酵工艺酵素产品中淀粉活力。
图9为不同发酵工艺酵素产品中有机酸含量。
具体实施方式
采用本发明的技术方案进行发酵方法与方式的比较
大球盖菇酵素制作选用的自然发酵方法基本步骤如下
1号罐（发酵方式1/自然发酵）：大球盖菇原料→清洗→晾干，切片→装桶，压紧→加白糖→常温发酵→酵素→ 过滤→装瓶→成品。
实施例1
一种大球盖菇酵素的制备方法，取新鲜大球盖菇，洗净，晾干，称重1kg，加入白糖1kg，分层压紧，在20-25℃下自然发酵180天，过滤，得到液体1.4kg的大球盖菇酵素，测得DPPH自由基清除能力为80%，超氧阴离子清除能力为50%，羟基自由基清除能力为94%，乳酸含量为6mg/mL，自然发酵淀粉酶活力最低为0.020 U/mL，脂肪酶活力为0.20U/mL。
实施例2
大球盖菇酵素制作人工接种酵母菌、乳杆菌保加利亚亚种的基本步骤如下：
2号罐（发酵方式2）：原料→清洗→晾干，切片→装桶，压紧→加白糖→自然发酵→植入酵母菌→常温发酵→植入德氏乳杆菌保加利亚亚种→45℃发酵→植入嗜热链球菌→47℃发酵→酵素基液→熟化，螯合发酵→酵素→过滤→装瓶→成品。
一种大球盖菇酵素的制备方法，取新鲜大球盖菇，洗净，自然晾干，称重2kg，加入白糖1.4kg，分层压紧，在20-25℃下自然发酵35天，接种酿酒酵母400g菌液，在25-28下发酵35天，然后接入德氏乳杆菌保加利亚亚种350g菌液，在厌氧培养箱中于45℃培养35天，最后接入嗜热链球菌400g菌液，47℃培养30天，过滤得到3.4kg的大球盖菇酵素，测定DPPH自由基清除能力为88%，超氧阴离子清除能力为80%，羟基自由基清除能力为95%，有机酸含有乳酸、乙酸和丙酸，γ-氨基丁酸含有1mg/Ml，淀粉酶活力为0.037 U/mL，脂肪酶活力0.40U/mL。
实施例3
大球盖菇酵素制作人工接种酵母菌、长双歧杆菌的基本步骤如下：
3号罐（发酵方式3）：原料→清洗→晾干→装桶，压紧→加白糖→自然发酵→植入酵母菌→常温发酵→植入长双歧杆菌→40℃发酵→植入嗜热链球菌→47℃发酵→过滤→装瓶→成品。
一种大球盖菇酵素的制备方法，取新鲜大球盖菇，洗净，自然晾干，称重3kg，加入白糖3kg，分层压紧，在20-25℃下自然发酵32天，接种酿酒酵母600g菌液，在25-28下发酵32天，然后接入长双歧杆菌650g菌液，在厌氧培养箱中于40℃培养35天，最后接入嗜热链球菌600g菌液，47℃培养30天，过滤得到5.4kg的大球盖菇酵素，测定DPPH自由基清除能力为88%，超氧阴离子清除能力为89%，羟基自由基清除能力为95.6%，有机酸含有乳酸、甲酸、丙酸和丁酸，γ-氨基丁酸含有1.5mg/mL，淀粉酶活力为0.038 U/mL，脂肪酶活力0.41U/mL。
上述实施例1、2、3中，不同工艺大球盖菇酵素各项生化性能指标的比较
DPPH自由基清除能力的变化
由图1可知，发酵第8天后1，2，3号罐内DPPH自由基清除能力都在升高并在第13天达最大值。此后，一定时间内清除能力在一定范围内波动。在发酵第23天后，1号罐内DPPH自由基清除能力开始降低，2，3号罐基本不变。3号罐在第38天后清除能力开始下降。总体上三罐发酵产生的酵素清除DPPH自由基能力都较高且在88%-98%，其中1号罐产生的酵素清除DPPH自由基的能力绝大部分时间都高于2，3号罐。
由图2可知，发酵53天后1,2,3号罐内酵素清除DPPH自由基的能力都开始降低其中1号罐在第63天降到最低值，2号罐在第73天降到最低值，3号罐在第78天降到最低值。此后三罐中的酵素清除DPPH自由基的能力开始稳定的增高并在一定范围内波动。
大球盖菇酵素超氧阴离子清除能力的变化
由图3可以看出自然发酵的1号罐大球盖菇酵素对超氧阴离子的清除能力随着实验时间的增长总体呈波动中上升的趋势，实验40天后达到最大，为54.70%；2、3号发酵罐在接种安琪活性干酵母菌后大球盖菇酵素对超氧阴离子的清除能力总体呈先上升后下降的趋势，其中在实验20天后，2、3号罐大球盖菇酵素对超氧阴离子的清除能力达到最大，分别为49.35%、56.37%。
由图4可以看出随着实验时间的增加，1、2号罐在初始阶段大球盖菇酵素对超氧阴离子的清除能力有一段上升阶段，且达到最大值，分别为26.64%、43.40%。之后无论是自然发酵的1号罐，还是接种乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌的2号罐；接种长双歧杆菌和嗜热链球菌的3号罐，其大球盖菇酵素对超氧阴离子的清除能力总体呈下降趋势。到实验第94天，1、2、3号罐超氧阴离子的清除能力分别为17.64%、34.5%、38.71%；2、3号罐相较于1号罐超氧阴离子的清除能力分别提高了69%和119%。总的来说，超氧阴离子的清除能力依次为：3号罐>2号罐>1号罐。这说明以上菌种的接入能大幅提高超氧阴离子的清除能力。
大球盖菇酵素羟基自由基清除能力的变化
由图5可知，大球盖菇酵素对羟基自由基的清除能力在前50天的发酵过程中总体呈稳定波动状态，清除能力都在85%-98%之间变化。1号罐在第15天达到最大值，为97.66%；2号罐在第5天达到最大值，为94.98%；3号罐在第30天达到最大值，为95.17%。总体来看，自然发酵对于清除羟基自由基的能力比其他发酵工艺要强一些。
由图6可知，大球盖菇酵素在发酵50-100天情况，对羟基自由基的清除能力在50%-100%基本保持稳定波动，在90天的时候出现略微下降。从整个发酵周期来看，自然发酵对于羟基自由基的清除能力比其他发酵工艺更强。
不同工艺大球盖菇酵素脂肪酶活力比较
由图7可知，自然发酵的脂肪酶活力比其他两种发酵方式的脂肪酶活力低，两种混菌发酵的脂肪酶活力相差不大，其活力大小依次为2号罐=3号罐>1号罐，其中2号罐和3号罐的脂肪酶活力最高为0.40U/mL,自然发酵的脂肪酶活力最低为0.20U/mL。
不同工艺大球盖菇酵素淀粉酶活力比较
由图8可知，不同发酵罐中的淀粉酶活力均不高。自然发酵的淀粉酶活力比其他两种发酵方式的淀粉酶活力低，先后加入安琪活性干酵母和长双歧杆菌的淀粉酶活力比先后加入安琪活性干酵母和德氏乳杆菌保加利亚亚种的淀粉酶活力稍低，其活力大小依次为2号罐>3号罐>1号罐。其中先后加入安琪活性干酵母和德氏乳杆菌保加利亚亚种淀粉酶活力最高为0.037 U/mL，自然发酵淀粉酶活力最低为0.020 U/mL。
不同发酵工艺大球盖菇酵素中有机酸种类和含量的比较
由图9可知，1号罐中的酵素含有大量的乳酸和乙酸；2号罐中的酵素含有较多量的乙酸，另外还有少量的丙酸和微量的丁酸；3号罐中的酵素也含有丰富的乙酸，较少的丙酸，少量的丁酸以及微量的乳酸和甲酸。
总体来看，三罐酵素中都含有丰富的乙酸，而且1号罐中的酵素还含有大量的乳酸，这些有机酸可通过降低肠道pＨ，提高消化酶活性，增殖有益菌、抑制有害菌，从而调控肠道微生物平衡。由结果可知大球盖菇酵素能够起到一定的调节肠道微生物，改善肠道健康的作用。
研究结果表明，大球盖菇酵素的发酵过程中通过接入不同的菌种对发酵产生的酵素综合指标有不同的影响。其中通过三种工艺测定大球盖菇酵素的抗氧化活性，表明：接入安琪活性干酵母，德氏乳杆菌保加利亚亚种，嗜热链球菌三种菌种和接入安琪活性干酵母，长双歧杆菌，嗜热链球菌三种菌种这两种发酵方式产生酵素清除DPPH自由基和超氧阴离子的能力要强于自然发酵，而清除羟基自由基的能力，自然发酵始终要强一些。对于一些酶活性，接入安琪活性干酵母，德氏乳杆菌保加利亚亚种菌种和接入酵母菌，长双歧杆菌菌种这两种发酵方式能增强大球盖菇酵素中的脂肪酶和淀粉酶的活力，并能丰富其中一些有机酸的种类，如甲酸、丙酸和丁酸。综合上述，混合菌发酵产生的酵素的综合指标要高于自然发酵，其中接种安琪活性干酵母，长双歧杆菌和嗜热链球菌的发酵方式的综合指标要高于接种安琪活性干酵母，德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌。
Claims (8)
1.一种大球盖菇生物酵素的制备方法，其特征在于，该生物酵素是以大球盖菇为原料，先经过加入白糖，在自然条件下发酵，然后依次接入酵母菌、德氏乳杆菌或长双歧杆菌、嗜热链球菌，分别发酵30-40天后，过滤，得到的上清液，即制得大球盖菇酵素。
2.根据权利要求1所述的大球盖菇生物酵素的制备方法，其特征在于，所述的大球盖菇与白糖的质量比例为1:0.5-1:2，自然发酵30-40天，然后接种5-10%（v/v）的酵母菌液，发酵30-40天，接种5-10%（v/v）的德氏乳杆菌或长双歧杆菌菌液，继续发酵30-40天，最后接种5-10%(v/v)的嗜热链球菌，发酵30-40天。
3.根据权利要求1或2所述的大球盖菇生物酵素的制备方法，其特征在于，所述的酵母菌包括活性干酵母、酿酒酵母、面包酵母、毕赤酵母中的任意一种，自然发酵温度为15-30℃。
4.根据权利要求3所述的大球盖菇生物酵素的制备方法，其特征在于，所述的酵母菌为酿酒酵母。
5.根据权利要求1或2所述的大球盖菇生物酵素的制备方法，其特征在于，接种德氏乳杆菌或长双歧杆菌后，在厌氧及温度为30-50℃条件下发酵。
6.根据权利要求5所述的大球盖菇生物酵素的制备方法，其特征在于，接种长双歧杆菌后，在厌氧条件下，温度为40℃进行发酵。
7.根据权利要求1或2所述的大球盖菇生物酵素的制备方法，其特征在于，接种嗜热链球菌，在自然条件及温度40-50℃下发酵。
8.根据权利要求1或2所述的大球盖菇生物酵素的制备方法，其特征在于，接种嗜热链球菌，在自然条件及温度47℃下发酵。
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