魔芋载体培养北虫草菌丝体研制功能性豆奶

2016-04-20陈彩霞康德灿刘曌罗宇霞

西部皮革 2016年6期

关键词：豆奶

陈彩霞，康德灿，刘曌，罗宇霞

(西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010)

魔芋载体培养北虫草菌丝体研制功能性豆奶

陈彩霞，康德灿，刘曌，罗宇霞

(西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010)

摘要：将魔芋制成多孔载体接种北虫草菌丝体，通过液体悬浮培养使北虫草菌丝体快速生长。将魔芋载体及载体上长出的北虫草菌丝体同时收获，作为豆奶的添加料，制成魔芋、虫草真菌-豆蛋白复合型功能性饮料。采用正交试验优化豆奶的制作配方，以外形、色泽、口感、风味4个方面综合评价为考察指标，进行综合评定。结果表明，最佳豆奶配方为：魔芋虫草粉末1.5%、油脂0.5%、脱脂牛奶10%、麦芽糖0.5%。该配方制作的豆奶颜色清亮、口感浓厚、营养价值高、成本低，为中小食品企业研发、生产功能型保健豆奶提供了一种实验模型。

关键词：魔芋载体；北虫草；豆奶

魔芋含有大量的葡聚甘糖、维生素、植物纤维及一定量的黏液蛋白,具有奇特的保健作用和医疗效果。具有减肥健身、预防动脉硬化、防治心脑血管疾病和降低胆固醇等功效，近年来风靡全球，并被人们誉为“健康食品”[1]。北虫草(Ophiocordyceps sinensis)是一种珍贵的食、药用真菌，富含虫草素、虫草酸、虫草多糖、生物碱、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、20多种矿质元素和各种维生素，具有抑菌、抗肿瘤、抗疲劳、降血糖等多中药用功效[2-5]。大豆是一种理想的人体蛋白补充源，其来源广、成本低[6]。

本试验将魔芋精粉加水热溶、加碱改性制成魔芋凝胶，经过高温高压、膨化和冷冻，制成多孔海绵状载体。将其浸没在富硒营养液中，接种虫草菌丝体。随着虫草菌丝体的生长，魔芋载体持续向北虫草供给营养液中的营养，使得北虫草菌丝体内的硒元素含量不断增加。采用魔芋载体培养北虫草菌丝体周期短、产量高，将载体及菌丝体同时收获后，低温烘干粉碎成超微粉体材料，加入豆乳中，制成风味独特、营养价值极高的复合型功能性豆奶，极具有开发潜力，也为北虫草功能性食品向多元化方向发展提供相关实验依据。

1材料和方法

1.1材料

1.1.1菌株：大邑虫草真菌种华能生物科技公司

1.1.2主要试剂

魔芋精粉(食品级)：四川省农副产品加工技术开发公司成都分公司；麦麸、蚕蛹粉、优质黄豆、脱脂奶：市售；琼脂：上海乾劲化工科技有限公司，酵母膏：上海乾劲化工科技有限公司；VB1(分析纯)：威清南波湾生物技术有限公司；蛋白胨：上海乾劲化工科技有限公司；碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸均为分析纯：南京化学试剂股份有限公司,Na2SeO3：武汉市龙临化工有限公司。

1.1.3培养基

液体培养基

麦麸20 g、蔗糖20 g、蛋白胨2 g、酵母膏1 g、硫酸镁0.5 g、磷酸二氢钾1.5 g、VB14 g，加水定容至1000 mL，调pH 6.0～6.5，分装于200 mL三角瓶，120 ℃、0.1 MPa灭菌30 min，备用。

固体斜面培养基：

麦麸20 g、蔗糖20 g、蛋白胨2 g、酵母膏1 g、蚕蛹粉1 g、硫酸镁0.5 g、磷酸二氢钾1.5 g、VB14 g，加入琼脂粉15 g煮沸，加水定容至1000 mL，调pH 7.2，分装18×180 mm试管，120 ℃、0.1 MPa灭菌30 min、放置成斜面冷凝备用。

1.2仪器及设备

JY-1002型电子天平:上海上天精密仪器有限公司；SW-CJ-1F超净工作台：苏净集团苏州安泰空气技术有限公司；YM100Z智能型立式压力蒸汽灭菌器:上海嘉措仪器设备有限公司;DHP-9012A电热恒温培养箱：上海飞越实验仪器有限公司；BZF-30真空干燥箱：上海科晓科学仪器有限公司；JMS-80胶体磨(0.05～0.7T/H.3-50um)：上海依肯机械设备有限公司；GJB30L/h-40Mpa高压均质机：上海伟宙轻工机械有限公司

1.3生产路线：

1.3.1魔芋载体的制作工艺流程

魔芋精粉→加水煮沸→加入碳酸钠、碳酸氢钠→均匀搅拌→冷凝成型→清水漂洗→沸水焯煮→蒸煮老化→速冻凝胶→解冻→烘干→多孔载体

1.3.2虫草粉末原料制作的工艺流程

魔芋载体→玻璃容器→倾入富硒培养液→套上有透气孔的封口膜→杀菌(压力0.1Mpa、30min)→冷却→接种菌丝体→24±1℃培养7-10天→收获载体及菌丝体→60℃烘干→超微粉碎(<100um)→备用。

1.3.3复合功能性豆奶制作的工艺流程

1.4操作要点

1.4.1制作魔芋载体

将魔芋载体的配方加入300mL蒸馏水(50℃～70℃)，搅拌煮沸约30分钟，充分熟化溶胀魔芋精粉，快速加入碳酸钠和碳酸氢钠，高速搅拌混匀。倒入固形容器内，使其自然冷凝成型。成型的魔芋凝胶先使用清水漂洗，再用沸水焯煮除去余碱，反复2-3次。最后使用热水(80℃左右)蒸煮10-12 min[7]。

采用自然降温(冷风、冷水等)将固形后的制品温度降至常温，及时转入冷藏室(5℃左右)进行预冻处理15-30 h。将预冻制品转入冷冻室(-18～-20℃)，冷冻48～72 h。烘干冷冻后的魔芋凝胶，在0.1 MPa、121℃高压蒸汽灭菌30 min[7]。

1.4.2北虫草菌丝体的培养

北虫草在魔芋多孔载体上培养时间不宜过久，以免菌丝老化发黄,产生色素等有害物质，影响奶的色泽和风味。若培养液干涸，菌丝长的不够丰满，可用无菌注射器根据需要注入培养液,使菌丝体长满整个载体表面。

1.4.3豆奶的制作

a.原料浸泡：采用优质的大豆，在溶液浓度为1.5%的小苏打(NaHCO3)泡6-8小时。

b.磨浆、离心分离：用豆浆分离机打浆并过滤，再经离心机分离，转速为3000r/min，时间3分钟。

c.混合：添加1.0-1.5%的魔芋载体及北虫草的超微细粉，并在滤液中加入一定的脱脂牛奶。

e.均质：使用变速胶体磨和均质机研磨5分钟。

f.杀菌：135℃杀菌90秒，迅速冷却至室温。

g.调配：使用柠檬酸及其钠盐将豆奶的pH值调至5.6-5.9，使用量从0.05%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%、0.16%依次进行试验，并加入一定量的防腐剂山梨酸钾。

1.4.4豆奶配方的正交优化试验

根据前期大量单因素试验的结果，采用正交试验法优化制作豆奶的配方，筛选虫草粉末、脱脂牛奶、油脂、麦芽糖的最佳配方，以豆奶的综合得分为评价指标，采用4因素3水平的正交试验设计，因素与水平见表1。

表1　豆奶配方优化正交试验因素与水平

1.4.5豆奶配方的综合评价

豆奶杀菌冷却后，请6名专业人士对其进行感官评分，每次评分前用温开水漱口。评分标准按表2所示，综合感官评价分值/分=20%×色泽评分+20%×外观评分+40%×口感评分+20%×风味评分

表2　豆奶配方的综合评价标准

2结果与分析

2.1魔芋载体的制作

经过前期的大量试验，已经得到了魔芋载体制作的最佳配方:魔芋精粉2.0%、米粉2.5 %、碳酸钠0.5%、碳酸氢钠0.5%[7]。

2.2豆奶配方优化正交试验结果

在前期单因素试验基础上，选择虫草粉末(A)、油脂(B)、脱脂牛奶(C)、麦芽糖(D)作为试验影响因素，以豆奶配方的综合评分为评价指标，正交试验结果与水平见表3，方差分析见表4。

表3　豆奶配方优化正交试验结果与分析

表4　豆奶配方正交实验结果方差分析

由表3的极差R分析可得，各因素对豆奶效果影响的主次顺序为A>C>B>A，即虫草粉末含量>脱脂牛奶含量>油脂含量>麦芽糖含量。制作豆奶的最佳组合配方为A2B1C2D3，即虫草粉末1.5%、油脂0.5 %、脱脂牛奶10%、麦芽糖0.5%，由此最佳配方制得豆奶的综合评价为9.2分。用此配方制作的豆奶：颜色清亮有光泽、无沉淀、口感浓厚、风格独特。

由表4可知，A、C因素对豆奶综合评分的影响显著，B、D因素对豆奶综合评分的影响不显著。因此在优化豆奶配方时要注意调节虫草粉末和脱脂牛奶的含量。

2.3豆奶的后期调配

用柠檬酸及其钠盐调整乳品的pH值，pH值为4.6左右时，口感最好，酸甜爽口，且保留了北虫草清香的特有风味，此时柠檬酸添加量为0.10~0.12%。加入防腐剂,采用山梨酸钾作为防腐剂，根据国家食品添加剂使用标准规定GB 2760-2014-植物蛋白饮料中山梨酸钾的添加量不高于0.05%，最后加入0.03%的山梨酸钾做为防腐剂，使产品保质期延长至一年。

2.4质量标准

2.4.1感官指标：本乳品酸甜适口、呈淡咖啡色、具有清爽的香味、无异味、无乳清析出、无凝块、无分层、达到了本试验的预期要求。

2.4.2理化指标。可溶性固形物15%pH:4.5-4.8

2.4.3微生物指标

细菌总数<180/ml

大肠杆菌≤3/100ml

致病菌不得检出

其余均符合国颁标准

2.5复合型功能性豆奶的产品鉴定和保质期试验

对所制得的产品从外观、口感、微生物指标、保质期等方面进行检测，保证产品符合食品安全生产要求，经保质期试验，该产品保质期能达到1年。

3结论

魔芋北虫草复合型豆奶，具有投入成本低、设备简单、生产周期短、见效快的优点。由于黄豆、魔芋精粉及北虫草材料方便易得,能充分开发利用魔芋和北虫草的多种复合功能，制成复合型保健饮料，能增加产品的营养价值及附加值，为人们保健，开发新型保健饮品，开创了一种新型的实验模型，很适合中小企业生产应用。但如何将模型扩大，采用工业化的生产模式扩大载体，增加北虫草菌丝体的产量，我们正在研究，相信经过改进扩大，以上问题是可以解决的。

参考文献：

[1]林庆华,冯丽霞,黄天文.魔芋的药用价值及应用态势[J].实用中医内科杂志,2003,3(4):259-262.

[2]姜微哲,渠凯,朱海波.冬虫夏草提取物调血脂与抗氧化活性[J].中国实验方剂学杂志,2011,17(12):127-131.

[3]罗园香,盛嘉俊,叶克难.一株冬虫夏草菌的液态发酵条件研究[J].中国酿造,2015,34(4):78-81.

[4]王玉华,叶加,李长龄,等.冬虫夏草提取物延缓衰老实验研究[J].中国中药杂志,2004,29(8):773-776.

[5]薛变丽,刘勇男,杨杰,等.工厂化栽培北虫草培养基的优化[J].食用菌,2013,31(6):29-31.

[6]钱俊青,何国庆.植物蛋白开发与利用.中国食物与营养,2000,(2):23-25.

[7]罗宇霞，康德灿，陈彩霞等.可食悬浮式魔芋载体培养虫草的研究[J].中国酿造,2015,35(8):78-81.

[8]LU Z Q,JIN M L,HUANG M,et al.Bioactivity of selenium-enrichedexopolysaccharides produced by Enterobacter cloacae Z0206 in broilers[J].Carbohyd Polym,2013,96(1):131-136.

[9]LIU L,PAN D D,ZENG X Q,et al.Effect of selenium-enriched ex-opolysaccharide produced by Lactococcus lactis subsp lactis on signal-ing molecules in mouse spleen lymphocytes[J].Food Funct,2013,4(10):1489-1495.

[10]WANG L,WANG G Y,ZHANG J J,et al.Extraction optimization andantioxidant activity of intracellular selenium polysaccharide by Cordy-ceps sinensis SU-02[J].Carbohyd Polym,2011,86(4):1745-1750.

[11]邓舜扬编.新型饮料生产工艺与配方.中国轻工业出版社,2000.8：222~251.

[12]顾瑞霞主编.乳与乳制品的生理功能特性.中国轻工业出版社,2000.3(2).

[13]颜方贵主编.发酵微生物学.中国农业大学出版社,1999.8(2).

[14]王世宽等.金针菇豆乳复合饮料研制.食品工业,2001(6)：34~35.

[15]杨洁冰等编.乳酸菌—生物学基础及应用.中国轻工业出版社,1999.4(2).

[16]王长松等.人群缺钙与富钙饮料的研究.武汉市医学科研,1997.19(2)：44~46.

[17]邵伟等.天然富钙发酵酸豆奶的研制.湖北三峡学院学报,2000.22(5)：12~13.

[18]施汉钰等.珍稀菌发酵豆奶加工工艺的研究.林业科技,2014.39(5)：44-45.

[19]康德灿等.金针菇富硒薜荔汁复合饮料的研制.食品科学,2003.24(8)：91-92.

[20]张亚红,周凯,方磊,等.蛹虫草菠萝皮复合饮料的研制[J].饮料工业,2009,12(9):21-23.

中图分类号:TS205

文献标志码：A