李發(fā)盛,黃劭蘭,黃雪星,歐娜,周興,何達(dá)崇
1. 廣西科學(xué)院生物研究所(南寧 530003);2. 南寧市文華學(xué)校(南寧 530007);3. 廣西科學(xué)院(南寧 530003)
食藥用真菌通過工業(yè)深層發(fā)酵方法生產(chǎn)其菌絲體及代謝產(chǎn)物都可以在短期內(nèi)得到,利用這些發(fā)酵產(chǎn)物可以開發(fā)出新型營養(yǎng)飲料和營養(yǎng)保健食品,制備藥品保健美容化妝品、生產(chǎn)飼料蛋白等[1-2]。
發(fā)酵酒是指發(fā)酵后不需要經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng),釀造的產(chǎn)物直接作為產(chǎn)品來飲用的酒類,其酒精度數(shù)偏低,多數(shù)用果類、粗糧類、乳制品類等為發(fā)酵材料,添加所需的酵母后直接發(fā)酵而成。隨著人們生活水平不斷提高,保健意識增強(qiáng),酒類消費更加趨向于低酒精度、高保健效果的釀造酒,因此,兼具營養(yǎng)保健型的低酒精飲品具有很大發(fā)展空間[3]。
研究發(fā)現(xiàn),與固體培養(yǎng)的子實體相比較,液體培養(yǎng)的菌絲體營養(yǎng)物質(zhì)成分類似,且深層發(fā)酵具有低成本、高產(chǎn)量、生長周期短的優(yōu)勢[3]。利用液體深層發(fā)酵培養(yǎng)的食藥用菌菌絲體進(jìn)行發(fā)酵酒的研制也有文獻(xiàn)報道[4-9],但使用液體深層發(fā)酵全培養(yǎng)物(含菌絲體及全部培養(yǎng)液)進(jìn)行發(fā)酵酒的研制未見報道。
黑木耳(Auricularia auricular)是一種藥食同源的大型真菌,富含多種生物活性物質(zhì),包括可溶性糖、蛋白質(zhì)、脂肪、礦質(zhì)元素、維生素和粗纖維等營養(yǎng)物質(zhì)以及黑色素、果膠、總酚和總黃酮等非營養(yǎng)物質(zhì),具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗輻射、抗病毒、抗腫瘤等生理活性,可用于防治冠心病、動脈硬化等心腦血管疾病,還能化解結(jié)石,預(yù)防宮頸癌、直腸癌及其他消化系統(tǒng)癌癥[10-11]。
廣西所產(chǎn)黑木耳俗稱云耳,同樣兼具營養(yǎng)和保健功能,只因產(chǎn)地、生態(tài)種的不同,其所含營養(yǎng)物質(zhì)及各種生物活性物質(zhì)的種類和數(shù)量與其他地域的黑木耳會有區(qū)別。云耳百云6號是從野生云耳子實體分離并經(jīng)馴化獲得的生產(chǎn)性能較好的優(yōu)良菌株,其子實體嫩脆爽滑香,是迄今為止廣西區(qū)內(nèi)食藥用菌類獲得國家新品種認(rèn)證的唯一一個本土種質(zhì)資源,也填補了廣西食藥用菌栽培無本土種的空白。以云耳百云6號菌絲體深層發(fā)酵全液為原料,添加適量葡萄糖,經(jīng)過膠體磨破碎均質(zhì)后,加入酒精酵母發(fā)酵,稍調(diào)配可獲得一款口感好、富含營養(yǎng)和生物活性物質(zhì)的低酒精度飲品,為云耳深加工拓寬新途徑,也為其他食藥用菌的精深加工提供技術(shù)參考。
百云6號,系經(jīng)過自然選育獲得的廣西本土優(yōu)良云耳菌株,并已通過國家新品種認(rèn)定,本所保藏。
Q303,糖化型根霉,從貴州輕工研究所引進(jìn),本所保藏。
1308,酒精酵母,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)提供,本所保藏。
百云6號斜面培養(yǎng)基(PDA培養(yǎng)基):馬鈴薯(去皮)200 g,葡萄糖 20 g,VB10.01 g,瓊脂粉15 g,自來水1 000 mL,pH自然。
百云6號菌絲體優(yōu)化液體培養(yǎng)基:馬鈴薯(去皮)10%;麩皮3%;葡萄糖2%;紅糖1.5%;蛋白胨0.3%;酵母粉0.15%;磷酸二氫鉀(KH2PO4)0.3%;硫酸鎂(MgSO4)0.15%;維生素B1(VB1)1 mg/100 mL;微鹽1 mL/100 mL;pH 6.5;花生油6滴/ 100 mL。
1308斜面及液體培養(yǎng)基:12%甜酒汁,pH 6.0,斜面培養(yǎng)基加0.5%瓊脂粉。
主要試劑:試驗所涉及的藥品均為分析純。
主要儀器與設(shè)備:電子分析天平(上海佑科儀器儀表有限公司);高壓滅菌鍋(上海申安醫(yī)療器械廠);超凈工作臺(蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司);生化培養(yǎng)箱(廣東省醫(yī)療器械廠);恒溫振蕩培養(yǎng)箱(常州丹瑞實驗儀器設(shè)備有限公司);膠體磨(廊坊市朗通機(jī)械有限公司);手持糖量計(昆山宏達(dá)光學(xué)儀器廠)。
1.3.1 工藝流程
圖1 發(fā)酵酒工藝流程
1.3.2 培養(yǎng)基制備
PDA斜面培養(yǎng)基:土豆去皮,取200 g切成粒狀,加1 000 mL水,煮沸30 min,用4層紗布過濾,濾液中加入其他組分,溶解后,定量至1 000 mL,調(diào)pH至6.0~6.5,用18 mm×180 mm試管分裝,加塞,于0.11 MPa滅菌30 min,趁熱擺斜面。
液體發(fā)酵培養(yǎng)基:麩皮篩去細(xì)粉,取30 g粗皮,加20倍水,于80±2 ℃水浴浸提約4 h;土豆去皮,取100 g切成粒狀,加400 mL水,于80±2 ℃水浴浸提約4 h。兩者用4層紗布過濾,濾液混合,加入其他組分,溶解后,定量至1 000 mL,調(diào)pH至6.0~6.5,用500 mL三角瓶分裝,150 mL/瓶,加蓋8層紗布及牛皮紙,于0.11 MPa滅菌30 min。
甜酒汁培養(yǎng)基:糯米加水浸泡10~12 h,瀝干水分,隔水蒸至熟透,趁熱打散冷卻至32 ℃左右,加入0.5%的麩皮和培養(yǎng)成熟的Q303根霉種,拌勻,倒入潔凈的容器內(nèi),厚度5~8 cm,中間打窩,加蓋,置于32 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)32 h左右。加入3倍糯米量的60 ℃水,打散團(tuán)塊,恒溫水浴鍋60 ℃糖化4 h,紗布抓濾得粗濾液,加入雞蛋清邊攪拌邊加熱至沸騰,用粗濾紙過濾得到清澈透明的甜酒汁,調(diào)整糖度13%、pH 6,分裝三角瓶,或加入0.5%瓊脂粉,按常規(guī)做成斜面培養(yǎng)基,于0.11 MPa滅菌30 min。
1.3.3 菌種培養(yǎng)
百云6號斜面種子培養(yǎng):嚴(yán)格按照無菌操作要求,取1 mm2左右種塊轉(zhuǎn)接到新鮮的PDA斜面,于26 ℃培養(yǎng)10 d左右長滿斜面,再次轉(zhuǎn)接到PDA斜面培養(yǎng)基,于26 ℃培養(yǎng)至菌絲體蓋滿斜面,作為液體發(fā)酵種子待用。
酒精酵母1308的擴(kuò)大培養(yǎng):嚴(yán)格按照無菌操作要求,用接種環(huán)取1環(huán)菌落于新鮮的甜酒汁斜面培養(yǎng)基進(jìn)行劃線接種,于28 ℃培養(yǎng)24 h。成熟后轉(zhuǎn)接到新鮮的500 mL三角瓶甜酒汁液體培養(yǎng)基中,于28 ℃靜置培養(yǎng)24 h左右待用。
1.3.4 百云6號菌絲液體搖床發(fā)酵
嚴(yán)格按照無菌操作要求,在超凈工作臺內(nèi),用接種刀將斜面種子切成1 mm2左右小種塊,然后用接種鏟移接種塊(盡量不帶培養(yǎng)基)到液體發(fā)酵培養(yǎng)基中,每支斜面種子接3~5個三角瓶。接種完畢,于26 ℃、180 r/min條件下發(fā)酵9 d。
1.3.5 酒精發(fā)酵
百云6號菌絲體液體發(fā)酵結(jié)束,將所有三角瓶內(nèi)的正常培養(yǎng)物合并,按培養(yǎng)物總量的23%加入葡萄糖,經(jīng)膠體磨破碎均質(zhì)后,移入10 L玻璃缸內(nèi),加入10%的1308液體種子,攪拌均勻后,加蓋密封于室溫下(30±5 ℃)發(fā)酵30 d,過濾即為發(fā)酵原酒。
1.3.6 配制
發(fā)酵原酒配不同比例純正蜂蜜進(jìn)行品評,得出最佳蜂蜜添加量。
委托廣西分析測試研究中心對發(fā)酵原酒進(jìn)行成分檢測。檢測方法如下:
酒精度:GB 5009.225—2016第二法;總糖(以葡萄糖計)、總酸:GB/T 15038—2006;總酯:GB/T 10345—2007中8;碳水化合物:GB 28050—2011;蛋白質(zhì):GB 5009.5—2016第一法;總黃酮:SN/T 4592—2016;多糖:《配制白酒中枸杞多糖含量測定方法的研究》[12];氨基酸:GB 5009.124—2016;色氨酸:GB/T 15400—2018;維生素A、維生素E:GB 5009.82—2016;維生素B1:GB 5009.84—2016;維生素B2:GB/T 5009.85—2016;鐵(Fe)、鋅(Zn)、鈣(Ca):GB 5009.268—2016第二法;果膠(以半乳糖醛酸計):NY/T 2016—2011;細(xì)菌總數(shù):GB 4789.2—2016;大腸桿菌:GB 4789.3—2016第一法;沙門氏菌:GB 4789.4;金黃色葡萄球菌:GB 4789.10。
以優(yōu)化的液體培養(yǎng)基搖床發(fā)酵9 d,培養(yǎng)物似漿糊狀結(jié)束培養(yǎng),菌球小片段均勻密布整個培養(yǎng)物,菌絲體干重為1.73 g/100 g發(fā)酵物。靜置3 d未見分層,這與其中高質(zhì)量濃度多糖和果膠關(guān)系密切,其中果膠便具有穩(wěn)定、膠凝、乳化等特性[13]。
合并搖床培養(yǎng)物加糖膠磨后,雖未經(jīng)消毒處理,但主發(fā)酵期72 h內(nèi),可明顯觀察到發(fā)酵液處于翻滾狀態(tài),液面無任何異常氣泡產(chǎn)生,也未聞到任何異常氣味,說明酒精發(fā)酵非常順暢。
2.3.1 感官指標(biāo)
色澤:黃褐色、均勻一致;狀態(tài):鮮亮、透明、有光澤,無雜質(zhì)、無沉淀;香氣:具有菌絲體特有的淡淡清香和典型陳年黃酒氣味;滋味:口感醇正、自然,但甜味不足、酸味有些突出;酒體:色香味基本協(xié)調(diào),味感稍有寡淡,柔和、醇厚性稍有欠缺。
2.3.2 理化指標(biāo)
菌絲體發(fā)酵原酒各項理化指標(biāo)的檢測結(jié)果見表1。云耳百云6號菌絲液體深層培養(yǎng)物發(fā)酵原酒(下文稱“云耳菌絲發(fā)酵原酒”)除含有正常發(fā)酵酒具有的酒精、糖、酸、酯外,還含有豐富的蛋白質(zhì),達(dá)490 mg/100 mL,以及多糖、果膠、黃酮等生物活性物質(zhì),其中多糖、果膠質(zhì)量濃度分別達(dá)到123.2和18.2 mg/100 mL;此外,還含有鈣、鐵、鋅礦物質(zhì)元素及B族維生素。說明,該發(fā)酵酒不但營養(yǎng)價值較高,并且具有一定的保健功能。
表1 云耳百云6號菌絲液體深層培養(yǎng)物發(fā)酵原酒理化成分分析結(jié)果
2.3.3 氨基酸質(zhì)量濃度
食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的高低,主要取決于所含必需氨基酸的種類、數(shù)量及組成比例,云耳菌絲發(fā)酵原酒富含人體8種必需氨基酸,且組成比例較好,必需氨基酸種類齊全(表2),其EAA/TAA為32.13%,EAA/NEAA達(dá)52.69%,比較接近FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)的36%和60%要求[14]。
表2 云耳百云6號菌絲液體深層培養(yǎng)物發(fā)酵原酒氨基酸組成分析結(jié)果 單位:mg/100 mL
2.3.4 微生物指標(biāo)
云耳菌絲發(fā)酵原酒中細(xì)菌菌落總數(shù)5 CFU/mL;大腸菌群<0.03 MPN/mL,沙門氏菌、金黃色葡萄球菌均未檢出。檢測結(jié)果符合食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) GB 2758—2012《發(fā)酵酒及其配制酒》中微生物的限量要求。
基于發(fā)酵原酒存在的一些缺點,特以廣西本土生產(chǎn)的純正蜂蜜進(jìn)行調(diào)配和品評,結(jié)果如表3所示。云耳菌絲發(fā)酵原酒以添加5%的純正蜂蜜為最佳方案。經(jīng)配入5%純正蜂蜜后,不但使酒體更加豐滿協(xié)調(diào)、入口更加綿柔、適口性更好、酒香清香蜜香俱佳,為該發(fā)酵酒賦予了更多的營養(yǎng)保健成分,不失為一款優(yōu)良的發(fā)酵酒。
表3 云耳百云6號菌絲液體深層培養(yǎng)物發(fā)酵原酒添加純正蜂蜜后酒體評價結(jié)果
以優(yōu)化的液體培養(yǎng)基進(jìn)行百云6號菌絲深層發(fā)酵,獲得漿糊狀、均勻一致、不分層、布滿菌絲小片段的培養(yǎng)物,經(jīng)加糖膠磨,添加酒精酵母發(fā)酵過濾后,獲得酒精度為10.3%vol的發(fā)酵原酒,經(jīng)檢測各項指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。其總糖、總酸、總酯質(zhì)量濃度分別為146,620和69 mg/100 mL,還含有豐富的營養(yǎng)和生物活性物質(zhì),其中碳水化合物、蛋白質(zhì)、總氨基酸、多糖、果膠質(zhì)量濃度分別為890,490,305,123.2和18.2 mg/100 mL;酒體黃褐色、澄清透明,有光澤,無沉淀物和懸浮物,具有菌絲特有清香及陳黃酒酒香,無不良雜味,但口感味道稍寡淡。配入5%純正蜂蜜后,不但使酒體更加豐滿協(xié)調(diào)、入口更加綿柔、適口性更好、酒香清香蜜香俱佳,更為該發(fā)酵酒賦予了更多的營養(yǎng)保健成分。研究認(rèn)為,菌多糖、果膠、黃酮都是具有生理活性的物質(zhì)[15-17];蜂蜜的營養(yǎng)成分非常復(fù)雜,主要成分是糖類,還有氨基酸、維生素、有機(jī)酸、生物酶等,具有保護(hù)胃腸道、抑菌消炎、抗氧化、保護(hù)心血管等作用[17-18]。
食藥用真菌在深層培養(yǎng)過程中會產(chǎn)生多糖、多肽、黃酮、生物堿、萜類化合物、甾醇、苷類、酚類、酶、核酸、氨基酸、維生素、具抗生素作用的多種化合物及植物激素等多種生理活性物質(zhì),這些物質(zhì)分別具有對心血管、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)、腎、性等人體器官的防病治病作用以及抗癌、消炎、抗衰老、抗菌、抗?jié)兊裙π19-21]。以百云6號深層發(fā)酵培養(yǎng)物為原料,調(diào)配后,未經(jīng)消毒處理,開放式接種酒精酵母能夠順暢進(jìn)行酒精發(fā)酵,這應(yīng)與其中所含多糖、果膠、黃酮等活性物質(zhì)具有抗菌作用有直接關(guān)系。鄧慶華等[22]考察了黑木耳多糖對霉菌、細(xì)菌的抑制活性,結(jié)果顯示黑木耳多糖對細(xì)菌的抑制作用更為明顯。
綜上所述,以云耳百云6號菌絲液體深層培養(yǎng)物為原料,完全可以釀造出一款色、香、體、味俱佳,營養(yǎng)保健具有的優(yōu)良發(fā)酵酒。發(fā)酵酒的研制,最大限度的保留了云耳菌絲液體深層發(fā)酵物的營養(yǎng)及活性成分,并且省卻了菌絲體提取工序,簡化了工藝程序。