技术领域
本发明属于发酵工程技术领域，具体涉及一种青稞灵芝发酵原浆及其制备方法。
背景技术
青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.)是禾本科、大麦属的一种粮食作物，主要分布于西藏、青海、甘肃、四川阿坝及甘孜州，以及玻利维亚等高海拔地区，因其在收获时颖果与稃壳分离而得名，在其他产区也称米大麦、元麦、米麦、裸麦。青稞是谷物中的佳品，具有较高的食用价值和营养价值，富含多糖、蛋白质、脂肪、膳食纤维及多种微量元素等成分，多糖的含量为3.66％～8.62％，平均含量为5.25％，远高于皮大麦、小麦和燕麦，是迄今为止测得谷类作物中多糖的最高值。青稞具有提高机体在特殊环境下的整体防御能力、调节生理节律、抗缺氧、抗疲劳、降血脂、降血糖、预防心脑血管等疾病的独特保健功能，是一种较理想的药品或保健品食品原料。
灵芝是一种珍贵的药用真菌，在古代就被尊称为神芝、仙草，灵芝在分类上属担子菌纲多孔菌科灵芝属，常见的有赤芝(Ganoderma lucidum)、紫芝(G.sinense)、松杉灵芝(G.tsugae Murr.)、树舌灵芝(G.aplanatum)、白肉灵芝(G.leucocontextum)等。卫生部在2001年发布的《可用于保健食品的真菌菌种名单》中，包括了赤芝、紫芝和松杉灵芝三种灵芝属真菌。灵芝的营养价值和药用价值均很高，是滋补强壮、扶正固本的佳品，具有防止动脉硬化、提高免疫力、抗肿瘤、抗衰老、抗氧化、抗疲劳、抗病毒等多种药理活性，临床上已用于多种疾病的治疗，已被列入美国草药药典。
多糖(Polysaccharides)是由10个以上单糖通过糖苷键连接而成的含醛基或酮基的天然高分子聚合物，是构成生命的四大基本物质之一。根据来源，可将多糖分为动物多糖、植物多糖、细菌多糖、真菌多糖和藻类多糖。多年来的研究表明，多糖类物质具有抗肿瘤、免疫调节、降血糖、抗病毒、抗氧化、抗辐射、抗疲劳等多种生物活性，在食品、医药、化妆品等领域有着广泛的应用前景。不同来源的多糖具有不同的生物活性，一般真菌多糖具有较高的抗肿瘤活性，而植物多糖则具有较好的免疫促进作用。因此，近年来真菌多糖与植物多糖逐渐受到重视。
在现有应用技术中，基于固体发酵的青稞中多糖含量的提高方法[(公开(公告)号：CN104087633A]中，公开了一种应用灵芝菌固态发酵青稞的方法，该方法不足之一是采用固态发酵法，致使发酵周期长、发酵不均匀，活性成分产量受限，不足之二是发酵后还需要对活性成分进行提取分离。另一专利，一种青稞发酵原浆及制备方法和应用[公开(公告)号：CN107308073A]中，公开了一种制备青稞发酵原浆的方法，该法以青稞麸皮为原料，利用酵母菌发酵来获得β-葡聚糖和其他活性成分，该方法不足之一是青稞麸皮缺少青稞籽粒的蛋白质、氨基酸等营养成分，且青稞麸皮中碳源和氮源含量较低，不利于微生物的生长，不足之二是采用酵母菌发酵，会产生一定量的乙醇，对人体具有一定的刺激，在食品、医药、化妆品等领域的应用具有一定的局限性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种青稞灵芝发酵原浆及其制备方法，目的之一是提供一种青稞灵芝发酵原浆，该青稞灵芝发酵原浆中富含多糖，其多糖一部分来源于青稞，另一部分来源于灵芝，此外青稞灵芝发酵原浆中还含有氨基酸、蛋白质、有机酸等成分，可应用于食品、医药、化妆品等领域。
本发明的目的之二是提供上述一种青稞灵芝发酵原浆的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种青稞灵芝发酵原浆的制备方法，以青稞芽为原料制备青稞发酵培养基，将灵芝菌接入所述青稞发酵培养基中进行发酵，得到青稞灵芝发酵液，经过两次杂质去除后，获得青稞灵芝发酵原浆。
进一步地，所述青稞发酵培养基的制备方法具体为：
粉碎：将青稞芽烘干、去根，然后粉碎过40目筛，得到青稞芽粉；
糖化：将所述青稞芽粉和水按照体积比1：(4-10)进行混合，然后按青稞芽粉重量的0.05-0.08％加入α-淀粉酶，在60-80℃保温4-10小时，得到青稞芽汁；
蒸煮：按照质量比0.1％-0.5％向所述青稞芽汁中加入氮源，然后在100-121℃下蒸煮15-20分钟，得到青稞发酵培养基，将所述青稞发酵培养基冷却至25-30℃后备用。
上述青稞发酵培养基的制备方法的技术效果为：将青稞粉碎，可以增加青稞中的淀粉颗粒与淀粉酶的作用面积，加入淀粉酶并在淀粉酶的最适作用条件下进行酶解，可使青稞中的淀粉进一步有效转化为灵芝菌最易利用的葡萄糖，从而有效缩短后续灵芝菌的发酵周期，提高生产效率。
进一步地，将灵芝菌接入所述青稞发酵培养基中发酵3-5天，得到青稞灵芝发酵液；
在发酵过程中，将青稞发酵培养基静置、搅拌或通风；当搅拌时，控制搅拌速度为150rpm-200rpm；当通风时，控制通风量为120-150L/h；在发酵过程中，控制溶氧为25％-30％。优选地，控制溶氧为25％或30％。灵芝菌属专性需氧菌，所以发酵液中氧气的浓度对于灵芝菌的生长非常重要，通风是为了增加氧气的供应量，而搅拌是为了使空气中的氧气更好的分散于液体培养基中，经大量试验发现，上述发酵条件为灵芝菌的最适生长条件，在此条件下，有利于灵芝菌的大量增殖，促进灵芝多糖的产生，同时也有利于灵芝菌降解青稞的细胞壁结构，促进青稞中多糖的溶出。
进一步地，将青稞灵芝发酵液进行两次杂质去除，具体包括：终止发酵后，将青稞灵芝发酵液进行离心，以去除发酵液中的不溶性颗粒等杂质，完成第一次去除杂质；然后按每1升青稞灵芝发酵液加入2g硅藻土的比例加入硅藻土，混合搅拌30分钟后，抽滤以去除悬浮或溶解在发酵液中的鞣质、多酚、大分子量蛋白等，从而保证发酵原浆在长期保存时不会产生絮凝、浑浊等现象，达到精制和提高成品制剂质量的目的，完成第二次去除杂质，抽滤后获得青稞灵芝发酵原浆。
进一步地，所述青稞芽的制备方法为：在15-20℃的条件下，将青稞种子用洁净的水浸泡2-5小时，去除多余水分，然后在20-25℃下保持湿润20-30小时，再置于自然条件下放置3-4天，得到青稞芽。其中，所采用的青稞种子为带皮青稞，即未脱皮的青稞籽粒。
进一步地，向所述青稞芽汁中加入的氮源为铵盐、酵母膏或蛋白胨。
进一步地，所述灵芝菌采用赤芝、紫芝、松杉灵芝、中国灵芝、树舌灵芝、白肉灵芝中的一种。
进一步地，所述方法具体包括：
(1)青稞芽的制备：在15-20℃的条件下，将青稞种子用洁净的水浸泡2-5小时，去除多余水分，然后在20-25℃下保持湿润20-30小时，再置于自然条件下放置3-4天，得到青稞芽；
(2)粉碎：将青稞芽在60℃烘干，去根，粉碎过40目筛后，得到青稞芽粉；
(3)糖化：将所述青稞芽粉和水按照体积比1：(4-10)进行混合，然后按青稞芽粉重量的0.05-0.08％加入α-淀粉酶，在60-80℃保温4-10小时，得到青稞芽汁；
(4)蒸煮：按照质量比0.1％-0.5％向所述青稞芽汁中加入氮源然后在100-121℃下蒸煮15-20分钟，得到青稞发酵培养基；
(5)发酵：待发酵培养基冷却至25-30℃后，将灵芝接入青稞发酵培养基中发酵3-5天，得到青稞灵芝发酵液。
(6)两次除杂：终止发酵后，将青稞灵芝发酵液进行离心，完成第一次杂质去除；然后按每1升青稞灵芝发酵液加入2g硅藻土的比例加入硅藻土，混合搅拌30分钟后，抽滤完成第二次杂质去除，抽滤后获得青稞灵芝发酵原浆。
一种青稞灵芝发酵原浆，采用所述一种青稞灵芝发酵原浆的制备方法制备，按每克青稞灵芝发酵原浆计算，每克所述青稞灵芝发酵原浆包括：25.2-36.1mg多糖、4.3-11.6mg蛋白质、1.8-4.3mg总氨基酸和2.5-5.3mg总有机酸。
本发明的有益技术效果：
1)相对于固态发酵，本发明所述方法采用液态发酵，具有发酵周期短，原料利用率高，发酵条件易于控制和标准化，且发酵产物经过滤澄清后可直接作为产品进行使用，降低了对环境的污染。
并且，多糖作为一种水溶性的活性物质，可溶解于液体发酵的发酵液中，经除杂后即可得到多糖的水溶液，不需要额外的分离步骤，而固体发酵后，发酵产物中的非活性物质占比例非常高，如不进行分离，将严重影响活性物质的功能发挥。
2)相对于背景技术中所采用的青稞麸皮用于发酵时，本发明所述方法采用青稞芽，青稞芽与麸皮相比较，含有更为丰富的淀粉、蛋白等营养物质，更有利于灵芝菌的生长和繁殖，更容易被灵芝菌所利用，从而缩短发酵周期更短，提高生产效率。
3)本发明采用灵芝菌进行发酵，灵芝菌是一种真菌，在生长过程中几乎不产生乙醇，而酵母在食品工业中，主要作为一种产乙醇的工业菌种来使用，具有较高的乙醇转化效率。
4)采用本发明所述方法制备获得的一种青稞灵芝发酵原浆富含活性多糖，其多糖一部分来源于青稞，另一部分来源于灵芝，此外青稞灵芝发酵原浆中还含有氨基酸、蛋白质、有机酸等成分，具有抗氧化、抗疲劳、抗衰老等作用，可应用于食品、医药、化妆品等领域。
5)本发明所提供的一种青稞灵芝发酵原浆，以未脱皮的青稞籽粒为原料，进行发芽获得青稞芽进而制备获得青稞发酵培养基，接种灵芝属真菌，通过发酵直接获得青稞灵芝发酵原浆，具有制备工艺简单、生产周期短、绿色污染小等优点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中所使用的青稞为未脱皮的青稞，即带皮青稞，采自西藏、青海或甘肃等省区。
下述实施例中所使用的灵芝为如下种类的菌株：赤芝(Ganoderma lucidum)、紫芝(G.sinense)、松杉灵芝(G.tsugae Murr.)、中国灵芝(G.lingzhi)、树舌灵芝(G.aplanatum)、白肉灵芝(G.leucocontextum)。各菌株均购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)。
针对现有技术中固态发酵法发酵周期长、发酵不均匀，活性成分产量受限，发酵后还需要对活性成分进行提取分离的技术问题；以及现有技术中采用青稞麸皮作为发酵原料不利于发酵微生物生长、采用酵母菌发酵产生乙醇的技术问题；
本实施例提供一种青稞灵芝发酵原浆的制备方法，以青稞芽为原料制备青稞发酵培养基，将灵芝菌接入所述青稞发酵培养基中进行发酵，得到青稞灵芝发酵液，经过两次杂质去除后，获得青稞灵芝发酵原浆。
在本实施例中，所述青稞发酵培养基的制备方法具体为：
粉碎：将青稞芽烘干、去根，然后粉碎过40目筛，得到青稞芽粉；
糖化：将所述青稞芽粉和水按照体积比1：(4-10)进行混合，在60-80℃保温4-10小时，得到青稞芽汁；
蒸煮：按照质量比0.1％-0.5％向所述青稞芽汁中加入氮源，然后在100-121℃下蒸煮15-20分钟，得到青稞发酵培养基，将所述青稞发酵培养基冷却至25-30℃后备用。
在本实施例中，将灵芝菌接入所述青稞发酵培养基中发酵3-5天，得到青稞灵芝发酵液；在发酵过程中，将青稞发酵培养基静置、搅拌或通风；当搅拌时，控制搅拌速度为150rpm-200rpm；当通风时，控制通风量为120-150L/h；在发酵过程中，控制溶氧为25％-30％。
在本实施例中，将青稞灵芝发酵液进行两次杂质去除，具体包括：终止发酵后，将青稞灵芝发酵液进行离心，完成第一次去除杂质；然后按每1升青稞灵芝发酵液加入2g硅藻土的比例加入硅藻土，混合搅拌30分钟后，抽滤完成第二次去除杂质，抽滤后获得青稞灵芝发酵原浆。
在本实施例中，提供一种青稞芽的制备方法，具体为：在15-20℃的条件下，将青稞种子用洁净的水浸泡2-5小时，去除多余水分，然后在20-25℃下保持湿润20-30小时，再置于自然条件下放置3-4天，得到青稞芽。
具体地，在本实施例中向所述青稞芽汁中加入的氮源为铵盐、酵母膏或蛋白胨。
优选地，所述灵芝菌采用赤芝、紫芝、松杉灵芝、中国灵芝、树舌灵芝、白肉灵芝中的一种。
采用本实施例所述方法制备获得的一种青稞灵芝发酵原浆，按每克青稞灵芝发酵原浆计算，每克所述青稞灵芝发酵原浆包括：25.2-36.1mg多糖、4.3-11.6mg蛋白质、1.8-4.3mg总氨基酸和2.5-5.3mg总有机酸。
本发明另一实施例提供一种青稞灵芝发酵原浆的制备方法，所述方法具体包括：
(1)青稞芽的制备：在20℃的条件下，将青稞种子用洁净的水浸泡3小时，去除多余水分，然后在20℃下保持湿润20-30小时，再置于自然条件下放置3天，得到青稞芽；
(2)粉碎：将青稞芽在60℃烘干，去根，粉碎过40目筛后，得到青稞芽粉；
(3)糖化：将所述青稞芽粉和水按照体积比1：10进行混合，然后按青稞芽粉重量的0.05-0.08％加入α-淀粉酶，然后加入按青稞芽粉重量的0.08％加入α-淀粉酶，升温至70℃，保温30分钟，继续保温4小时，得到青稞芽汁；
(4)蒸煮：按照质量比0.3％向所述青稞芽汁中加入氮源(本实施例中采用氯化铵作为氮源)，然后加热至沸腾，并保温20分钟，得到青稞发酵培养基；
(5)发酵：待发酵培养基冷却至30℃后，将赤芝(G.lucidum)接入青稞发酵培养基中发酵4天，得到青稞灵芝发酵液；
(6)两次除杂：终止发酵后，将青稞灵芝发酵液在8000rpm条件下进行离心，完成第一次杂质去除；然后按每1升青稞灵芝发酵液加入2g硅藻土的比例加入硅藻土，混合搅拌30分钟后，抽滤完成第二次杂质去除，抽滤后获得青稞灵芝发酵原浆。
经检测，本实施例获得的青稞发酵原浆中，每1克该灵芝青稞发酵原浆中含有32.2-34.7mg多糖、7.3-8.4mg的蛋白质和3.3-4.2mg总氨基酸和4.5-5.1mg总有机酸。
本发明另一实施例提供一种青稞灵芝发酵原浆的制备方法，所述方法具体包括：
(1)青稞芽的制备：在15℃的条件下，将青稞种子用洁净的水浸泡5小时，去除多余水分，然后在20℃下保持湿润30小时，再置于自然条件下放置3天，得到青稞芽；
(2)粉碎：将青稞芽在60℃烘干，去根，粉碎过40目筛后，得到青稞芽粉；
(3)糖化：将所述青稞芽粉和水按照体积比1：5进行混合，然后加入按青稞芽粉重量的0.05％加入α-淀粉酶，升温至60℃，保温30分钟，继续保温8小时，得到青稞芽汁；
(4)蒸煮：按照质量比0.5％向所述青稞芽汁中加入氮源(本实施例中采用氯化铵)，然后加热至沸腾，并保温20分钟，得到青稞发酵培养基；
(5)发酵：待发酵培养基冷却至28℃后，将白肉灵芝(G.leucocontextum)接入青稞发酵培养基中发酵5天，得到青稞灵芝发酵液；
(6)两次除杂：终止发酵后，将青稞灵芝发酵液在8000rpm条件下进行离心，完成第一次杂质去除；然后按每1升青稞灵芝发酵液加入2g硅藻土的比例加入硅藻土，混合搅拌30分钟后，抽滤完成第二次杂质去除，抽滤后获得青稞灵芝发酵原浆。
经检测，本实施例获得的青稞发酵原浆中，每1克该灵芝青稞发酵原浆中含有25.2-26.7mg多糖、4.3-5.2mg的蛋白质和1.8-2.4mg总氨基酸和2.5-3.1mg总有机酸。