兩種米曲霉固態發酵香菇菌絲粉的效果

摘要：以香菇（Lentinus edodes）菌絲粉中可溶性糖、呈味核苷酸和游離氨基酸等非揮發性呈味成分的釋放率為指標，研究了米曲霉（Aspergillus oryzae）CICC 2436及其纖維素酶高產突變菌株Ⅱ5固態發酵香菇菌絲粉的效果。結果表明，米曲霉CICC 2436在其最佳發酵時間時香菇菌絲粉的可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發性總呈味成分的釋放率分別為22.50%、3.20%、3.06%、28.76%，而纖維素酶高產突變菌株Ⅱ5在其最佳發酵時間時香菇菌絲粉可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發性總呈味成分的釋放率分別為24.25%、3.42%、3.18%、30.85%，突變菌株Ⅱ5發酵香菇菌絲粉各種呈味物質的釋放率均高于米曲霉CICC 2436。

關鍵詞：香菇（Lentinus edodes）；菌絲粉；米曲霉（Aspergillus oryzae）；非揮發性呈味成分

中圖分類號：TQ920.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）23-5735-03

香菇（Lentinus edodes）屬于擔子菌綱傘菌目口蘑料香菇屬，是著名的食藥兼用菌。香菇中含有可溶性糖、游離氨基酸、多肽和呈味核苷酸等非揮發性呈味物質[1]，正是這些呈味物質賦予香菇特殊的鮮美風味[2]。目前，市場上香菇產品的深加工原料多為香菇子實體，少以香菇菌絲為原料進行產品深加工[3]。米曲霉（Aspergillus oryzae）能夠分泌產生纖維素酶、蛋白酶、糖化酶、淀粉酶等多種酶[4，5]。以米曲霉固態發酵香菇菌絲粉，利用米曲霉產生的纖維素酶降解香菇菌絲粉中的纖維素類物質，能夠使香菇菌絲粉中的非揮發性呈味成分得到更多釋放。研究香菇菌絲粉釋放非揮發性呈味物質的固態發酵工藝，并進行兩種米曲霉發酵效果的比較，可為利用香菇菌絲體獲得非揮發性呈味物質提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌種 米曲霉CICC 2436購自中國工業微生物菌種保藏中心，米曲霉突變菌株Ⅱ5由湖北民族學院生物科學與技術學院微生物課題組以米曲霉CICC 2436為原始菌株，經誘變而獲得的纖維素酶高產突變菌株[6]。香菇菌種由湖北民族學院生物科學與技術學院微生物課題組分離純化獲得，利用液體深層發酵技術獲得香菇菌絲[7，8]，烘干，粉碎后過60目篩備用。

1.1.2 試劑 呈味核苷酸標準品為日本味之素公司產品，3，5-二硝基水楊酸、葡萄糖、茚三酮等均為國產分析純化學試劑。

1.1.3 培養基 斜面孢子培養基為PDA培養基，香菇菌絲粉與滅菌水按質量比1∶1配制成固態發酵培養基。

1.2 方法

1.2.1 香菇菌絲粉固態發酵 以10%米曲霉孢子懸液接種到香菇菌絲粉固態發酵培養基中，28 ℃恒溫發酵。發酵過程中每隔1 d翻堆，取樣，測定纖維素酶活性及可溶性糖、呈味核苷酸和游離氨基酸的釋放率。

1.2.2 測定及分析方法

1）纖維素酶標準曲線的繪制及酶活性的測定。采用GB/T 23881-2009繪制纖維素酶標準曲線及測定纖維素酶活性。

2）呈味核苷酸、游離氨基酸和可溶性糖含量的測定。取固態發酵香菇菌絲粉加去離子水定容，置于水浴鍋中65 ℃浸提3 h，5 000 r/min離心 3 min，取上清液定容。呈味核苷酸含量采用紫外分光光度法[9，10]測定，可溶性糖含量采用苯酚硫酸法[11]測定，游離氨基酸含量采用茚三酮顯色法測定。

可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸釋放率=（提取液中可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸含量/香菇菌絲粉質量）×100%。

2 結果與分析

2.1 香菇菌絲粉固態發酵中纖維素酶活性的變化

在香菇菌絲粉固態發酵過程中，每隔1 d取樣測定纖維素酶活性，米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5固態發酵香菇菌絲粉過程中纖維素酶活性的變化情況見圖1。由圖1可知，米曲霉CICC 2436在發酵前3 d纖維素酶活性增長迅速，在第三天時達到最大值，為9.1 U/g，而3 d后隨著發酵的進行纖維素酶活性迅速下降；突變菌株Ⅱ5在發酵第五天纖維素酶活性達到最大值，為11.9 U/g，之后隨著發酵的進行纖維素酶活性迅速下降。突變菌株Ⅱ5在發酵前3 d與米曲霉CICC 2436產酶趨勢一致，在隨后的2 d發酵過程中，突變菌株Ⅱ5的纖維素酶活性持續升高，而米曲霉CICC 2436的纖維素酶活性迅速下降，突變菌株Ⅱ5的纖維素酶活性峰值為米曲霉CICC 2436峰值的1.31倍，由此表明突變菌株Ⅱ5產纖維素酶量和持續產酶時間均優于米曲霉CICC 2436。

2.2 米曲霉發酵香菇菌絲粉釋放可溶性糖的比較

在米曲霉CICC 2436與突變菌株Ⅱ5固態發酵香菇菌絲粉過程中，可溶性糖釋放率隨發酵時間的變化情況如圖2所示。由圖2可知，米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5在前5 d發酵香菇菌絲粉的過程中可溶性糖的釋放率增長較快，且突變菌株Ⅱ5發酵香菇菌絲粉可溶性糖的釋放率高于CICC 2436，發酵5 d時CICC 2436和Ⅱ5可溶性糖釋放率分別為22.50%和24.25%。與米曲霉CICC 2436相比，突變菌株Ⅱ5對可溶性糖釋放的作用更明顯。

2.3 米曲霉發酵香菇菌絲粉釋放呈味核苷酸的比較

米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5固態發酵香菇菌絲粉呈味核苷酸釋放率隨發酵時間的變化情況如圖3所示。由圖3可知，米曲霉CICC 2436在發酵香菇菌絲粉的前2 d呈味核苷酸的釋放率緩慢增長，隨后的2～5 d發酵過程中，香菇菌絲粉釋放呈味核苷酸較多，其釋放率持續升高，在第五天時呈味核苷酸的釋放率均達最大值，此時CICC 2436和突變菌株Ⅱ5發酵香菇菌絲粉呈味核苷酸的釋放率分別為3.20%和3.42%。

2.4 米曲霉發酵香菇菌絲粉釋放游離氨基酸的比較

在米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5固態發酵香菇菌絲粉過程中，游離氨基酸釋放率隨發酵時間的變化情況如圖4所示。由圖4可知，米曲霉在固態發酵香菇菌絲粉的前4 d游離氨基酸的釋放率迅速提高，在第四天后游離氨基酸的釋放率趨于穩定，發酵5 d時CICC 2436和突變菌株Ⅱ5發酵香菇菌絲粉游離氨基酸的釋放率分別為3.06%和3.18%，且在整個發酵過程中突變菌株Ⅱ5發酵香菇菌絲粉游離氨基酸的釋放率稍高于CICC 2436。

2.5 香菇菌絲粉固態發酵中非揮發性總呈味成分的分析

可溶性糖、呈味核苷酸和游離氨基酸的釋放率之和即為非揮發性總呈味成分的釋放率，圖5為米曲霉固態發酵香菇菌絲粉非揮發性總呈味成分的釋放率變化情況。由圖5可知，米曲霉固態發酵香菇菌絲粉的前5 d發酵過程中，非揮發性總呈味成分的釋放率隨著發酵時間的延長而增加，而發酵時間大于5 d時，非揮發性總呈味成分的釋放率隨著發酵時間的延長而趨于穩定。因此，基于以非揮發性總呈味成分釋放為目的的米曲霉固態發酵香菇菌絲粉的最佳發酵時間為5 d，此時米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5發酵香菇菌絲粉非揮發性總呈味成分釋放率分別為28.76%和30.85%。在香菇菌絲粉的非揮發性總呈味成分中，各呈味成分所占比例大小依次為可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸，且香菇菌絲粉可溶性糖的釋放率遠遠高于其他兩種呈味物質的釋放率。

3 結論

利用米曲霉CICC 2436和突變菌株Ⅱ5固態發酵香菇菌絲粉，分析了2株菌株在固態發酵香菇菌絲粉過程中纖維素酶活性的變化，同時對香菇菌絲粉在固態發酵過程中可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發性總呈味成分的釋放率進行了研究，確定了米曲霉固態發酵香菇菌絲粉釋放非揮發性呈味成分的最佳發酵時間為5 d。在最佳發酵時間內發酵香菇菌絲粉，米曲霉CICC 2436發酵香菇菌絲粉的可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發性總呈味成分的釋放率分別為22.50%、3.20%、3.06%、28.76%，而突變菌株Ⅱ5發酵香菇菌絲粉可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸和非揮發性總呈味成分的釋放率分別為24.25%、3.42%、3.18%、30.85%，突變菌株Ⅱ5發酵香菇菌絲粉各種呈味物質的釋放率均高于米曲霉CICC 2436，這表明利用纖維素酶高產突變菌株Ⅱ5固態發酵香菇菌絲粉釋放非揮發性呈味成分有較好效果，研究可為利用香菇菌絲粉進行深加工生產非揮發性呈味物質提供依據。

參考文獻：

[1] 張 梅.香菇調味品的研究現狀及發展趨勢[J].食品科技，2007， 32（10）：172-175.

[2] 楊銘鐸，龍志芳，李 健.香菇風味成分的研究[J].食品科學，2006，27（5）：223-226.

[3] 梁 敏，鄒東恢.食用菌的功能性與產業開發[J].食品研究與開發，2006，27（4）：99-101.

[4] 黃曉東，葉生梅，高新義，等. 米曲霉固態發酵豆渣及其提取物抗氧化性的研究[J].食品科技，2005，30（5）：130-132.

[5] 李 雄. 利用黑曲霉固態發酵啤酒糟生產飼料復合酶制劑及其應用的研究[D]. 江蘇無錫：江南大學，2009.

[6] 馬 瓊. 米曲霉纖維素酶高產菌株的誘變育種研究[J].食品科學，2009，30（19）：207-209.

[7] 李 云，曾東方.食用菌液體深層發酵的研究熱點[J].食品工業科技，2006（7）：68-69.

[8] 杜德清.液體深層發酵技術在食用菌方面的應用[J].食用菌，2003， 23（3）：83-85.

[9] 劉衛民，張桂華，段建平. 脫水香菇子實體中核苷酸含量的紫外可見光譜分析[J].亞熱帶農業研究，2005，1（3）：54-56.

[10] 管有根，周 侃，顧秀英.雞精中呈味核苷酸的測定[J].中國調味品，2005（2）：52-53.

[11] 王學奎.植物生理生化實驗原理和技術[M].第二版.北京：高等教育出版社，2006.