一种白腐菌降解麦麸的发酵方法及应用与流程

本发明涉及一种白腐菌降解麦麸的发酵方法及应用，属于微生物发酵。

背景技术：

1、麦麸是小麦加工过程中的副产物，约占整个小麦籽粒的22％-25％。麦麸中含有丰富的膳食纤维、蛋白质、淀粉、维生素及酚类物质、黄酮类物质、木酚素、植酸盐等，具有缓解便秘、抑制结肠癌细胞、降血糖、降血脂、预防冠心病和改善糖尿病症状等功效。我国是粮食大国，每年麦麸产量达3×107吨，但大多应用于酿酒、制醋和饲料中，经济价值及利用率不高，而且，麦麸中的膳食纤维绝大多数是不溶性的，在进行产品加工的过程中存在硬度偏大和口感不佳的问题。因此需要对麦麸进行深层开发利用，提高其附加值并改善食品加工的口感，这对提高小麦麸皮的综合利用价值具有重要意义。

2、白腐菌属于担子菌纲的可食用真菌，能够直接入侵木材的细胞腔内，释放降解木质纤维素的酶，导致木材腐烂成白色海绵状，故得名为白腐菌。白腐菌能够在氮、碳、硫等营养物质缺乏的条件下，利用木质素作为碳源产生特殊的木质纤维素降解酶系(木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶)，诱发自由基降解机制，从而抵抗木质纤维素中纤维素、半纤维素和木质素之间形成的酶解抗性屏障，将木质纤维大分子成分得到有效生物转化，甚至能够将木质纤维素彻底矿化为二氧化碳和水，提高自然界中植物木质纤维素的附加值。白腐菌是目前发现的最有效和最主要的木质素降解微生物。等利用白腐菌固态发酵麦麸，在基质转化为可食用蘑菇的同时，还提高了麦麸中植酸酶的活性，进而能够提高动物对麦麸的消化率。

3、目前，关于麦麸主要的研究大多是加工成麦麸膳食纤维、麦麸蛋白质和戊聚糖等单个产品，如通过碱提酸沉生产蛋白，或通过酶解去除淀粉、酸解去除蛋白生产不溶性膳食纤维，也有通过酶解等工艺生产戊聚糖等产品。大部分研究以生产单一产品为目的，这在提高麦麸利用价值的同时也增加了生产成本，且易造成化学物质的残留和环境污染。

4、麦麸大多应用于酿酒、制醋和饲料中，经济价值及利用率不高，而且，麦麸中的膳食纤维绝大多数是不溶性的，在进行产品加工的过程中存在硬度偏大和口感不佳的问题。因此需要对麦麸进行深层开发利用，提高其附加值并改善食品加工的口感。

技术实现思路

1、本发明以麦麸为原料，使用酶解的方式预处理麦麸制备麦麸纤维，在此基础上使用白腐菌深层发酵麦麸纤维制取发酵麦麸膳食纤维及发酵产物，并将发酵麦麸膳食纤维和发酵产物应用在不同产品中，突破以往单一产品开发为目标的研发思路，在提高麦麸综合利用率的同时，也能够改善加工产品的食用品质。

2、本发明提供一种白腐菌降解麦麸的发酵方法，包括：麦麸的预处理；菌株的培养；菌株的筛选；发酵产物的检测；将发酵后的麦麸纤维用于制作面条的方法；将发酵后的产物用于制作高水溶性膳食纤维饮品的方法。

3、在本发明的一种实施方式中，菌株的筛选包括观察菌株在平板中的生长变化情况，测定漆酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶的酶活。

4、在本发明的一种实施方式中，用于筛选的菌株来源于菌种保藏管理中心。

5、在本发明的一种实施方式中，菌株在平板上的培养方法包括挑取在斜面固体培养基上的活化菌株接种在愈创木酚培养基中，观察在愈创木酚培养基中的生长变化情况。

6、斜面固体培养基：马铃薯200g/l，葡萄糖20g/l，琼脂20g/l，ph自然，1×105pa，灭菌30min。

7、愈创木酚培养基：马铃薯200g/l，葡萄糖20g/l，琼脂20g/l，kh2po4 3g/l，mgso4.7h2o1.5g/l，vb1 0.02g/l，愈创木酚1g/l，ph自然，1×105pa灭菌30min。

8、在本发明的一种实施方式中，发酵产物的检测包括将挑选的菌株活化后接种在麦麸纤维发酵培养基中，同时，以不接种菌株作为对照。使用gc-ms检测发酵产物，并测定发酵液中水溶性膳食纤维的含量。

9、麦麸纤维发酵培养基(g/100ml)：麦麸纤维5.0，k2hpo4 0.1，kh2po4 0.1，mgso40.02，feso4 0.005，(nh4)2so4 0.2，mnso4 0.002，cacl2·2h2o 0.01。

10、在本发明的一种实施方式中，gc-ms检测方法包括：色谱柱为hp-5ms毛细管柱(30m×0.32mm,0.50um)，以氦气为载气，流速为1ml/min，分流比为20:1，样品进样量为1ul，进样口温度设定为260℃。升温程序：为保护色谱柱将溶剂延迟时间设置为5min。在柱温为50℃时保留5min，以8℃/min升至290℃并保留8min。将气质检测结果与nist标准质谱数据库进行对比分析。

11、在本发明的一种实施方式中，面条的制作包括：称取100g面粉，量取将面粉水分含量调至35％的蒸馏水，使用针式和面机和面(先加水搅拌2min，刮下和面机壁上的面粉继续搅拌5min)，将活好的的面絮用保鲜膜包好，静置醒发20min。将压面机的压辊间距调至2mm，在此辊距下合片压片5次，将压面机的压辊间距调至3mm，和片压片1次，然后分别在辊距为1.8mm、1.3mm和1.0mm下压片，将面片压薄至1mm。最后将面片切成2.0mm宽。

12、在本发明的一种实施方式中，膳食纤维饮品的制作包括：将发酵液灭活15min，均质后过滤。将辅料(赤藓糖醇、抗性糊精、柠檬酸、罗汉果甜苷、食用香精)熔料后过滤，根据口感需要，将发酵液和辅料溶液按照一定比例混合，罐装、封口后进行巴氏灭菌。

13、本发明提供了一种白腐菌降解麦麸的发酵方法，所述方法包括以下步骤：

14、(1)麦麸的预处理：将麦麸磨碎后过筛；将过筛后的麦麸与蒸馏水混合均匀，使用胶体磨粉碎；将粉碎后的麦麸烘干，与蒸馏水混合均匀后蒸煮；降温后调ph和温度，使用淀粉酶酶解；再降温后调ph和温度，使用碱性蛋白酶酶解；灭酶后清洗麦麸，并于烘箱中烘干，得到麦麸纤维；

15、(2)将白腐真菌毛木耳(auricularia polytricha)cgmcc 5.584接种至含有步骤(1)得到的麦麸纤维的发酵体系中进行发酵。

16、在本发明的一种实施方式中，筛网的目数为20-60目。

17、在本发明的一种实施方式中，麦麸与蒸馏水的比例为1：6-1：12；

18、在本发明的一种实施方式中，胶体磨粉碎时间为15-35min；

19、在本发明的一种实施方式中，过筛后的麦麸与蒸馏水的比例为1：6-1：12；

20、在本发明的一种实施方式中，蒸煮温度90-100℃，蒸煮时间为20-40min。

21、在本发明的一种实施方式中，蒸煮后及淀粉酶酶解后降温的温度为40-60℃。

22、在本发明的一种实施方式中，淀粉酶酶解时的ph为5.0-6.0，可以使用稀释后的盐酸调节；淀粉酶酶解时的温度为90-95℃；酶解时间为20-40min；淀粉酶的添加量为1％-3％。

23、在本发明的一种实施方式中，碱性蛋白酶酶解时的ph为8.5-10.0，可以使用稀释后的氢氧化钠调节；碱性蛋白酶酶解时的温度为45-55℃；酶解时间为20-40min；碱性蛋白酶的添加量为2％-5％。

24、在本发明的一种实施方式中，灭酶的温度为100℃。

25、在本发明的一种实施方式中，菌株的筛选包括观察菌株在平板中的生长变化情况，测定漆酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶的酶活。

26、用于筛选的菌株来源于菌种保藏管理中心。

27、菌株在平板上的培养方法包括挑取在斜面固体培养基上的活化菌株接种在愈创木酚培养基中，观察在愈创木酚培养基中的生长变化情况。

28、斜面固体培养基：马铃薯200g/l，葡萄糖20g/l，琼脂20g/l，ph自然，1×105pa，灭菌30min。

29、愈创木酚培养基：马铃薯200g/l，葡萄糖20g/l，琼脂20g/l，kh2po4 3g/l，mgso4.7h2o1.5g/l，vb1 0.02g/l，愈创木酚1g/l，ph自然，1×105pa灭菌30min。

30、本发明提供了一种发酵麦麸纤维，所述发酵麦麸纤维是按照以下步骤制备得到的：

31、(1)麦麸的预处理：将麦麸磨碎后过筛；将过筛后的麦麸与蒸馏水混合均匀，使用胶体磨粉碎；将粉碎后的麦麸烘干，与蒸馏水混合均匀后蒸煮；降温后调ph和温度，使用淀粉酶酶解；再降温后调ph和温度，使用碱性蛋白酶酶解；灭酶后清洗麦麸，并于烘箱中烘干，得到麦麸纤维；

32、(2)将白腐真菌毛木耳(auricularia polytricha)cgmcc 5.584接种至含有步骤(1)得到的麦麸纤维的发酵体系中进行发酵。

33、在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，将麦麸磨碎后过筛；将过筛后的麦麸与蒸馏水按照(1：6)～(1：12)的比例混合均匀，使用胶体磨粉碎，粉碎时间为15～35min；将粉碎后的麦麸烘干，与蒸馏水按照(1：6)～(1：12)的比例混合均匀后蒸煮，蒸煮温度90～100℃，蒸煮时间为20～40min；将蒸煮后的温度降低至40-60℃后，调整ph为5.0-6.0；淀粉酶酶解时的温度为90-95℃；酶解时间为20-40min；淀粉酶的添加量为1％-3％；，碱性蛋白酶酶解时的ph为8.5-10.0，温度为45-55℃；酶解时间为20-40min；碱性蛋白酶的添加量为2％-5％。

34、在本发明的一种实施方式中，所述发酵体系为(g/100ml)：麦麸纤维5.0，k2hpo40.1，kh2po4 0.1，mgso4 0.02，feso4 0.005，(nh4)2so4 0.2，mnso4 0.002，cacl2·2h2o0.01。

35、本发明还提供了含有上述发酵麦麸纤维的食品。

36、本发明还提供了上述发酵方法或上述发酵麦麸纤维在制备面条和膳食纤维饮品中的应用。

37、在本发明的一种实施方式中，面条的制作包括：称取100g面粉，量取将面粉水分含量调至35％的蒸馏水，使用针式和面机和面(先加水搅拌2min，刮下和面机壁上的面粉继续搅拌5min)，将活好的的面絮用保鲜膜包好，静置醒发20min。将压面机的压辊间距调至2mm，在此辊距下合片压片5次，将压面机的压辊间距调至3mm，和片压片1次，然后分别在辊距为1.8mm、1.3mm和1.0mm下压片，将面片压薄至1mm。最后将面片切成2.0mm宽。

38、在本发明的一种实施方式中，膳食纤维饮品的制作包括：将发酵液灭活15min，均质后过滤。将辅料(赤藓糖醇、抗性糊精、柠檬酸、罗汉果甜苷、食用香精)熔料后过滤，根据口感需要，将发酵液和辅料溶液按照一定比例混合，罐装、封口后进行巴氏灭菌。

39、有益效果

40、本发明以麦麸为原料，使用酶解的方式预处理麦麸制备麦麸纤维，在此基础上使用白腐菌深层发酵麦麸纤维制取发酵麦麸膳食纤维及发酵产物，并将发酵麦麸膳食纤维和发酵产物应用在不同产品中，突破以往单一产品开发为目标的研发思路，在提高麦麸综合利用率的同时，也能够改善加工产品的食用品质。具体优点如下：

41、(1)筛选出可用于发酵麦麸纤维及产木质纤维素降解酶的优势菌株：菌株ap3在产木质纤维素降解酶时具有优势，我们选用ap3用于发酵麦麸纤维；

42、(2)提出处理麦麸纤维的发酵方式：在使用酶解的方式预处理麦麸后，使用筛选出的可食用白腐菌ap3进一步发酵，增加麦麸纤维的内部孔径，使麦麸纤维更立体蓬松；

43、(3)增加麦麸的利用率，提高附加值；

44、(4)合理利用副产物，改善加工产品的食用品质：将发酵后的麦麸纤维用于制作面条，与添加未发酵的麦麸纤维制作的面条相比，使用发酵后的麦麸纤维制作的面条适口性更好；将发酵后的产物用于制作高水溶性膳食纤维饮品，与未添加发酵液制作的饮品感官评分相差不大，但能够提高饮品中的膳食纤维含量。