一种以灵芝或牛樟芝为原料的香精香料及其制备方法与流程

本发明涉及一种以灵芝或牛樟芝为原料的香精香料及其制备方法，属于微生物发酵
技术领域：
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背景技术：
：香料香精能够带给人舒适、愉悦的感觉，一定程度上的缓解当代社会快节奏的生活方式给人带来的紧张感，与人类生活息息相关，因此，已被广泛使用于食品、日化、烟草、医药等行业，香料工业也随之成为国民经济的重要组成部分，在国际国内的市场前景均十分广阔。并且，随着国民经济的高速发展，人民生活水平不断提高，传统生活消费已不能满足消费者日益增长的消费需求。消费者的多样化需求拉动了社会对食品、化妆品、香烟、医疗等快速消费品的增长，相应地带动了香精香料行业的快速发展，同时，加剧了香精香料行业的竞争。因此，为增加市场竞争力，提升香精香料的香气质量、香气强度以及留香时间等品质逐渐成为行业发展的重点。天然香料是以自然界中香料植物的花朵、叶、枝、根、皮、树胶、全草和果实为原料，经水蒸气蒸馏法、压榨法、吸收法或溶剂萃取制取的一类天然化合物。利用发酵过程等生物技术生产的香料如丁酸、丁二酮、苯甲醛等也都归属天然香料，这类香料由于品质较高，逐渐在食用香精中得到重视和发展。目前，在整个香精香料行业，使用发酵技术制备天然香料的历史并不很长，对于利用发酵法生产天然香料的研究也并不充分，但是，由于利用发酵法制备天然香料具有以下优点：(1)反应安全，可在常温、常压下进行，对生产场地和设备要求较低；(2)环境友好，产品分离后形成的三废少；(3)安全性高，整个生产过程要求无杂菌，一定程度的减少了安全隐患；(4)可克服长期以来从动、植物作为天然香料惟一来源而存在的有效成分含量低，分离困难，受气候和动、植物病害影响等缺陷，因此，利用发酵工程制备天然香料显然更适应人们对环保、健康的要求，显现出强大的生命力和巨大的市场潜力，并且，其不仅对香料工业本身，同时，对其它与它相关的产业的发展都会产生很大的影响，具有巨大的发展潜力。灵芝(ganodermalucidum)是一种名贵的食药用真菌，具有很好的营养功能和药用价值且灵芝多糖是灵芝主要的生物活性物质之一，具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、保护肝脏等活性；牛樟芝(antrodiacamphorata)是一种稀有的食要用真菌，其菌丝体和子实体都具有很多生理活性，如保肝、抗氧化、抗炎症等。以灵芝(ganodermalucidum)和牛樟芝(antrodiacamphorata)作为原材料利用发酵法制备得到的富含对人体有益的生物活性物质的香精香料十分符合当代消费者的消费观。但是，现有的对于以灵芝(ganodermalucidum)和牛樟芝(antrodiacamphorata)作为原材料利用发酵法制备香精香料的研究尚提留在较为原始的阶段，多数人均只是简单的将灵芝(ganodermalucidum)和牛樟芝(antrodiacamphorata)进行培养后，从获得的培养液中提取得到香精香料，缺乏对于提升这些香精香料的香气质量、香气强度以及留香时间等品质的研究，这无疑不利于增加这些香精香料的市场竞争力，有逐渐被市场淘汰的风险。技术实现要素：[技术问题]提供一种以灵芝(ganodermalucidum)或牛樟芝(antrodiacamphorata)作为原材料，利用发酵法制备得到的香味提升的香精香料。[技术方案]为解决上述问题，本发明提供了一种以灵芝(ganodermalucidum)或牛樟芝(antrodiacamphorata)为原料的香精香料及其制备方法。此制备方法通过将灵芝(ganodermalucidum)或牛樟芝(antrodiacamphorata)接种至含有花的发酵培养基中进行发酵，大幅度提升了利用灵芝(ganodermalucidum)和牛樟芝(antrodiacamphorata)发酵得到的香精香料的香气质量、香气强度以及留香时间等香气品质，得到了一种香味提升的香精香料；此方法工艺简单、原料来源丰富、成本低廉，可适用于工业生产；并且，利用此方法制备得到的香精香料除香味宜人外，还富含活性多糖、活性蛋白、黄酮类化合物、三萜类化合物等食药用真菌可产的生物活性物质，具备一定的免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、保护肝脏等活性，可广泛应用于食品、药品、化妆品、烟草等领域。本发明的技术方案如下：本发明提供了一种以灵芝或牛樟芝为原料制备香精香料的方法，所述方法为先将灵芝(ganodermalucidum)或牛樟芝(antrodiacamphorata)接种至含有花的发酵培养基中进行发酵，得到发酵物，然后从发酵物中提取香精香料。在本发明的一种实施方式中，所述发酵的温度为25～30℃、时间为10～20d在本发明的一种实施方式中，所述发酵培养基的成分包含花、葡萄糖以及水。在本发明的一种实施方式中，所述花、葡萄糖以及水的质量比为(45～65)：(3～5)：(30～50)。在本发明的一种实施方式中，所述花、葡萄糖以及水的质量比为50:4:46。在本发明的一种实施方式中，所述发酵培养基中的花为菊花或槐花。在本发明的一种实施方式中，将灵芝接种至含有花的发酵培养基进行发酵时，发酵培养基中的花为菊花；或者，将牛樟芝接种至含有花的发酵培养基进行发酵时，发酵培养基中的花为槐花。。在本发明的一种实施方式中，灵芝或牛樟芝以种子液的形式接种至含有花的发酵培养基中进行发酵；灵芝或牛樟芝的种子液的体积占发酵液总体积的2～10％，所述发酵液由种子液及发酵培养基组成；所述灵芝或牛樟芝的种子液是通过将灵芝或牛樟芝接种至种子培养基中培养获得的。在本发明的一种实施方式中，灵芝种子液的培养温度为28～30℃、转速为150rpm、时间为5～7d。在本发明的一种实施方式中，牛樟芝种子液的培养温度为28～30℃、转速为110rpm、时间为7～8d。本发明还提供了一种以灵芝或牛樟芝为原料的香精香料，所述香精香料是应用上述方法制备得到的。本发明还提供了含有上述香精香料的产品。在本发明的一种实施方式中，所述产品可为食品、药品、化妆品或烟草。[有益效果]：(1)本发明的方法通过将灵芝(ganodermalucidum)或牛樟芝(antrodiacamphorata)接种至含有花的发酵培养基中进行发酵，大幅度提升了利用灵芝(ganodermalucidum)和牛樟芝(antrodiacamphorata)发酵得到的香精香料的香气质量、香气强度以及留香时间等香气品质，得到了一种香味提升的香精香料；(2)利用菊花发酵灵芝得到的香精香料的香味宜人具体表现为：与灵芝单独发酵相比，利用菊花发酵灵芝得到的提取液中，苯甲醛、苯乙醇、à-松油醇、正十四碳烷、2,4-二叔丁基苯酚等物质含量明显增加；除此之外，还增加了一些含量较高的物质，比如：2-茨醇、(1r)-2,2-双甲基-3-亚甲基二环[2.2.1]庚烷、(+)-反式-菊酸、2,5,5-三甲基-1-己烯-3-炔、丁香油酚等；(3)利用槐花发酵牛樟芝得到的香精香料的香味宜人具体表现为：与牛樟芝单独发酵相比，利用槐花发酵牛樟芝得到的提取液中，庚烯醛、苯甲醛、苯甲酸甲酯、苯乙酸甲酯、2-甲氧基苯乙酸甲酯含量显著增加；除此之外，还增加了一些含量较高的物质，如1,1-二乙氧基乙烷、bicyclo[3.1.1]hept-3-en-2-one,4,6,6-trimethyl-、2-茨酮、反式-2-壬烯醛、4-甲氧基苯甲酸甲酯、龙胆酸二甲醚甲酯等；(4)本发明的方法工艺简单、原料来源丰富、成本低廉，适用于工业生产；(5)灵芝(ganodermalucidum)是一种名贵的食药用真菌，具有很好的营养功能和药用价值且灵芝多糖是灵芝主要的生物活性物质之一，具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、保护肝脏等活性；牛樟芝(antrodiacamphorata)是一种稀有的食要用真菌，其菌丝体和子实体都具有很多生理活性，如保肝、抗氧化、抗炎症等；并且，灵芝、牛樟芝同为食药用真菌，菊花、槐花均为食药同源植物，具备安全性，因此，利用本发明的方法制备得到的香精香料除香味宜人外，还富含活性多糖、活性蛋白、黄酮类化合物、三萜类化合物等食药用真菌可产的生物活性物质，具备一定的免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、保护肝脏等活性；(6)本发明的方法不仅拓展了香精香料资源，且获得的香精香料安全性较高，可以广泛应用于食品、烟草、化妆品、医疗等领域，赋予产品特征香气、香韵和特征功能。附图说明图1为实施例1中香精香料a0的总离子流图谱；图2为实施例1中香精香料a1的总离子流图谱；图3为实施例2中香精香料b0的总离子流图谱；图4为实施例2中香精香料b1的总离子流图谱。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步的阐述。下述实施例中涉及的灵芝5.25中国普通微生物保藏中心，保藏编号为cgmccno.5.26；下述实施例中涉及的牛樟芝购自美国模式培养物集存库(americantypeculturecollection)，保藏编号为atcc200183；下述实施例中涉及的菊花、槐花购自无锡农贸市场；下述实施例中涉及的烟丝购自四川中烟工业有限责任公司(上述菌株灵芝为cgmccno.5.26、牛樟芝atcc200183均可以购买得到，不需要进行用于专利程序的保藏)。下述实施例中涉及的培养基如下：种子培养基：马铃薯150.0g/l、葡萄糖20.0g/l，ph自然(115℃灭菌20min)。下述实施例中涉及的检测方法如下：香精香料固相微萃取-气质分析方法：采用tsq8000三重四级杆气质联用仪进行分析。样品预处理：取制备好的发酵物按照1:3～4体积比加入30～95％乙醇，于150～200rpm的条件下提取2～4h，得到提取物；将提取物于10000rpm的条件下离心10min，得到上清液；将上清液于40mbar、40℃的条件下旋蒸，得到提取液；将提取液稀释至合适浓度后加入到20ml顶空瓶，加入内标2-辛醇(终浓度8.2ppb)，总体积3ml，加入nacl至其饱和，然后测定；顶空固相微萃取条件：萃取头在gc进样口老化至无杂峰，然后在60℃下萃取30min；被吸附的挥发性化合物在gc进样口260℃下解吸1min，冲入gc色谱柱；同时启动仪器采集数据；萃取头：dvb/car/pmds；气相色谱条件：色谱柱hp-5；载气：氦气，1.0ml·min-1；程序升温条件：40℃维持1min，3℃·min-1升温至180℃，15℃·min-1升温至230℃，维持3min；质谱条件：接口温度250℃；电离源温度：300℃；四级杆温度150℃；电离电70ev；离子化模式：ei+；质量扫描范围m/z35～350amu。数据处理：样品按上述条件进行顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱(hs-spme-gc-ms)分析，依据nist标准质谱检索库进行检索比对鉴定，由内标法计算各组分的相对含量。烟草感官评价：参照国标法对烟草感官质量影响进行评价(yc/t138-1998)。化妆水感官、理化评价：参照国标法对化妆水的感官、理化质量影响进行评价(qb/t2660-2004)(评价标准见表1)。表1化妆水感官、理化评价标准实施例1：灵芝+槐花具体步骤如下：(1)取80ml种子培养基置于250ml摇瓶中，取一块1cm2的于4℃下保存的灵芝接种至种子培养基中，于温度30℃、转速150r·min-1的条件下培养7d，得到种子液；(2)取100g发酵培养基(105℃灭菌20min)置于250ml摇瓶中，将种子液按照表2的参数接种至发酵培养基中进行发酵，得到发酵物a0、a1、a2、a3；其中，a0组为空白对照组。以2-辛醇为内标(终浓度8.2ppb)，将发酵物a0、a1、a2、a3按照香精香料固相微萃取-气质分析方法中记载的分析方法进行分析，其中，发酵物a0、a1的分析结果见表3-4与图1-2。对发酵物a0、a1、a2、a3进行嗅香，结果见表5。由表3-4与图1-2可知，发酵物a1较空白对照组发酵物a0的物质种类发生了明显变化且物质含量均显著增加，其中，苯甲醛、苯乙醇、à-松油醇、正十四碳烷、2,4-二叔丁基苯酚等物质含量明显增加；除此之外，还增加了一些含量较高的物质，比如：2-茨醇、(1r)-2,2-双甲基-3-亚甲基二环[2.2.1]庚烷、(+)-反式-菊酸、2,5,5-三甲基-1-己烯-3-炔、丁香油酚等；可见，相较于灵芝发酵液，以菊花为底物发酵灵芝所制备的香精香料具有更丰富的物质组成，且物质含量明显提高，这些物质组成及含量变化赋予灵芝菊花香精香料特殊的香味及工业用途。由表5可知，发酵物a1、a2、a3均具有很好的香味，可以广泛应用于食品、烟草、化妆品、医疗等领域，赋予产品特征香气和香韵。表2发酵物a0、a1、a2、a3的发酵参数表3发酵物a0的物质基础分析结果表4发酵物a1的物质基础分析结果表5发酵物a0、a1、a2、a3的嗅香结果组别香气发酵物a0较淡清香味发酵物a1菊花特征香气，带浓甜香发酵物a2菊花特征香气，带浓甜香发酵物a3菊花特征香气，带浓甜香实施例2：牛樟芝+菊花具体步骤如下：(1)取80ml种子培养基置于250ml摇瓶中，取一块1cm2的于4℃下保存的牛樟芝接种至种子培养基中，于温度28℃、转速110r·min-1的条件下培养10d，得到种子液；(2)取100g发酵培养基(105℃灭菌20min)置于250ml摇瓶中，将种子液按照表6的参数接种至发酵培养基中进行发酵，得到发酵物b0、b1、b2、b3；其中，b0组为空白对照组。将发酵物b0、b1、b2、b3按照香精香料固相微萃取-气质分析方法中记载的分析方法进行分析，其中，发酵物b0、b1的分析结果见表7-8与图3-4。对发酵物b0、b1、b2、b3进行嗅香，结果见表9。由表7-8与图3-4可知，发酵物b1较空白对照组发酵物b0的物质种类发生了明显变化且物质含量均显著增加，其中，庚烯醛、苯甲醛、苯甲酸甲酯、苯乙酸甲酯、2-甲氧基苯乙酸甲酯含量显著增加；除此之外，还增加了一些含量较高的物质，如1,1-二乙氧基乙烷、bicyclo[3.1.1]hept-3-en-2-one,4,6,6-trimethyl-、2-茨酮、反式-2-壬烯醛、4-甲氧基苯甲酸甲酯、龙胆酸二甲醚甲酯等；因此，相较于牛樟芝发酵液，以槐花为底物发酵牛樟芝所制备的香精香料具有比较丰富的物质组成，大部分物质含量均有增加，这些物质组成及含量变化赋予牛樟芝槐花香精香料特殊的香味及工业用途。由表9可知，发酵物b1、b2、b3均具有很好的香味，可以广泛应用于食品、烟草、化妆品、医疗等领域，赋予产品特征香气和香韵。表6发酵物b0、b1、b2、b3的发酵参数表7发酵物b0的物质基础分析结果表8发酵物b1的物质基础分析结果表9发酵物b0、b1、b2、b3的嗅香结果组别香气发酵物b0水蜜桃清香味发酵物b1槐花清甜香气发酵物b2淡槐花特有香气发酵物b3槐花特有香气，带清甜味对比例1：灵芝+桂花具体步骤如下：将实施例1中的菊花替换成桂花，重复实施例1中a1组的实验，得到发酵物a4。对得到的发酵物a4进行嗅香，结果见表10。对比例2：灵芝+玫瑰花具体步骤如下：将实施例1中的菊花替换成玫瑰花，重复实施例1中a1组的实验，得到发酵物a5。对得到的发酵物a5进行嗅香，结果见表10。对比例3：灵芝+白芍花具体步骤如下：将实施例1中的菊花替换成白芍花，重复实施例1中a1组的实验，得到发酵物a6。对得到的发酵物a6进行嗅香，结果见表10。对比例4：灵芝+薰衣草具体步骤如下：将实施例1中的菊花替换成薰衣草，重复实施例1中a1组的实验，得到发酵物a7。对得到的发酵物a7进行嗅香，结果见表10。对比例5：牛樟芝+桂花具体步骤如下：将实施例2中的槐花替换成桂花，重复实施例2中b1组的实验，得到发酵物b4。对得到的发酵物b4进行嗅香，结果见表10。对比例6：牛樟芝+玫瑰花具体步骤如下：将实施例2中的槐花替换成玫瑰花，重复实施例2中b1组的实验，得到发酵物b5。对得到的发酵物b5进行嗅香，结果见表10。对比例7：牛樟芝+白芍花具体步骤如下：将实施例2中的槐花替换成白芍花，重复实施例2中b1组的实验，得到发酵物b6。对得到的发酵物b6进行嗅香，结果见表10。对比例8：牛樟芝+薰衣草具体步骤如下：将实施例2中的槐花替换成薰衣草，重复实施例2中b1组的实验，得到发酵物b7。对得到的发酵物b7进行嗅香，结果见表10。由表10可知，发酵物a4、a5、b6、b7香气品质较差，不适宜作为香精香料；a6、a7香味微弱，易散发，不适于产品加香；发酵物b4、b5的香味虽也较为宜人，但仍不如发酵物b1、b2、b3。表10发酵物a4、a5、b4、b5的嗅香结果实施例3：烟草的制备具体步骤如下：1、提取将实施例1得到的发酵物a1以及实施例2得到的发酵物b1分别按照方案一、方案二、方案三、方案四的参数条件进行提取，得到香精香料a、b、c、d、e、f、g、h；其中，各方案的提取条件如下：方案一：在发酵物中按1:3体积比加入30％乙醇(v/v)，150rpm提取2h，提取物10000rpm离心10min获取上清液，此上清液即为香精香料；方案二：在发酵物中按1:4体积比加入50％乙醇(v/v)，200rpm提取2h，提取物10000rpm离心10min获取上清液，此上清液即为香精香料；方案三：在发酵物中按1:3体积比加入40％乙醇(v/v)，150rpm提取3h，提取物10000rpm离心10min获取上清液，此上清液即为香精香料；方案四：在发酵物中按1:3体积比加入95％乙醇(v/v)，150rpm提取3h，提取物10000rpm离心10min获取上清液，此上清液即为香精香料；2、检测将制备得到的香精香料a、b、c、d、e、f、g、h按照烟丝表11的添加量比例加入烟丝，进行感官评定，评定结果见表11。由表11可知，香精香料a、b、c、e、f、g均可适用于烟草加香，具有很好的效果；香精香料d、h效果不好，不适宜做烟用香精香料。表11烟草感官评价结果注：“+”为正效应；“-”为负效应；“±”为效果不明显。实施例4：化妆水的制备具体步骤如下：将实施例11种提取得到的香精香料a、b、c、d、e、f、g、h按照表12的配方配置成化妆水，进行感官评定，评定结果见表13。由表13可知，香精香料a、b、c、d、e、f、g、h均可适用于化妆水加香，具有很好的效果。表12化妆水配方名称质量百分比％甘油51％透明质酸5丝氨酸0.25尿囊素0.03乙醇3香精香料0.1玫瑰水加至100表13化妆水感官评价结果虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。当前第1页12