利用蝉花菌固态转化生姜和豆粕粉制备降血糖食品的方法与流程

本发明涉及一种利用蝉花菌固态转化生姜和豆粕粉制备降血糖食品的方法，属于生物工程
技术领域：
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背景技术：
：随着我国经济的发展、人民生活水平的提高以及人们饮食结构的变化，尤其是高脂膳食摄入的增多，高血压、高血脂和高血糖等“三高”疾病的发病率逐年上升。控制和预防“三高”，药物虽然效果较好，但副作用大、价格相对较高，并非每个病人都能接受，因此开发疗效更好、无毒副作用的食品有着良好的发展前景。生姜是姜科多年生草本植物姜(zingiberofficinaleroscoe)的新鲜根茎。生姜性温，其特有的“姜辣素”能刺激胃肠黏膜，使胃肠道充血，消化能力增强，能有效地治疗吃寒凉食物过多而引起的腹胀、腹痛、腹泻、呕吐等。吃过生姜后，人会有身体发热的感觉，这是因为它能使血管扩张，血液循环加快，促使身上的毛孔张开，这样不但能把多余的热带走，同时还把体内的病菌、寒气一同带出。当身体吃了寒凉之物，受了雨淋或在空调房间里呆久后，吃生姜就能及时消除因肌体寒重造成的各种不适。生姜的含挥发油，主要为姜醇、姜烯、水芹烯、柠檬醛、芳樟醇等；又含辣味成分姜辣素，分解生成姜酮、姜烯酮等。此外，含天门冬素、谷氨酸、天门冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸等。口嚼生姜，可引起血压升高。姜辣素对口腔和胃粘膜有刺激作用，能促进消化液分泌，增进食欲。可使肠张力、节律和蠕动增加。有末梢性镇吐作用，有效成分为姜酮和姜烯酮的混合物。对呼吸和血管运动中枢有兴奋作用，能促进血液循环。体外实验，对伤寒杆菌、霍乱弧菌有明显的抑制作用。近些年来，随着科学技术的进步，人们对生姜的开发也逐渐的向深层次发展，有关生姜产品研究开发的报道很多：如将生姜直接烘干粉碎制成的生姜粉，用生姜提取物直接干燥制成制备的红姜糖茶，生姜精油。但生姜制品质量不稳定，而且生姜还具有中药的共性，见效慢。将生姜的有效成分直接提取出来开发成具有保健功能的食品正逐渐成为生姜开发利用的新思路。蝉花(cordycepscicadaeshing)是寄生在蝉体一种真菌，其子囊果和蝉体部分合称为金蝉花，国内外对蝉花仅作过一些药物化学和药理研究，如研究显示蝉花具有抗肿瘤、抗炎症、免疫调节和镇静功效。国内外研究主要集中于蝉花菌发酵的多糖和核苷进行发酵、提取工艺研究及固态、液态发酵产物的功效分析。文献报告较多的在于肾脏疾病功效的应用和机制研究。如蝉花菌丝减轻了肾小球的损害，改善了动物的肾功能和肾衰竭并发症(贫血、营养不良)，延缓了肾小球化的进程,其机制可能具有下调pai-1的表达，使肾小球毛细血管襻上u-pa的表达相应增高，使肾小球内col-ⅳ的表达量减少。同时也有研究报道蝉花菌提取物cyclodepsipeptidecordycecin、beauvericin的具有抑制抗肝癌细胞的功效。蝉花菌提取物ergosterolperoxide(ep)，(5,8-epidioxy-22e-ergosta-6，22-dien-3–ol)保护肾脏纤维化有明显功效。但是到目前为止没有利用生产含有麦角甾醇和多糖的食品的报道，及时液体培养也都是实验室规模，其工艺技术能否用于工业化还不能确定。技术实现要素：本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种利用蝉花菌固态转化生姜和豆粕粉制备降血糖食品的方法。技术方案本发明人将蝉花菌扩大培养技术与固态生物转化相结合，以蝉花菌为菌种，生姜、豆粕粉和大米为主要原料，采用发酵与转化相结合，生产出具有降血糖功能的食品。具体方案如下：一种利用蝉花菌固态转化生姜和豆粕粉制备降血糖食品的方法，包括如下步骤：(1)试管扩大培养：将一小块(4×4mm)蝉花菌种接种于马铃薯葡萄糖斜面培养基中，20-30℃下培养8-10d后，制得蝉花菌斜面菌种，10℃保藏；(2)蝉花菌培养：将步骤(1)制得的蝉花菌斜面切成7-10块10×10mm左右的菌块，挑取1块接种到蝉花菌固体种子培养基中，25-30℃下培养35-40d后，制得蝉花菌固体菌种；其中，蝉花菌固体种子培养基组成为：豆粕粉30-60份，小麦麸皮10-30份，蝉蛹干粉13-38份，酵母浸膏1-10份，磷酸二氢钾1-5份，硫酸镁1-5份，水110份；(3)固体发酵培养：制备固体发酵培养基，然后接种步骤(2)制得的蝉花菌种，拌匀后平摊在固态发酵床上，厚度6-20cm，宽度60-120cm，在固态发酵培养室中培养3-15d后，干燥至恒重，即得；步骤(3)中，所述固体发酵培养基的配方为：大米100份，豆粕粉30-60份，生姜20-60份，尿素0.5-5份，水60-150份。进一步，步骤(1)中，马铃薯葡萄糖斜面培养基组成：马铃薯200克，葡萄糖20克，琼脂20克，水1000ml。进一步，步骤(3)中，每100g固体发酵培养基中接种1-20g蝉花菌固体菌种。进一步，步骤(3)中，所述固体发酵培养基的制备方法：将豆粕粉和水混合浸泡24小时后，与大米、生姜混合，再加入尿素，混匀后120℃灭菌2小时，冷却至室温，即得。进一步，步骤(3)中，固态发酵培养的条件为：温度20-35℃，通气量为0.05-0.5:1v/v/m。有益效果：本发明利用蝉花菌固态转化生姜和豆粕粉制备降血糖食品，并且在以豆粕粉、大米和生姜为基质的固体培养基中添加尿素，显著提高了产品中蝉花菌多糖和麦角甾醇的含量，使多糖和麦角甾醇含量分别增加20％和25％，从而显著增强了产品的降血糖功能；本发明的降血糖食品是一种纯天然制剂，每克含有多糖2～30mg、麦角甾醇2～10mg，与现有降糖药物相比不仅见效快、效果显著，并且服用后不会导致低血糖，无任何副作用。附图说明图1为饲喂添加实施例1-3的降血糖食品后小鼠的血糖变化曲线图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。实施例1一种利用蝉花菌固态转化生姜和豆粕粉制备降血糖食品的方法，包括如下步骤：(1)试管扩大培养：将一小块(4×4mm)蝉花菌种接种于马铃薯葡萄糖斜面培养基中，20℃下培养10d后，制得蝉花菌斜面菌种，10℃保藏；马铃薯葡萄糖斜面培养基组成：马铃薯200克，葡萄糖20克，琼脂20克，水1000ml。(2)蝉花菌培养：将步骤(1)制得的蝉花菌斜面菌种切成8块10×10mm左右的菌块，挑取1块接种到蝉花菌固体种子培养基中，25℃下培养40d后，制得蝉花菌固体菌种；其中，蝉花菌固体种子培养基组成为：豆粕粉30份，小麦麸皮30份，蝉蛹干粉38份，酵母浸膏10份，磷酸二氢钾4份，硫酸镁2份，水110份；(3)固体发酵培养：制备固体发酵培养基，然后接种步骤(2)制得的蝉花菌固体菌种(每100g固体发酵培养基中接种1g蝉花菌固体菌种)，拌匀后平摊在固态发酵床上，厚度6cm，宽度120cm，在固态发酵培养室中温度35℃、通气量为0.5:1v/v/m的条件下培养3d后，90℃干燥至恒重，即得；步骤(3)中，所述固体发酵培养基的配方为：豆粕粉30份，尿素1份，水60份，大米100份，生姜60份。固体发酵培养基的制备方法：将豆粕粉和水混合浸泡24小时后，再在与大米、生姜混合，然后120℃灭菌2小时，冷却至室温，即得。实施例2一种利用蝉花菌固态转化生姜和豆粕粉制备降血糖食品的方法，包括如下步骤：(1)试管扩大培养：将一小块(4×4mm)蝉花菌种接种于马铃薯葡萄糖斜面培养基中，20℃下培养10d后，制得蝉花菌斜面菌种，10℃保藏；马铃薯葡萄糖斜面培养基组成：马铃薯200克，葡萄糖20克，琼脂20克，水1000ml。(2)蝉花菌培养：将步骤(1)制得的蝉花菌斜面菌种切成10块10×10mm左右的菌块，挑取1块接种到蝉花菌固体种子培养基中，25℃下培养40d后，制得蝉花菌固体菌种；其中，蝉花菌固体种子培养基组成为：豆粕粉60份，小麦麸皮20份，蝉蛹干粉25克，酵母浸膏10份，磷酸二氢钾4份，硫酸镁2份，水110份；(3)固体发酵培养：制备固体发酵培养基，然后接种步骤(2)制得的蝉花菌固体菌种(每100g固体发酵培养基中接种10g蝉花菌固体菌种)，拌匀后平摊在固态发酵床上，厚度13cm，宽度90cm，在固态发酵培养室中温度28℃、通气量为0.25:1v/v/m的条件下培养9d后，90℃干燥至恒重，即得；步骤(3)中，所述固体发酵培养基的配方为：豆粕粉45份，尿素5份，水105份，大米100份，生姜40份。固体发酵培养基的制备方法：将豆粕粉和水混合浸泡24小时后，再在与大米、生姜混合，然后120℃灭菌2小时，冷却至室温，即得。实施例3一种利用蝉花菌固态转化生姜和豆粕粉制备降血糖食品的方法，包括如下步骤：(1)试管扩大培养：将一小块(4×4mm)蝉花菌种接种于马铃薯葡萄糖斜面培养基中，20℃下培养10d后，制得蝉花菌斜面菌种，10℃保藏；马铃薯葡萄糖斜面培养基组成：马铃薯200克，葡萄糖20克，琼脂20克，水1000ml。(2)蝉花菌培养：将步骤(1)制得的蝉花菌斜面菌种切成7块10×10mm左右的菌块，挑取1块接种到蝉花菌固体种子培养基中，25℃下培养40d后，制得蝉花菌固体菌种；其中，蝉花菌固体种子培养基组成为：豆粕粉60份，小麦麸皮10份，蝉蛹干粉13克，酵母浸膏1份，磷酸二氢钾1份，硫酸镁1份，水110份；(3)固体发酵培养：制备固体发酵培养基，然后接种步骤(2)制得的蝉花菌固体菌种(每100g固体发酵培养基中接种10g蝉花菌固体菌种)，拌匀后平摊在固态发酵床上，厚度20cm，宽度60cm，在固态发酵培养室中温度20℃、通气量为0.05:1v/v/m的条件下培养15d后，90℃干燥至恒重，即得；步骤(3)中，所述固体发酵培养基的配方为：豆粕粉60份，尿素3份，水150份，大米100份，生姜20份。固体发酵培养基的制备方法：将豆粕粉和水混合浸泡24小时后，再在与大米、生姜混合，然后120℃灭菌2小时，冷却至室温，即得。性能测试：1.将实施例1-3制得的降血糖食品进行麦角甾醇的含量测试，测试方法如下：(1)色谱条件：采用agilenteclipsexdb-c18色谱柱(250mm×4.6mm，5μm)；流动相选用甲醇；洗脱方式为等度洗脱；体积流量1.0ml/min；柱温35℃；进样量10μl；检测波长281nm。(2)标准曲线制作：精密称取10mg麦角甾醇对照品适量，置于25ml量瓶中，加甲醇溶解并稀释至刻度，摇匀，即得0.4mg/ml的麦角甾醇对照品储备溶液。将麦角甾醇对照品储备液分别用甲醇稀释2、4、8、16、32、64倍，即得质量浓度为0.2、0.1、0.05、0.025、0.0125、0.00625μg/ml的麦角甾醇对照品溶液，各精密进样10μl，按上述色谱条件测定峰面积。绘制峰面积-麦角甾醇质量浓度标准曲线。(3)供试品麦角甾醇含量测定：称取烘干的蝉花培养物供试品约0.2g，精密称定。置于25ml具塞锥形瓶中，精密移取石油醚6ml，超声30min，取出，4000r/min离心10min，取适量上清液3ml于55℃恒温水浴锅上挥干，挥干后残渣用甲醇充分溶解，并定容至10ml量瓶中。取上清液，过0.22μm的微孔滤膜，即得供试品溶液。精密进样10μl，按上述色谱条件测定峰面积。根据峰面积-麦角甾醇质量浓度标准曲线，计算样品中麦角甾醇含量。2.将实施例1-3制得的降血糖食品进行多糖的含量测试，测试方法如下：(1)多糖准曲线测定：准确量取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6和0.7ml1mg/ml的葡萄糖标准品溶液于定量刻度试管中，蒸馏水定容到2ml，分别加入1.0ml5％的苯酚溶液，快速加入5.0ml浓硫酸并摇匀，沸水浴15min，流动水冷却至室温，以2ml蒸馏水代替标准液，冷却后，用水代替标准葡萄糖溶液作为空白对照。于波长490nm处测量吸光值，然后绘制标准葡萄糖浓度-吸光度曲线图。(2)多糖的提取：分别称取1g实施例1-3制得的降血糖食品，放入试管，加入10ml蒸馏水，塞入试管塞，在80℃下水浴3h，转入离心管离心，残渣再加入30ml蒸馏水，沸水浴1h，取上清液，蒸馏水定容至10ml保存在4℃冰箱中，用于分析多糖含量。(3)样品中多糖测定：准确量取多糖提取液2ml，快速加入5.0ml浓硫酸并摇匀，沸水浴15min，流动水冷却至室温，以2ml蒸馏水代替标准液，冷却后，用水代替标准葡萄糖溶液作为空白对照。于波长490nm处测量吸光值。麦角甾醇及多糖含量的测试结果见表1：表1实施例1实施例2实施例3麦角甾醇，mg/g降血糖食品2.05.610多糖，mg/g降血糖食品3015.22.13.降血糖功能测试试验方法：100只小鼠以基础饲料适应喂养5d后，腹腔注射180mg/kg体重的四氧嘧啶，饲喂普通小鼠饲料(12％酪蛋白，60.98％玉米淀粉，15％蔗糖，7％玉米油，1％维生素糖粉，4％矿物盐，0.02％鱼肝油)五天后，取尾血用血糖试剂盒测定血糖含量，以血糖含量高于13mmol/ml的模型鼠随机分为6组：正常对照组、高血糖对照组、实施例1样品组、实施例2样品组和实施例3样品组，所有正常对照组和高血糖对照组实验鼠都饲喂基础饲料，实施例样品组分别饲喂60％基础饲料+30％实施例1或实施例2或实施例3的降血糖食品。各组小鼠均自由摄食和饮水，动物室温度18～22℃。连续给药四周后，每隔七天尾部静脉取血，分析血糖含量，试验结果见图1。图1为饲喂添加实施例1-3的降血糖食品后小鼠的血糖变化曲线图，由图1可以看出，在整个试验期间，正常组和高血糖对照组血糖值基本不变，而实施例1、实施例2和实施例3组血糖值显著降低。当前第1页12