一种基于固态发酵提高青稞营养物质和功能成分含量的方法

本发明涉及固态发酵，具体涉及中国美味蘑菇柴达木变种(agaricussinodeliciosus var.chaidam)zju-tp-08固态发酵青稞以提高其营养物质和功能成分含量的方法。

背景技术：

1、全谷物饮食是当今社会追求的健康饮食方式，研究指出，全谷物不仅含有丰富的b族维生素、镁、铁和膳食纤维，还含有多酚、维生素e、单宁、类胡萝卜素、植酸、木质素和木脂素等活性成分，然而除小麦粉之外的谷物大部分都不具有面筋，其粉质无法形成面团，因此全谷物食品的应用限制较多。全谷物经固态发酵后更多营养物质得到释放，大分子物质被降解为小分子物质，并且微生物活动会产生有机酸、代谢产物等功能因子，经发酵后品质得到大幅提升，因此全谷物的固态发酵成为其扩大应用的重要途径。

2、固态发酵是微生物在没有或基本没有游离水的多孔性固态基质上，用一种或多种微生物发酵的过程，其加工过程具有节水、节能、不产生废液等环保性特点。在全谷物发酵中多以混合菌种为主，混合菌种主要由底物菌和乳酸菌组成，乳酸菌发酵是提升功能价值的有效手段，底物菌的存在是为乳酸菌的繁殖提供营养基础，常采用的有曲霉、根霉、木霉等。

3、当前，在固态发酵中利用可食用真菌菌丝发酵谷物以提高谷物营养成分和活性物质已经成为一种研究趋势。食用菌中含有丰富的营养物质，突出表现在蛋白质和氨基酸，食用菌菌丝作为食用菌营养成分的替代来源，用于固态发酵后可提高谷物发酵产物中蛋白质和氨基酸含量。研究发现利用双孢菇菌丝体发酵玉米后，蛋白质、还原糖、总氨基酸以及必需氨基酸的含量增加，提高了玉米的营养价值(刘红艳,翟飞红,韩建荣.双孢蘑菇固态发酵对玉米营养成分的影响[j].山西农业科学,2017,45(06):918-922.)；另外有研究报道使用姬松茸分别固态发酵小麦、大米、燕麦、玉米、小米、糜米和高粱七种谷物，经姬松茸固态发酵后，提高了其总酚、氨基酸态氮、水溶性蛋白及还原糖的含量(翟飞红,王琪,刘艺,韩建荣.姬松茸固态发酵对谷物主要营养成分的影响[j].食品工业科技,2015,36(06):212-215)；最近有研究报道使用姬松茸、白灵菇、木耳三种食用菌的菌丝体分别固态发酵糙米、玉米和小麦，增加了三种谷物中的蛋白质，总氨基酸，膳食纤维以及总酚和抗氧化性，并且富集了功能成分包括麦角甾醇、麦角硫因(stoffel,f.；santana,w.d.；fontana,r.c.；gregolon,j.g.n.,et,al.chemical features and bioactivity of grain flourscolonized by macrofungi as a strategy for nutritional enrichment.foodchemistry 2019,297.)。

4、青稞是禾本科、大麦属一年生草本植物，主要种植于西藏、青海等地，是当地居民的主食。由于它含有丰富的营养物质，比如蛋白质、膳食纤维、维生素和不饱和脂肪酸，同时还具有独特的生物活性物质，比如β-葡聚糖、酚类化合物、花青素，β-葡聚糖具有降低胆固醇水平、抑制心血管疾病、预防肿瘤和提高免疫力等功能。有研究表明，长期食用青稞可以有效降低一些慢性疾病的风险，比如，冠心病、糖尿病、肥胖症和癌症，因此，青稞受到越来越多的关注。但是青稞的口感粗糙，难以被大多数人接受，并且有研究报道，90％的青稞用作动物饲料，极大地限制它的开发和应用。

5、目前，青稞主要作为青稞酒的生产原料被加工利用，利用食用菌固态发酵来丰富青稞营养物质和功能成分的研究较少。中国美味蘑菇柴达木变种(agaricussinodeliciosus var.chaidam)是柴达木盆地特有的野生大型真菌，其营养丰富，作为一种传统的食用菌和药用菌在当地广泛食用，未见有利用其菌丝体对谷物进行固态发酵的研究报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用固态发酵提高青稞营养物质和功能成分含量的方法，促进青稞的应用并提升其商业价值。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了中国美味蘑菇柴达木变种(agaricus sinodeliciosusvar.chaidam)zju-tp-08在固态发酵青稞中的应用，所述中国美味蘑菇柴达木变种zju-tp-08的保藏号为cctcc no:m 2021511。

4、本发明将中国美味蘑菇柴达木变种zju-tp-08作为青稞固态发酵的发酵菌，研究表明，青稞作为发酵基质为zju-tp-08菌丝体生长提供营养供给，菌体发酵产生麦角甾醇等功能因子，同时青稞经固态发酵后释放出更多营养物质，两者产生协同大幅提升发酵产物的品质。因此，用中国美味蘑菇柴达木变种(agaricus sinodeliciosus var.chaidam)的菌丝体对青稞固态发酵是一种丰富青稞营养物质和功能成分的有效策略和方法。

5、具体的，所述应用包括：将所述中国美味蘑菇柴达木变种zju-tp-08菌丝体接种于经水浸泡预处理的青稞中，进行固态发酵，得到发酵青稞。

6、通过理化分析评估了发酵青稞的营养成分、活性物质以及物理特征的变化：

7、与未发酵的青稞相比，发酵青稞中营养成分、功能成分含量显著提高。所述营养成分包括蛋白质、总氨基酸、膳食纤维、β-葡聚糖，与未发酵的青稞相比，发酵后的青稞中蛋白质含量提高了5.2-6.0％，总氨基酸含量提高了5.1-5.6％，总膳食纤维含量提高了51.2-61.5％，β-葡聚糖含量提高了18.5-24.2％。所述功能成分包括麦角甾醇、总酚、总黄酮，与未发酵的青稞相比，发酵后的青稞总酚提高了18.12-25.10％，总黄酮含量提高了44.30-62.61％，而且发酵青稞中还含有麦角甾醇，其含量达到0.08-0.19mg/g。

8、与未发酵的青稞相比，发酵青稞的抗氧化性明显提高，水溶性指数提高、粘度降低。

9、进一步的，本发明还提供了一种基于固态发酵提高青稞营养物质和活性成分含量的方法，包括以下步骤：

10、(1)将活化的保藏号为cctcc no:m 2021511的中国美味蘑菇柴达木变种(agaricus sinodeliciosus var.chaidam)zju-tp-08接种于种子液培养基中，20-25℃避光培养，得到种子液；

11、(2)将清洗后的青稞用水浸泡10-12h，得到预处理青稞，再添加硫酸钙和氯化钙调节基质的ph值在5.5-7.5，灭菌制得发酵基质；

12、(3)将种子液接种于发酵基质中，在22-25℃条件下避光培养20-25d，得到发酵青稞。

13、步骤(1)中，所述活化为将中国美味蘑菇柴达木变种zju-tp-08菌种接种到pda培养基上，在20～23℃的条件下培养15～25d，制得固体菌种。

14、制备种子液的方法为：在中国美味蘑菇柴达木变种zju-tp-08的pda平板上挑选适当大小的菌块接入到种子液培养基中，20-25℃避光培养8-15d，可以明显观察到菌丝在液体培养基中充分生长。

15、所述种子液培养基以每升重量份计包括：麦芽糖15～25g，葡萄糖15～25g，蛋白胨5～6g，磷酸二氢钾0.1～0.2g，无水硫酸镁0.4～0.8g。

16、优选的，所述种子液培养基以每升重量份计包括：麦芽糖20g，葡萄糖20g，蛋白胨5g，磷酸二氢钾0.14g，无水硫酸镁0.6g。

17、优选的，种子液培养条件为在25℃、转速150rpm的条件下培养7天。

18、步骤(2)中，本发明采用青稞作为发酵基质，为了促进菌种的生长，首先对青稞进行预处理，用水清洗6-8次，除去杂质和有病虫害的青稞，再浸泡10-12h，一方面提高青稞的含水量，为后续食用菌固态发酵过程中提供必要的水分，另一方面可以减少青稞中的抗营养成分，提高食用菌对青稞的利用。

19、优选的，青稞预处理还包括将浸泡后的青稞进行超声处理或发芽处理。超声在改善青稞质地的过程中，也会刺激青稞中初级和次级代谢产物的变化，提高食用菌对青稞的利用；发芽可以增强青稞的生物活性潜力以及感官特征，同时减少抗营养成分，提高食用菌对青稞的利用。

20、所述超声处理的条件：频率为30-40khz，温度为20-25℃，时间为1.5-2h。优选的，所述超声处理条件为40khz，温度25℃。

21、所述发芽处理的条件：将浸泡12h的青稞，沥干水后平铺在盘子中，置于恒温恒湿培养箱中，温度为20-25℃，湿度为80-90％，在昏暗条件下培养36-48h，芽长约为1-1.5cm。优选的，所述发芽的条件为温度25℃，湿度80％。

22、青稞预处理完成后，加入硫酸钙和氯化钙，用于调节发酵基质中的ph，大约在5.5-7.5。优选的，每100g预处理青稞中加入0.2g-0.5g硫酸钙和0.2-0.5g氯化钙。预处理青稞的含水量为60-70％。

23、121℃中灭菌20-30min，一方面为后续接种和发酵提供无菌环境，另一方面改变青稞中淀粉的结构，促进食用菌对青稞淀粉的充分利用。

24、步骤(3)中，将步骤(1)的种子液接种到步骤(2)的发酵基质中，22-25℃条件下避光培养20-25d，使中国美味蘑菇菌丝充分附着在发酵基质上。

25、优选的，步骤(3)中，10-16ml种子液接种到50-100g青稞中。

26、发酵结束后，青稞置于50-60℃的烘箱中烘干至恒重，在粉碎机中研磨后过60目筛。

27、本发明还提供了由上述方法制备得到的发酵青稞。理化分析结果表明青稞经中国美味蘑菇柴达木变种(agaricus sinodeliciosus var.chaidam)zju-tp-08固态发酵后，提高了营养物质包括蛋白质，总氨基酸、膳食纤维、还原糖和β-葡聚糖的含量，以及功能成分包括麦角甾醇、酚类、黄酮类化合物的含量，抗氧化性也提高。同时还提高了青稞的水溶性指数，降低了青稞的粘度属性。

28、进一步的，本发明还提供了所述发酵青稞在制备功能食品中的应用。

29、本发明具备的有益效果：

30、(1)本发明提供的中国美味蘑菇柴达木变种(agaricus sinodeliciosusvar.chaidam)zju-tp-08的菌丝体对青稞固态发酵的方法可以显著提高青稞中的营养物质和功能成分，尤其是β-葡聚糖和麦角甾醇，同时还提高了青稞的抗氧化性能、水溶性指数，降低了青稞的粘度属性。发酵青稞具有作为功能性食品开发的潜力。

31、(2)本发明采用中国美味蘑菇柴达木变种zju-tp-08菌丝体作为发酵菌种，菌丝体培养时间短，培养条件简单，且满足对谷物进行固态发酵以丰富其营养物质的要求，因此利用中国美味蘑菇柴达木变种(agaricus sinodeliciosus var.chaidam)的菌丝体对谷物进行固态发酵是提高农产品利用率和营养价值的有效方法。

32、(3)本发明提供的固态发酵，方法简单，容易操作，培养条件简单，具有非常广泛的应用前景。