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冬虫夏草功能性黄酒发酵条件对虫草素含量的影响

更新时间:2009-03-28

0 引言

冬虫夏草别名虫草,属于真菌界、子囊菌门、核菌纲、麦角菌目、麦角菌科、虫草属[1],是一种名贵的重要药用真菌,含有多种有效成分(虫草菌丝、多糖、虫草素等),具有增强免疫力、抗肿瘤、抗氧化及降血糖的作用,自古以来有“仙草”的美称[3]。虫草素(cordycepin)又称虫草菌素、蛹虫草菌素,为含氮配糖体的核酸衍生物,属嘌呤类生物碱,可以降低血液中的胆固醇和甘油三酯,提高对人体有利的高密度脂蛋白,减轻动脉粥样硬化。

有CNNIC发布的数据显示,早在2012年底,我国使用社交网站的用户规模就已经达到2.75亿人,而社交网络使用者在网民中占比48.8%,且社交网站的每月至少一次使用率由63.2%逐步攀升。由此可见,SNS在互联网服务中占据着重要地位。然而在社交网站流失用户原因的调查中[1],认为浪费时间而放弃继续使用的用户占45.8%,失去兴趣而离开的用户占比40.4%,余下的原因如垃圾信息太多,网站无用等原因均与安全性无直接联系。即用户目前不会因为安全性而大规模离开某个SNS。

近年来,冬虫夏草人工栽培、有效成分提取等方面的研究发展迅速,冬虫夏草药理药效的研究也取得了一定的进展,并且冬虫夏草保健食品开发的种类繁多,市场上有虫草饮料、虫草酒、虫草软糖、虫草含片、虫草果冻、虫草药膳、虫草膏等产品,但是大部分还是以子实体为原料浸提而成,采用液体发酵制备的产品还较少。药用真菌液体深层发酵技术与传统的生产方式相比有明显的优越性,菌丝细胞在反应器内最适培养条件下生长,新陈代谢旺盛,菌丝生长分裂迅速,在短时间内既能产生大量的菌丝体,又可以分泌出大量的生物活性物质。因此,代用品的开发成为必然趋势,而代用品的开发有赖于冬虫夏草无性型的确证、液体发酵、活性成分分离分析、药理学等方面的研究已取得的成果。

黄酒在中国有着悠久的历史,是中国的民族特产,也是世界最古老的饮料酒之一。黄酒有杀百邪恶毒、通经络、行血脉、温脾胃、养皮肤、散湿气、扶肝、除风下气、活血、利小便等功效并具有烹饪、药用等功效[4],是理想的功能性保健饮品。

冬虫夏草在医疗保健等方面,市场也十分广阔[13]。近些年人们不断追寻天然健康的生活方式,兼具药材和黄酒功能的低酒精度、高功能性的发酵型黄酒也将拥有广阔的市场前景,因此对二次发酵冬虫夏草黄酒工艺的研究[2],对功能性冬虫夏草黄酒的开发具有一定的帮助。本文主要针对冬虫夏草功能性黄酒二次发酵加工工艺的关键技术进行研究,以解决困扰和制约功能性冬虫夏草黄酒发展的关键技术问题,为冬虫夏草资源综合利用开辟新领域,也进一步丰富市场上黄酒产品的种类。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1供试菌种

冬虫夏草(Cordyceps sinensis):购于中国林业科学研究院菌种保藏中心。标准虫草素:购于北京康倍斯科技有限公司。小曲酒曲:购于浙江力克生物科技有限公司。

[参考文献]

斜面培养基[5]:马铃薯20%、葡萄糖2%、蛋白胨0.5%、KH2PO40.1%、MgSO4·7H2O 0.01%、琼脂 2%、pH自然;

种子培养基[5]:马铃薯20%、葡萄糖2%、蛋白胨1%、KH2PO40.3%、MgSO4·7H2O 0.15%、酵母膏0.5%、pH自然;

发酵培养基:葡萄糖2%、蛋白胨1%、KH2PO4 0.3%、MgSO4·7H2O 0.2%、pH自然;

1.2 试验方法

1.2.1液体菌种的制备

取PDA斜面菌种,在无菌操作台中分别接种至5个液体培养基中,23℃摇瓶避光培养,1-2天120r/min,3-4天150r/min[5],5-6 d后冷藏贮存。

35岁以后妊娠患各种疾病的几率较大,不仅会影响受孕,在妊娠后也会使自身和胎儿的健康、安危受到很大影响。因此,怀孕之前一定要先去进行积极的治疗,彻底治愈后再怀孕。

1.2.2正交试验确定虫草素一次发酵工艺

运用正交试验法,以L9(33)因素水平表,设计方案。取A(培养基成分)、B(培养时间)、C(培养温度)为冬虫夏草功能性黄酒发酵条件优化试验的3个因素,各试验因素的水平分别为:在发酵培养基中添加成分(A),淀粉、马铃薯、玉米;培养时间(B),4d、7d、10d;培养温度(C),18℃、23℃、27℃,从均匀正交设计表中选用L9(33)表,见表1。无菌条件下吸取5mL接种至各瓶培养基中,于各自发酵条件下避光150r/min培养。

 

表1 正交因素-水平设计表

  

水平 因素1 2 3 A(培养基成分)淀粉马铃薯玉米B(培养时间)4d 7d 10d C(培养温度)18℃23℃27℃

1.2.3发酵液上清液制备

以上分析表明,分蘖期淹水处理恢复24 h后,水稻倒1叶的SPAD值和Pn值均发生变化,且两者变化趋势基本一致。水稻受淹1 d时,不同淹水深度处理的SPAD值和Pn值较对照均增加,但随着淹水胁迫的加重,SPAD值和Pn值逐渐低于对照,水稻1/1-5d处理的SPAD值和Pn值较对照减少幅度均为最大。

与第一学期相比,实验班第二学期学生数学成绩的离散程度有所缩小。实验班成绩方差虽然高于对照班,成绩相对分散,但是没有明显扩大的趋势。以上数据说明,实验班多数学生基本适应了辩证动态双主教学,成绩分散程度逐步变小,并成常态化。

发酵液在4000r/min的条件下离心20min,取其上清液。将提取的发酵液,稀释5倍,于259nm紫外分光测得吸光度。

[1]王祖华,张柯,李永程.冬虫夏草菌种的制备及液体培养基的优化研究[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2010,20(4):10-12.

1.2.4.1原料选择及处理

将色泽良好、无虫蛀、无霉变的优质精白长形大米淘洗干净后浸泡24小时,让米充分吸水[8]。将浸泡完全的大米(手捻易碎,断面无硬心)用干净纱布包好(米层厚度控制在5cm左右),置于高压灭菌锅内121℃下高压蒸汽灭菌20min。自然冷却至30℃左右。

按《保山市烤烟综合标准》规范实施。适时灌水,及时除草,适期进行中耕,培土2次。病虫害防治采取人工防治和药物防治措施,根据大田期发病情况7 d进行一次药剂防治。生长正常的烟株待田间50%的烟株中心花开放时,打顶并涂抹抑芽剂。成熟烟叶按小区分别采收,单独编杆挂牌烘烤,烤出的烟叶按小区进行分类保管并交售。

1.2.4.2 接种(入罐拌曲)

课堂教学中教师可以利用平台针对某个知识点或者一节课的所有知识点,做一次课堂检测,由于平台可以同步看到学生的答题情况,汇总统计答题的结果,这样教师就能够根据随堂练习的反馈结果及时把握学生的掌握情况,及时对学生进行分层式的个性化指导,也便于后面教学内容的调整。

在发酵液中加入0.4%[9]酒曲,将摊晾好的米饭230g与提取的发酵液230mL按质量体积1:1的比例装入发酵瓶中,虚旋紧瓶盖。

1.2.4.3单因子变量优化试验

将处理好的发酵瓶置于30℃恒温培养箱中进行糖化及促进酵母菌繁殖,两天后旋紧瓶盖,主发酵,品温控制在26℃[10]开始发酵计时。

以发酵时间为单因素变量,水平选择为:3d、6d、9d。

将发酵液经8层纱布过滤,采用蒸馏法测定酒样中的酒精度。根据测得的温度和酒精计示值,查GB/T 10345-2007中的附录二,换算成20℃时的酒精度(%)。

将过滤得的酒样稀释20倍,259nm紫外分光测得吸光度。

1.2.5虫草素含量的测定

将标准虫草素稀释成0.08mg/mL的标准液,取6支试管,编号1-6,按下表加入试剂,在紫外分光光度计260nm[7]处测吸光度值,做出标准曲线。

将测得的吸光度值及酒精度经换算,代入标准曲线方程,经过取平均值及换算制得单因素试验结果图表。

 

表2 紫外分光光度计测虫草素标准曲线

  

12345标准虫草素溶液(mL)H2O(mL)0 0 5.0 0.2 4.8 0.4 4.6 0.6 4.4 0.8 4.2 1.0 4.0

取六支试管,按照表2编号1-6,1号管加入本实验所用的酸牛奶,作为比色对照,2-6号管加入相应的酸奶样品,且6支试管内加入的酸奶样品液和酸牛奶均为稀释200倍后的稀释液,体积均为5mL,然后于紫外分光光度计260nm处测吸光度值,代入标准曲线方程中测得虫草素含量。

1.2.6试验数据处理

所有试验数据均为三次重复测得的平均值。采用SPSS软件进行数据分析。

研究对象为2012-2015年7套国考数学学科知识与能力试题,基于前文对数学学科知识的定义,实际本研究只涉及每套试卷中第1—6、7(8)、 9—11、14题.

2 结果分析

2.1 虫草素标准曲线制作

以酵母菌为发酵主体的发酵过程中,大米为菌体提供了碳源,整个发酵过程中,菌体对一次发酵液中水分的利用,微量一次发酵液中残留冬虫夏草菌种的发酵对最终的酒液中虫草素含量都会产生一定影响。

2.2 虫草素一次发酵结果分析

以培养基成分、发酵时间、发酵温度对冬虫夏草功能性黄酒发酵条件优化试验的因子水平对虫草素含量影响正交实验结果见表3。

4)同样的,对待识别的图片我们也进行一样的操作。即定义一个列表samples[],用img_path用于存储待识别图片的所有路径。接下来执行步骤2),3)类似的操作,最后得到存有测试数据的文件samples_test.npy文件。进入步骤5);

由表3可知:影响因素为培养基成分>培养时间>培养温度;最佳组合为6号组合马铃薯培养基在18℃生化培养箱培养10d。

2.打好“文化牌”,提升软实力。抓文化就是抓发展,抓文化软实力就是在更高层次上提升发展的软实力和硬动力。我们要坚持全方位、多角度精心打造“以团队文化、亲情文化和安康文化为核心”的企业文化品牌,用和谐文化来教育、感染、凝聚员工,实现队伍的和谐稳定。在团队文化建设中,尤其要注重逐步培育和形成具有自身特点的文化体系,为发展油田、振兴油田提供强大的思想基础和精神动力。

 

表3 虫草素一次发酵正交结果的直观分析

  

A B C(d)1 2 3 4 5 6 7 8 9 T 1 4 7 1 0 4 7 1 0 4 7 1 0虫草素含量mg/100mL 8.9293 6.6941 14.3122 16.8909 15.7933 22.0681 0.9480 6.0101 4.6289 T2 T3 X1 X2 X3 R因子主次最优组合淀粉淀粉淀粉马铃薯马铃薯马铃薯玉米玉米玉米29.9356 54.7522 11.5870 9.9785 18.2507 3.8623 14.3884 B>A>C A2B3C4 26.7682 28.4975 41.0092 8.9227 9.4992 13.6697 4.7470(℃)18 23 27 23 27 18 27 18 23 37.0075 28.2139 31.0535 12.3358 9.4046 10.3512 2.9312 T=96.2748

2.3 培养基制作、拌曲

前期罐内氧气充足,菌体大量繁殖,可观察到少量白色菌丝出现,旋紧瓶盖后菌体进行无氧呼吸产生酒精,后期菌丝消失,表面米粒松散游离,大部分米粒结块,有酒香溢出。

2.4 虫草素二次发酵结果分析

由于钻孔灌注桩使用的钻孔灌注设备的不同,其相应的施工工艺也不同,本文主要讨论循环钻机的施工工艺,具体如下:找平场地→测量并确定孔位→埋设防护桶→钻机设备到位→钻进→第一次先清孔→检测钻洞→制作钢筋笼→钻孔下导管→二次清孔→水下混凝土浇筑→拔管→桩基成型。

党的群众路线,强调党员自身的认识和对党的认识,更重要的一点是更为科学、理性地认识群众的意愿。联系群众,团结群众,毛泽东曾经明确指出:“要团结一切可以团结的力量。”这是毛泽东在革命抗战时期所体现的伟大的马克思主义胸怀。这句话在当代也是我党需要坚定的信念,广大党员干部必须再次认清我党不仅仅是中国的执政党,更是中国社会的建设党和社会主义事业发展的领路人。邓小平曾明确提出:“把党建设成为有战斗力的马克思主义政党,成为领导全国人民进行社会主义物质文明和精神文明建设的坚强核心。”[4]9

 

表4 不同发酵时间处理后虫草素含量

  

3 6 9发酵时间(d)虫草素含量mg/100mL酒精度(%)25.5096 8.3 27.84487 10.6 26.42393 10.9

虫草黄酒不同发酵时间虫草素含量的影响结果见表4,由表4可知当发酵时间为6d时虫草素含量最高,同时酒精度已不再大幅改变,此后虫草素可能因被降解或利用而减少,所以本试验中最佳发酵时间为6d。

3 讨论

3.1 培养基成分

本试验中虫草素发酵效果马铃薯培养基优于淀粉培养基优于玉米培养基。马铃薯粉、淀粉、玉米粉中主要成分均为淀粉,但玉米粉中含有较多支链淀粉,分子量大,制得培养基微黏[11],不利于菌体的利用;淀粉为实验室可溶性淀粉试剂,为直链结构,但由于成分比较单一不能为菌体提供某些生长因子,故效果略差于马铃薯培养基;马铃薯粉中淀粉含量高,同时作为天然培养基也为菌体提供了某些重要的生长因子,使菌体快速生长进行稳定的代谢活动。

虫草素比色法测定的回归方程为y=-0.00181+6.76143x,r=0.99934。

3.2 发酵时间

本试验时间设置为4d、7d、10d,最佳发酵时间为10d。虫草素作为菌种的次生代谢产物[12]在发酵过程中,时间过短冬虫夏草菌丝处于对数生长期主要进行菌丝的生长及数量的增多,虫草素还没有大量产生并分泌到胞外,时间过久菌种会发生老化,虫草素产生率会降低或被因衰老产生的酸碱破坏掉或消耗。

在酵母菌发酵过程中,发酵不足,酒味不浓郁、味酸,水分过多导致虫草素含量低;发酵过度,口感降低,高酒精浓度及过酸环境可能导致虫草素分解。所以在黄酒酿制过程中,应当严格控制发酵时间[13]

3.3 发酵温度

一般真菌的最适温度为25-30℃左右[14],但是由于冬虫夏草主要分布在青海、西藏、四川、云南、贵州、甘肃海拔4000米左右的高海拔地区[15],生长环境阴凉潮湿,故其温度较一般真菌最适生长温度要低很多。在活化及摇瓶培养时期,温度高于27℃时,冬虫夏草几乎不生长。本试验中最适温度为18℃。

酿酒过程中选取了最适宜酵母菌酿酒的温度26℃,淀粉糖化的过程中糖化温度一般设定在30℃左右,利用罐内残余空气促进酵母增殖后,温度控制在26-28℃进入主发酵。

4 结论

虫草素经济价值很高,冬虫夏草发酵技术在现今也有很好的前景。本试验在冬虫夏草两次发酵过程中不同条件对虫草素含量的影响进行了讨论,确定了虫草素最佳发酵组合条件为:冬虫夏草在马铃薯培养基、10天、18℃的发酵液拌入酒曲后于26℃发酵6天酿制功能性保健黄酒;其中一次发酵液中虫草素含量为22.07mg/100mL,酿得黄酒中的虫草素含量为27.84mg/100mL,酒精度为10.6%。在实际生产中可考虑成本等多方面因素,根据冬虫夏草发酵的影响因素适当地改变冬虫夏草发酵条件。

1.1.2培养基配方

1.2.4 虫草素二次发酵最佳工艺的确定[7]

[2]纪朋艳,罗速,崔新颖,等.中药蛹虫草的抗肿瘤活性及机制研究[J].北华大学学报(自然科学版),2005,6(4):324-329.

为了保证中小零售企业电子商务商业运营体系的综合效果,要对价值界面予以关注,有效处理需求锁定、成本结构以及盈利能力,从根本上建立健全完整的监督管理流程,确保管控效率最优化。因为盈利是企业发展的根本,因此,要将价值收入作为企业盈利模式管理的基础依据,并且将其作为衡量企业获取收入的能力要素,有效确定收入来源后就能完成商品的定价策略,从而保证在电子商务环境中能调整企业运行的盈利模式。另外,零售业竞争压力较大,低成本会增加企业的市场竞争力,基于此,企业要综合考虑电子商务项目的投入成本,保证成本结构的最优化。

[3]唐彦彦.冬虫夏草二级接种步骤的初步研究[J].中国新技术新产品,2009,(16):233.

[4]信亚伟,孙惜时,谈甜甜.黄酒的营养价值及保健功能产品研发现状[J]. 酿酒,2014,(1):17-20.

[5]杜晓蒙,孙海龙,崔建东.培养基成分对冬虫夏草菌生长的影响及其优化[J]. 中国酿造,2011,30(3):72-74.

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[7]寿泉洪.浅议糯米酒的研制及系列化[J].山东食品发酵,2001,(3):34-34.

[8]冯霖,刘芳竹.低度枸杞米酒的研制[J].食品工业科技,2005,26(3):143-144.

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[13]汪建国,汪崎.水与黄酒酿造酒质的关系和要求[J].中国酿造,2006,25(4):60-63.

[14]谭少君,刘鹏鹏,王金主,等.冬虫夏草研究概述[J].山东食品发酵,2010,(3):51-53.

[15] 汪建国.绿豆清爽型低醇冰黄酒的研发[J].中国酿造,2009,28(4):170-172.

全球气候变化可能导致部分地区冬季积雪量的变化,改变积雪的覆盖时间,因此积雪的存在与否、厚度及覆盖时间的变化对土壤系统的影响都是值得重点关注的[34]。

 
闫训友,赵芳,史振霞
《廊坊师范学院学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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