朱蘊(yùn)蘭,陳宏偉,陳安徽,邵穎,李文,秦杰
(徐州工程學(xué)院食品(生物)工程學(xué)院,江蘇省食品生物加工工程技術(shù)研究中心,江蘇省食品資源開發(fā)與質(zhì)量安全重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室,江蘇徐州221111)
金針菇(Flammulina velutipes(Fr.)Sing)是人們熟知的一種食用菌,富含糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、核苷酸、維生素和硒鋅鐵等微量元素,具有增強(qiáng)記憶力、促進(jìn)發(fā)育、抗氧化、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、抗過敏等多種功能[1-9]。隨著人們對金針菇的需求,其產(chǎn)量逐年遞增,2016 年國內(nèi)產(chǎn)量達(dá)到266.93 萬噸,預(yù)計到2020 年將達(dá)到400萬噸左右[10]。但金針菇在商品化出售之前,要做切根處理,產(chǎn)生的廢菇柄每年可達(dá)30 萬噸~35 萬噸。這些廢棄菇柄一般直接扔掉或被用作飼料,不但產(chǎn)生了環(huán)境污染問題同時還造成了資源浪費(fèi)。已有研究表明金針菇菌腳蛋白質(zhì)含量為17.02 g/100 g DW,氨基酸種類齊全,含有人體必需的18 種氨基酸,其氨基酸含量為59.81%,必需氨基酸含量占總氨基酸含量的40.27%[11],金針菇廢菇柄多糖提取率可達(dá)11.09%[12],核苷酸提取率可達(dá)1.47%[13]。但目前對其深加工和商品化處理方面還未得到充分重視,目前對金針菇廢菇柄的研究主要集中在活性物質(zhì)蛋白質(zhì)、膳食纖維、多糖、氨基酸和核苷酸等的提取方面[11,13-17],而利用廢菇柄進(jìn)行深加工的研究尚少[18],如何充分利用金針菇廢菇柄資源和提高其科技含量增加其附加值,開發(fā)金針菇廢菇柄產(chǎn)品具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。
蛹擬青霉 (Paecilomyces militaris) 是蛹蟲 草[Cordyceps militarise(L.)Link]的無性型,其菌絲體和發(fā)酵產(chǎn)物含有與蛹蟲草相似的蟲草多糖、蟲草素、蟲草酸等成分,具有增強(qiáng)免疫力、抗衰老、抗疲勞、降血脂、防止血栓形成,抗病毒、抗菌、護(hù)肝等作用[19-20]。蛹擬青霉具有較強(qiáng)的生物轉(zhuǎn)化能力,利用其生理活動將發(fā)酵基質(zhì)中的有效成分進(jìn)行轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生新的成分,從而產(chǎn)生新的性質(zhì)和功能,即雙向固體發(fā)酵[21-22]。閆梅霞等[23]研究了蛹蟲草固態(tài)發(fā)酵人參產(chǎn)物的有效成分含量,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵人參須的多糖、蛋白質(zhì)、總皂苷含量均高于發(fā)酵前。賀曉玉[24]研究了蛹蟲草菌固體發(fā)酵五味子藥渣工藝的優(yōu)化及其產(chǎn)物對斷奶仔豬,試驗(yàn)表明,發(fā)酵條件優(yōu)化后的發(fā)酵產(chǎn)物中蟲草素含量高達(dá)5.12 mg/g;多糖含量為2.87%,相比發(fā)酵前五味子藥渣中多糖含量提高24.96%。彭志妮等[25]利用蛹蟲草對大豆進(jìn)行了固體發(fā)酵,研究了發(fā)酵菌質(zhì)的抗氧化性變化,結(jié)果表明,發(fā)酵菌質(zhì)在22 d 抗氧化性能達(dá)到最大,ABTS+自由基清除率比發(fā)酵初期提高近3 倍,亞鐵還原能力(Ferric Reducing Ability of Plasma,F(xiàn)RAP)值提高近 2 倍。本研究以金針菇廢菇柄為發(fā)酵基質(zhì),利用蛹擬青霉為發(fā)酵菌種,對金針菇菇柄進(jìn)行轉(zhuǎn)化,研究發(fā)酵菌質(zhì)多糖、蟲草素、蟲草酸、蛋白質(zhì)、氨基酸等活性物質(zhì)及總還原力和發(fā)酵菌質(zhì)對自由基的清除能力隨發(fā)酵時間的變化情況,為進(jìn)一步高值化綜合利用蛹蟲草和金針菇廢菇柄,研發(fā)相關(guān)高附加值產(chǎn)品,減少環(huán)境污染提供理論依據(jù)。
1.1.1 材料
蛹擬青霉菌種:江蘇省食品資源開發(fā)與質(zhì)量安全重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室保藏;金針菇廢菇柄:徐州康盛食用菌有限公司提供。
1.1.2 試劑
DL-丙氨酸、L-鼠李糖、醋酸銨、苯酚、蛋白胨、甘露醇、高碘酸鈉、甲基紅、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、硫酸鉀、硫酸鎂、硫酸銅、濃硫酸、硼酸、葡萄糖、氫氧化鈉、無水乙醇、鹽酸、乙醇(95%)、茚三酮、氯仿、正丁醇、蟲草素、蟲草酸、乙酸、三氯乙酸(均為分析純):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;維生素B1、乙酰丙酮、蛋白胨、酵母浸出汁、瓊脂粉(均為生物試劑):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
NaIO4溶液:0.32 g NaIO4溶于 0.12 mol/L 的 HCl溶液中,定容至100 mL。
Nash 試劑:75 g 醋酸銨蒸餾水溶解,加1 mL 冰乙酸,1 mL 乙酰丙酮,定容至500 mL。
75 μmol/L 的 DPPH 溶液:稱取 3 mg DPPH 用100 mL 乙醇溶解即可。
CW-2000 型超聲波微波協(xié)同萃取儀:新拓微波溶洋測試技術(shù)有限公司;TU-1810 型紫外可見分光光度計:北京普析通用儀器有限公司;HYGⅡ型回轉(zhuǎn)式恒溫調(diào)速搖瓶柜:上海欣蕊自動化有限公司;HH.BII.600型電熱恒溫培養(yǎng)箱:上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司;101-0E 型電熱恒溫干燥箱:北京市永光明醫(yī)療儀器;HH-2 型數(shù)顯恒溫水浴鍋、80-2 型臺式電動離心機(jī):常州國華電器有限公司;SW-CJ-2FD 型雙人單面垂直凈化工作臺:上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;FW80型高速萬能粉碎機(jī):天津泰斯特儀器有限公司;FA2104N 型電子分析天平:上海精密儀器有限公司;SH220 石墨消解儀:海能儀器;LJG-18A 型冷凍干燥機(jī):北京四環(huán)科學(xué)儀器廠;SHZ-D(III)循環(huán)水式真空泵:上海東璽制冷儀器設(shè)備有限公司;Heating Bath:SENCO Technology Co.,Ltd。
1.3.1 培養(yǎng)基
1)斜面培養(yǎng)基——薩氏培養(yǎng)基(Sabouraud dextrose agar with yeast extract,SDAY):4%葡萄糖,1 %蛋白胨,1%酵母浸膏,2%瓊脂。
2)液體種子培養(yǎng)基:葡萄糖2%,酵母膏0.5%,蛋白胨0.5 %,KH2PO40.2 %,硫酸鎂0.1 %,維生素B110 mg/L,蒸餾水 1 000 mL,pH6.8。
3)發(fā)酵培養(yǎng)基:金針菇廢菇柄段95 g,蛋白胨0.5 g,水 5%,pH 6.8;
1.3.2 菌種活化與種子液制備
將蛹擬青霉菌種接種到SDAY 斜面培養(yǎng)基上,置于22 ℃恒溫箱中培養(yǎng)3 d~5 d,待菌絲長滿試管即可。
種子液制備:在500 mL 三角瓶中裝200 mL 液體種子培養(yǎng)基,經(jīng)滅菌后接入經(jīng)活化后的蛹擬青霉斜面菌塊 3 塊~5 塊,每塊大小為 3 mm2~5 mm2,22 ℃,120 r/min 恒溫?fù)u瓶培養(yǎng) 3 d~6 d 即可。
1.3.3 固態(tài)發(fā)酵
料液比 1 ∶1.5(g/mL);料層厚度 2 cm;接種量15 %;發(fā)酵溫度22 ℃;新鮮金針菇廢菇柄切成0.5 cm段,并按試驗(yàn)設(shè)計添加其它成分,滅菌后接入發(fā)酵菌種,置于恒溫箱中培養(yǎng),定時取樣,冷凍干燥后粉碎,過40 目篩子后備用。
空白對照處理:取切成0.5 cm 段的新鮮金針菇廢菇柄,加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的蛋白胨,料液比1∶1.5(g/mL),料層厚度2 cm,pH 6.8,滅菌后不接種,置于22 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),按樣品處理方法進(jìn)行處理并測定。
1.3.4 多糖的測定
1.3.4.1 多糖的提取
采用超聲-微波協(xié)同輔助提取方法,按文獻(xiàn)[26]進(jìn)行。精密稱取0.5 g 樣品粉末,加50 mL 水,混勻,用超聲波微波協(xié)同萃取儀提取20 min,然后4 000 r/min 離心10 min,取上清液,沉淀加水按上述方法重復(fù)提取3 次,合并上清液,將上清液濃縮至1/3。向濃縮過的上清液中加入等體積的氯仿-正丁醇4 ∶1(體積比)混合液,震動搖晃20 min~30 min,靜置后去掉沉淀,重復(fù)3次,留取上層水相。向留取水相中加入3 倍95%乙醇,放入 4 ℃冰箱靜置 12 h,4 000 r/min 離心 10 min,得到沉淀,然后再將沉淀加入100 mL 的蒸餾水復(fù)溶,取1 mL 復(fù)溶的多糖溶液于50 mL 容量瓶中定容,備用。
1.3.4.2 多糖的測定
采用苯酚-硫酸法測定。
1)標(biāo)準(zhǔn)曲線制作
取不同濃度的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液各2 mL,分別加入6 %的苯酚溶液1.0 mL,搖勻,迅速加入5.0 mL 濃硫酸,搖勻,靜置5 min。置沸水浴中加熱15 min,取出冷卻至室溫,用紫外可見分光光度計在490 nm 下測定其吸光度。
用葡萄糖濃度作為橫坐標(biāo),A490nm作為縱坐標(biāo),繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線,并建立回歸方程。
2)樣品多糖含量的測定
精密吸取樣品處理液1 mL,置于試管中,加蒸餾水至2 mL。按標(biāo)準(zhǔn)曲線制作步驟進(jìn)行處理,用紫外可見分光光度計在490 nm 下測定其吸光度,以空白校正零點(diǎn)。
1.3.4.3 多糖含量計算
1.3.5 蟲草素含量測定
采用高壓液相色譜法,按文獻(xiàn)[27]方法測定。色譜柱:Waters C18(4.6 mm× 150 mm,5 μm);流動相:15%甲醇+水;流速 1 mL/min;柱溫:20 ℃;紫外檢測波長260 nm,10 μL 進(jìn)樣。
標(biāo)曲制作:精密稱取蟲草素標(biāo)準(zhǔn)品1 mg,用純水定容于5 mL 容量瓶中,配制成0.2 mg/mL 的蟲草素標(biāo)準(zhǔn)品溶液,作為母液進(jìn)行所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)品配置。釆用逐級稀釋法,依次吸取一定量濃度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液按要求稀釋到EP 管中,使蟲草素濃度分別為150、100、50、25、0 μg/mL。分別吸取上述溶液,在上述色譜條件下進(jìn)行測定,記錄12.439 min 時色譜波峰呈現(xiàn)的峰面積。并求蟲草素濃度和峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線和回歸方程。
樣品測定:精確稱取1 g 凍干發(fā)酵菌質(zhì)粉溶于100 mL 50%的乙醇,選用微波-超聲波協(xié)同萃取儀提取蟲草素。微波時間為60 s,功率為200 W,提取后離心,用 0.2 μm 水相微孔濾膜壓濾,取過濾液 10 μL 進(jìn)樣分析,以標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間定性、外標(biāo)法定樣,根據(jù)回歸方程計算提取液的蟲草素含量(μg/mL),并按公式計算得出樣品中的蟲草素含量。
1.3.6 蟲草酸含量測定
采用比色法測定。按文獻(xiàn)[28]進(jìn)行。
樣品蟲草酸提取:精密稱取0.5 g 樣品粉末,加50 mL 70%乙醇,混勻,用微波-超聲波協(xié)同萃取儀常溫下微波萃取80 s,然后離心取上清液,重復(fù)提取2 次,合并提取液,混勻,提取液用蒸餾水定溶至100 mL,待測。
標(biāo)準(zhǔn)曲線制作:取濃度為0.05 mg/mL 的甘露醇標(biāo)準(zhǔn)溶液 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL,分別用蒸餾水補(bǔ)充至1 mL,然后分別加入1 mL NaIO4溶液,混勻后,靜止10 min,再加入2 mL 1.0 g/L L-鼠李糖溶液,充分混勻后加入Nash 試劑4 mL,50 ℃水浴保溫15 min,取出后快速冷卻至室溫,用10 mm 光程的比色皿,在412 nm波長下測量吸光度,以蟲草酸標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo),以吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,并計算回歸方程。
樣品測定:精密量取待測樣品溶液0.03 mL,加入10 mL 刻度試管中,補(bǔ)水至1 mL,空白對照管加蒸餾水1 mL,然后按標(biāo)準(zhǔn)曲線制作方法進(jìn)行,測定其吸光度。蟲草酸含量按公式計算。
1.3.7 蛋白質(zhì)含量測定
采用凱氏定氮法測定,按文獻(xiàn)[27]方法進(jìn)行。
蛋白質(zhì)含量(g)=[總氮含量(g)-非蛋白氮含量(g)]×6.25
總氮含量計算:
式中:x 為樣品中氮含量,g/100 g;V1為樣品滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;V2為空白滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;V3為測定樣品時消化液的體積,mL;c 為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度,mol/L;14.008 為每摩爾氮原子質(zhì)量,g/mol;m 為樣品的質(zhì)量,g。
非蛋白氮含量測定:采用三氯乙酸法測定非蛋白氮。按文獻(xiàn)[27]方法進(jìn)行。
1.3.8 氨基酸含量測定
采用茚三酮比色法,按文獻(xiàn)[27]方法進(jìn)行測定。
氨基酸含量的計算:
1.3.9 總還原力測定
按文獻(xiàn)[29]方法進(jìn)行。
發(fā)酵菌質(zhì)預(yù)處理:取發(fā)酵菌質(zhì)粉末5 g 加入三角瓶中,加水50 mL,超聲波提取30 min,4 000 r/min 離心10 min,取上清液,定容至50 mL,備用。
還原力測定方法:采用鐵氰化鉀法測總還原力。向試管中依次加入2.5 mL pH 6.6 的磷酸鹽緩沖液,待測樣品0.5 mL,1%鐵氰化鉀溶液2.5 mL,混合后50 ℃水浴30 min,迅速冷卻后加入10%三氯乙酸2.5 mL,混勻后3 000 r/min 離心10 min,取上清液2.5 mL 加入蒸餾水2.5 mL 和FeCl30.1%溶液0.5 mL,靜止10 min,在波長為700 nm 下測定溶液吸光值,用吸光值表示還原力,吸光值越大還原力越強(qiáng)。
式中:A樣品是樣品反應(yīng)液的吸光值;A空白是以去離子水代替樣品的溶液的吸光值。
1.3.10 DPPH 自由基清除能力測定
DPPH 自由基清除能力測定按文獻(xiàn)[30]方法進(jìn)行。精確稱取1 g 凍干菌質(zhì)粉溶于100 mL 50 %的乙醇,用微波-超聲波協(xié)同萃取儀微波提取60 s,功率為200 W,4 000 r/min 離心5 min 后取上清液,定容至100 mL,然后取1 mL 定容到10 mL 容量瓶中,待測。
取待測樣品0.3 mL 于10 mL 試管中,加入0.2 mL的乙醇溶液,2.5 mL 的DPPH 溶液混合,置于暗處30 min,在517 nm 波長下測定吸光度,根據(jù)下列公式計算各樣品溶液對DPPH 自由基的清除率:
式中:A 為加樣品溶液與DPPH 溶液的吸光度;A0為不加樣品溶液的DPPH 溶液的吸光度;B 為不加DPPH 溶液的樣品溶液。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)試驗(yàn)所得的平均值,結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。用Design-Expert 8.0.6.1 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。
根據(jù)測定葡萄糖含量標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:y =0.067x-0.043,R2=0.992,y 為 490 nm 下吸光度值,x 為葡萄糖濃度(mg/mL)。
經(jīng)測定和計算得發(fā)酵菌質(zhì)中多糖含量隨發(fā)酵時間的變化情況如圖1 所示。
圖1 不同時間發(fā)酵菌質(zhì)中多糖含量Fig.1 The contents of polysaccharide in fermentation mycoplasm at different times
從圖1 可以看出,蛹擬青霉與金針菇廢菇柄進(jìn)行固體發(fā)酵過程中,發(fā)酵菌質(zhì)多糖含量出現(xiàn)先降低然后升高最后平穩(wěn)降低的趨勢,這與其發(fā)酵過程中多糖的先期被降解利用有關(guān),在發(fā)酵初期多糖被分解成小分子物質(zhì),以便合成蛹擬青霉菌體生長所需的物質(zhì),中期由于蛹擬青霉自身的合成作用使多糖含量增加,后期由于菌體生長緩慢或到達(dá)衰亡期,使多糖不能繼續(xù)合成,而使多糖含量有所減少。當(dāng)發(fā)酵28 d 時,發(fā)酵菌質(zhì)中多糖含量達(dá)到最高為717.68 mg/g,此時發(fā)酵菌質(zhì)多糖含量是對照組多糖含量的1.92 倍。試驗(yàn)組與對照組比較可知,對照組多糖基本沒有發(fā)生變化,且含量較低,經(jīng)方差分析,試驗(yàn)組和對照組多糖的含量變化具有顯著差異(p<0.01)。
根據(jù)測定蟲草素含量標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:y =41.42x+92.33,R2=0.997,y 為 260 nm 下 12.439 min 峰面積,x 為蟲草素濃度(μg/mL)。
經(jīng)測定和計算得發(fā)酵菌質(zhì)中蟲草素含量隨發(fā)酵時間的變化情況如圖2 所示。
圖2 不同時間發(fā)酵菌質(zhì)中蟲草素含量Fig.2 The contents of cordycepin in fermentation mycoplasm at different times
從圖2 可以看出發(fā)酵菌質(zhì)中試驗(yàn)組的蟲草素含量隨發(fā)酵時間增加不斷增加,當(dāng)發(fā)酵時間為28 d 時,蟲草素含量達(dá)到最大為90.9 μg/g,之后開始下降,而對照組無蟲草素產(chǎn)生。方差分析表明試與對照組存在顯著差異(p<0.01)。試驗(yàn)表明蟲草素含量的變化與發(fā)酵菌質(zhì)中蛹擬青霉菌體的生長量相關(guān),隨著培養(yǎng)時間的延長,菌體數(shù)量不斷增加,當(dāng)?shù)竭_(dá)最大生長點(diǎn)后,開始下降,符合蛹擬青霉菌體的生長規(guī)律,其產(chǎn)生的蟲草素也是與蛹擬青霉菌體量分不開的,蟲草素的產(chǎn)生必定伴隨著蛹蟲草菌體代謝量的增多,后期含量減少可能是由于蟲草素不穩(wěn)定,產(chǎn)生分解所致。
經(jīng)測定蟲草酸含量標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為:y=0.009 8x+0.015 3,R2=0.995 3,y 為 412 nm 下吸光度值,x 為蟲草酸濃度(μg/mL)。
經(jīng)測定和計算得發(fā)酵菌質(zhì)中蟲草酸含量如圖3 所示。
圖3 不同時間發(fā)酵菌質(zhì)中蟲草酸含量Fig.3 The contents of cordycepic acid in fermentation mycoplasm at different times
從圖3 可知,試驗(yàn)組發(fā)酵菌質(zhì)中蟲草酸含量隨發(fā)酵時間增加而增加,然后開始下降,當(dāng)發(fā)酵28 d 時,蟲草酸含量達(dá)到最大為25.6 mg/g,是對照組蟲草酸含量的2.34 倍,對照組蟲草酸含量基本保持不變,經(jīng)方差分析兩者具有顯著差異(p<0.01)。蟲草酸含量隨發(fā)酵時間的變化情況與蛹擬青霉菌體生長規(guī)律相似,表明了蟲草酸的產(chǎn)生與蛹擬青霉菌體的代謝有關(guān),后期含量減少可能是由于菌體代謝物質(zhì)不足,而將其分解作為代謝物質(zhì)進(jìn)行利用所致。
經(jīng)測定和計算得發(fā)酵菌質(zhì)中蛋白質(zhì)含量隨時間變化情況如圖4。
圖4 不同時間發(fā)酵菌質(zhì)中蛋白質(zhì)含量Fig.4 The contents of protein in fermentation mycoplasm at different times
從圖4 可知,試驗(yàn)組發(fā)酵菌質(zhì)的蛋白質(zhì)含量變化較大,蛋白質(zhì)含量出現(xiàn)先降低再升高,然后下降,最后平穩(wěn)的走勢,組間具有顯著差異(p<0.01),而對照組蛋白質(zhì)含量變化不明顯(p>0.01)。試驗(yàn)組與對照組間具有明顯著差異(p<0.01)。當(dāng)發(fā)酵21 d 時試驗(yàn)組蛋白質(zhì)含量達(dá)到最高396.6 mg/g,是對照組的2.39 倍。試驗(yàn)組出現(xiàn)蛋白質(zhì)含量的先期下降,然后升高,接著出現(xiàn)下降至平穩(wěn)的趨勢,表明培養(yǎng)初期蛋白質(zhì)被分解,以便蛹擬青霉菌體的生長,出現(xiàn)蛋白質(zhì)含量下降的走勢,但隨著時間的增加,蛹擬青霉菌體開始生長,蛋白合成能力增加,使發(fā)酵菌質(zhì)蛋白含量增加,當(dāng)達(dá)到菌體穩(wěn)定期時,蛋白達(dá)到最高,然后菌體進(jìn)入衰亡期,使自身蛋白分解,表現(xiàn)出蛋白含量逐漸降低的趨勢。
經(jīng)試驗(yàn)測得氨基酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖5,其回歸方程為:y=0.060 4x+0.060 5,R2=0.991 3。y 為吸光度值,x為氨基酸濃度(μg/mL)。
發(fā)酵菌質(zhì)中氨基酸含量如圖5 所示。
從圖5 可知,試驗(yàn)組氨基酸含量在發(fā)酵24 d 時達(dá)到最高為230.88 mg/g,是對照組的4.52 倍。試驗(yàn)組氨基酸含量出現(xiàn)隨發(fā)酵時間增加而增加,然后達(dá)到最高點(diǎn)后開始降低,而對照組的氨基酸含量基本保持不變。試驗(yàn)組氨基酸含量從培養(yǎng)初期就逐漸開始增加,表明蛹擬青霉菌體代謝分解了金針菇菇柄的組成蛋白質(zhì)產(chǎn)生了氨基酸用于自身的合成代謝,當(dāng)金針菇菇柄成分被分解完后達(dá)到平衡,后期由于蛹擬青霉的合成代謝活動使氨基酸含量不斷減少。
圖5 不同時間發(fā)酵菌質(zhì)中氨基酸含量Fig.5 The contents of amino acid in fermentation mycoplasm at different times
在不同發(fā)酵時間發(fā)酵菌質(zhì)還原力變化情況如圖6。
圖6 不同時間發(fā)酵菌質(zhì)還原力Fig.6 The reducing ability of fermentation mycoplasm in different time
從圖6 分析可知,不同時間的發(fā)酵菌質(zhì)還原力有顯著變化(p<0.01),在開始階段比較低,然后逐漸升高,在21 d 到28 d 期間達(dá)到最高,然后隨著發(fā)酵時間的延長還原力出現(xiàn)了緩慢降低。而對照組的還原力沒有發(fā)生顯著變化(p>0.05)。試驗(yàn)組還原力大小出現(xiàn)的變化情況,與多糖和蟲草素含量的變化情況基本一致,可以認(rèn)定還原力主要是由多糖和蟲草素產(chǎn)生的。
發(fā)酵菌質(zhì)在不同發(fā)酵時間對DPPH 自由基清除能力的變化情況如圖7。
圖7 發(fā)酵菌質(zhì)對DPPH 自由基的清除能力Fig.7 The capacity to scavenging DPPH free radical
從圖7 可以看出,金針菇菇柄發(fā)酵菌質(zhì)對DPPH自由基的清除能力表現(xiàn)為發(fā)酵初期有所降低,中期逐步增強(qiáng),后期略有降低的趨勢(p<0.01),而對照組基本保持平穩(wěn)(p>0.05)。對DPPH 自由基的清除能力在發(fā)酵28 d 最高達(dá)到72.37%,比未發(fā)酵菌質(zhì)清除DPPH自由基的能力提高了59.5%,方差分析表明兩者有極顯著差異(p<0.01)。對DPPH 自由基有清除能力的物質(zhì)主要是多糖和蟲草素,從發(fā)酵菌質(zhì)多糖和蟲草素的含量來看,在28 d 也是達(dá)到了最高,清除自由基能力與蟲草素和多糖含量有關(guān)。
通過對蛹擬青霉對金針菇廢菇柄進(jìn)行固體發(fā)酵過程中發(fā)酵菌質(zhì)的活性物質(zhì)在不同培養(yǎng)時間的動態(tài)變化研究表明,發(fā)酵菌質(zhì)中活性物質(zhì)出現(xiàn)了峰谷變化,在發(fā)酵中期隨著時間的增加物質(zhì)含量逐漸增加,與未發(fā)酵的金針菇菌質(zhì)相比,主要成分和抗氧化能力均有大幅度增加,兩者具有顯著差異。各種活性物質(zhì)達(dá)到最大的發(fā)酵時間略有不同,多糖、蟲草素、蟲草酸的含量均在28 d 達(dá)到最高,蛋白質(zhì)和氨基酸含量最高的發(fā)酵時間分別是21 d 和24 d。發(fā)酵菌質(zhì)的抗氧化能力在21 d~28 d 之間達(dá)到最高,對DPPH 的清除能力在28 d 達(dá)到最高,發(fā)酵菌質(zhì)的活性物質(zhì)變化與蛹擬青霉的菌體生長量有相關(guān)性。發(fā)酵菌質(zhì)的抗氧化能力變化與活性物質(zhì)含量變化有關(guān)。本研究為進(jìn)一步探討蛹擬青霉對金針菇廢菇柄的發(fā)酵規(guī)律和進(jìn)一步研究開發(fā)高值化蛹擬青霉及金針菇菇柄產(chǎn)品提供了理論依據(jù)。