戴德慧,周利南,馮 緯,活 潑
(1.浙江科技學院 生物與化學工程學院,浙江 杭州 310023;2.杭州市食品釀造有限公司,浙江 杭州 310021)
醬渣是指經熱水浸泡醬醅,淋出醬油后的廢棄物。醬渣含水量大,極易霉變,難以儲存。我國每年約有270萬t以上的醬渣產出,只有部分用作飼料,但飼用價值低,致使醬渣售價低廉,難銷滯銷,大部分被丟棄而污染環(huán)境。同時也浪費了可再生利用的資源[1-4]。因此,解決醬渣出路,開發(fā)綜合利用勢在必行。
食用菌多糖具有提高機體免疫性、增強淋巴細胞的活力、加強機體防御能力、促進白細胞對病毒菌和異常細胞吞噬等功能,還可消除體液中自由基,防止細胞膜質氧化,保護正常細胞,降低血液中的膽固醇和血脂,產生多種抗菌素對病毒、細菌有良好的抑制作用等[5-7]。家畜食用富含食用菌多糖的飼料可提高家畜的機體抵抗力,減少抗生素的使用。
目前,醬渣利用研究主要集中在蛋白飼料轉化上,即利用酵母或細菌發(fā)酵增加粗蛋白含量,但由于大多數菌種無固氮能力,發(fā)酵過程中總氮 (粗蛋白)不會顯著增加。我們就利用食用菌發(fā)酵醬渣生產富含真菌多糖的生物飼料進行了初步探討,以期為醬渣的再生利用開辟新途徑。
平菇 (Pleurotus ostreatus)P101,P103,P105。
冬蟲草 (Cordyceps sine)C01,C02,C03。
灰菇 (Carpophorum calvatiae)G3,G5,G6。
香菇 (Lentinula edodes)0145。草菇 (Volvanriella volvacea)01,02。以上菌種均由實驗室收藏編號。
1.2.1 斜面培養(yǎng)基 (PDA培養(yǎng)基)
馬鈴薯 200 g,葡萄糖 20 g,瓊脂 20 g,水1 000 mL,pH自然。
1.2.2 斜面篩選培養(yǎng)基
斜面篩選培養(yǎng)基 (1):馬鈴薯200 g,蔗糖20 g,瓊脂 20 g,NaCl 50 g,水1 000 mL。
斜面篩選培養(yǎng)基 (2):鮮醬渣160 g,蔗糖20 g,瓊脂 20 g,水1 000 mL。
1.2.3 液體種子基礎培養(yǎng)基
玉米粉2%,葡萄糖1%,MgSO40.02%,pH自然。
1.3.1 醬渣中主要成分分析
對浙江省釀造行業(yè)最大企業(yè)杭州市釀造食品有限公司新鮮醬渣連續(xù)采樣5 d,冰箱冷藏,將5 d的醬渣樣品混合均勻后分層采樣,進行理化成分分析。
1.3.2 醬渣發(fā)酵食用菌篩選
將收集的各種食用菌在PDA斜面上活化,待菌體長滿斜面后,挑取一塊菌體分別置于斜面篩選培養(yǎng)基的中央,25℃恒溫培養(yǎng),每天觀察菌體生長情況,比較各菌株的生長速度。選取在斜面篩選培養(yǎng)中生長速度較快的菌株接種于滅菌的新鮮醬渣中,選擇生長速度最快的菌株作進一步研究。
1.3.3 液體種子培養(yǎng)基成分配比優(yōu)化
在液體種子基礎培養(yǎng)基基礎上,分別添加5%、10%、15%、20%、25%的醬渣,25℃,110 r·min-1條件下培養(yǎng)4 d,觀察菌絲球的顏色和菌絲球出現時間,并吸取5 mL液體原種稀釋100倍,再取其1滴于載玻片上,下襯方格紙計數,換算每視野中面積,顯微鏡下用測微尺測量菌球直徑,并計數[8]。
1.3.4 發(fā)酵培養(yǎng)基組成成分優(yōu)化
發(fā)酵培養(yǎng)基以醬渣、麩皮、稻草粉和玉米粉為主要原料,其配比見表1,500 mL三角瓶裝料130 g,配料滅菌后,接種20%的液體菌種,25℃靜置培養(yǎng)10~12 d,觀察平菇在培養(yǎng)基中的菌絲萌發(fā)情況、爬瓶速度及生長情況。
表1 發(fā)酵培養(yǎng)基的組成
1.3.5 醬渣發(fā)酵食用菌多糖生物飼料的成分分析
按上述最佳條件配制發(fā)酵培養(yǎng)基,經斜面、三角瓶搖瓶擴大培養(yǎng)后,2級種子按20%接種量接入滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基中,25℃靜置培養(yǎng)11 d,測定其多糖、水分、粗蛋白、粗脂肪、NaCl及粗纖維含量。
粗蛋白:國家標準 GB/T 6432—1994。粗脂肪:國家標準GB/T 6433—1992。含水率:國家標準 GB/T 6435—1986。NaCl:國家標準 GB/T 12457—1990。粗灰分:國家標準 GBT/6438—1992。粗纖維:國家標準 GB/T 6434—1994。粗淀粉:國家標準GB/T 5514—2008。多糖:見參考文獻 [7]。
測定結果表明,醬渣中含水分77.9%,粗纖維15.6%,粗脂肪7.8%,粗蛋白17.5%,灰分5.7%,NaCl 10.6%,粗淀粉5.2%。因醬渣蛋白質含量高,營養(yǎng)豐富,極易霉變和腐敗,產生刺鼻氣味,為此解決醬油廢渣的出路,充分利用釀造廢渣勢在必行。
醬渣含有豐富的營養(yǎng),可作為食用菌的生長基質,但醬渣含有大量鹽分,會抑制食用菌的生長,為此對本實驗室保藏的菌種進行了篩選。
由表2可知,與其它菌株相比,平菇P105能在含5%的高濃度食鹽的培養(yǎng)基 (1)上快速生長,7 d后菌絲爬滿整個斜面,在添加醬渣的斜面培養(yǎng)基及醬渣中也能迅速生長。因此,平菇P105可作為醬渣食用菌發(fā)酵的首選菌株。
表2 食用菌菌株在不同培養(yǎng)基中的生長情況
平菇在生長過程中能合成大量生物活性物質如活性多糖、β-葡萄糖、CAMP和三萜類化合物等,它們能提高動物自身的非特異性免疫和特異性免疫反應,增強動物對細菌、真菌、病毒及寄生蟲的抗感染能力,增加動物對外界不良刺激的適應性,提高動物的生產性能。利用平菇發(fā)酵醬渣不僅可有效處理釀造廢渣,減少環(huán)境污染,同時可變廢為寶,生產富含活性多糖的生物飼料。
液體菌種菌齡整齊一致,菌絲片斷多,萌發(fā)點多,分散度大,接種于固體發(fā)酵培養(yǎng)基后菌絲生長速度快,有助于取得富含平菇菌絲體的醬渣生物飼料。在液體種子培養(yǎng)基中添加一定量的醬渣,有利于增加平菇菌絲體在醬渣基料中生長的適應性,縮短菌絲體在醬渣發(fā)酵基料中的生長延遲期,從而縮短發(fā)酵周期,同時又可以處理部分醬渣,降低液體種子培養(yǎng)基成本。由表3可知,平菇P105在不同含量的醬渣培養(yǎng)基中的菌絲生長速度、菌絲球數,菌絲球大小均有所不同,綜合來看,添加20%醬渣較有利于液體種子的培養(yǎng)。
表3 平菇P105在不同含量醬渣培養(yǎng)基中的生長情況
平菇P105在不同濃度醬渣中的生長速度見圖1,最佳濃度下發(fā)酵產物見圖2。
圖1 在不同濃度醬渣中平姑P105的生長速度
從圖1可知,在不同濃度的醬渣培養(yǎng)基中,平菇P105均能生長,但生長速度不同,隨著醬渣含量增加,平菇生長速度減慢,在85%的醬渣培養(yǎng)基中,菌絲爬滿整個培養(yǎng)需要10 d,而在70%及以下的培養(yǎng)基中只需6 d,培養(yǎng)時間過長極易染菌,同時醬渣處理效率降低,為了提高醬渣的處理效率,醬渣含量以70%為宜。在70%醬渣培養(yǎng)基中,平菇菌絲萌發(fā)時間為36 h,菌絲白色粗壯,培養(yǎng)6 d后的發(fā)酵物具有平菇的清香,無任何不良氣味。2.5 醬渣發(fā)酵食用菌功能性飼料的主要成分
圖2 平菇P105在最佳醬渣含量下發(fā)酵產物
由圖3可知,發(fā)酵產物的水分含量為50.5%,多糖、粗蛋白含量分別為17.3%和19.1%。
圖3 發(fā)酵產物中的各成分含量
通過利用醬渣食用菌發(fā)酵生產富含食用菌多糖飼料的研究表明,新鮮醬渣水分含量達到77.9%,粗蛋白17.5%,NaCl 10.6%;篩選確認平菇P105能在醬渣中快速生長;液體種子培養(yǎng)基中添加20%醬渣有利于平菇菌絲球的形成;當固體發(fā)酵培養(yǎng)基醬渣含量為70%時,平菇P105在6 d內能爬滿整個培養(yǎng)基;在最佳條件下最終發(fā)酵產物的水分含量為50.5%,多糖為17.3%,粗蛋白為19.1%。表明食用菌發(fā)酵再生利用醬渣可生產富含平菇的多糖飼料。
[1]邱宏端,李明偉,陳聰輝.耐鹽紅螺菌科細菌發(fā)酵醬渣生產蛋白飼料的工藝研究 [J].農業(yè)工程學報,2002,18(6):118-121.
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