冬虫夏草发酵液营养饮料研制

安徽农业科学, Journal of Anhui Agri . Sci . 2009, 37(8) :3762-

3764责任编辑　张彩丽　责任校对　王凌志

冬虫夏草发酵液营养饮料研制

方苏, 黄久常, 倪志婧　(1. 北方民族大学生命科学与工程学院, 宁夏银川750021;

1

2

1

2. 兰州大学, 甘肃兰州730001)

摘要　[目的]研究虫草菌丝发酵液主要有效成分含量, 虫草营养饮料的制作工艺、品质、风味、稳定性及无防腐剂保藏。[方法]以冬虫夏草C 203菌丝发酵滤液为原料, 以感官及微生物指标确定饮料的品质和保存期, 研究冬虫夏草营养饮料的生产工艺。[结果]结果表明:以含80%虫草菌丝发酵滤液、6. 0%蔗糖、0. 2%柠檬酸为配方, 用浓度0. 6g/L壳聚糖作澄清剂制得的虫草营养饮料成分特殊, 品质稳定, 风味独特, 在无防腐剂条件下可保存12个月。[结论]该研究为保护和人工开发野生虫草资源开辟了新的途径。关键词　冬虫夏草; 发酵液; 营养饮料中图分类号　TS275. 4　　文献标识码　A 　　文章编号　0517-6611(2009) 08-03762-03D evelopm en t of Cordyceps sinensis Ferm en t a ti on Broth W holesom e Beverage

FANG Su et a l 　(College of L ife Science and Engineering, Northern University for Nationalities, Yinchuan, N ingxia 750021)

Abstract 　[Objective]The research ai med to study the active component content of Cordyceps sinensis fer mentation broth, p r oducti on technics, quality and taste, stabilization and p reservati on without antisep tic of C. sinensis beverage . [Method]Taking C. sinensis C 203fer mentation broth as materials and the sense, amount of m icroorganis m as the indicat ors of quality stability and shelf life of beverage, the p roduction techniques of C. sinensis beverage were studied . [Result]The results showed that the p roduction p r fr om the for sinensis beverage, 6%sugar and 0. 2%citric acid and the clarifying agent of 0. 6g/Lchit osan the and good quality and fine taste . It could be st ored for 12months without antisep tic . [Conclusi ]f and devel 2opment of wild C. sinensis res ources .

Key words 　Cordyceps sinensis ; Fer mentation br oth; W 　　冬虫夏草() 菌纲(A s oc itales ) 、麦角菌科

(Clvaiei p iacteae ) (Cordyceps )

[1]

1%, 其他同种子培养基。

1. 3　调味剂　甜味剂:优质蔗糖。酸味剂:食用柠檬酸。1. 4　仪器设备　立式自控灭菌锅, 超净工作台, 恒温摇床, 5L 小型发酵罐, 1t 发酵罐, 离心机, 液相色谱仪Agilant, 紫外

3

分光光度计T U 21901, 722型分光光度计, 2m 水浴锅(自

, 为天然名贵药材和

[2]

上乘滋补品, 具有提高机体免疫力、抗肿瘤等功能。国内

外已对冬虫夏草药用及保健功能进行了研究, 结果表明决定其特殊功效的主要有效成分为虫草多糖、虫草酸(D 2甘露醇) 、虫草素(32脱氧腺苷) 及抗菌活性物质、麦角甾醇、多肽和氨基酸、多种维生素等高于天然虫草

[4]

[3]

制) , 手持式折光仪, 酸度计。

1. 5　生产工艺1. 5. 1　

工艺流程。

。现代生物技术研究表明, 人工

发酵培养得到的菌丝体与天然虫草相近, 部分有效成分甚至

。国内已有利用发酵虫草菌丝体替代天然

虫草子实体的先例, 利用虫草开发饮料也有一些相关的报道, 但大多采用天然虫草子实体浸提工艺研制, 资源有限、价格昂贵。将虫草菌丝细胞破碎匀浆, 利用其中具营养保健价值的原生质释放到发酵液中配制饮料, 有效成分充足, 但作为日常营养饮料成本偏高。该研究以冬虫夏草菌丝发酵滤液为原料, 在对发酵液有效成分进行分析的基础上, 用分离菌丝后的发酵液研制虫草营养饮料, 充分利用虫草发酵后的胞外有效成分, 配制工艺简单, 成本低廉, 为保护和人工开发野生虫草资源开辟新的途径, 具有较好的市场前景。笔者旨在研究虫草菌丝发酵液主要有效成分含量、虫草营养饮料的制作工艺、品质风味、稳定性及无防腐剂保藏。

1　材料与方法

1. 1　冬虫夏草菌种　由北方民族大学生命科学与工程学院

1. 5. 2　操作要点。

1. 5. 2. 1　种子制备。将斜面菌种接种于500m l 三角瓶中,

装液量200m l, 置于摇床, 转速150r/min, 培养5d 。

1. 5. 2. 2　发酵罐培养。接种量10%, 温度23℃, 搅拌转速120r/min , 初始pH 值6. 5, 通气强度1VVM, 培养5d 。1. 5. 2. 3　离心分离。发酵醪液经3000r/min 离心机分离20m in 得滤清液。

1. 5. 2. 4　调配。在发酵滤液中加入一定比例的甜味剂、酸

味剂、香味料等搅拌均匀定容。

1. 5. 2. 5　澄清。将定容后的料液加热至90℃后再冷却至45℃, 加入澄清剂搅拌, 保温30m in, 冷却, 3000r/min 离心20m in 分离。

1. 5. 2. 6　灌装灭菌。离心后的料液迅速加热至90℃, 装入

实验室保藏。

1. 2　培养基　斜面培养基:P DA 培养基。种子培养基:葡萄

糖2%, 黄豆粉1%, 蛋白胨0. 5%, 酵母膏0. 5%, KH 2P O 4

0. 2%,MgS O 4・7H 2O 0. 05%。发酵培养基:葡萄糖1%, 蔗糖

基金项目　国家民委重点实验室项目(2007SY005) ; 北方民族大学科研

项目(2004Y031) 。

作者简介　方苏(1964-) , 女, 浙江杭州人, 讲师, 从事食品发酵方面的研究。收稿日期　2008212229

消毒过的塑料瓶, 留2c m 左右的空隙封口灭菌50m in 。

1. 6　有效成分测定

[5]

。于80℃水浴

1. 6. 1　虫草多糖的测定。硫酸蒽酮比色法

[6]

。发酵滤液,

浓缩, 加无水乙醇, 离心, 去上清液, 沉淀, 加浓硫酸蒽酮溶液, 定容, 紫外分光光度计620n m 处测定, 所测OD 值由葡萄糖作标准曲线, 通过所得回归方程算出多糖含量。

37卷8期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　方苏等　冬虫夏草发酵液营养饮料研制

3763

1. 6. 2　虫草酸的测定。高碘酸钠比色法

[7]

。发酵滤液, 加质稳定与感官指标的主要问题。试验过程中添加稳定剂引起饮料透明度降低, 而且口感也因黏稠而失去原有的舒爽感, 因此, 先采用热絮凝的方法将大部分热不稳定性物质沉淀, 再添加澄清剂澄清。常用澄清剂有皂土(膨润土) 、明胶、硅藻土、壳聚糖等, 均是利用吸附作用, 其中壳聚糖为食物中唯一的阳离子聚合物。夏文水等

[9]

盐酸高碘酸钠溶液, 鼠李糖除去过量的高碘酸钠, 加入Nash 试剂, 稀释至适当浓度, 于412n m F 测OD 值。

1. 6. 3　虫草素的测定。高效液相色谱法

[8]

。色谱条件:

Sy mmetry C 18(5μm, 150mm ×4. 6mm ) 色谱柱; 流动相:磷酸

二氢钾2氢氧化钠缓冲液, (0. 0l mol/L,pH =6. 8, 加1%四氢呋喃) ; 流速:1. 8m l/min; 检测波长:260n m; 进样量:10μl; 灵敏度:2. 000AUFS; 室温。标准样液90%甲醛配制。

1. 7　饮料调配　发酵滤清液、甜味剂、酸味剂调配量在单因

、王岸娜等

[10]

用壳聚糖澄清苹果汁, 透

光率达到90%以上, 而且水溶和酸溶的壳聚糖溶液对苹果汁的澄清效果比硅胶、明胶和膨润土的效果好。研究选用壳聚糖作为澄清剂, 结果发现, 随着壳聚糖加入量由0. 1g/L逐步增加, 透光率也增加, 大于0. 6g/L时透光率不再有上升趋势, 故选择壳聚糖的加入量为0. 6g/L(图1) 。经澄清处理后, 保存期间无明显沉淀产生, 且虫草多糖含量损失很少。

表3　L 9(3) 风味调配正交试验结果

Table 3　L 9(3) The result of orthogonal test on fl avor blendi n g

3

3

素试验的基础上, 经L 9(3) 正交试验确定最佳饮料配方。评价阈值以甜味10分、酸味10分、苦味5分计, 风味口感5分计, 满分为30分。

1. 8　饮料澄清试验　分别在所调配的饮料中加入壳聚糖0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7g/L,按“1. 5. 2. 5”的方法操

3

作, 于640n m 下测定澄清液的透光率, 选择透光率最高值对应的壳聚糖浓度作为添加量。

1. 9　饮料保存期试验　所制饮料不添加防腐剂常温存放1年

试验号

145678R

22336. 2

B 2323125. 6

C 3231317. 9

感官阈值

25. 827. 522. 325. 426. 824. 621. 423. 7-

半, 抽样送检, 由卫生检验部门参照G B4786物指标合格情况, , 1. 10　酸的测定, 2　结果与分析

2. 1　主要有效成分含量的测定　发酵后离心分离, 对有效

成分进行测定, 由表1数据可以看出, 对应于干菌丝, 发酵滤液中虫草多糖、虫草酸和虫草素均有相应含量

, 发酵滤液可作为营养饮料的主原料。

表1　虫草菌丝及发酵液中有效成分含量

Table 1　The effecti ve con ten t of Cordyceps sinensis myceli u mand fer 2

men t a ti on broth

有效成分

干菌丝∥%

8. 7012. 40发酵滤液∥mg/ml

1. 32010. 00虫草多糖虫草酸(D 2甘露醇) ()

2. 2　饮料配方的确定　由于虫草及其发酵菌丝带有苦味, 滤

图1　壳聚糖加入量与虫草饮料透光率的关系

F i g . 1　Rel a ti onsh i p between the quantity of chitos an additi on

and the li ght trans m itt ance of beverage

液的苦味也随有效成分含量的增加而增加, 影响饮料口感, 需调配。发酵滤液、甜味剂及酸味剂的添加量通过3因素3

3

水平L 9(3) 正交试验(表2) 确定。

2. 4　饮料保存试验　试验结果表明, 饮料不添加防腐剂常

表2　风味调配因素水平

Table 2　The factor levels of fl avor blend i n g

%

温可存放1年, 由宁夏回族自治区区食品监督检验站参照果、蔬汁饮料卫生标准(冬虫夏草饮料产品未有国家标准出台) 检测数批, 其微生物指标和部分重金属指标的检测结果均符合相关标准要求(表4) 。产品在保存期1年内无浑浊现象出现, 1年半以后有极少部分出现浑浊现象, 而各项卫生指标测定结果显示, 保存1年内仍在合格范围内, 1年半以后, 质量有所降低, 测定部分产品合格, 表明12个月为产品的安全保存期。

　　冬虫夏草菌丝发酵液中含有多种有效成分和抗菌活性物质, 对枯草杆菌、金黄葡萄球菌、大肠杆菌等有抑菌作用, 具广谱抗菌性

[11]

水平

12A 滤清液7080B 甜味剂56C 酸味剂0. 10. 2　　由表3正交试验结果可知, 饮料风味最佳配比为A 2B 2C 2; 极差分析结果表明, 影响饮料口感的因素顺序为C >A>B,即柠檬酸添加量对口感影响最为明显, 其次是发酵滤液量, 与其中所含苦味有关。优选配方为发酵滤清液80%, 蔗糖6%, 柠檬酸0. 2%, 之后可添加食用香料, 开发成各种风味的饮品。

2. 3　饮料澄清处理　灌装灭菌后的饮料经冷却存放, 部分蛋

。因此, 尝试虫草发酵液饮料在无防腐剂条件

下保存, 试验结果表明, 虫草营养饮料无防腐剂保存1年后饮料仍符合相关标准, 可达到一般饮料保质期1年的要求。由于试验选择塑料饮料瓶包装, 人工封口后采用水浴加热灭菌, 工

白质、多酚类物质、金属离子及其他胶体等物质会产生絮凝, 并随保存期的延长出现二次沉淀和褐变, 成为影响营养类饮料品

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　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年

艺不易严格控制, 灭菌时间相对较长, 如采用工业灌装灭菌生产线, 灭菌时间可缩短, 而产品保质期可能会更长。

表4　虫草饮料部分重金属指标和保存1年后的微生物指标检测结果

Table 4　The results of detecti on on parti a l heavy met a l i n di cators and

the m i croorgan is m i n d i cators of beverage after one year of storage

究, 确定配方为:发酵滤液80%, 蔗糖6%, 柠檬酸0. 2%, 以浓度0. 06g/L壳聚糖作澄清处理, 所制得的营养饮料含有虫草多糖、虫草酸、虫草素等特殊有效成分, 饮料澄清透明, 品质稳定, 芳香中略带苦味。不添加防腐剂可保存12个月。参考文献

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指标

I ndicat or

项目

Ite m

标准要求

Standard

检测结果

Test result

微生物指标

重金属指标

菌落总数∥个/m l 大肠菌群∥个/100m l 霉菌∥个/m l 酵母∥个/m l

致病菌(沙门氏菌、志贺氏菌) 砷(以A s 计) ∥mg/L铅(以Pb 计) ∥mg/L() ≤500≤30≤20≤20不得检出≤0. 2≤0. 05未检出未检出

0. 032. 5　饮料品质评价　感官指标:色泽浅棕黄, 透明均一; 口

味微苦, 有虫草淡香, 酸甜爽口; 组织状态均匀稳定, 体态滑润, 无沉淀。

理化指标:可溶性固形物≥6. 5%,总糖≥6. 1%,总酸≥0. 2%。卫生指标:符合G B

19297-2003果、3　结论

(上接第3761页)

有良好的口感, 增加面食制品的营养, 面团的发酵具有很大的影响, 面团的发酵能力与面粉的质量、加水量、酵母添加量以及温度的选择有关。由于香菇馒头的制作工艺是对传统工艺的改良, 在面粉中添加香菇粉, 这势必影响面团的发酵, 主要影响以下几方面:①降低了面团中酶的活性; ②粗纤维增加, 而面筋含量相对减少, 这样对面团的持气能力有一定影响; ③因香菇粉具有很强的吸水性, 对面筋的产生也有一定的影响。因此, 该试验的主要目的是找出香菇粉的添加量, 以使面团在合适的温度下, 进行发酵, 制出质地松软的产品。

图3　酵母添加量因素指标分析

F i g . 3　Factor i n d i ces ana lysis chart

图2　加水量指标分析

F i g . 2　Factor i n d i ces ana lysis chart

图4　加糖量因素指标分析

F i g . 4　Factor i n d i ces ana lysis chart

该试验在制作香菇馒头的过程中, 影响馒头质量以及口感的因素为:香菇添加量的多少, 加糖量的多少, 酵母加入量的多少, 最后是水分的添加量。通过正交试验以及感官评定, 制作香菇馒头的最佳配方(100g 面粉投放量) 为香菇1. 5

g 、加水量70. 0g 、酵母1. 25g 和糖1. 25g, 通过该配方制作的

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馒头在色泽、口感, 滋味上都达到了最佳效果, 提高了馒头的营养价值、增加了花色品种、丰富了人们的饮食生活。