一种以黄浆水和豆渣制备木腐菌液体菌种的方法

技术领域

本发明属于发酵工程技术领域，具体涉及一种以黄浆水和豆渣制备木腐菌液体菌种的方法。

背景技术

豆制品是亚洲，尤其是中国的传统食品，深受人们的喜爱。但在生产豆制品的过程中，豆浆热凝固、压滤成型时会排放出废水，被称为“黄浆水”，又叫大豆乳清。黄浆水中富含蛋白质(大豆乳清蛋白)、大豆低聚糖、大豆异黄酮和大豆皂苷等功能性成分，黄浆水营养成分丰富，但是由于回收利用体系不健全、无害化成本较高等因素，大多数企业选择直接排放，既浪费资源又污染环境，不符合环保节约型社会发展理念。

豆渣是豆制品生产中的另一大副产物，豆渣中含有丰富的营养物质。豆渣干物质中，膳食纤维含量高于50％，蛋白质含量在20％左右，碳水化合物的含量较低。豆渣中蛋白质质量较好，主要由7s球蛋白和11s球蛋白组成，其蛋白质功效比为2.71，高于豆浆和其它一些豆制品。同时豆渣中富含K、Ca、Na、Mg等常量元素及Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素。但由于豆渣粒径大、易腐烂性、不良风味和口感粗糙等原因被认为是废物，通常直接应用于动物饲料或废弃，这不仅造成了越来越严重的环境问题，也使豆渣失去了增值用途的机会。

木腐菌又名木材腐朽菌，是指一类能够生长在各种独立木、枯立木、倒木、木桩、落枝等各种木制品上的真菌。木腐菌中有许多是药用真菌，目前已从中分离出萜类化合物、生物碱、甾体、鞘脂、酚性成分、色素类、多糖等化学成分，其生物活性功能主要包括抗肿瘤、免疫调节、降血脂、心血管系统、保肝、抗病毒、抗菌、生物毒害等。另外，木腐菌也是重要的经济真菌，包括食品、木材综合利用、环境保护等方面。因此对木腐菌的研究无论是在理论上还是生产上都具有重大意义。

木腐菌能够将木质素、纤维素、半纤维素等大分子降解为小分子，从而完成生态系统的物质循环。木腐菌高效降解木质纤维能力与菌丝体的活力和纤维素的结构有关，它使得真菌能够将稀缺营养物质比如氮和铁运输到营养缺乏的木质纤维底物中，成为真菌所需的碳源。但是由于天然纤维素的复杂结构决定了其结构的稳定性，不易被降解。

发明内容

本发明的目的是，提供一种以黄浆水和豆渣制备木腐菌液体菌种的方法，充分利用黄浆水和豆渣中的营养物质，实现黄浆水和豆渣的资源循环利用，提升其经济附加值，减少环境污染。

本发明采用的技术方案是：

一种以黄浆水和豆渣制备木腐菌液体菌种的培养基，所述培养基以1000ml黄浆水为底物，其他组分及其质量所占黄浆水质量的比重为：玉米粉0.5-1％，葡萄糖1-3％，磷酸二氢钾0.1-0.2％，硫酸镁0.05-0.1％，维生素B

一种以黄浆水和豆渣制备木腐菌液体菌种的方法，包括以下步骤：

S1：将所述豆渣进行超微粉碎至豆渣粒径不超过100μm，再将所得豆渣加入上述黄浆水中，调节PH值为13-14；

S2:向步骤S1所得液体中添加上述培养基配方中除豆渣和黄浆水的其余组分制备培养基，并通过高温蒸汽灭菌或巴士杀菌对培养基进行灭菌处理后装入发酵罐中；

S3：制备摇床种子液，将木腐菌菌种接种至母体培养基中进行斜面培养，从斜面培养基取5-8块豆粒大小的菌种块接入含有马铃薯100-200g、葡萄糖16-26g的摇床液体培养基，静置12-24h后于140-160r/min、22-26℃下摇床培养3-5d；

S4：将步骤S3所得摇床种子液接入步骤S2中装有培养基的发酵罐中进行液体深层发酵发酵。

进一步的，所述步骤S1中还向豆渣和黄浆水的混合液中添加防腐剂，所述防腐剂包括苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙中的一种或多种。

进一步的，所述步骤S2高压蒸汽灭菌条件为121℃，20-30min；巴氏杀菌条件为在62-65℃下，保持30min。

进一步的，所述步骤S3中母体培养基的原料组分包括马铃薯100-200g、葡萄糖16-26g、琼脂16-26g；斜面培养的培养温度为22-26℃，培养湿度为60-70％，培养时间为7-12天。

进一步的，所述步骤S4中摇床种子接种量为5-10％，发酵温度为20-28℃，自然pH值下通气搅拌发酵3-7天。

进一步的，所述通气搅拌的条件为：100L发酵罐在培养前期24h，通气量为1:1，v/v·min，搅拌速度为130-170r/min；24h至发酵结束，通气量控制在1.2:1，v/v·min，搅拌速度为160-200r/min。

相较现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过超微粉碎对豆渣进行磨细，超微粉碎是一种可使粉体颗粒细微及超细化的机械加工方法，超微粉碎使得产品的物性和微观结构发生变化，从而使孔隙率、表面积、溶解性、吸附力、固香性、药效和生物利用率等方面得到不同程度的提高，可减少活性成分的损失，因此，通过超微粉碎技术能够降低豆渣粒径大小，破坏大分子化合物的复杂结构，将有利于纤维素的有效转化利用，提升生物质转化效率；黄浆水富含糖类和蛋白质，并且碳浓度为7.0-10.0g/L、氮浓度为2.0-4.0g/L，既为木腐菌提供一定的营养基质，并且能较好地溶解氧，以供菌体生长繁殖；从而利用黄浆水和豆渣为木腐菌培养提供充分地营养基质和膳食纤维，二者结合可作为很好的食用菌液体培养基进行食用菌的发酵研究，实现了黄浆水和豆渣的资源循环利用，减少其排放量，降低环境污染，同时满足高密度培养木腐菌菌丝体的需要，节约木腐菌生产成本；

另外，本发明通过对黄浆水和豆渣进行高压蒸汽灭菌、巴氏杀菌等预处理技术，达到延长黄浆水和豆渣保存期的目的，有效减少资源浪费，并且通过使用食用菌深层发酵技术生产食用菌，食用菌液体发酵是在生化反应器中，用液体培养基通入无菌空气并加以搅拌，增加培养基中的氧含量，提供食用菌菌体呼吸代谢所需要的氧气，控制适宜的外界条件，来获得大量的食用菌菌丝体或其代谢产物的过程，与传统的人工栽培食用菌子实体相比，食用菌深层发酵培养具有周期短、不受气候影响、能实现大规模生产的优点，并且不占有耕地、技术含量高、生产成本低，具有工业化生产前景。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明进一步解释说明，以便于本领域专业技术人员更好地理解。

本发明所述木腐菌包括香菇、平菇、金针菇、白灵菇、木耳等食用菌，以下将以平菇、香菇和木耳作为实验对象。

实施例1

一种以黄浆水和豆渣制备平菇液体菌种的培养基，所述培养基配方包括：玉米粉5g，葡萄糖20g，磷酸二氢钾2g，硫酸镁1g，维生素B

一种以黄浆水和豆渣制备平菇液体菌种的方法，包括以下步骤：

S1：将所述豆渣进行超微粉碎，豆渣粒径为100μm，将所得豆渣加入上述黄浆水中，添加氢氧化钠调节PH值为13-14，黄浆水中碳浓度为7.8g/L、氮浓度为2.3g/L，并且加入防腐剂苯甲酸，延长豆渣和黄浆水的保存时间；

S2:向步骤S1所得液体中添加上述培养基配方中除豆渣和黄浆水的其余组分制备培养基，在121℃下对培养基进行高温蒸汽灭菌25min后装入100L发酵罐中；

S3：制备摇床种子液，将平菇菌种接种至母体培养基中进行斜面培养，所述母体培养基的原料组分包括马铃薯200g、葡萄糖24g、琼脂24g，所述斜面培养的培养温度为25℃，培养湿度为65％，培养时间为10天；从PDA斜面培养基取5块豆粒大小的菌种块接入含有马铃薯180g、葡萄糖25g的摇床液体培养基，静置24h后于140r/min、25℃下摇床培养4d，得到摇床种子。

S4：将步骤S3所得摇床种子接入步骤S2中装有培养基的发酵罐中进行液体深层发酵，接种量为10％，发酵温度为27℃，发酵时进行通气搅拌，深层发酵条件为：自然pH值下，培养前期24h，通气量为1:1，v/v·min，搅拌速度为150r/min；24h至发酵结束，通气量控制在1.2:1，v/v·min，搅拌速度为180r/min。

实施例2

一种以黄浆水和豆渣制备香菇液体菌种的培养基，所述培养基配方包括：玉米粉5g，葡萄糖20g％，磷酸二氢钾2g，硫酸镁1g，维生素B

一种以黄浆水和豆渣制备香菇液体菌种的方法，包括以下步骤：

S1：将所述豆渣进行超微粉碎，豆渣粒径为100μm，将所得豆渣加入上述黄浆水中，添加氢氧化钠调节PH值为13-14，黄浆水中碳浓度为7.8g/L、氮浓度为2.3g/L，并且加入防腐剂苯甲酸，延长豆渣和黄浆水的保存时间；

S2:向步骤S1所得液体中添加上述培养基配方中除豆渣和黄浆水的其余组分制备培养基，在121℃下对培养基进行高温蒸汽灭菌25min后装入100L发酵罐中；

S3：制备摇床种子液，将香菇菌种接种至母体培养基中进行斜面培养，所述母体培养基的原料组分包括马铃薯200g、葡萄糖24g、琼脂24g，所述斜面培养的培养温度为25℃，培养湿度为65％，培养时间为10天；从PDA斜面培养基取5块豆粒大小的菌种块接入含有马铃薯180g、葡萄糖25g的摇床液体培养基，于25℃，静置24h后于140r/min、25℃下摇床培养4d，得到摇床种子。

S4：将步骤S3所得摇床种子接入步骤S2中装有培养基的发酵罐中进行液体深层发酵，接种量为10％，发酵温度为27℃，发酵时进行通气搅拌，深层发酵条件为：自然pH值下，培养前期24h，通气量为1:1，v/v·min，搅拌速度为150r/min；24h至发酵结束，通气量控制在1.2:1，v/v·min，搅拌速度为180r/min。

实施例3

一种以黄浆水和豆渣制备木耳液体菌种的培养基，所述培养基配方包括：玉米粉5g，葡萄糖20g％，磷酸二氢钾2g，硫酸镁1g，维生素B

一种以黄浆水和豆渣制备木耳液体菌种的方法，包括以下步骤：

S1：将所述豆渣进行超微粉碎，豆渣粒径为100μm，将所得豆渣加入上述黄浆水中，添加氢氧化钠调节PH值为13-14，黄浆水中碳浓度为7.8g/L、氮浓度为2.3g/L，并且加入防腐剂苯甲酸，延长豆渣和黄浆水的保存时间；

S2:向步骤S1所得液体中添加上述培养基配方中除豆渣和黄浆水的其余组分制备培养基，在121℃下对培养基进行高温蒸汽灭菌25min后装入100L发酵罐中；

S3：制备摇床种子液：将木耳菌种接种至母体培养基中进行斜面培养，所述母体培养基的原料组分包括马铃薯200g、葡萄糖24g、琼脂24g，所述斜面培养的培养温度为25℃，培养湿度为65％，培养时间为10天；从PDA斜面培养基取5块豆粒大小的菌种块接入含有马铃薯180g、葡萄糖25g的摇床液体培养基，于25℃，静置24h后于140r/min、25℃下摇床培养4d，得到摇床种子。

S4：将步骤S3所得摇床种子接入步骤S2中装有培养基的发酵罐中进行液体深层发酵，接种量为10％，发酵温度为27℃，发酵时进行通气搅拌，深层发酵条件为：自然pH值下，培养前期24h，通气量为1:1，v/v·min，搅拌速度为150r/min；24h至发酵结束，通气量控制在1.2:1，v/v·min，搅拌速度为180r/min。发酵培养6-7天即可制得品质优良的木耳液体菌种。

对比例1

一种平菇液体菌种的培养基，所述培养基配方包括：玉米粉5g，葡萄糖20g％，磷酸二氢钾2g，硫酸镁1g，维生素B

一种制备平菇液体菌种的方法，包括以下步骤：

S1：按上述培养基配方制备培养基，在121℃下对培养基进行高温蒸汽灭菌25min后装入100L发酵罐中；

S2：制备摇床种子液：将平菇菌种接种至母体培养基中进行斜面培养，所述母体培养基的原料组分包括马铃薯200g、葡萄糖24g、琼脂24g，所述斜面培养的培养温度为25℃，培养湿度为65％，培养时间为10天；从PDA斜面培养基取5块豆粒大小的菌种块接入含有马铃薯180g、葡萄糖25g的摇床液体培养基，于25℃，静置24h后于140r/min、25℃下摇床培养4d，得到摇床种子。

S3：将步骤S2所得摇床种子接入步骤S1中装有培养基的发酵罐中进行液体深层发酵，接种量为10％，发酵温度为27℃，发酵时进行通气搅拌，深层发酵条件为：自然pH值下，培养前期24h，通气量为1:1，v/v·min，搅拌速度为150r/min；24h至发酵结束，通气量控制在1.2:1，v/v·min，搅拌速度为180r/min。

对比例2

一种香菇液体菌种的培养基，所述培养基配方包括：玉米粉5g，葡萄糖20g％，磷酸二氢钾2g，硫酸镁1g，维生素B

一种香菇液体菌种培养基的制备方法，包括以下步骤：

S1：按上述培养基配方制备培养基，在121℃下对培养基进行高温蒸汽灭菌25min后装入100L发酵罐中；

S2：制备摇床种子液：将食用菌菌种接种至母体培养基中进行斜面培养，所述母体培养基的原料组分包括马铃薯200g、葡萄糖24g、琼脂24g，所述斜面培养的培养温度为25℃，培养湿度为65％，培养时间为10天；从PDA斜面培养基取5块豆粒大小的菌种块接入含有马铃薯180g、葡萄糖25g的摇床液体培养基，于25℃，静置24h后于140r/min、25℃下摇床培养4d，得到摇床种子。

S3：将步骤S2所得摇床种子接入步骤S1中装有培养基的发酵罐中进行液体深层发酵，接种量为10％，发酵温度为27℃，发酵时进行通气搅拌，深层发酵条件为：自然pH值下，培养前期24h，通气量为1:1，v/v·min，搅拌速度为150r/min；24h至发酵结束，通气量控制在1.2:1，v/v·min，搅拌速度为180r/min。

对比例3

一种木耳液体菌种培养基，所述培养基配方包括：玉米粉5g，葡萄糖20g％，磷酸二氢钾2g，硫酸镁1g，维生素B

一种木耳液体菌种培养基的制备方法，包括以下步骤：

S1：按上述培养基配方制备培养基，在121℃下对培养基进行高温蒸汽灭菌25min后装入100L发酵罐中；

S2：制备摇床种子液：将食用菌菌种接种至母体培养基中进行斜面培养，所述母体培养基的原料组分包括马铃薯200g、葡萄糖24g、琼脂24g，所述斜面培养的培养温度为25℃，培养湿度为65％，培养时间为10天；从PDA斜面培养基取5块豆粒大小的菌种块接入含有马铃薯180g、葡萄糖25g的摇床液体培养基，于25℃，静置24h后于140r/min、25℃下摇床培养4d，得到摇床种子。

S3：将步骤S2所得摇床种子接入步骤S1中装有培养基的发酵罐中进行液体深层发酵，接种量为10％，发酵温度为27℃，发酵时进行通气搅拌，深层发酵条件为：自然pH值下，培养前期24h，通气量为1:1，v/v·min，搅拌速度为150r/min；24h至发酵结束，通气量控制在1.2:1，v/v·min，搅拌速度为180r/min。

分别对实施例1-3和对比例1-3培养的木腐菌生长情况进行记录，具体如下：

表1实施例1平菇培养生长情况记录表

实施例1发酵培养3天即可得到浓度为90％的平菇液体菌种，菌球大小均匀，直径大约为2mm，该菌种品质优良，菇香味浓厚。

表2对比例1平菇培养生长情况记录表

对比例1发酵培养3天即可得到平菇液体菌种，不过菌球浓度为50-80％，低于实施例1的菌球浓度，菌球大小总体较实施例1稍小。

表3实施例2香菇培养生长情况记录表

实施例2发酵培养6天即可制得品质优良的香菇液体菌种，菌球浓度达到90％，并且菌球大小均匀，为2mm。

表4对比例2香菇培养生长情况记录表

对比例2发酵培养6天即可制得香菇液体菌种，第六天时菌球浓度为70％，小于实施例2的菌球浓度，菌球大小90％直径为2mm。

表5实施例3木耳培养生长情况记录表

实施例3发酵培养6天即可制得木耳液体菌种，菌球浓度第六天达到90％，菌球大小均匀，直径大约2mm。

表6对比例3木耳培养生长记录表

比例3发酵培养6天即可制得木耳液体菌种，菌球浓度第六天为70-80％，较实施例3小，菌球大小90％直径达到2mm。

上述试验综合整理后得出，培养液颜色由棕黄转变成浅黄，气味由糖香味逐渐转变成菇香味，培养液中营养物质逐渐被吸收。实施例1-3与对比例1-3相比，木腐菌液体培养基发酵速度、菌球浓度均有显著提高。在实例1中，发酵三天即可得到菌球大小适宜，菌种活力强的菌丝体，在实例2和实施例3中发酵培养后第三天开始产生菌球，第四天、第五天菌球繁殖速度加快，到第六天菌球达到最高密度90％，此时液体菌种密度最高，菌球表面有大量毛刺，悬浮力好，菌球大小适宜，菌种活力最强，是栽培的最佳时间；而对比例1虽然也是第三天得到菌丝体，但是菌种浓度较小，而且观察比较，菌种活力不如实施例1，对比例2从第四天开始，菌球繁殖速度低于实施例2，直至第六天，菌球浓度低于实施例2大约20％，对比例3从第四天开始，菌球繁殖速度低于实施例3，直至第六天，菌球浓度仍然低于实施例3，仅为70-80％。

针对上述实施例1-3和对比例1-3的菌丝体进行质量评价，评价结果如下所示：

表7不同培养基培育的木腐菌菌丝体质量评价表

菌丝体干重的测定方法为：取发酵液，用布氏漏斗抽滤得菌丝体，然后于60℃烘干至恒重，以每1L发酵液中菌丝体干质量(g/1L)计，取平均值。

从上表可以看出，实施例1-3利用液体发酵培养基液体发酵得到的木腐菌菌丝产量较对比例1-3的产量有所提高，并且利用液体发酵培养基液体发酵的木腐菌菌丝大小均匀、表面毛刺多、悬浮均匀，而对比例1-3所得的木腐菌菌丝菌球密度小、结构松散、表面毛刺少，菌丝球形态不如实施例1-3好。

本发明的以上实施例仅运用于说明此技术方案而非局限，应当指出，本领域的普通技术人员应该了解，依据对本发明的技术实质对以实施例所做的任何简单修改、同等变化和修饰，均仍属于本发明的技术范围内。