一种食用菌发酵氨基酸的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及氨基酸蛋白提取技术领域，尤其涉及IPC C07K1领域，进一步的，涉及一种食用菌发酵氨基酸的制备方法及其应用。

背景技术

食用菌是高等真菌中一类能形成较大子实体,可供人类食用的真菌类总称。食用菌是高蛋白、低脂肪食品,因营养丰富、味道鲜美,被国内外称为“山珍”，“优质食品的顶峰”。食用菌风味独特，含有多种生理活性物质，不仅具有较高的营养价值，而且还具有重要的医疗保健功能。

食用菌蛋白质所含氨基酸种类比较齐全，平均含17-18种氨基酸、包括人体必需的8种氨基酸、赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸。18种氨基酸的总量在10.71％-24.81％，8种人体必需氨基酸在总氨基酸中的比例为30％-50％。同时食用菌所含氨基酸主要是L型氨基酸，70％可以被人体吸收利用，所以是极好的营养保健食品。

中国专利CN 107267566 A公开了海鲜菇中游离氨基酸提取方法，该发明采用超声辅助酶解的方法，包括：步骤(1)将海鲜菇粉加入水，海鲜菇粉与水的质量比为1:40～50，调节溶液pH值为4～8，再将复合蛋白酶加入至水中，复合蛋白酶由果胶酶、纤维素酶和蛋白酶构成，其中，果胶酶、纤维素酶和蛋白酶的质量比为1:1～2:1～3，复合蛋白酶相比于水的质量百分比为0.6％～3.0％，进行酶解，酶解温度为20～50℃，酶解时间为3.0～4.0h；步骤(2)进行超声提取，超声温度为30～60℃，超声时间为20～40min，超声功率为270～432W。

中国专利CN 103627510 A公开了一种从香菇中综合获取有效成分的方法，步骤：1)将香菇粉碎，高压处理；2)加入正己烷或石油醚中，提取，过滤，得到脂肪酸提取液和提取后的残渣；3)将脂肪酸提取液浓缩得到香菇的脂肪酸提取物；将提取后的残渣加入木瓜蛋白酶的水溶液，超声处理，再反应，得到分解液；4)将分解液浓缩，得到香菇多糖和氨基酸的提取物；5)将香菇多糖和氨基酸的提取物用蒸馏水溶解；6)超滤，得到截留量为8000-14000的溶液和滤过液；浓缩，得到氨基酸的提取物；7)将截留的溶液浓缩，加入乙醇沉淀，离心分离弃上清，收集沉淀物得到香菇的多糖提取物。

现有技术中关于食用菌氨基酸的提取方法中多采用添加额外的蛋白酶对蛋白进行酶解，由于酶制剂较为昂贵，生产成本高。

发明内容

本发明第一方面提供了一种食用菌发酵氨基酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)匀浆：将食用菌加入水中，用胶体磨匀浆；

(2)提取食用菌蛋白：将步骤(1)得到的浆液用碱水溶液调节pH，采用超声波提取；然后进行离心，收集滤液；最后用HCl调节滤液的pH为2.8-3.2，得到食用菌蛋白提取液；食用菌蛋白提取液经过滤、干燥即得食用菌蛋白；

(3)食用菌发酵液制备：将步骤(2)得到的食用菌蛋白与食用菌、盐水混合进行发酵；

(4)步骤(3)得到的食用菌发酵液经过滤、蒸发、结晶得到氨基酸。

在一些优选的实施方式中，所述步骤(1)中食用菌选自金针菇、杏鲍菇、猴头菇、香菇、茶树菇中的一种或多种组合。

在一些优选的实施方式中，所述食用菌为金针菇。

在一些优选的实施方式中，所述金针菇为黑龙江金针菇，购自黑龙江鹤岗市万圃源蔬菜有限责任公司。

金针菇(Flammulinavelutipes)是一种口蘑科金钱菌属植物。

金针菇富含蛋白质，还含有VB1、VB2、VC等多种维生素,且富含钙、磷、铁等多种矿物质，营养十分丰富。金针菇中还含有18种氨基酸，每100g鲜菇中含有8种的人体必需的氨基酸，占总氨基酸量的42.29％～51.17％，在必需氨基酸中精氨酸和赖氨酸含量较高，每100g干品中赖氨酸和精氨酸含量分达1.024g和1.231g，高于一般菇类。

为了提高蛋白的提取率，在一些优选的实施方式中，所述步骤(1)中，食用菌和水的重量比为1：(3-8)；进一步优选为1:5。黑龙江金针菇中含有大量纤维等大分子物质，这些大分子是聚集、甚至是缠绕在一起的，随着去离子水体积的增加，这些大分子慢慢吸水溶胀，之后逐渐展开，暴露出内部的蛋白，使得蛋白慢慢溶出。

为了进一步提高蛋白的提取率，在一些优选的实施方式中，所述步骤(2)中碱水溶液为NaOH水溶液；浆液pH调节为8.5-15；进一步优选pH为11。

在碱性条件下，蛋白分子间由于相互排斥作用，分散性好，蛋白溶解率高随着pH的增加，蛋白分子间的氢键被打破，从而使得蛋白能够更好的溶出；但pH过高会导致蛋白变性，从而使蛋白的溶解性下降。

在一些优选的实施方式中，所述超声提取过程超声功率为：50-200W，提取温度为25-45℃，提取时间为25-40min。

当温度升高时，蛋白分子立体结构得到伸展，有利于水和蛋白相互作用，蛋白溶解度得到提升。但温度过高会导致蛋白结构过度展开，一些非极性基团暴露，蛋白溶解度降低。

提取时间过短，蛋白不能从原料中完全溶解。但随着提取时间的延长，蛋白溶出量达到饱和，继续延长提取时间，蛋白提取率不再有明显的增加。

为了降低发酵时间，在一些优选的实施方式中，所述步骤(3)中食用菌与蛋白的重量比为1：(1-4)。当食用菌的量过低时，会成微生物增殖缓慢，微生物分泌的纤维素酶和蛋白酶含量低，发酵周期长。

为了避免杂菌的污染导致污染菌的繁殖，损坏氨基酸的质量，在一些优选的实施方式中，所述步骤(3)中盐水的浓度为18-21％；盐水与食用菌蛋白的重量比为(2-5):1。但若盐水浓度过高会影响酶活性的发挥，影响蛋白质的分解。

为了提高食用菌发酵氨基酸的提取率，在一些优选的实施方式中，所述步骤(3)中发酵温度为28-40℃。温度低于28℃时，菌体细胞内酶的催化活性变低，影响菌体细胞内物质的合成速度，不利于微生物的生长和酶的产生；当发酵温度高于40℃时，菌体细胞会随着温度升高而细胞内蛋白酶活性被抑制甚至变性失活，导致蛋白转化率下降。

在一些优选的实施方式中，所述步骤(3)中发酵时间为3-7天，当发酵时间过长时，由于大量微生物代谢废物的堆积，导致菌体生长受到抑制并产生一些副产物，分泌的蛋白酶较少，活性低，对蛋白降解没有显著效果。

在一些优选的实施方式中，所述步骤(4)中过滤处理包括微滤和超滤处理。

本发明第二方面提供了一种食用菌发酵氨基酸的制备方法的应用，应用于食用菌发酵氨基酸的提取制备。

本申请提供的食用菌发酵氨基酸的制备方法具体为深圳市维龄可伴生物科技有限公司玛雪珑提取工艺。本申请采用食用菌发酵氨基酸的制备方法制备得到的产品具体为深圳市维龄可伴生物科技有限公司的玛雪珑系列产品。

有益效果：

1、本发明无需添加外源酶，利用食用菌原料发酵分泌的菌即可分解食用菌蛋白，制备食用菌氨基酸。

2、步骤(2)中采用碱水溶液调节浆液pH为8.5-15，有利于提高食用菌蛋白的提取率。

3、步骤(2)在超声提取过程中控制提取温度为25-45℃，有利于水和蛋白相互作用，蛋白溶解度得到提升。

4、步骤(3)食用菌发酵液制备过程中，添加盐水与蛋白混合进行发酵，盐水可以防止杂菌的污染导致污染菌的繁殖，损坏氨基酸的质量。

5、步骤(3)食用菌发酵液制备过程中，控制发酵温度为28-40℃，降低温度对蛋白水解酶活性的影响。

6、步骤(3)食用菌发酵液制备过程中，发酵时间为3-7天，避免由于大量微生物代谢废物的堆积，导致菌体生长受到抑制并产生一些副产物。

具体实施方式

实施例1

实施例1提供了一种食用菌发酵氨基酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)匀浆：将食用菌加入水中，用胶体磨匀浆；

(2)提取食用菌蛋白：将步骤(1)得到的浆液用碱水溶液调节pH，采用超声波提取；然后进行离心，收集滤液；最后用HCl调节滤液的pH为3.0，得到食用菌蛋白提取液；食用菌蛋白提取液经过滤、干燥即得食用菌蛋白；

(3)食用菌发酵液制备：将步骤(2)得到的食用菌蛋白与食用菌、盐水混合进行发酵；

(4)步骤(3)得到的食用菌发酵液经过滤、蒸发、结晶得到氨基酸。

所述步骤(1)中食用菌为黑龙江金针菇，购自黑龙江鹤岗市万圃源蔬菜有限责任公司。

所述步骤(1)中食用菌与水的重量比为1:5。

所述步骤(2)提取食用菌蛋白过程中碱水溶液为NaOH水溶液；浆液pH调节为11。

所述步骤(2)中超声波提取的超声功率为150W，提取温度为35℃，提取时间为35min。

所述步骤(3)中食用菌与食用菌蛋白的重量比为1：3。

所述步骤(3)中盐水与食用菌蛋白的重量比为3：1。

所述步骤(3)中发酵过程的发酵温度为35℃，发酵时间为5天。

所述步骤(4)中过滤处理包括微滤和超滤处理；微滤膜购自山东博纳集团，规格型号为0.2μm；超滤膜购自山东博纳集团，规格型号为8000D。

实施例2

实施例2提供了一种食用菌发酵氨基酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)匀浆：将食用菌加入水中，用胶体磨匀浆；

(2)提取食用菌蛋白：将步骤(1)得到的浆液用碱水溶液调节pH，采用超声波提取；然后进行离心，收集滤液；最后用HCl调节滤液的pH为3.0，得到食用菌蛋白提取液；食用菌蛋白提取液经过滤、干燥即得食用菌蛋白；

(3)食用菌发酵液制备：将步骤(2)得到的食用菌蛋白与食用菌、盐水混合进行发酵；

(4)步骤(3)得到的食用菌发酵液经过滤、蒸发、结晶得到氨基酸。

所述步骤(1)中食用菌为黑龙江金针菇，购自黑龙江鹤岗市万圃源蔬菜有限责任公司。

所述步骤(1)中食用菌与水的重量比为1:4。

所述步骤(2)提取食用菌蛋白过程中碱水溶液为NaOH水溶液；浆液pH调节为11。

所述步骤(2)中超声波提取的超声功率为150W，提取温度为35℃，提取时间为35min。

所述步骤(3)中食用菌与食用菌蛋白的重量比为1：2。

所述步骤(3)中盐水与食用菌蛋白的重量比为4：1。

所述步骤(3)中发酵过程的发酵温度为35℃，发酵时间为5天。

所述步骤(4)中过滤处理包括微滤和超滤处理；微滤膜购自山东博纳集团，规格型号为0.2μm；超滤膜购自山东博纳集团，规格型号为8000D。

实施例3

实施例3提供了一种食用菌发酵氨基酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)匀浆：将食用菌加入水中，用胶体磨匀浆；

(2)提取食用菌蛋白：将步骤(1)得到的浆液用碱水溶液调节pH，采用超声波提取；然后进行离心，收集滤液；最后用HCl调节滤液的pH为3.0，得到食用菌蛋白提取液；食用菌蛋白提取液经过滤、干燥即得食用菌蛋白；

(3)食用菌发酵液制备：将步骤(2)得到的食用菌蛋白与食用菌、盐水混合进行发酵；

(4)步骤(3)得到的食用菌发酵液经过滤、蒸发、结晶得到氨基酸。

所述步骤(1)中食用菌为黑龙江金针菇，购自黑龙江鹤岗市万圃源蔬菜有限责任公司。

所述步骤(1)中食用菌与水的重量比为1:5。

所述步骤(2)提取食用菌蛋白过程中碱水溶液为NaOH水溶液；浆液pH调节为11。

所述步骤(2)中超声波提取的超声功率为150W，提取温度为35℃，提取时间为35min。

所述步骤(3)中食用菌与食用菌蛋白的重量比为1：3。

所述步骤(3)中盐水与食用菌蛋白的重量比为3：1。

所述步骤(3)中发酵过程的发酵温度为40℃，发酵时间为4天。

所述步骤(4)中过滤处理包括微滤和超滤处理；微滤膜购自山东博纳集团，规格型号为0.2μm；超滤膜购自山东博纳集团，规格型号为8000D。

对比例1

对比例1提供了一种食用菌发酵氨基酸的制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述步骤(3)中发酵时间为2天。

对比例2

对比例2提供了一种食用菌发酵氨基酸的制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述步骤(3)中食用菌与食用蛋白的重量比为1：5。

对比例3

对比例3提供了一种食用菌发酵氨基酸的制备方法，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述步骤(3)中发酵温度为25℃。

性能测试：

1、氨基酸含量(mg/g)：将实施例1-3和对比例1-3制备的食用菌发酵氨基酸，通过茚三酮比色法测定氨基酸含量。

2、氨基酸提取率(％)＝氨基酸含量/食用菌蛋白含量。

食用菌蛋白含量参照GB/T 5009.5-2003《食品中蛋白质的测定方法》执行，用凯氏定氮仪测定蛋白质含量，蛋白质换算系数为6.25。

测试结果：

表1：

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