两种米曲霉固态发酵香菇菌丝粉的效果

摘要：以香菇（Lentinus edodes）菌丝粉中可溶性糖、呈味核苷酸和游离氨基酸等非挥发性呈味成分的释放率为指标，研究了米曲霉（Aspergillus oryzae）CICC 2436及其纤维素酶高产突变菌株Ⅱ5固态发酵香菇菌丝粉的效果。结果表明，米曲霉CICC 2436在其最佳发酵时间时香菇菌丝粉的可溶性糖、呈味核苷酸、游离氨基酸和非挥发性总呈味成分的释放率分别为22.50%、3.20%、3.06%、28.76%，而纤维素酶高产突变菌株Ⅱ5在其最佳发酵时间时香菇菌丝粉可溶性糖、呈味核苷酸、游离氨基酸和非挥发性总呈味成分的释放率分别为24.25%、3.42%、3.18%、30.85%，突变菌株Ⅱ5发酵香菇菌丝粉各种呈味物质的释放率均高于米曲霉CICC 2436。

关键词：香菇（Lentinus edodes）；菌丝粉；米曲霉（Aspergillus oryzae）；非挥发性呈味成分

中图分类号：TQ920.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）23-5735-03

香菇（Lentinus edodes）属于担子菌纲伞菌目口蘑料香菇属，是著名的食药兼用菌。香菇中含有可溶性糖、游离氨基酸、多肽和呈味核苷酸等非挥发性呈味物质[1]，正是这些呈味物质赋予香菇特殊的鲜美风味[2]。目前，市场上香菇产品的深加工原料多为香菇子实体，少以香菇菌丝为原料进行产品深加工[3]。米曲霉（Aspergillus oryzae）能够分泌产生纤维素酶、蛋白酶、糖化酶、淀粉酶等多种酶[4，5]。以米曲霉固态发酵香菇菌丝粉，利用米曲霉产生的纤维素酶降解香菇菌丝粉中的纤维素类物质，能够使香菇菌丝粉中的非挥发性呈味成分得到更多释放。研究香菇菌丝粉释放非挥发性呈味物质的固态发酵工艺，并进行两种米曲霉发酵效果的比较，可为利用香菇菌丝体获得非挥发性呈味物质提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌种 米曲霉CICC 2436购自中国工业微生物菌种保藏中心，米曲霉突变菌株Ⅱ5由湖北民族学院生物科学与技术学院微生物课题组以米曲霉CICC 2436为原始菌株，经诱变而获得的纤维素酶高产突变菌株[6]。香菇菌种由湖北民族学院生物科学与技术学院微生物课题组分离纯化获得，利用液体深层发酵技术获得香菇菌丝[7，8]，烘干，粉碎后过60目筛备用。

1.1.2 试剂 呈味核苷酸标准品为日本味之素公司产品，3，5-二硝基水杨酸、葡萄糖、茚三酮等均为国产分析纯化学试剂。

1.1.3 培养基 斜面孢子培养基为PDA培养基，香菇菌丝粉与灭菌水按质量比1∶1配制成固态发酵培养基。

1.2 方法

1.2.1 香菇菌丝粉固态发酵 以10%米曲霉孢子悬液接种到香菇菌丝粉固态发酵培养基中，28 ℃恒温发酵。发酵过程中每隔1 d翻堆，取样，测定纤维素酶活性及可溶性糖、呈味核苷酸和游离氨基酸的释放率。

1.2.2 测定及分析方法

1）纤维素酶标准曲线的绘制及酶活性的测定。采用GB/T 23881-2009绘制纤维素酶标准曲线及测定纤维素酶活性。

2）呈味核苷酸、游离氨基酸和可溶性糖含量的测定。取固态发酵香菇菌丝粉加去离子水定容，置于水浴锅中65 ℃浸提3 h，5 000 r/min离心 3 min，取上清液定容。呈味核苷酸含量采用紫外分光光度法[9，10]测定，可溶性糖含量采用苯酚硫酸法[11]测定，游离氨基酸含量采用茚三酮显色法测定。

可溶性糖、呈味核苷酸、游离氨基酸释放率=（提取液中可溶性糖、呈味核苷酸、游离氨基酸含量/香菇菌丝粉质量）×100%。

2 结果与分析

2.1 香菇菌丝粉固态发酵中纤维素酶活性的变化

在香菇菌丝粉固态发酵过程中，每隔1 d取样测定纤维素酶活性，米曲霉CICC 2436和突变菌株Ⅱ5固态发酵香菇菌丝粉过程中纤维素酶活性的变化情况见图1。由图1可知，米曲霉CICC 2436在发酵前3 d纤维素酶活性增长迅速，在第三天时达到最大值，为9.1 U/g，而3 d后随着发酵的进行纤维素酶活性迅速下降；突变菌株Ⅱ5在发酵第五天纤维素酶活性达到最大值，为11.9 U/g，之后随着发酵的进行纤维素酶活性迅速下降。突变菌株Ⅱ5在发酵前3 d与米曲霉CICC 2436产酶趋势一致，在随后的2 d发酵过程中，突变菌株Ⅱ5的纤维素酶活性持续升高，而米曲霉CICC 2436的纤维素酶活性迅速下降，突变菌株Ⅱ5的纤维素酶活性峰值为米曲霉CICC 2436峰值的1.31倍，由此表明突变菌株Ⅱ5产纤维素酶量和持续产酶时间均优于米曲霉CICC 2436。

2.2 米曲霉发酵香菇菌丝粉释放可溶性糖的比较

在米曲霉CICC 2436与突变菌株Ⅱ5固态发酵香菇菌丝粉过程中，可溶性糖释放率随发酵时间的变化情况如图2所示。由图2可知，米曲霉CICC 2436和突变菌株Ⅱ5在前5 d发酵香菇菌丝粉的过程中可溶性糖的释放率增长较快，且突变菌株Ⅱ5发酵香菇菌丝粉可溶性糖的释放率高于CICC 2436，发酵5 d时CICC 2436和Ⅱ5可溶性糖释放率分别为22.50%和24.25%。与米曲霉CICC 2436相比，突变菌株Ⅱ5对可溶性糖释放的作用更明显。

2.3 米曲霉发酵香菇菌丝粉释放呈味核苷酸的比较

米曲霉CICC 2436和突变菌株Ⅱ5固态发酵香菇菌丝粉呈味核苷酸释放率随发酵时间的变化情况如图3所示。由图3可知，米曲霉CICC 2436在发酵香菇菌丝粉的前2 d呈味核苷酸的释放率缓慢增长，随后的2～5 d发酵过程中，香菇菌丝粉释放呈味核苷酸较多，其释放率持续升高，在第五天时呈味核苷酸的释放率均达最大值，此时CICC 2436和突变菌株Ⅱ5发酵香菇菌丝粉呈味核苷酸的释放率分别为3.20%和3.42%。

2.4 米曲霉发酵香菇菌丝粉释放游离氨基酸的比较

在米曲霉CICC 2436和突变菌株Ⅱ5固态发酵香菇菌丝粉过程中，游离氨基酸释放率随发酵时间的变化情况如图4所示。由图4可知，米曲霉在固态发酵香菇菌丝粉的前4 d游离氨基酸的释放率迅速提高，在第四天后游离氨基酸的释放率趋于稳定，发酵5 d时CICC 2436和突变菌株Ⅱ5发酵香菇菌丝粉游离氨基酸的释放率分别为3.06%和3.18%，且在整个发酵过程中突变菌株Ⅱ5发酵香菇菌丝粉游离氨基酸的释放率稍高于CICC 2436。

2.5 香菇菌丝粉固态发酵中非挥发性总呈味成分的分析

可溶性糖、呈味核苷酸和游离氨基酸的释放率之和即为非挥发性总呈味成分的释放率，图5为米曲霉固态发酵香菇菌丝粉非挥发性总呈味成分的释放率变化情况。由图5可知，米曲霉固态发酵香菇菌丝粉的前5 d发酵过程中，非挥发性总呈味成分的释放率随着发酵时间的延长而增加，而发酵时间大于5 d时，非挥发性总呈味成分的释放率随着发酵时间的延长而趋于稳定。因此，基于以非挥发性总呈味成分释放为目的的米曲霉固态发酵香菇菌丝粉的最佳发酵时间为5 d，此时米曲霉CICC 2436和突变菌株Ⅱ5发酵香菇菌丝粉非挥发性总呈味成分释放率分别为28.76%和30.85%。在香菇菌丝粉的非挥发性总呈味成分中，各呈味成分所占比例大小依次为可溶性糖、呈味核苷酸、游离氨基酸，且香菇菌丝粉可溶性糖的释放率远远高于其他两种呈味物质的释放率。

3 结论

利用米曲霉CICC 2436和突变菌株Ⅱ5固态发酵香菇菌丝粉，分析了2株菌株在固态发酵香菇菌丝粉过程中纤维素酶活性的变化，同时对香菇菌丝粉在固态发酵过程中可溶性糖、呈味核苷酸、游离氨基酸和非挥发性总呈味成分的释放率进行了研究，确定了米曲霉固态发酵香菇菌丝粉释放非挥发性呈味成分的最佳发酵时间为5 d。在最佳发酵时间内发酵香菇菌丝粉，米曲霉CICC 2436发酵香菇菌丝粉的可溶性糖、呈味核苷酸、游离氨基酸和非挥发性总呈味成分的释放率分别为22.50%、3.20%、3.06%、28.76%，而突变菌株Ⅱ5发酵香菇菌丝粉可溶性糖、呈味核苷酸、游离氨基酸和非挥发性总呈味成分的释放率分别为24.25%、3.42%、3.18%、30.85%，突变菌株Ⅱ5发酵香菇菌丝粉各种呈味物质的释放率均高于米曲霉CICC 2436，这表明利用纤维素酶高产突变菌株Ⅱ5固态发酵香菇菌丝粉释放非挥发性呈味成分有较好效果，研究可为利用香菇菌丝粉进行深加工生产非挥发性呈味物质提供依据。

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