一种采用双向固态发酵生产低蛋白小米的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用双向固态发酵生产低蛋白小米的方法，属于生物发酵技术领域。本发明专利技术采用蛹虫草菌种，通过双向固态发酵技术降低小米蛋白质含量并产生更多功效成分。所获得小米的蛋白质含量明显比未加工的小米所含蛋白质少，原每100g小米中含蛋白质11.2～13.4g；发酵后的小米蛋白质含量相比原先下降了32％，且由于蛹虫草菌种发酵时产生大量的初、次级代谢产物和酶，使小米的成分发生了变化，赋予了小米多糖、氨基酸、核苷类物质以及甘露醇等丰富的功效成分，可供肾病病人食用，避免了资源浪费，提高了经济价值。该技术可用于谷物加工行业，是一种极具开发研究价值的发酵方法。本发明专利技术所公开的方法在药食用真菌改善谷物的领域中具有良好的应用前景。

A Method of Producing Low Protein Millet by Two-way Solid State Fermentation

The invention discloses a method for producing low protein millet by bidirectional solid state fermentation, which belongs to the technical field of biological fermentation. The invention adopts Cordyceps militaris strain, reduces the protein content of millet by two-way solid-state fermentation technology, and produces more effective ingredients. The protein content of millet obtained was significantly less than that of unprocessed millet, which contained 11.2-13.4 G protein per 100 g millet. The protein content of fermented millet decreased by 32% compared with that of original millet, and the production and distribution of millet changed due to the production of a large number of primary and secondary metabolites and enzymes during the fermentation of Cordyceps militaris strains, which endowed millet with polysaccharides, amino acids and nucleosides. Such substances as mannitol and other rich functional ingredients can be eaten by nephropathy patients, avoiding waste of resources and improving economic value. This technology can be used in grain processing industry and is a fermentation method with great development and research value. The method disclosed by the invention has good application prospect in the field of improving grain by medicinal edible fungi.

【技术实现步骤摘要】
一种采用双向固态发酵生产低蛋白小米的方法
本专利技术涉及一种采用双向固态发酵生产低蛋白小米的方法，属于生物发酵

技术介绍
肾病是一种严重危害人类健康常见病的统称，主要包括不同类型的肾炎、急性肾衰竭、肾结石、肾囊肿等等。其中一个最基本的特征是大量蛋白尿，其是指肾病患者尿蛋白排出量>3.5g/d。在正常生理情况下，肾小球滤过膜具有分子屏障及电荷屏障，致使原尿中蛋白含量增多，当远超过近曲小管回吸收量时，形成大量蛋白尿。在此基础上，凡增加肾小球内压力及导致高灌注、高滤过的因素(如高蛋白饮食)均可加重尿蛋白的排出。患者易产生感染、高凝、微量元素缺乏、内分泌紊乱和免疫功能低下等并发症。因此肾病病人不适宜食用含高蛋白的食物。小米是中国北部地区的主要粮食作物，含有丰富的蛋白质，脂肪和维生素，民间常用于熬制小米粥。小米熬粥营养价值丰富，有“代参汤”之美称，具有安神之效。由于小米不需精制，所以它保留了许多的维生素和无机盐，小米中的维生素B1可达大米的几倍，无机盐含量也高于大米。小米不仅可供食用，亦可入药。中医认为小米味甘咸，性凉，有清热、清渴，滋阴，补脾肾和肠胃，利小便、治水泻等功效。小米含有丰富的蛋白质，如谷蛋白、醇蛋白、球蛋白等，且含量高于大米，每100g中含脂肪1.7g，碳水化合物76.1g，均都不低于稻、麦等谷物。其次，小米中蛋白质的质量也优于小麦、稻米和玉米。由此可见，肾病病人不适宜食用蛋白含量高的小米。因此降低小米中蛋白质的含量是改善肾病病人不适宜食用小米这一情况的一种途径。但既要降低小米中蛋白质含量，又要保证小米营养价值的方法，目前还未见相关报道。因此通过高效、绿色、环保的方法实现这一目标显得十分必要。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术采用双向固态发酵，以小米为固态培养基发酵蛹虫草，一方面为蛹虫草提供生长的营养需要，又不会引入其他试剂对蛹虫草产生损伤，另一方面，蛹虫草产生的次生代谢产物改变了发酵菌质原有的功效成分，起到降低蛋白质以及增加其他功效成分的作用，在一定程度上提高了小米丰富的营养和功能。本专利技术的第一个目的是提供一种采用双向固态发酵生产低蛋白小米的方法，包括如下步骤：(1)种子液制备：将蛹虫草菌种活化后转接至液体种子培养基中，在22～30℃培养2～5d，制备种子液；(2)双向固态发酵：取步骤(1)制备得到的种子液，均匀洒在小米固态发酵培养基表面，在22～30℃发酵20～25d；(3)将步骤(2)发酵完全的小米固态发酵培养基灭菌除去蛹虫草菌种，洗净烘干得到低蛋白小米。进一步地，所述的种子培养基按质量含量计为：葡萄糖4～6％、蛋白胨1～3％、酵母浸膏2～4％，磷酸二氢钾0.05～0.15％，硫酸镁0.03～0.08％，初始pH值为6～9。进一步地，所述小米固态发酵培养基通过如下方法制备得到：将小米洗净浸泡，淋洗后进行烘干，烘干后蒸15～30min得到小米固态发酵培养基。进一步地，所述的蛹虫草保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CGMCCNO.3.17859。进一步地，在步骤(1)中，所述种子液的培养是在避光条件下进行培养。进一步地，在步骤(1)中，所述种子液培养的转速为200～400rpm。进一步地，在步骤(2)中，接种量为2～5％(w/w)。进一步地，在步骤(2)中，所述双向固态发酵是在避光条件下进行发酵。进一步地，在步骤(3)中，所述灭菌是在115～130℃条件下灭菌15～25min。本专利技术的第二个目的是提供所述方法制备得到的低蛋白小米。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种适用于工业化改良生产谷物的方法，并优化了相应的发酵条件。所获得小米的蛋白质含量明显比未加工的小米所含蛋白质少，原蛋白质含量为11.2％～13.4％，即每100g中含蛋白质11.2～13.4g；发酵后的小米蛋白质含量相比原先下降了32％，即每100g中含蛋白7.6g～9.1g，且由于蛹虫草菌种发酵时产生大量的初、次级代谢产物和酶，使小米的成分发生了变化，赋予了小米多糖、氨基酸、核苷类物质以及甘露醇等丰富的功效成分，可供肾病病人食用，避免了资源浪费，提高了经济价值。该技术可用于谷物加工行业，是一种极具开发研究价值的发酵方法。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。蛋白质检测：①采用凯氏定氮法测定总氮。称取1g样品于消化管里，分别依次称取加入1gK2SO4，0.5gCuSO4，20mL浓硫酸搅拌均匀后进行消化处理，直至管内液体变为淡绿色透明液体为止，待处理液完全冷却后定容于100mL容量瓶中，摇匀后用凯氏定氮法测定。总氮计算：式中：x为样品中氮含量，g/100g；V1为样品滴定消耗盐酸标准溶液体积，mL；V2为空白滴定消耗盐酸标准溶液体积，mL；V3为测定样品时消化液的体积，mL；c为盐酸标准滴定溶液浓度，mol/L；14.008为每摩尔氮原子质量，g/mol；m为样品的质量，g；F为氮转化系数，6.25。②采用三氯乙酸法测定非蛋白氮。称取1g待测样品粉末，加入100mL蒸馏水振荡30min后加入20mL10％的三氯乙酸溶液，混匀后静置25min～35min后过滤，滤渣用三氯乙酸洗涤3次，收集滤液转入旋转蒸发仪中浓缩，将样品加入石墨消解仪的消化管里消化，消化后用凯氏定氮法测定。空白对照为1mL蒸馏水，处理方法同上样品。蛋白质含量/g＝总氮含量－非蛋白氮含量。多糖检测方法：①采用水提醇沉法提取粗多糖。②用硫酸苯酚法测定粗多糖中总糖含量。将葡萄糖分别配成浓度为0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1mg/mL标准液。1mL标准液分别加入现配的5％苯酚溶液1mL，浓硫酸5mL，摇匀30℃放置30min，于490nm处测定吸光值。以葡萄糖含量为横坐标，吸光值为纵坐标绘制标准曲线，得到线性回归方程。吸取1mL样品液，按照上述步骤测定吸光值，并代入标准曲线计算反应体系中的葡萄糖含量(mg/mL)。总糖含量(μg/mg)＝葡萄糖浓度/1000×稀释倍数×提取液体积/提取物质量。③用3，5－二硝基水杨酸比色法测定粗多糖中还原糖含量。在6支试管中分别加入1mg/mL葡萄糖标准溶液0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50mL，补蒸馏水至0.5mL，然后加入DNS试剂1.5mL，充分混匀。置于沸水浴中煮沸5min，然后迅速流水冷却，并分别向试管中加入4mL蒸馏水混匀。在540nm处测定吸光值。以葡萄糖浓度为横坐标，吸光值为纵坐标绘制标准曲线，得到其线性回归方程。取1mL样品溶液，按上述步骤测定吸光值，代入标准曲线计算反应体系中的葡萄糖浓度(mg/mL)。还原糖含量(μg/mg)＝葡萄糖浓度/1000×稀释倍数×提取液体积/提取物质量。多糖含量(μg/mg)＝总糖含量－还原糖含量。氨基酸检测方法：采用茚三酮方法测定。分别吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL标准氨基酸溶液于6支试管中，蒸馏水补足至1mL，再加入1mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液，1mL茚三酮显色液，0.1mL0.1％的抗坏血酸溶液，充分混匀后封管，于100℃水浴中加热15min，取出后迅速用流水冷却，静置5min，加入3mL60％乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用双向固态发酵生产低蛋白小米的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)种子液制备：将蛹虫草菌种活化后转接至液体种子培养基中，在22～30℃培养2～5d，制备种子液；(2)双向固态发酵：取步骤(1)制备得到的种子液，均匀洒在小米固态发酵培养基表面，在22～30℃发酵20～25d；(3)将步骤(2)发酵完全的小米固态发酵培养基灭菌除去蛹虫草菌种，洗净烘干得到低蛋白小米。

【技术特征摘要】
1.一种采用双向固态发酵生产低蛋白小米的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)种子液制备：将蛹虫草菌种活化后转接至液体种子培养基中，在22～30℃培养2～5d，制备种子液；(2)双向固态发酵：取步骤(1)制备得到的种子液，均匀洒在小米固态发酵培养基表面，在22～30℃发酵20～25d；(3)将步骤(2)发酵完全的小米固态发酵培养基灭菌除去蛹虫草菌种，洗净烘干得到低蛋白小米。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的种子培养基按质量含量计为：葡萄糖4～6％、蛋白胨1～3％、酵母浸膏2～4％，磷酸二氢钾0.05～0.15％，硫酸镁0.03～0.08％，初始pH值为6～9。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小米固态发酵培养基通过如下方法制备得到：将小米洗净浸泡，淋洗后进行烘干，烘干后蒸15～30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿燕，许正宏，史劲松，任怡琳，陆震明，许泓瑜，张羽，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32