專利名稱:固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)發(fā)酵米糠的方法及發(fā)酵米糠的應(yīng)用的制作方法

技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種發(fā)酵食品原料生產(chǎn)及產(chǎn)物功能的方法，主要是利用現(xiàn)代固態(tài)發(fā)酵技術(shù)對(duì)米糠進(jìn)行發(fā)酵，使米糠中活性物質(zhì)有效解離。
背景技術(shù)：
米糠是稻谷加工中最為重要的一類副產(chǎn)品，約占糙米總重的8-12％，是一類豐富的具有廣泛開發(fā)潛力的高附加值生物資源。米糠中不僅含有大量蛋白質(zhì)(12-16％)和油脂(16-22％)，還含有許多生理活性物質(zhì)，如植物甾醇、谷維素、肌醇六磷酸等。米糠的油脂組成主要以軟脂酸(17％)、油酸(40％)和亞油酸(34％)為主，其中不飽和脂肪酸占絕大部分。此外，米糠油中還含有較多的蠟質(zhì)和不皂化物。在不皂化物中，含有大量的谷維素，有極強(qiáng)的抗氧化功能。米糠蛋白主要為清蛋白(37％)、球蛋白(36％)、谷蛋白(22％)和5％的醇溶蛋白。米糠蛋白具有較好的氨基酸平衡，與大米蛋白質(zhì)相比，其更接近FAO/WHO的推薦模式，蛋白質(zhì)效率指數(shù)(PER)達(dá)1.6-1.9，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值十分可觀。
雖然米糠所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，是一種不可多得的生物資源，但由于米糠含有較多的纖維素，咀嚼粗糙，直接食用較為困難，并且不易消化，影響了它的吸收利用。因此對(duì)米糠中的活性物質(zhì)進(jìn)行開發(fā)顯得尤為重要。關(guān)于米糠各種活性物質(zhì)如米糠蛋白、米糠油、肌醇等提取功工藝已有資料報(bào)道及相關(guān)的專利申請(qǐng)。
姜元榮等于2004年發(fā)明“一種米糠多糖類活性組分的制備方法”專利(公開號(hào)1560266)，其以脫脂米糠為原料，利用水提、酶解和凝膠過濾制得米糠活性多糖，其在細(xì)胞免疫、體液免疫和非特異性免疫方面具有顯著增強(qiáng)作用。劉志國等于2004年發(fā)明“米糠蛋白降血壓肽(ACE抑制肽)的制備方法”專利(公開號(hào)1563404)，其利用胃蛋白酶和胰蛋白酶水解米糠蛋白，分離出具有ACE抑制活性的小分子多肽。王興國等于2003年發(fā)明“一種米糠活性物質(zhì)二十八烷醇和三十烷醇的制備方法”專利(公開號(hào)1439625)，其利用超聲波技術(shù)從米糠臘質(zhì)中提取功能活性物質(zhì)二十八烷醇和三十烷醇獲得了成功。陳秋霖于2002年發(fā)明“米糠油的提取方法”的專利(公開號(hào)1506448)發(fā)表一種米糠油提取方法的專利。嚴(yán)梅榮等于(2002年)發(fā)明“利用穩(wěn)定化米糠制取天然營(yíng)養(yǎng)食品的方法”(公開號(hào)1403025)申請(qǐng)利用穩(wěn)定化米糠生產(chǎn)系列營(yíng)養(yǎng)食品的專利。該專利先用正己烷提取油脂，再利用淀粉酶和蛋白酶水解制備米糠天然營(yíng)養(yǎng)食品。
以上的專利和相關(guān)的研究資料中，主要是涉及到米糠中一種或兩種物質(zhì)的提取，并且由于其中的各種營(yíng)養(yǎng)物的提取非常繁鎖，因此經(jīng)常顧此失彼，得不到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有方法僅僅局限在對(duì)米糠中一種或兩種物質(zhì)的提取，并且提取繁瑣，及經(jīng)常顧此失彼的問題，提供一種固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)發(fā)酵米糠的方法及發(fā)酵米糠的應(yīng)用。
對(duì)米糠的開發(fā)利用關(guān)鍵是使其所含纖維素成分降解，質(zhì)地變?yōu)樗绍?，功能物質(zhì)易于解離。而利用藥用真菌對(duì)米糠進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵正是適用這一開發(fā)的需要。
如桑黃是一種最近開發(fā)出來的藥用真菌，作為一種癌癥預(yù)防和臨床輔助治療藥物，在韓國、日本有著廣大的消費(fèi)市場(chǎng)。桑黃屬擔(dān)子菌亞門、層菌綱、多孔菌科、針層菌屬。主要寄生于楊、樺、櫟等闊葉樹上，造成心材白腐，是一種常見的世界性森林腐生菌。桑黃味微苦，性寒，有清熱解毒功能及利五臟、宣腸氣、排毒氣，壓丹石和止血、瀉血等功能。但最近的研究主要在于提高機(jī)體免疫力及抗癌方面。其抗癌成分主要為桑黃多糖，為一種有少許蛋白結(jié)合的葡聚糖，其主要結(jié)構(gòu)為β-1，3糖苷鍵相連的D-葡萄糖，并有以β-1，6糖苷鍵相連的支鏈。其能有效地提高機(jī)體的免疫活性，預(yù)防癌癥。此外，桑黃子實(shí)體多糖還具有抗肝纖維化、降膽固醇、降血糖等功能。
其它真菌如靈芝、香茹作為藥膳真菌已經(jīng)有多年歷史。由于其含有大量葡聚糖，也有顯著的提高免疫功能及預(yù)防癌癥等功效。
本發(fā)明提供的固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)發(fā)酵米糠的方法，包括(1)將桑黃、靈芝、灰樹花、香菇菌種中的任一種斜面接種于培養(yǎng)皿中，于溫度為26-30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)6-8天直到長(zhǎng)滿平皿為止；(2)在新鮮米糠中按重量比加入30-50％的水，攪拌均勻后裝入耐高溫聚乙烯瓶中，或不銹鋼托盤中，然后于100-121℃充分滅菌2-6小時(shí)；(3)將平皿中菌絲分割成大小相等菌片，以5-15％(W∶W)的比例加入(2)中已滅菌的米糠中；(4)將(3)中接種好的米糠放置于恒溫恒濕培養(yǎng)箱或發(fā)酵室中，在26-30℃，相對(duì)濕度為70-90％范圍下，進(jìn)行避光培養(yǎng)；(5)培養(yǎng)15-20天后，取出，60-90℃下烘干，即為發(fā)酵米糠原品。
將上述生產(chǎn)的發(fā)酵米糠原品進(jìn)行一、二、三級(jí)超微粉碎，粒度達(dá)到100目以下，然后真空包裝，制成發(fā)酵米糠素。
將上述生產(chǎn)的發(fā)酵米糠原品加入2-5倍(重量比)溫度為40-70℃的溫水，充分浸潤(rùn)，然后利用膠體磨進(jìn)行初級(jí)均質(zhì)，濾去不溶殘?jiān)缓笤?0-20MPa壓力下進(jìn)行高壓均質(zhì)，最后噴霧干燥，并進(jìn)行真空包裝，制得發(fā)酵米糠粉。
米糠可以為一切稻米的米糠，包括粗糠、細(xì)米糠。
一種發(fā)酵米糠的應(yīng)用，其特征是以發(fā)酵米糠粉為基準(zhǔn)，加入其重量的40-100％的大豆蛋白和10-20％的白砂糖，混合均勻，真空包裝成沖劑，制成米糠豆奶粉產(chǎn)品。
也可以將發(fā)酵米糠素以30％的比例加入谷類制品中，制成富含發(fā)酵米糠素的谷物產(chǎn)品。
也可以將發(fā)酵米糠制成片劑，或沖劑直接食用。
上述發(fā)酵米糠的應(yīng)用可用于糖尿病的治療和免疫功能的提高等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明利用藥用真菌的纖維素酶分解米糠，使其所含生理活性物質(zhì)充分解離，并提高米糠的適口性，同時(shí)使其增加大量真菌多糖，賦予其降糖及提高免疫力功能，從而集營(yíng)養(yǎng)與保健于一體。
利用藥用真菌固態(tài)發(fā)酵的米糠含有大量真菌胞壁多糖，其主要以β-1，3和β-1，6糖苷鍵結(jié)合，形成具有三股螺旋的空間立體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式分別如下
在真菌細(xì)胞中主要賦予細(xì)胞壁的完整性和柔韌性。米糠多糖的單糖組成主要是葡萄糖，達(dá)70％以上，其次為甘露糖、半乳糖，另外還有一些五碳糖，如木糖和核糖等。
藥用真菌菌絲體中含有大量的細(xì)胞壁聚糖，有著許多生理功能特性，主要體現(xiàn)在增強(qiáng)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)活性，提高正常小鼠及免疫抑制小鼠或荷瘤小鼠的單核巨噬細(xì)胞吞噬活力，并促進(jìn)多種細(xì)胞因子的產(chǎn)生，如白細(xì)胞介素IL-2，IL-6等。此外，藥用真菌多糖還具有降血脂、保肝、抗病毒、降糖等功能。經(jīng)對(duì)發(fā)酵米糠降糖活性的研究結(jié)果表明，日糧中加入15％(桑黃)發(fā)酵米糠能顯著提高四氧嘧啶施導(dǎo)高血糖小鼠的血清胰島素水平，并顯著降低血糖濃度。
藥用真菌除了具有公認(rèn)能有效地提高機(jī)體的免疫活性，預(yù)防癌癥，抗肝纖維化、降膽固醇、降血糖等功能特性外，還具有適應(yīng)性強(qiáng)，能產(chǎn)生大量的纖維素酶、木質(zhì)素酶等多種酶類，有效分解所寄生材料的纖維素、半纖維素等纖維，使之整體結(jié)構(gòu)變?yōu)樗缮ⅲ谄渲谢钚猿煞纸怆x。因此，以此為米糠發(fā)酵菌種，能夠有效分解米糠中纖維素，使之變?yōu)樗绍洠渲械鞍踪|(zhì)與纖維能夠分離開來，功能成分如谷維素等大量解離，以提高人體的吸收消化能力。
利用藥用真菌固態(tài)發(fā)酵米糠可提高米糠的附加值，生產(chǎn)出新型的食品原料或保健食品原料，既提高了米糠原有的營(yíng)養(yǎng)成分的吸收利用，又增加了真菌多糖功能成分，因此，發(fā)酵米糠有著廣泛的開發(fā)前景和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1將桑黃或灰樹花母種接種于PDA培養(yǎng)基斜面上，于30℃下培養(yǎng)，至長(zhǎng)滿全管(18×18cm)，然后接種于直徑為25cm的培養(yǎng)皿中(接種量為每管接5個(gè)培養(yǎng)皿)，于30℃，相對(duì)濕度70％下避光培養(yǎng)。8天后，于無菌條件下，用打孔器或小刀切成小片，接種于已滅菌的裝有米糠的500ml培養(yǎng)瓶中(接種量為5瓶/培養(yǎng)皿)，繼續(xù)于同樣條件下培養(yǎng)10d，然后作為工作菌種接入米糠，接種量為15％(即為工作菌種滅菌米糠＝15∶85(W∶W))。米糠預(yù)先以1∶1(W∶W)比例加水，并攪拌均勻，再裝入耐高溫塑料中，注意不要包扎太緊，但也不宜太松，于121℃下滅菌2h。接種后米糠置于恒溫恒濕培養(yǎng)室中，溫度為30℃，相對(duì)濕度為70％的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。直至菌絲長(zhǎng)滿整袋為止。培養(yǎng)期約為20d。培養(yǎng)結(jié)束后，將發(fā)酵米糠取出，置于60℃下，鼓風(fēng)干燥成發(fā)酵米糠原品。
實(shí)施例2將靈芝或香菇母種接種于綜合馬鈴薯培養(yǎng)基上，于26℃下培養(yǎng)，至長(zhǎng)滿全管后，再接入培養(yǎng)皿中，在溫度為26℃，濕度為90％的條件下培養(yǎng)。6天后，再接入培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，具體過程同實(shí)施例1。菌種培養(yǎng)完成后，進(jìn)行米糠接種。米糠按米糠∶水＝70∶30(W∶W)的比例加水后，攪拌均勻，然后裝入帶蓋不銹鋼托盤中(40×60×5cm)中，將托盤依次擺放于不銹鋼培養(yǎng)架上，放入蒸汽房中，于100℃下滅菌6h。滅菌結(jié)束后，待常溫后，將培養(yǎng)架推入培養(yǎng)室(預(yù)先甲醛熏蒸)去除托盤蓋，于無菌條件下接種，接種量5％(即為菌種∶米糠＝5∶95(W∶W)。接種后的米糠直接于培養(yǎng)室中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件避光，溫度26℃，相對(duì)濕度90％，每隔2天通風(fēng)一次。培養(yǎng)期為15d。發(fā)酵結(jié)束后，取出于90℃下干燥成發(fā)酵米糠原品。
實(shí)施例3發(fā)酵米糠原品于100℃下干燥2h后進(jìn)行一級(jí)剪切粉碎，將米糠粒度達(dá)到50目以下，然后進(jìn)行二次錘擊，使米糠粒度達(dá)到100目以下，然后進(jìn)行三級(jí)氣流粉碎，使米糠粒度達(dá)到200目以下。最后進(jìn)行真空包裝，生成發(fā)酵米糠素產(chǎn)品。
實(shí)施例4發(fā)酵米糠原品加入2倍(重量比)溫度為70℃的溫水，潤(rùn)浸1h，送入膠體磨進(jìn)行初級(jí)均質(zhì)，100目篩過濾濾去不溶殘?jiān)?，然后?0MPa壓力下進(jìn)行高壓均質(zhì)。最后噴霧干燥。噴霧時(shí)，進(jìn)口溫度為200℃，出口溫度為80℃。進(jìn)行真空包裝即得發(fā)酵米糠粉產(chǎn)品。
實(shí)施例5發(fā)酵米糠原品加入5倍(重量比)溫度為40℃的溫水，潤(rùn)浸1h，送入膠體磨中進(jìn)行初級(jí)均質(zhì)，100目篩過濾濾去不溶殘?jiān)?，然后?0MPa壓力下進(jìn)行高壓均質(zhì)，最后進(jìn)行噴霧干燥。噴霧條件同實(shí)施例4，然后進(jìn)行真空包裝即得發(fā)酵米糠粉產(chǎn)品。
實(shí)施例6將實(shí)施例4所生產(chǎn)的發(fā)酵米糠粉中加入其重量40％的大豆蛋白和10％的白砂糖，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，然后真空包裝成沖劑，形成米糠豆奶粉產(chǎn)品。
實(shí)施例7將實(shí)施例4所生產(chǎn)的發(fā)酵米糠粉中加入其重量100％的大豆蛋白和20％的白砂糖，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，然后真空包裝成沖劑，形成米糠豆奶粉產(chǎn)品。
實(shí)施例8BALB/c小鼠(體重25±2g)40只禁食12h后，尾靜脈注射四氧嘧啶，劑量為70mg。48h后再禁食12h，眼眶取血，測(cè)血糖值。血糖值為11mmol/L以上的小鼠為實(shí)驗(yàn)性糖尿病模型。取糖尿病成模小鼠28只，隨機(jī)分為四組，分別為對(duì)照組(添加正常飼料)、實(shí)驗(yàn)1組(正常飼料+5％發(fā)酵米糠)、實(shí)驗(yàn)2組(正常飼料+10％發(fā)酵米糠)、實(shí)驗(yàn)3組(正常飼料+15％米糠)，另以8只正常小鼠為正常組。連續(xù)飼喂20天后，測(cè)定空腹血糖和胰島素值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見表1)表明與正常飼料和米糠相比，添加發(fā)酵米糠后，小鼠血糖濃度均有顯著下降，胰島素水平均有上升，并呈劑量依賴效應(yīng)。其中添加10％發(fā)酵米糠后，血糖濃度從15.67mmol/L降為9.28mmol/L，下降率達(dá)56％。胰島素水平從13.47mIu/L恢復(fù)到18.42mIu/L。從中可以看出，服用發(fā)酵米糠可以明顯恢復(fù)小鼠胰島細(xì)胞功能，降低血糖水平。其中發(fā)酵米糠中含有的大量水溶性多糖可能對(duì)此降糖效果做出解釋。
實(shí)施例9BALB/c小鼠40只(體重30±2g)隨機(jī)分為4組，分別為正常對(duì)照組、免疫低下組、實(shí)驗(yàn)1組、實(shí)驗(yàn)2組。免疫低下組和實(shí)驗(yàn)2組，腹腔注射濃度為3mg/ml的環(huán)磷酰胺，注射量為0.2ml/d。正常組和實(shí)驗(yàn)1組以生理鹽水代替環(huán)磷酰胺。實(shí)驗(yàn)1組和實(shí)驗(yàn)2組給予發(fā)酵米糠粉水提物，口服劑量為0.5ml。實(shí)驗(yàn)期3周。3周后處死，進(jìn)行剛果紅吞噬活性、免疫器官重量、脾淋巴細(xì)胞增殖能力的測(cè)定。檢測(cè)結(jié)果說明發(fā)酵米糠水提物能顯著提高正常小鼠和免疫低下小鼠的免疫功能，其吞噬指數(shù)、脾指數(shù)、胸腺指數(shù)及脾淋巴細(xì)胞增殖能力均呈顯著性差異或極顯著性差異(檢測(cè)結(jié)果如表2)。
表1發(fā)酵米糠對(duì)四氧嘧啶糠尿病小鼠血糖濃度和胰鳥素水平的影響
a與正常組相比，P∠0.05；b與對(duì)照組相比P∠0.05；c與對(duì)照組相比P∠0.01；d與正常組相比，P∠0.01表2發(fā)酵米糠水提物對(duì)小鼠吞噬能力、免疫器官的影響(X±s，n＝7)
a與正常對(duì)照組相比，P∠0.05；b與免疫低下組相比P∠0.01；c與免疫低下組相比P∠0.05；d與正常對(duì)照組相比，P∠0.01。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)發(fā)酵米糠的方法，其特征是該方法包括(1)將桑黃、靈芝、灰樹花、香菇菌種中的任一種斜面接種于培養(yǎng)皿中，于溫度為26-30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)6-8天直到長(zhǎng)滿平皿為止；(2)在新鮮米糠中按重量比加入30-50％的水，攪拌均勻后裝入耐高溫聚乙烯瓶中，或不銹鋼托盤中，然后于100-121℃充分滅菌2-6小時(shí)；(3)將平皿中菌絲分割成大小相等菌片，以5-15％(W∶W)的比例加入(2)中已滅菌的米糠中；(4)將(3)中接種好的米糠放置于恒溫恒濕培養(yǎng)箱或發(fā)酵室中，在26-30℃，相對(duì)濕度為70-90％范圍下，進(jìn)行避光培養(yǎng)；(5)培養(yǎng)15-20天后，取出，60-90℃下烘干，即為發(fā)酵米糠原品。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生產(chǎn)發(fā)酵米糠的方法，其特征是將權(quán)利要求
1中生產(chǎn)的發(fā)酵米糠原品進(jìn)行超微粉碎，其粒度達(dá)到100目以下，然后真空包裝，制成發(fā)酵米糠素。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的生產(chǎn)發(fā)酵米糠的方法，其特征是將權(quán)利要求
1中生產(chǎn)的發(fā)酵米糠原品按重量比加入2-5倍、溫度為40-70℃的溫水，充分浸潤(rùn)，然后利用膠體磨進(jìn)行初級(jí)均質(zhì)，濾去不溶殘?jiān)?，然后?0-20MPa壓力下進(jìn)行高壓均質(zhì)，最后噴霧干燥，并進(jìn)行真空包裝，制得發(fā)酵米糠粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2或3所述的生產(chǎn)發(fā)酵米糠的方法，其特征是米糠可以為一切稻米的米糠，包括粗糠、細(xì)米糠。
5.一種權(quán)利要求
1所述的發(fā)酵米糠的應(yīng)用，其特征是以發(fā)酵米糠粉為基準(zhǔn)，加入其重量的40-100％的大豆蛋白和10-20％的白砂糖，混合均勻，真空包裝成沖劑，制成米糠豆奶粉產(chǎn)品。
6.一種權(quán)利要求
1所述的發(fā)酵米糠的應(yīng)用，其特征是將發(fā)酵米糠素以30％的比例加入谷類制品中，制成富含發(fā)酵米糠素的谷物產(chǎn)品。
7.一種權(quán)利要求
1所述的發(fā)酵米糠的應(yīng)用，其特征是將發(fā)酵米糠制成片劑，或沖劑直接食用。
8.一種權(quán)利要求
1所述的發(fā)酵米糠的應(yīng)用，其特征是發(fā)酵米糠可用于糖尿病的治療和免疫功能的提高。
專利摘要
一種固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)發(fā)酵米糠的方法及發(fā)酵米糠的應(yīng)用，解決對(duì)米糠中功能成分充分解離，利于人體吸收利用的問題。本發(fā)明利用桑黃等藥膳真菌進(jìn)行米糠的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)，首先將斜面菌種活化，生成種子培養(yǎng)基，再將種子菌絲接種于已滅菌的米糠中，固態(tài)培養(yǎng)。將已發(fā)酵好的米糠取出，經(jīng)干燥，超微粉碎后，過篩，即得發(fā)酵米糠素，或進(jìn)行水浸、均質(zhì)、噴霧干燥得發(fā)酵米糠粉。發(fā)酵米糠素可以作為食品配料加入谷類食品(如餅干、面包、糕點(diǎn)等)也可以咀嚼片的形式直接食用。發(fā)酵米糠粉為一種高檔具有生理活性的功能性產(chǎn)品，其含有大量水溶性多糖、谷維醇和不飽和脂肪酸，可以直接沖飲服用。發(fā)酵米糠具有降糖、提高免疫力功能，是一種優(yōu)良的保健食品原料。
文檔編號(hào)A23L1/105GKCN1759725SQ200510015616
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年10月25日
發(fā)明者王穩(wěn)航, 劉安軍 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan