不同发酵菌种对花粉发酵效果的影响 !

文摘   2024-12-17 00:00   中国香港  


花粉是优秀的保健食品原料之一,但其壁厚、含有杂菌及特殊气味,此外还具有一定的致敏性。这些特性使花粉不宜直接食用。微生物发酵可以起到破壁、杀菌、脱敏的作用,还能增加营养物质含量,从而弥补花粉的缺点。通常,花粉的发酵方式可分为固态发酵和液态发酵两种。
自然界中固态发酵比较常见,但固态条件下,生物发酵过程只能发生于花粉粒表层,无法与花粉壁内溶物进行反应。而在液态发酵条件下,花粉会悬浮于溶液中,与微生物接触更充分,发酵效果更好。此外,液体条件下微生物增殖也相对较快,发酵周期相对较短。有研究表明,液态发酵下花粉产物的营养成分更丰富,含有的活菌数也更多。
1花粉固态发酵
蜂粮是自然界中由花粉固态发酵而成的产物。在蜂巢中,蜜蜂粉碎采集到的花粉团并用蜂蜡封藏,封藏过程中花粉团经过微生物发酵即为蜂粮。
蜂粮的发酵为多种微生物共同作用的结果。蜂粮发酵过程通常分为4个阶段:①发酵初始12h内,在适宜的温度和湿度条件下,异源微生物乳酸菌和酵母菌快速生长,以花粉为营养基质大量繁殖;②发酵12h~5d,乳链球菌属等厌氧菌利用上一阶段产生的生长因子进行繁殖,发酵产生丰富的B族维生素和酸性物质,降低发酵基质的pH,抑制其他杂菌的生长;③发酵5~7d,乳酸杆菌大量增殖,合成乳酸,使发酵基质进一步酸化;④发酵7d以后,高浓度的乳酸导致基质pH稳定在4.0~4.5之间,参与发酵的微生物开始逐渐消失,发酵完成。但在整个发酵过程中,微生物相互作用复杂多变,对蜂粮发酵机制仍需进一步研究。有研究者对蜂粮发酵的优势菌种进行了分析,发现蜂粮发酵过程中乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌较为常见。
1.1乳酸菌固态发酵
Belhadj等对蜂花粉中微生物进行了分离鉴定,发现乳酸乳球菌、乳酸片球菌、植物乳杆菌、发酵乳杆菌、戊糖片球菌等乳酸菌可能是蜂粮发酵过程中的重要微生物。张娟等用植物乳杆菌对花粉进行固态发酵,得到的固态发酵产物中乳酸菌活菌数最高,达1.65×107CFU/g,总糖含量为45.9%,总蛋白含量为23.9%,总氨基酸含量为1.52g/100g。
孙旭等以茶花粉为原料,利用嗜热链球菌和植物乳杆菌进行联合固态发酵,发酵72h后,花粉中蛋白质、多酚类和黄酮类物质含量均有所提高,还原糖和脂肪含量降低,对α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度降低约20%,清除羟基自由基能力的半抑制浓度升高。
1.2芽孢杆菌固态发酵
张言周等研究了广西某蜂场的中蜂蜂粮,从中筛选到16株产芽孢的细菌,推测芽孢杆菌可能是花粉固态发酵中的重要微生物。乔琳利用纳豆芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌对蜂花粉进行固态发酵,发现发酵后的花粉具有高蛋白、低脂肪的特点,乳酸、蛋白酶和纳豆激酶含量增加,提高了发酵花粉的保健功能,可以作为一种优质的营养强化剂。冯永芬则以纳豆芽孢杆菌和植物乳杆菌共同发酵酿制蜂粮,并优化了发酵条件,当接种量为6.6%时,在含水量35%、培育温度33℃的条件下培育9d,得到的蜂粮品质最佳。
1.3酵母菌固态发酵
Yoder等研究了不同来源的蜂粮,发现曲霉、青霉、枝孢菌和根霉等有益真菌参与了蜂粮形成过程。然而,相较于其他菌种,以酵母菌进行花粉固态发酵的研究较少。杨茂森等对蜂花粉进行灭菌和脱敏处理之后利用乳酸菌和酵母菌发酵制备了仿生蜂巢花粉,其中蛋白酶和淀粉酶的含量接近天然蜂巢花粉。
2花粉液态发酵
现有的花粉液态发酵通常是向微生物的液体培养基中加入一定量的花粉,在适宜的发酵条件下进行摇瓶培养。通常会选择从蜂粮中筛选出来的益生菌(乳酸菌、酵母菌等)或是食用真菌来进行发酵。使用不同菌种对花粉进行发酵,发酵效果也不尽相同(表2)。



2.1益生菌液态发酵
益生菌发酵的周期较短,经益生菌发酵后,花粉破壁率大幅提升,口感得到明显改善,但益生菌本身会适当消耗花粉中的营养物质,且菌种本身无法产生高营养的活性物质。张娟等以天然蜂粮中分离出的乳酸菌发酵马尾松花粉,发现当花粉添加量为0.13g/mL、乳酸菌接种量为10%时,在发酵温度为33℃、发酵罐的搅拌转速为445r/min的条件下,发酵产物中乳酸菌的活菌数为2.107×107CFU/g。
冯慧等利用干性酵母对蜂花粉进行发酵处理,发酵后花粉破壁率达到52.30%,对破壁花粉营养成分分析表明,可溶性糖含量为2.74%,游离氨基酸含量为5.10%,总黄酮含量为1.45%,VC含量为156.24μg/g,总体营养物质含量都有明显提升。马福敏等也用酵母菌对茶花粉进行发酵处理,处理后的花粉发酵液中总黄酮、总多酚和总多糖含量明显上升。
2.2食用真菌液态发酵
食用真菌发酵除了能使花粉破壁,将花粉本身的营养物质释放出来以外,选用不同的真菌还会产生不同的活性物质,与花粉进行双向发酵,使得发酵液中的活性成分含量大幅提高,得到以前花粉没有或较弱的保健作用。然而真菌发酵周期长,菌种的筛选尤为重要。
曹红刚等分别用酵母、灵芝、杏鲍菇及羊肚菌发酵油菜蜂花粉,发现4种真菌中酵母菌属的破壁率最高;发酵后发酵液中多糖含量均显著提高,但氨基酸含量均显著降低;灵芝发酵液的粗蛋白含量增加,而酵母发酵液的黄酮类化合物含量减少。
尚德静等利用灵芝、香菇、金针菇和猴头菌分别对油菜蜂花粉进行发酵,发现灵芝的破壁率最高,且花粉中纤维素酶、蛋白酶和果胶酶的活性均有上升。张政等利用灵芝发酵研发了一款油菜花粉饮品,与发酵前相比,发酵之后多糖含量显著上升,总黄酮和氨基酸含量显著下降,粗蛋白含量变化不显著。


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