發酵蟲草屬真菌米基而制備γ-氨基丁酸的方法及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種發酵蟲草屬真菌米基而制備γ-氨基丁酸的方法及其應用，其步驟至少包括：將經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基制成懸浮液；以及通過米基中的蟲草屬真菌或額外添加的活體菌株發酵而產生γ-氨基丁酸；其中，以上述方法所產生的發酵液，可應用于保健食品或飲品上。
【專利說明】發酵蟲草屬真菌米基而制備Y-氨基丁酸的方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發明關于一種生產Y-氨基丁酸的方法及其應用，特別是關于一種發酵蟲草屬真菌米基而產生高濃度Y-氨基丁酸的方法及其應用。
【背景技術】[0002]在分類學上，歸類于蟲草屬(Cordyceps species)的物種為昆蟲寄生型的真菌，種類繁多，其子實體及菌絲萃取物是東亞地區民族廣泛食用的中藥材及保健食品之一，如中醫古書記載，具有養肺陰、補腎陽等調節體質的功效，有助于止咳化痰、改善腎陽虛引起的失眠及抑郁癥情形等。其中，較廣為人知且大量被使用的蟲草屬真菌包括冬蟲夏草(Cordyceps sinensis)及北冬蟲夏草(Cordyceps militaris)等。
[0003]蟲草屬真菌子實體的野生繁殖方式:夏季，昆蟲產卵，卵孵化變成幼蟲后鉆入潮濕松軟的土層中，被土壤中的蟲草屬真菌孢子感染；經過一個冬天，待第二年春天來臨時，蟲草屬真菌孢子萌發而長出菌絲，開始吸收蟲體內的物質作為其生存的養分，并不斷繁殖而逐漸將蟲體組織浸潤、置換成真菌菌絲，終至蟲體死亡；蟲體死亡后，菌絲仍繼續生長，到夏天時，即由蟲體抽生出真菌子實體,外觀似小草。
[0004]然而，由于蟲草屬真菌的生長地理特殊性及嚴格的寄生性，加上過度采收，使得野生的蟲草屬子實體資源極度匱乏。近年來，人工培育蟲草屬真菌子實體的方式蓬勃發展，以煮熟的米飯(例如大米、玉米、小米等)取代蟲體，不但足以提供北冬蟲夏草菌絲生長的營養物質，且北冬蟲夏草菌絲確實能進一步地從米飯中抽生出真菌子實體。
[0005]請參閱圖1，其是煮熟的米飯經培育出北冬蟲夏草子實體后的整體狀態示意圖，包含米飯經北冬蟲夏草菌絲全部或部分浸潤、置換后所得米飯基質(稱為米基I)，及由該米基I抽生出的北冬蟲夏草子實體2。研究指出，以煮熟的米飯人工培育出的北冬蟲夏草子實體，其生理活性物質(例如蟲草素、蟲草酸、麥角固醇、蟲草多醣、超氧歧化酶等)與野生者相似，因而成為一種人工培養北冬蟲夏草子實體的主要方法。然而，這種人工大量培養子實體的方式，也存在著一些問題。請參閱圖2，其是圖1經切除子實體后的殘留米基狀態示意圖。廠商在割除子實體販賣后，殘留大量被真菌菌絲浸潤的米基，若直接將米基丟棄，將造成當地生態環境及土壤污染等影響，另一方面而言，其仍含有許多具有保健價值的蟲草屬真菌菌絲體，整體營養價值及保健價值雖不若米飯或整株蟲草屬真菌子實體那樣高，甚至帶有一種餿味，但大量燒成灰燼后丟棄也是十分可惜的事情。因此，如何有效處理培養蟲草屬子實體后所殘留的米基，如何再利用所述米基中的營養物及蟲草屬真菌菌絲，并通過更顯著地提升其保健價值及可食用性，而達到善用培養蟲草屬子實體后所殘留的大量米基，實為一件具有重要意義及商業價值的課題。
[0006]失眠及抑郁癥是現在普遍的文明病，蟲草屬真菌不但有止咳化痰的功效，更能改善腎陽虛引起的失眠及抑郁癥情形。但米基中的菌絲效益不如真菌的子實體高，因此保健價值及食用價值偏低。依發明人多年來的經驗，認為應能開發出一種通過可食用益生菌發酵的方式，將米基的營養成分或浸潤于其中的蟲草屬真菌菌絲內容物轉換成具有更高附加價值的成分一Y -氨基丁酸(能改善大部分失眠情形，并有助于改善抑郁癥情形)，以提供一種產生Y-氨基丁酸的新穎方式及其于食品上的應用。

【發明內容】

[0007]本發明的主要目的，在于提供一種發酵米基而制備Y-氨基丁酸的方法。
[0008]本發明的另一目的，在于將發酵米基而制備Y -氨基丁酸的方法應用于保健食品或飲品上。
[0009]本發明提供一種生產Y-氨基丁酸的方法，其包括將經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基制成懸浮液和將所述懸浮液經至少一種活體菌株發酵而生產Y-氨基丁酸。優選地，所述活體菌株具備生產Y-氨基丁酸的能力或具有谷氨酸脫羧酶活性。
[0010]根據上述生產Y-氨基丁酸的方法，其中，將所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基經磨成粉末后加水而制成所述懸浮液。
[0011]根據上述生產Y-氨基丁酸的方法，其中，所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基部分或全部被蟲草屬真菌菌絲浸潤、置換。
[0012]根據上述生產Y -氨基丁酸的方法，其中，所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基的粗蛋白質含量高于未經培養蟲草屬真菌子實體的同品系米基原料的粗蛋白質含量。
[0013]根據上述生產Y -氨基丁酸的方法，其中，所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基的粗蛋白質含量為按干重計6%~30%。
[0014]根據上述生產Y-氨基丁酸的方法，其中，在所述懸浮液中，所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基的濃度(米基的克數/水或其他合適溶液的毫升量X100%)小于或等于60%。
[0015]根據上述生產Y-氨基丁酸的方法，其中所述活體菌株是乳酸菌(Lactic acidbacteria)。
[0016]根據上述生產Y-氨基丁酸的方法，其中所述乳酸菌是短乳桿菌(Lactobacillusbrevis)。
[0017]本發明提供一種生產Y-氨基丁酸的方法，其包括將經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基制成懸浮液，和將所述懸浮液經殘留于米基中的活體蟲草屬真菌和額外添加的活體蟲草屬真菌二者中的至少一者發酵而生產Y-氨基丁酸。
[0018]根據上述生產Y-氨基丁酸的方法，其中，還添加至少一種乳酸菌，與所述殘留于米基中的活體蟲草屬真菌和所述額外添加的活體蟲草屬真菌二者中的至少一者共發酵。
[0019]根據上述生產Y-氨基丁酸的方法，其中，所述乳酸菌是短乳桿菌。
[0020]根據上述生產Y-氨基丁酸的方法，其中，所述額外添加的活體蟲草屬真菌的濃度(活體蟲草屬真菌的克數/米基懸浮液的毫升量X 100%)小于或等于50%。
[0021]本發明提供一種富含Y-氨基丁酸的食品或飲品，其中所含Y-氨基丁酸是通過上述任一所述方法生產而來。
[0022]根據上述富含Y-氨基丁酸的食品或飲品，其中還包含至少一種具獨特風味的食材，以達到調和米基異味和發酵異味二者中至少一者的效果。
[0023]根據上述富含Y-氨基丁酸的食品或飲品，其中所述具獨特風味的食材是紅棗、桂圓和其他可食性中草藥中的至少一者。【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1:是煮熟的米飯經培育出北冬蟲夏草子實體后的整體狀態示意圖。
[0025]圖2:是圖1經切除子實體后的殘留米基狀態示意圖。
[0026]圖3:是本發明發酵米基而制備Y -氨基丁酸的方法的第一種優選實施方式的方塊流程圖。
[0027]圖4:是本發明發酵米基而制備Y -氨基丁酸的方法的第二種優選實施方式的方塊流程圖。
[0028]圖5:是10株具備Y-氨基丁酸生產潛力的乳酸菌株的薄層色譜分析圖譜。
[0029]圖6A:是將5株乳酸菌培養于12%米基懸浮液中，經發酵后其總菌數的直方圖。
[0030]圖6B:是將5株乳酸菌培養于12%米基懸浮液中，經發酵后其Y -氨基丁酸濃度的直方圖。
[0031]圖7A:是將FPA 3709乳酸菌培養于不同濃度的米基懸浮液中，經發酵后其總菌數的直方圖。
[0032]圖7B:是將FPA 3709乳酸菌培養于不同濃度的米基懸浮液中，經發酵后其Y-氨基丁酸濃度的直方圖。
[0033]圖8:是將FPA 3709乳酸菌培養于添加不同濃度北冬蟲夏草子實體干粉的米基懸浮液中，經發酵后其Y-氨基丁酸濃度的直方圖。
[0034]圖9:是將FPA 3709乳酸菌培養于添加不同濃度新鮮北冬蟲夏草子實體的米基懸浮液中，經發酵后其Y-氨基丁酸濃度的直方圖。
[0035]圖1OA:是將FPA 3709乳酸菌培養于添加不同濃度的桂圓、紅棗以及桂圓及紅棗的米基懸浮液中，經發酵后其總菌數的直方圖。
[0036]圖1OB:是將FPA 3709乳酸菌培養于添加不同濃度的桂圓、紅棗以及桂圓及紅棗的米基懸浮液中，經發酵后其Y-氨基丁酸濃度的直方圖。
【具體實施方式】
[0037]鑒于已知殘留米基所造成的問題，本發明提供一種利用益生菌發酵而產生Y-氨基丁酸的方法及其應用，以達到處理大量殘留米基及資源不浪費的目的。
[0038]以下通過實施例來詳細描述本發明的技術及特點，然而這些實施例并非用以限定本發明，本領域技術人員可理解，在不脫離本發明的精神和范圍內，可作各種更動與修飾。
[0039]請參見圖3，其為本發明發酵米基而制備Y-氨基丁酸的方法的第一種優選實施方式的方塊流程圖。本發明制備Y-氨基丁酸的方法至少包括:
[0040]步驟31:開始；
[0041]步驟32:將水或其他合適溶液與經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基混合成懸浮液，使米基的濃度達第一濃度；
[0042]步驟33:經殘留于米基中的蟲草屬真菌發酵所述懸浮液而產生Y-氨基丁酸；以及
[0043]步驟34:結束。[0044]于該優選實施方式中，所述步驟32是將水或其他合適溶液與蟲草屬真菌的米基混合成米基懸浮液，以提供后續發酵所需的營養條件及環境。其中，其他合適溶液可以是例如含碳源的溶液、含氮源的溶液或含鹽類的溶液，甚至是一般用于培養原核生物的培養液或用于培養真菌的培養液，但不以此為限；所述第一濃度(米基的克數/水或其他合適溶液的毫升量X 100%)以小于或等于60%為佳。
[0045]上述步驟33通過殘留于米基中的蟲草屬真菌發酵懸浮液而產生Y-氨基丁酸，其中，優選地，所述發酵的條件為15~37°C發酵8~120小時。
[0046]本發明還提供了第二種優選實施方式。請參閱圖4，其為本發明發酵米基而制備Y-氨基丁酸的方法的第二種優選實施方式的方塊流程圖。本發明制備Y-氨基丁酸的另一優選實施方式至少包括:
[0047]步驟41:開始；
[0048]步驟42:將米基磨成粉末，以制成米基粉末；
[0049]步驟43:將水或其他合適溶液與米基粉末混合成懸浮液，使米基粉末的濃度達第二濃度；加入乳酸菌，使乳酸菌達第一菌量(即起始菌量)；
[0050]步驟44:添加蟲草 屬真菌，其添加濃度是第二濃度；
[0051]步驟45:乳酸菌及蟲草屬真菌共發酵該懸浮液而產生Y-氨基丁酸；以及
[0052]步驟46:結束。
[0053]于該優選實施方式中，步驟42中將米基磨成粉末狀，以加速后續發酵反應的進行，上述步驟43中將水或其他合適溶液與蟲草屬真菌的米基粉末混合而制成米基懸浮液，以提供后續發酵所需的營養條件及環境，并加入乳酸菌作為后續發酵的至少一種菌株。其中，乳酸菌可以是下列17屬菌株中的任一者，但必須具有谷氨酸脫羧酶(glutamate decarboxylase, GAD)的活性:(1)乳酸桿菌屬(Lactobacillus) ; (2)明串球菌屬(Leuconostoc) ; (3)鏈球菌屬(Streptococcus) ; (4)足球菌屬(Pediococcus) ; (5)有抱子乳酸菌(Sporolactobacillus) ; (6)腸球菌屬(Enterococcus) ; (7)乳酸球菌屬(Lactococcus) ; (8)肉品桿菌屬(Carnobacterium) ; (9)徘徊球菌屬(Vagococcus) ; (10)四體球菌屬(Tetragenococcus) ; (11)雙歧桿菌屬(Bifidobacterium) ; (12)奇異菌屬(Atopobium) ; (13)魏斯氏菌屬(Weissella) ; (14)乏養菌屬(Abiotrophia) ; (15)顆粒鏈菌屬(Granulicatella) ; (16)酒球菌屬(Oenococcus) ; (17)Paralactobacillus ;其他合適溶液可以是例如含碳源的溶液、含氮源的溶液或含鹽類的溶液，甚至是一般用于培養原核生物的培養液或用于培養真菌的培養液，但不以此為限；優選地，所述第二濃度(米基粉末的克數/水或其他合適溶液的毫升量X 100%)為小于或等于60%;所述第一菌量為以5.0~6.0log CFU/mL。
[0054]上述步驟44是添加蟲草屬真菌子實體干粉或新鮮蟲草屬真菌子實體，作為后續發酵的另一菌株。其中，優選地，所述第三濃度(添加的蟲草屬真菌克數/米基懸浮液的毫升量X 100%)為小于或等于50%。
[0055]上述步驟45通過乳酸菌及蟲草屬真菌共發酵該懸浮液而產生Y -氨基丁酸。其中，所述發酵的條件為15~37°C發酵8~120小時。
[0056]以下將進一步提供針對本發明上述各實施方式的詳細評估及測試結果，以對本發明進行更深入的說明，從而更容易理解本發明。[0057]實施例一:米基組分分析
[0058]依美國官方分析化學學會(Associationof Official Analytical Chemists,A.0.A.C.)于1980年公布的標準方法分析米基的水分、灰分、粗蛋白質、粗脂肪及粗纖維含
量，共重復三次。
[0059]請參見下列表1，其是大米米飯培養出北冬蟲夏草子實體后的米基組分分析。結果顯示米基主要由碳水化合物組成，為83.59±0.56%，其次為粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪及灰分，分別為 9.24±0.10%,5.61 ±0.36%、1.31 ±0.03% 及 0.25±0.01%。其中，粗蛋白含量(9.24±0.10%，干重)明顯高于臺灣行政院衛生署統計并公布的一般大米蛋白質含量(約7%，干重)，顯示煮熟的米飯經北冬蟲夏草真菌菌絲浸潤后的特征，會使得殘留的米基內含有更大量的蛋白質，造成米基蛋白質含量顯著高于原本米飯的結果，且米基經北冬蟲夏草真菌菌絲浸潤的程度越高，其粗蛋白組成應越趨近于北冬蟲夏草真菌的粗蛋白質組成(36.36%,干重)。
[0060]由上述實驗結果得知，米基經大量北冬蟲夏草浸潤而具備富含蛋白質的特質，應有以殘留于米基中的活體蟲草屬真菌和/或例如乳酸菌這類的益生菌發酵產生高濃度Y-氨基丁酸的潛力。 [0061]表1、米基的一般成分分析
[0062][0063]
【權利要求】
1.一種生產Y -氨基丁酸的方法，其包括將經切除蟲草屬(Cordyceos species)真菌子實體后所剩余的米基制成懸浮液和將所述懸浮液經至少一種活體菌株發酵而生產Y-氨基丁酸。
2.如權利要求1所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中，將所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基經磨成粉末后加水而制成所述懸浮液。
3.如權利要求1所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中，所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基部分或全部被蟲草屬真菌菌絲浸潤、置換。
4.如權利要求3所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中，所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基的粗蛋白質含量高于未經培養蟲草屬真菌子實體的同品系米基原料的粗蛋白質含量。
5.如權利要求4所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中，所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基的粗蛋白質含量為按干重計6%~30%。
6.如權利要求1所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中，在所述懸浮液中，所述經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基的濃度小于或等于60%。
7.如權利要求1所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中所述活體菌株是乳酸菌。
8.如權利要求7所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中所述乳酸菌是短乳桿菌(Lactobacillus brevis)。
9.一種生產Y-氨基丁酸的方法，其包括將經切除蟲草屬真菌子實體后所剩余的米基制成懸浮液，經殘留于米基中的活體蟲草屬真菌和額外添加的活體蟲草屬真菌二者中的至少一者發酵而生產Y-氨基丁酸。`
10.如權利要求9所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中還添加至少一種乳酸菌，與所述殘留于米基中的活體蟲草屬真菌和額外添加的活體蟲草屬真菌二者中的至少一者共發酵而生產Y-氨基丁酸。
11.如權利要求10所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中所述乳酸菌是短乳桿菌。
12.如權利要求11所述的生產Y-氨基丁酸的方法，其中所述額外添加的活體蟲草屬真菌的濃度小于或等于50%。
13.—種富含Y-氨基丁酸的食品或飲品，其中所含Y-氨基丁酸是通過權利要求1-12中任一項所述的方法生產而來。
14.如權利要求13所述的富含Y-氨基丁酸的食品或飲品，其中還包含至少一種具獨特風味的食材。
15.如權利要求14所述的富含Y-氨基丁酸的食品或飲品，其中所述具獨特風味的食材是紅棗、桂圓和其他可食性中草藥中的至少一者。
【文檔編號】A23L1/305GK103540624SQ201210246991
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月17日 優先權日:2012年7月17日
【發明者】蔡國珍, 洪依勤 申請人:蔡國珍