一种食用菌复合益生菌发酵饮品及其制备方法与应用与流程

本发明涉及食品与生物发酵，具体为一种食用菌复合益生菌发酵饮品及其制备方法与应用。

背景技术：

1、食用菌富含真菌多糖、小分子多肽以及特异性真菌固醇等活性物质，将食用菌与益生菌结合制备发酵饮品，能够改善食用菌原本的土腥风味，同时依靠微生物发酵代谢产生短链脂肪酸等成分，增加产品的营养学价值。

2、在制备食用菌发酵基底时，真菌细胞壁结构普遍致密，表现为外围的糖蛋白网络包裹内层的几丁质硬质骨架，常规的机械粉碎手段或单一成分的酶制剂处理无法彻底打破这层复合物理屏障，解构不彻底致使胞内活性多糖与大分子蛋白的溶出率低下，营养物质被锁闭在真菌细胞内，后续接种的益生菌群缺乏充足的代谢底物，造成发酵程度不足以及功能性代谢产物积累量偏低。

3、现有技术在推行混合菌株发酵工艺时，操作人员将乳酸菌等耐氧菌与双歧杆菌等严格厌氧菌直接同步混合接种，发酵基质初期液相中存有较高的游离氧浓度，这种微环境会对严格厌氧菌产生不可逆的氧化损伤，致使厌氧活菌数量降低，破坏预期的多菌种共生代谢体系，部分工艺选择引入真空脱气设备或添加理化除氧试剂来强行建立无氧环境，这种干预手段会剥夺原液中的挥发性风味分子，并改变体系原本的理化状态；另外，常规发酵采用的野生型益生菌株抗逆性能普遍不足，在经历产品出厂前的高压均质处理以及后续进入人体胃酸和肠道胆盐环境时，活体细胞会发生膜结构破裂并大量死亡，最终抵达肠道并建立定植的有效活菌浓度偏低，难以达到干预脂质代谢的预定靶向需求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种食用菌复合益生菌发酵饮品及其制备方法与应用，解决了现有发酵工艺中食用菌有效成分溶出受限、直接混合接种致使严格厌氧菌存活率低，以及常规菌株抗逆性差导致最终有效活菌量不足的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种食用菌复合益生菌发酵饮品，发酵饮品由包含以下重量份的原料制成：食用菌10至15份；去离子水100至200份；外层酶组合0.7至1.0份；内层酶组合0.4至0.75份；蔗糖4至8份；第一阶段耐氧益生菌群10至15份；第二阶段严格厌氧益生菌群10至15份。

4、通过采用提供的技术方案，由于采用外层酶组合与内层酶组合配合，针对真菌细胞壁展开层级解构以破坏物理壁垒，进而释放胞内多糖与蛋白等营养物质，从而提供微生物代谢底物，由于采用第一阶段耐氧益生菌群与第二阶段严格厌氧益生菌群组合，利用耐氧菌株前置发酵过程中的呼吸代谢作用消耗体系内部的溶解氧并降低氧化还原电位，使液相环境自发转变为严格厌氧状态。

5、严格厌氧环境随后诱导第二阶段严格厌氧益生菌群大量增殖，形成跨菌属交叉喂养代谢结构，耐氧菌群降解蔗糖及大分子多糖生成乳酸与短链低聚糖，把部分降解产物转变作第二阶段厌氧双歧杆菌的直接碳源，最终在发酵液中积累乙酸、丙酸等短链脂肪酸网络，获得多种代谢产物共存的微生态结构。

6、优选的，食用菌为刺芹侧耳、金顶侧耳与中华腐生牛肝菌中的一种或几种的组合物。

7、通过采用提供的技术方案，限定的食用菌富含真菌多糖及特异性真菌固醇，多糖大分子本身含有大量的β-1,3-糖苷键与β-1,6-糖苷键分支结构，在后续酶解与发酵过程中难以被过度水解为单糖，客观上充当益生菌群增殖的专属益生元底物，保障发酵后期的产酸代谢途径持续运行。

8、优选的，外层酶组合由β-葡聚糖酶、中性蛋白酶与甘露聚糖酶组成；内层酶组合由几丁质酶、纤维素酶与溶菌酶组成。

9、通过采用提供的技术方案，由于采用限定的酶体系组合，实现对食用菌双层结构细胞壁的靶向降解，反应机理主要表现为两个层级：外层酶组合率先作用于细胞壁外围的糖蛋白与甘露聚糖骨架，β-葡聚糖酶切断连接蛋白与多糖的侧链，配合中性蛋白酶水解基质蛋白，使细胞壁外层疏松，在此基础上，内层酶组合直接接触暴露出的几丁质核心层，几丁质酶水解β-1,4-聚n-乙酰氨基葡萄糖聚合体，纤维素酶与溶菌酶协同破坏残存的肽聚糖及纤维素微纤丝网络，导致细胞原生质体破裂，内容物彻底释放至水相体系中。

10、优选的，第一阶段耐氧益生菌群由鼠李糖乳杆菌突变株、乳酸片球菌突变株与副干酪乳杆菌突变株按等重量比例混合组成；第二阶段严格厌氧益生菌群由青春双歧杆菌突变株与婴儿双歧杆菌突变株按等重量比例混合组成；突变株均为采用依次经历耐热、耐胃酸、耐胆盐、耐渗透压与耐氧化的梯度驯化处理后筛选得到的突变株。

11、通过采用提供的技术方案，由于限定特定菌属组合并排除野生型菌株，选用的突变株经环境压力驯化后，细胞膜的磷脂双分子层中不饱和脂肪酸比例上升，客观上使胞内抗氧化酶系统活性增强，在发酵及人体摄入过程中，耐氧菌群突变株耐受发酵前期的溶氧环境及后续的高压均质热处理；厌氧双歧杆菌突变株依靠提升的耐胃酸与耐胆盐特性，在通过宿主胃肠道时维持高存活率并在肠道远端定植，完成功能物质的分泌与宿主代谢靶点的干预。

12、第二方面，本发明还提供一种食用菌复合益生菌发酵饮品的制备方法，方法包括以下步骤：

13、将食用菌与去离子水混合并粉碎打浆，获得菌菇浆液；调节菌菇浆液的ph与温度，加入外层酶组合进行恒温搅拌酶解；随后再次调节体系ph与温度，加入内层酶组合进行恒温搅拌酶解，并在内层酶解期间辅以限时超声波处理，获得酶解混合液；将酶解混合液升温进行灭酶与发酵前灭菌，冷却后过滤分离获得菌菇原汁，加入蔗糖搅拌溶解，得到发酵基底液；向发酵基底液中接种第一阶段耐氧益生菌群进行恒温发酵以消耗溶解氧，待体系缺氧后，接种第二阶段严格厌氧益生菌群继续恒温密闭发酵，直至发酵结束，获得发酵完成的料液；将发酵完成的料液进行高压均质处理，随后无菌灌装密封，即得食用菌复合益生菌发酵饮品。

14、通过采用提供的技术方案，由于采用多阶分步控制工艺，将物理机械破壁、双阶段梯度生物酶解以及顺序微生态建立过程有机结合，为粉碎打浆提供基础接触面积，两步酶解配合变温变酸控制实现目标键位的选择性断裂，介入的限时超声产生空化效应加速传质，发酵阶段建立生物除氧机制，避免传统理化除氧剂的引入或脱气设备带来的挥发性风味损失，后续配合的高压均质工艺使料液中残留的大分子碎片与变性蛋白微粒化，建立稳定的悬浮胶体体系，防止沉淀分层，获得理化状态稳定且含活菌的功能性产品。

15、优选的，加入外层酶组合进行恒温搅拌酶解的步骤包括：调节菌菇浆液的ph为5.0至5.5，并升温到38至42℃，加入外层酶组合在恒温条件下搅拌酶解1.5至2.0h；加入内层酶组合进行恒温搅拌酶解的步骤包括：采用无机酸调节体系的ph为4.5至5.0，同时升温到42至48℃，加入内层酶组合进行恒温搅拌酶解，使内层酶解的总时间达到1.5至2.0h。

16、通过采用提供的技术方案，由于针对两组特定酶类设置独立的反应环境，外层酶解在微酸性且温和的温度下进行，避免多糖链过度水解发黑；内层酶解在更低的ph与相对更高的温度下进行，这种设定的参数区间激活几丁质酶的催化活性中心，同时促进内层大分子网格的热运动，提高内层破壁效率与功能多肽的提取率。

17、优选的，限时超声波处理的步骤包括：在加入内层酶组合的第20至40min时，启动功率为200至300w的超声波设备进行超声辅助处理，持续处理15至20min后关闭超声波。

18、通过采用提供的技术方案，选择在内层酶解进行到20至40min时引入特定功率的超声波，反应机理在于：此时外层已经剥离，内层几丁质大分子暴露出部分结合位点，超声波在液体中形成的空化气泡在细胞壁残片表面溃灭，产生微射流与局部高压，这种物理作用把纠缠的几丁质-多糖复合物物理撕裂开，使内部酶解位点成倍增加，从而在不增加酶量和反应时间的前提下提升溶出率，配套执行的15至20min限时操作避免超声热效应导致酶蛋白热变性失活。

19、优选的，接种第一阶段耐氧益生菌群进行恒温发酵的步骤包括：接种第一阶段耐氧益生菌群，并在35至40℃条件下恒温发酵12至18h；接种第二阶段严格厌氧益生菌群继续恒温密闭发酵的步骤包括：待发酵环境处于缺氧状态后，接种第二阶段严格厌氧益生菌群，并继续恒温密闭发酵24至36h，直至体系ph值下降到3.8至4.2时发酵结束。

20、通过采用提供的技术方案，限定的温度与时间序列与所选菌群的对数生长期对应匹配，初始接种阶段利用乳酸菌群进行好氧及兼性厌氧代谢，消耗液相分子氧并生成初级乳酸，使ph开始下降，随着环境向厌氧状态转变，在建立的高度厌氧及富含初级代谢物的基底中接种双歧杆菌，双歧杆菌通过果糖-6-磷酸解酮酶途径代谢碳源，生成大量乙酸与乳酸，直至体系酸度降低ph到3.8至4.2，高浓度的氢离子及未解离有机酸产生反馈抑制作用，终止杂菌生长并使体系自发进入稳定保存状态。

21、优选的，将发酵完成的料液进行高压均质处理的步骤包括：将发酵完成的料液直接送入均质机，并在温度55至65℃、压力15至20mpa的条件下进行高压均质处理。

22、通过采用提供的技术方案，确定的均质条件兼具物理均质与巴氏除杂菌的双重功能，在此压力与温度窗口下，粗大的纤维残余物与凝聚的蛋白被剪切为微米及纳米级颗粒，同时，由于工艺流程中使用的益生菌群均经过多抗性梯度驯化，配套含有耐热与耐压胁迫筛选机制，具有对应抗性的益生菌突变株存活通过特定处理区间，发酵体系中混入的不具备抗性的营养体杂菌细胞则在此温度与压力剪切下发生细胞膜破裂而死亡，保障产品的微生物安全性与靶向益生菌浓度。

23、第三方面，本发明还提供一种食用菌复合益生菌发酵饮品在制备辅助降血脂或调节生物体脂质沉积的产品中的应用。

24、通过采用提供的技术方案，由于发酵饮品中富含特定的短链脂肪酸网络、游离真菌固醇物质以及活体双歧杆菌与乳酸菌，进入宿主肠道后，丙酸成分通过门静脉进入肝脏，参与抑制hmg-coa还原酶的活性，降低内源性胆固醇合成；游离的真菌固醇在肠道内与游离胆固醇竞争微团结合位点，阻断外源性胆固醇吸收；活体菌群定植后继续发酵肠道内未消化的膳食纤维，持续输出脂质调节信号因子，依靠不同干预路径共同影响脂质代谢网络，获得辅助降低血脂与减少脂质沉积的效果。

25、本发明提供了一种食用菌复合益生菌发酵饮品及其制备方法与应用。具备以下有益效果：

26、1、本发明通过外层酶组合与内层酶组合的分步降解配合限时超声波处理，针对真菌双层结构细胞壁展开层级解构，针对外围糖蛋白与内层几丁质分别设置匹配的反应酸度与温度区间，在维持多糖大分子原有分支结构的前提下，使细胞原生质体内容物有效释放，针对性解构操作提高有效物质溶出率，为后续微生物代谢建立丰富的底层基质资源。

27、2、本发明通过采用第一阶段耐氧益生菌群与第二阶段严格厌氧益生菌群构建阶梯式发酵工艺，耐氧菌群在前置发酵中通过呼吸代谢耗尽游离氧并降低氧化还原电位，使液相环境自发转变为严格厌氧状态，为双歧杆菌的大量增殖扫除环境障碍，多阶段微生态演替避免外置脱气设备介入导致的风味流失，同时建立起跨菌属代谢网络，在发酵体系中累积丰富的短链脂肪酸与活性代谢产物。

28、3、本发明通过选用经历多维梯度胁迫驯化获得的益生菌突变株，配合限定温度与压力范围的高压均质处理步骤，实现物理状态稳定与微生物控制的双重保障，限定参数窗口下的均质操作将发酵料液中的残片剪切成细小颗粒，防止液态产品沉淀分层，具备复合抗逆性的突变株能够存活穿过设定参数区间，不具备抗压抗热特性的环境杂菌则发生细胞破裂，客观上保障发酵饮品的活菌滴度与储存安全性。