茯令是茯苓菌(Wolifporia cocos)的菌核,是我国的传统中药材,被列入既是食品又是药品的物品名单。茯苓多糖(Pachyman,PM)约占茯苓干重的70%—90%,是茯苓的主要组成成分,PM主要是β-1,3-葡聚糖,分子量大,大部分不溶于水,水溶性的PM仅占茯苓干重的0.5%。一直以来,茯苓作为中药主要以水煮的方式提取其水溶性成分,而不溶于水的PM常被当作药渣丢弃。每年我国的药渣产量高达3000多万吨,造成巨大的浪费和环境污染,因此拓展药渣用途迫在眉睫。目前,主要通过化学改性等方式对水不溶性的PM进行改性和修饰以增加其水溶性,但存在化学药剂残留和环境污染等问题。利用发酵微生物转化水不溶性的PM,不仅安全还能避免环境污染问题,是提高茯苓药渣利用率的新途径。本研究首先通过生物信息学等方法分析了丛毛红曲菌(Monascus pilosus)MS-1分解PM的潜在能力,然后优化了红曲菌MS-1发酵茯苓提高水溶性多糖(Water soluble polysaccharides,WSP)含量的最佳发酵条件。在此基础上,以水不溶性PM的红曲菌发酵产物为原料研制出茯苓红曲馒头,并对其感官指标等进行了评价。具体研究内容和结果如下:1丛毛红曲菌MS-1分解水不溶性PM潜在能力的分析为了考察丛毛红曲菌MS-1能否将不溶于水的大分子PM降解成小分子可溶于水的PM,首先采用生物信息学等方法,分析了 MS-1产β-1,3-葡聚糖酶的能力。利用HMMER3.0软件识别与Blast数据库比对分析,预测出4株已完成全基因组测序的红曲菌基因组中都存在5个相同的内切β-1,3-葡聚糖酶和5个外切β-1,3-葡聚糖酶基因,其中内切酶属于GH16(3个)、GH17(1个)和GH81(1个)水解酶家族,外切酶属于GH5(2个)和GH55(3个)家族。同时,利用RT-PCR,以丛毛红曲菌MS-1总RNA为模板,扩增得到GH81家族β-1,3-葡聚糖内切酶基因全长为2101 bp,命名为MEngl1(M.pilosus endo-1,3-β-glucanase 1 gene)。同源性比对发现,MEngl1与赤松丝衣霉(Byssochlamys spectabilis)的内切β-1,3-葡聚糖酶Engl1基因的同源性为69%。进一步采用qRT-PCR分析显示,以葡萄糖为对照,MS-1菌株在以不溶性PM为碳源的固态平板培养基中,28℃培养3d后,该基因的表达量增加了 20.33倍。将丛毛红曲菌MS-1接种至茯苓固态培养基中,以昆布多糖作为底物,测定β-1,3-葡聚糖酶活。结果显示,酶活随着培养时间增加呈现先上升后下降趋势,4d后酶活最大,为 85.42U/g。以上研究表明,丛毛红曲菌MS-1具有很好的分解水不溶性PM的潜在能力。2丛毛红曲菌MS-1固态发酵茯苓的条件优化为了提高茯苓中WSP的含量,对红曲菌MS-1发酵茯苓中水不溶性PM的条件进行了优化。通过单因素试验(碳源、氮源、水分含量、醋酸、接种量和矿物质及生长因子)、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验以及响应面试验等方法,优化得到产生WSP的最佳发酵条件为:茯苓粉(去除水溶性成分)15 g(20目),蔗糖5.13%(占总培养基的比例,下同),NH4C1 0.25%,醋酸0.63%,加水量73%,玉米浆干粉0.15%,CaCl2·2H2O 0.15%,接种量3%,28℃,培养14 d。在此条件下发酵产物WSP产量为14.40 mg/g,是发酵前(约3.68 mg/g)的3.91倍。3茯苓红曲馒头的研制以小麦面粉为原料,添加不同比例的红曲米粉(100目)和茯苓粉(60目),通过单因素试验和正交试验设计,对色度、质构和感官特性等进行评价,得到茯苓粉、红曲米粉的添加量与加水量的优化条件为:红曲米粉0.3%(占原料粉的比例,下同),茯苓粉10%,加水量为原料粉的95%。在此条件下,馒头比容为1.8×10-3 m3/kg,外观光滑,色泽自然,气孔细小均匀,回弹较快,不黏牙,并具有茯苓独特的香味,感官综合评分最高为94.30分。在此基础上,以红曲菌发酵水不溶性PM的产物替代茯苓粉,依照上述工艺条件,制作茯苓红曲馒头,得到WSP高含量兼具鲜艳色泽的茯苓红曲馒头。与添加未发酵的茯苓粉的相比,馒头的亮度和白度升高,黏着性、回复性、内聚性、弹性和咀嚼性略有降低,感官评分为78.34分。与未添加茯苓粉和红曲米粉的馒头相比,感官无显著差异。