香菇酶解工藝及固體調(diào)味料的研制

費(fèi)英敏，姜旭德

(黑龍江民族職業(yè)學(xué)院，哈爾濱 150066)

香菇酶解工藝及固體調(diào)味料的研制

費(fèi)英敏，姜旭德*

(黑龍江民族職業(yè)學(xué)院，哈爾濱 150066)

以干香菇粉末為原料，香菇蛋白質(zhì)和多糖提取率為指標(biāo)，研究木瓜蛋白酶酶解香菇，制備鮮味物質(zhì)的最佳工藝條件，并將香菇鮮味物質(zhì)應(yīng)用到調(diào)味料中，確定香菇調(diào)味料的最佳配方工藝。結(jié)果表明酶解香菇鮮味物質(zhì)的最佳工藝為：木瓜蛋白酶添加量4000 U/g底物，酶解pH 7.0，酶解時(shí)間4.5 h，酶解溫度55 ℃，在此工藝條件下，香菇含氮物質(zhì)提取率為70.8%，多糖提取率為52.9%。香菇調(diào)味料的最佳配方為：香菇提取鮮味粉40%、味素3%、食鹽25%、砂糖粉30%、檸檬酸2%。按此配方工藝調(diào)配的香菇調(diào)味料感官評(píng)分最高，口感最佳。

香菇調(diào)味料；香菇；酶解；配方

香菇是一種真菌微生物，生長(zhǎng)在熱帶、亞熱帶環(huán)境下，主要分布區(qū)域在亞洲東南部。在我國(guó)區(qū)域栽培香菇主要集中在福建、浙江、湖北、遼寧、廣西、河南等地[1]。素有“山珍” 之稱的香菇因其肉質(zhì)肥厚脆嫩、滋味鮮美、香氣獨(dú)特，在民間深受人們的喜愛(ài)，而且香菇具有很高的營(yíng)養(yǎng)、藥用和保健價(jià)值，被人們譽(yù)為“菇中皇后”[2]。隨著生活水平的提高，人們對(duì)調(diào)味品的要求由風(fēng)味型向營(yíng)養(yǎng)香味型轉(zhuǎn)變，不僅要求顏色、香氣、口味俱佳，還要求其具有天然、營(yíng)養(yǎng)、保健等功效[3]。在各種自然調(diào)味中，食用菌調(diào)味品深受人們的喜愛(ài)，主要是因?yàn)樗胸S富的呈味成分，也因?yàn)槠浜芯S生素、多糖、礦物質(zhì)等生物活性成分。香菇調(diào)味料的價(jià)值不僅在于它的食用和保健價(jià)值，更在于它彌補(bǔ)了我國(guó)調(diào)味料領(lǐng)域在動(dòng)植物蛋白水解物和復(fù)合調(diào)味料研究上的一個(gè)空缺，為以后調(diào)味料和鮮味劑的研究打開(kāi)了大門，奠定了基礎(chǔ)[4-6]。

香菇味道鮮美，富有特殊的菌類鮮香，這主要是其中含有大量的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、氨基酸、核苷酸、多糖等。實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)由于香菇的邊角料及一部分子實(shí)體商業(yè)應(yīng)用價(jià)值低而被廢棄，造成了大量資源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi)。所以，將香菇進(jìn)行酶解處理，使香菇組織結(jié)構(gòu)破壞，將其中的風(fēng)味物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分釋放，收集大量的香菇鮮味物質(zhì)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚恚芍瞥晌兜栗r美的香菇調(diào)味料[7-11]。天然調(diào)味料對(duì)食品加工有增強(qiáng)鮮味和濃味的作用,使咸味產(chǎn)香效果更顯著,在現(xiàn)代食品加工中被廣泛用于快餐面、水產(chǎn)制品、快餐點(diǎn)心、面湯汁、湯料以及其他領(lǐng)域[12]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器設(shè)備

1.1.1 材料

東北香菇、食鹽、味素、白砂糖、檸檬酸均為食品級(jí)，市售；木瓜蛋白酶為生物試劑(594000 U/g)，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.1.2 儀器設(shè)備

FW177中草藥粉碎機(jī)、101-1A電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；HHS-12恒溫水浴鍋 上海東星建材試驗(yàn)設(shè)備有限公司；R-205旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海申勝生物技術(shù)有限公司；UV2450紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì) 島津-GL消耗品銷售公司；BS224S分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 香菇酶解工藝及固體調(diào)味料的制備方法

采用中草藥粉碎機(jī)將干香菇粉碎至細(xì)小顆粒，并過(guò)40目篩，有利于香菇充分溶于水中進(jìn)行酶解反應(yīng)。將香菇粉末水浸提液置于超聲波儀器內(nèi)，在超聲功率300 W、超聲溫度50 ℃的條件下處理15 min，促進(jìn)細(xì)胞壁的破裂。按一定比例向香菇粉末水浸提液中加入一定量的木瓜蛋白酶，混合均勻，在一定溫度下酶解一定時(shí)間，在酶解過(guò)程中攪拌浸提液，促進(jìn)酶解反應(yīng)。將過(guò)濾后的香菇含氮物質(zhì)提取液在真空下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，除去大部分水，然后將其置于鼓風(fēng)干燥箱中干燥4～8 h，至香菇含氮物質(zhì)粉末含水量約為6%。將制備好的香菇調(diào)味料基料與食鹽、味素、檸檬酸、白砂糖粉等輔料按一定比例混配均勻，配制成香菇調(diào)味料[13-15]。

1.2.2 含氮物質(zhì)提取率的測(cè)定

含氮物質(zhì)測(cè)定按國(guó)標(biāo) GB/T 5009.5-2010執(zhí)行，計(jì)算公式如下：

式中：m提N為反應(yīng)提取出來(lái)的N的質(zhì)量；m總N為干香菇中N的質(zhì)量。

1.2.3 香菇多糖提取率的測(cè)定

香菇多糖的測(cè)定采用苯酚硫酸法[16]，計(jì)算公式如下：

式中：m提糖為反應(yīng)提取出來(lái)的多糖質(zhì)量；m總糖為干香菇中多糖質(zhì)量。

1.2.4 香菇調(diào)味料感官評(píng)價(jià)指標(biāo)

用分析天平稱取調(diào)配好的香菇調(diào)味料1.000 g，加水100 mL，配成一定濃度的溶液，然后讓10名評(píng)定員進(jìn)行品嘗。對(duì)產(chǎn)品的鮮味進(jìn)行評(píng)分，將評(píng)分的平均值作為鮮味評(píng)定的結(jié)果。感官評(píng)價(jià)指標(biāo)：根據(jù)產(chǎn)品的鮮味情況進(jìn)行評(píng)分，滿分100分。感官評(píng)定指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 香菇調(diào)味料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.5 酶解提取香菇鮮味物質(zhì)工藝參數(shù)的優(yōu)化

稱取5.0 g香菇粉末溶于150 mL水中，以含氮物質(zhì)提取率和香菇多糖提取率為考察指標(biāo)，選擇影響香菇含氮物質(zhì)和多糖溶出酶解工藝參數(shù)為因素，通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定參數(shù)的取值范圍，確定酶解提取香菇鮮味物質(zhì)單因素試驗(yàn)如下：木瓜蛋白酶添加量1000，2000，3000，4000，5000，6000 U/g底物，酶解pH 6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，酶解時(shí)間3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，5.5 h，酶解溫度40，45，50，55，60，65 ℃，考察酶解工藝參數(shù)對(duì)香菇含氮物質(zhì)提取率和香菇多糖提取率的影響[17-20]。然后根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)L9(34)正交優(yōu)化試驗(yàn)，平行試驗(yàn)3次(n=3)，因素水平表見(jiàn)表2。

表2 木瓜蛋白酶酶解提取香菇鮮味物質(zhì) 正交試驗(yàn)因素水平表

1.2.6 香菇固體調(diào)味料配方的優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，再以香菇提取鮮味粉為基料，以香菇調(diào)味料感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以味素添加量、食鹽添加量、砂糖粉添加量和檸檬酸添加量為試驗(yàn)因素，選用L9(34)正交表進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，平行試驗(yàn)3次(n=3)，因素水平表見(jiàn)表3。

表3 香菇調(diào)味料配方正交試驗(yàn)因素水平表 %

2 結(jié)果與分析

2.1 木瓜蛋白酶添加量的確定

圖1 酶添加量對(duì)香菇含氮物質(zhì)和香菇多糖提取率的影響

由圖1可知，木瓜蛋白酶的添加量對(duì)香菇鮮味物質(zhì)的提取率影響顯著(p<0.05)。當(dāng)酶添加量在1000～3000 U/g底物期間，香菇多糖的提取率隨著酶添加量的增多而增加，之后香菇多糖的提取率不再隨著酶添加量的增多而增加；當(dāng)酶添加量在1000～4000 U/g底物期間，香菇含氮物質(zhì)的提取率隨著酶添加量的增多而提高，在酶添加量為4000 U/g底物時(shí)達(dá)到最大值。這是由于在酶促反應(yīng)中，當(dāng)?shù)孜餄舛瘸渥悖磻?yīng)生成物的含量隨酶添加量的增多而增多，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，即使酶的添加量繼續(xù)增多，反應(yīng)生成物也不再繼續(xù)提高。故選取木瓜蛋白酶的添加量4000 U/g底物為最佳添加量。

2.2 酶解pH的確定

圖2 酶解pH對(duì)香菇含氮物質(zhì)和香菇多糖提取率的影響

由圖2可知，pH對(duì)于香菇鮮味物質(zhì)的提取率具有顯著性影響(p<0.05)；香菇多糖有水溶性多糖、堿溶性多糖等，其中堿溶性多糖占大部分，所以隨著pH由6.0上升到8.5，溶液由酸性過(guò)渡到堿性，大部分堿溶性多糖逐漸溶解出來(lái)，當(dāng)pH達(dá)到7.0以后，香菇多糖的溶解率上升比較緩慢；而香菇含氮物質(zhì)的提取率先是隨著pH的升高而增加，當(dāng)pH達(dá)到6.5時(shí)，提取率達(dá)到最大值68.54%后隨著pH的降低而下降，這主要是木瓜蛋白酶的最適pH為6.0～7.0，pH繼續(xù)上升，木瓜蛋白酶的活性下降，香菇含氮物質(zhì)的提取率下降；綜合以上分析，選取6.5為木瓜蛋白酶酶解香菇鮮味物質(zhì)的最佳pH。

2.3 酶解時(shí)間的確定

圖3 酶解時(shí)間對(duì)香菇含氮物質(zhì)和香菇多糖提取率的影響

由圖3可知，香菇含氮物質(zhì)和香菇多糖的提取率隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)變化趨勢(shì)基本相同，二者都是隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)提取率逐漸提高(p<0.05)；當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)到4.0 h時(shí)，香菇含氮物質(zhì)的提取率達(dá)到最大值69.69%，之后不再隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)到4.5 h時(shí)，香菇多糖的提取率達(dá)到最大值，不再隨著時(shí)間的增加而提高，但是當(dāng)酶解時(shí)間為4.0 h時(shí)的香菇多糖的提取率與酶解時(shí)間為4.5 h時(shí)的香菇多糖的提取率相差不多；綜合考慮香菇含氮物質(zhì)和香菇多糖的提取率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，選取最佳酶解時(shí)間為4.5 h。

2.4 酶解溫度的確定

圖4 酶解溫度對(duì)香菇含氮物質(zhì)和香菇多糖提取率的影響

由圖4可知，酶解溫度對(duì)香菇鮮味物質(zhì)的提取率影響顯著(p<0.05)，但對(duì)于香菇含氮物質(zhì)提取率和香菇多糖提取率的影響趨勢(shì)不一樣。當(dāng)溫度從40 ℃提高到55 ℃時(shí)，香菇含氮物質(zhì)提取率隨提取溫度的增加而增加，當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時(shí)，提取率達(dá)到最大值，當(dāng)溫度不斷升高，提取率逐漸下降，這主要是由于溫度過(guò)高不僅會(huì)使木瓜蛋白酶的活性受到影響，活力降低，還會(huì)導(dǎo)致香菇蛋白等發(fā)生變性，致使提取率下降；當(dāng)溫度從40 ℃升高至65 ℃期間，香菇多糖的提取率逐漸提高，但是當(dāng)溫度達(dá)到50 ℃后，提取率上升的幅度降低；綜合考慮上面分析，選取55 ℃為最佳酶解溫度。

2.5 木瓜蛋白酶酶解香菇鮮味物質(zhì)工藝條件的優(yōu)化

以香菇含氮物質(zhì)的提取率和香菇多糖的提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選用L9(34)正交表進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，平行試驗(yàn)3次(n=3)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 木瓜蛋白酶酶解香菇鮮味物質(zhì)的正交試驗(yàn)結(jié)果 %

續(xù) 表

注：A為酶添加量(U/g底物)；B為pH；C為酶解時(shí)間(h)；D為酶解溫度(℃)。

表5 木瓜蛋白酶酶解香菇鮮味物質(zhì)正交極差分析 %

注：A為酶添加量(U/g底物)；B為pH；C為酶解時(shí)間(h)；D為酶解溫度(℃)。

由表4和表5可知，極差越大，因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響越顯著。本試驗(yàn)中，各因素對(duì)香菇含氮物質(zhì)提取率的影響大小次序是：B>D>C>A，即酶解pH>酶解溫度>酶解時(shí)間>酶添加量；各因素對(duì)香菇多糖提取率的影響大小次序是：B>A>D>C，即酶解pH>酶添加量>酶解溫度>酶解時(shí)間。綜合考慮香菇含氮物質(zhì)提取率和香菇多糖提取率，選取的優(yōu)選方案為：A2B3C2D2，即木瓜蛋白酶添加量4000 U/g底物，酶解pH 7.0，酶解時(shí)間4.5 h，酶解溫度55 ℃。在此工藝條件下，香菇含氮物質(zhì)提取率為70.8%，香菇多糖提取率為52.9%。

2.6 香菇固體調(diào)味料配方的優(yōu)化結(jié)果

以香菇提取鮮味粉為基料，味素添加量、食鹽添加量、白砂糖添加量和檸檬酸添加量選用L9(34)正交表進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，平行試驗(yàn)3次(n=3)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 香菇調(diào)味料配方工藝的正交結(jié)果

由表6可知，各因素對(duì)香菇調(diào)味料感官評(píng)分的影響大小次序?yàn)椋篈>B>C>D，即味素添加量>食鹽添加量>砂糖粉添加量>檸檬酸添加量。綜合考慮香菇調(diào)味料的鮮味、菇香、口感，選取的優(yōu)選方案為：A2B2C3D2，即香菇固體調(diào)味料配方：香菇提取鮮味粉40%、味素3%、食鹽25%、砂糖粉30%、檸檬酸2%。按此配方工藝調(diào)配的香菇調(diào)味料口感最佳，感官評(píng)分為93.7分。

3 結(jié)論

將香菇粉末進(jìn)行木瓜蛋白酶酶解有助于鮮味物質(zhì)的提取，綜合考慮香菇含氮物質(zhì)提取率和香菇多糖提取率，香菇鮮味物質(zhì)提取的優(yōu)選方案為：木瓜蛋白酶添加量4000 U/g底物，酶解pH 7.0，酶解時(shí)間4.5 h，酶解溫度55 ℃。在此工藝條件下，香菇含氮物質(zhì)提取率為70.8%，香菇多糖提取率為52.9%。

在香菇提取鮮味粉中加入味素、食鹽、砂糖粉、檸檬酸，調(diào)配成菇味、鮮味均衡的香菇固體調(diào)味料，經(jīng)試驗(yàn)得到最佳配方：香菇提取鮮味粉40%、味素3%、食鹽25%、砂糖粉30%、檸檬酸2%。按此配方工藝調(diào)配的香菇調(diào)味料感官評(píng)分最高，口感最佳。

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Enzymatic Hydrolysis Technology of Lentinus edodes and Development of Solid Seasoning

FEI Ying-min, JIANG Xu-de*

(Heilongjiang Vocational College for Nationalities,Harbin 150066,China)

Lentinusedodespowder is chosen as raw material,the extraction rates of proteins and polysaccharide are chosen as indicators,the enzymolysis technology ofLentinusedodesumami substances is studied, and the umami substances are applied in the seasoning. The results show that the optimum enzymolysis conditions are as follows:papain additive amount is 4000 U/g, enzymolysis pH is 7.0, enzymatic time is 4.5 h, enzymatic temperature is 55 ℃. Under such conditions,the extraction rate of nitrogenous substances is 70.8% and the extraction rate of polysaccharide is 52.9%. The best formula ofLentinusedodesseasoning is as follows:Lentinusedodesextract powder is 40%, monosodium glutamate is 3%,salt is 25%, powdered sugar is 30% and citric acid is 2%. The highest sensory score is awarded toLentinusedodesseasoning, which is produced under the best formula.

mushroom seasoning;Lentinusedodes;enzymatic hydrolysis;formula

2017-03-22 *通訊作者

國(guó)家民委教育科技司課題(20160627)

費(fèi)英敏(1973-)，女，遼寧黑山人，副教授，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工； 姜旭德(1964-)，男，山東煙臺(tái)人，教授，研究方向：食品工程。

TS202.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.07.023

1000-9973(2017)07-0113-05