金針菇根粉的制備研究※

陳援援 敬代渺 肖 嵐 葉春艷

(四川旅游學(xué)院，四川 成都 610100)

金針菇(Flammulinavelutipes)又名冬菇、樸菇、構(gòu)菌、毛柄金錢菌，因形似金針菜而得名，隸屬擔(dān)子菌亞門(Basidiomycotina)，層菌綱(Hymenomycetes)，傘菌目(Agaricales)，口蘑科(Tricholomataceae)，金錢菌屬(Flammulina)[1]。20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)開始白色金針菇的工廠化栽培，并逐步摸索出一套符合中國(guó)國(guó)情的袋栽技術(shù)，隨著工藝的日趨成熟，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大[2-3]，2014年，在現(xiàn)有的人工培育食用菌品種中，金針菇產(chǎn)量位居第一[4]。金針菇工廠化生成過(guò)程中產(chǎn)生大量菇根，約占原料重量的30%～40%[5]。由于缺乏有效的加工技術(shù)，且菇根口感較差、纖維素含量較多、難于嚼碎而被企業(yè)賣給養(yǎng)花基地作為植物肥料，或者直接丟棄，不僅造成了資源的極大浪費(fèi)，同時(shí)也污染了環(huán)境[5-6]。

金針菇根中含有多種對(duì)人體有益的氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分。通過(guò)大量生理學(xué)和流行病學(xué)研究證明研究膳食纖維能夠降低癌癥、肥胖、便秘、糖尿病、心臟病等慢性病的發(fā)生率[7]。金針菇中富含的膳食纖維主要集中于菇根中，而菇根又是金針菇生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中大量被廢棄的部分，所以利用金針菇根富含的膳食纖維加工成各種產(chǎn)品是一大研究方向。因此，本試驗(yàn)擬將金針菇菇根加工成菇根粉，對(duì)菇根粉的理化特性進(jìn)行研究，為今后將金針菇根粉作為食品配料在食品行業(yè)中應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

金針菇根：成都高榕雪國(guó)生物科技有限公司；金龍魚花生調(diào)和油：益海嘉里企業(yè)。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-4 型恒溫水浴鍋：常州國(guó)華電器有限公司；BS224S 型電子天平：北京賽多利斯系統(tǒng)有限公司；SC-80C全自動(dòng)色差計(jì)：北京康廣光學(xué)儀器有限公司；HX-200 型高速中藥粉碎機(jī)：浙江省永康市溪岸五金藥具廠；XDW-2C小型低溫超微粉碎機(jī)：濟(jì)南達(dá)微機(jī)械有限公司；H2050臺(tái)式高速離心機(jī)：長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)有限公司；101-1AB烘箱：上海喆宣機(jī)械制造；威衡電子秤：型號(hào)WH-B05；標(biāo)準(zhǔn)分樣篩。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 金針菇根粉制備單因素實(shí)驗(yàn)

1.3.1.1 金針菇根粉制備工藝流程

鮮金針菇菇根→預(yù)處理 →護(hù)色處理 →熱風(fēng)干燥 →粗粉碎 → 微粉碎→過(guò)篩→成品→干燥密閉保存?zhèn)溆谩?/p>

預(yù)處理：選擇無(wú)腐爛、無(wú)病蟲害的新鮮金針菇菇根，清洗、瀝干，縱切成厚度約0.2cm的薄片。

1.3.1.2 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)單因素試驗(yàn)得出產(chǎn)品達(dá)到最佳物理特性及色澤時(shí)所需要的工藝參數(shù)，單因素水平設(shè)計(jì)見表1。

1.3.1.3 檢測(cè)方法

1.3.1.3.1 色差的測(cè)定

采用測(cè)色色差計(jì)測(cè)定4種處理方式下金針菇根粉的色澤，用CIELAB表色系統(tǒng)測(cè)定金針菇根粉的 L*、a*和b*值，其中L*代表明度指數(shù)，從黑暗(L*=0)到明亮(L*=100)的變化；a*代表顏色從綠色(-a*)到紅色(+a*)的變化；b*代表顏色從藍(lán)色(-b*)到黃色(+b*)的變化。

計(jì)算公式：

△L=L-Lt △a=a-at △b=b-bt

式中L、a、b是測(cè)得的式樣值，Lt、at 、bt 是目標(biāo)色值，其總色差是：

1.3.1.3.2 堆積密度測(cè)定

堆積密度：稱取10g金針菇根粉體，移入50mL量筒中，震實(shí)，直至量筒內(nèi)物料體積不再變化，讀取物料體積，重復(fù)測(cè)量三次，取平均值[8]。

1.3.1.3.3 膨脹力測(cè)定

稱取4種金針菇根粉各1g，緩慢加入標(biāo)有刻度的試管中，記錄干基體積(mL)，加入10mL蒸餾水，充分振蕩混勻，在室溫下靜置24h，待粉體沉淀完全后，記錄沉淀體積(mL)，按如下公式計(jì)算粉體膨脹力[9]。

1.3.1.3.4 持水力測(cè)定

稱取4種金針菇根粉各1g于100mL燒杯中，加入40mL的蒸餾水，用磁力攪拌器慢速攪拌30min，隨后將樣液轉(zhuǎn)入50mL離心管中，在室溫下5000r/min離心20min，除去上清液，稱量沉淀質(zhì)量。計(jì)算公式如下[10]：

1.3.1.3.5 持油力測(cè)定

稱取4種金針菇根粉各5g置于50mL離心管中，加入40mL花生調(diào)和油，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箪o置30min，以5000r/min離心20min，記錄上清油液體積，計(jì)算持油力[11]。

1.3.1.3.6 水溶性指數(shù)(WSI)測(cè)定

稱取4種金針菇根粉各1g(M0)，置于100mL三角瓶中，加入40mL蒸餾水，充分混勻后于80℃恒溫水浴條件下處理30min，冷卻后移入50mL離心管中，在室溫下6000r/min離心10min，取上清液置于預(yù)先稱重的干燥燒杯(M1)中，先用酒精燈加熱除去絕大部分水分，然后在105℃溫度下干燥，將干燥好的樣品與燒杯稱質(zhì)量(M2)，水溶性指數(shù)采用如下公式[12]：

1.3.2 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)檢測(cè)指標(biāo)均測(cè)定3次，數(shù)據(jù)結(jié)果均以均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用 SPSS19.0軟件進(jìn)行單因素ANOVA方差分析和Duncan 檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析(p<0.05)。

2 金針菇根粉制備的單因素結(jié)果與分析

2.1 干燥溫度對(duì)金針菇根粉物理特性的影響

由表2可知，干燥溫度是影響金針菇根粉物理特性的重要因素。金針菇根粉的持水力隨干燥溫度的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，40℃～80℃干燥溫度下的持水力差異性極顯著(p<0.01)，可能干燥溫度的升高是誘發(fā)金針菇根多種營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生變化的主要原因，多糖、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨著干燥溫度的升高發(fā)生不同程度的變性，小分子的水溶性膳食纖維相互交聯(lián)生成大分子的不溶性膳食纖維，從而使得金針菇根粉的持水力降低；隨著干燥溫度的升高水溶性的蛋白質(zhì)逐步發(fā)生變性生成水不溶性的蛋白質(zhì)或多肽，使得金針菇根粉的水溶力下降；持油力隨著溫度的升高逐漸增強(qiáng)，可能是因?yàn)殡S著干燥溫度的升高蛋白質(zhì)變性，使疏水基團(tuán)暴露出來(lái)增加了金針菇根粉的持油力；總色差值隨干燥溫度的升高先增加后降低且不同干燥溫度下的總色差異極顯著(p<0.01)，說(shuō)明干燥溫度是影響微粉總色差的主要原因，可能是因?yàn)檩^低溫度下促進(jìn)美拉德反應(yīng)、多酚氧化酶的活性等，顏色加深，當(dāng)溫度進(jìn)一步升高多酚氧化酶變性而抑制了酶促褐變，此時(shí)只有美拉德反應(yīng)對(duì)金針菇根粉顏色的影響，總色差值相對(duì)減??；金針菇根粉的膨脹力隨干燥溫度的升高逐漸增強(qiáng)，除了40℃與50℃差異顯著外(p<0.05)，其他干燥溫度下的膨脹力均差異極顯著(p<0.01)，可能是隨著溫度的升高，可溶性膳食纖維轉(zhuǎn)化為不溶性膳食纖維，導(dǎo)致吸水膨脹性增大；金針菇根粉的堆積密度隨溫度的升高逐漸增大，其中70℃、80℃不存在顯著差異，可能是因?yàn)樵?0℃、80℃干燥溫度下金針菇菇根內(nèi)的自由水在一個(gè)最低的穩(wěn)定范圍內(nèi)，所以在相同粉碎條件下粉碎的就越細(xì)比表面積越大從而使堆積密度加大。因此，綜合考慮金針菇根粉的疏水性能、親水性能、色澤及堆積密度，50℃干燥較為適宜。

表2 干燥溫度對(duì)金針菇根粉物理特性的影響

表3 干燥時(shí)間對(duì)金針菇根粉物理特性的影響

2.2 干燥時(shí)間對(duì)金針菇根粉物理特性的影響

由表3可知，干燥時(shí)間是影響金針菇根粉物理特性的重要因素。金針菇根粉持水力隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)表現(xiàn)為先增大后減小，各干燥時(shí)間下的持水力值差異極顯著(p<0.01)，可能因?yàn)楦稍餃囟仁怯绊懡疳樄焦礁鶅?nèi)小分子膳食纖維變化的重要因素，隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，小分子的水溶性膳食纖維相互交聯(lián)為大分子的水不溶性膳食纖維而導(dǎo)致金針菇根粉的持水力降低，其中干燥8h的金針菇根粉的持水力值最大，可能是此干燥時(shí)間下金針菇根粉中的水溶性纖維素含量最高；金針菇根粉持油力隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)呈先增大后減小的趨勢(shì)，7h、8h、9h三個(gè)干燥時(shí)間下的持油力差異不顯著(p<0.05)，可能是因?yàn)楦稍飼r(shí)間對(duì)金針菇根粉持油力影響不大，此干燥時(shí)間不足以引起金針菇根粉內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生充分的變性；金針菇根粉膨脹力隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)而增強(qiáng)，表明長(zhǎng)時(shí)間的干燥促進(jìn)金針菇根的老化，小分子的水溶性膳食纖維交聯(lián)成大分子水不溶性膳食纖維，使微粉吸水膨脹率增加；金針菇根粉水溶力隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)而減小，可能是因?yàn)殡S著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)水溶性蛋白質(zhì)變性增多，不可溶性膳食纖維的生成增加而導(dǎo)致水溶力降低；金針菇根粉的總色差隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大，且6h～10h干燥處理下總色差值差異極顯著(p<0.01)，說(shuō)明干燥時(shí)間對(duì)金針菇根粉的總色差值影響很大，可能是因?yàn)殡S著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)促進(jìn)了美拉德反應(yīng)與酶促褐變的進(jìn)行；金針菇根粉的堆積密度隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大，其中干燥9h與10h的堆積密度不存在顯著差異性，其他溫度間都存在顯著差異性。因此，綜合考慮，金針菇根干燥8h后金針菇根粉的持水力、持油力、膨脹力、水溶性、總色差、堆積密度均達(dá)到最佳狀態(tài)。

2.3 護(hù)色處理對(duì)金針菇根粉物理特性的影響

由表4可知，護(hù)色處理是影響金針菇根粉物理特性的重要因素。金針菇根粉經(jīng)5種方式護(hù)色處理后，得到0.1%Vc護(hù)色處理的金針菇根粉的總色差值最小，最接近新鮮金針菇的顏色，且5種護(hù)色處理間的總色差值差異極顯著(p<0.01)，這說(shuō)明經(jīng)0.1%Vc護(hù)色處理的金針菇根粉的色澤最佳。

表4 護(hù)色處理對(duì)金針菇根粉物理特性的影響

2.4 粉碎目數(shù)對(duì)金針菇根粉物理特性的影響

由表5可知，過(guò)篩目數(shù)是影響金針菇根粉物理特性的重要因素。過(guò)篩目數(shù)在50～250目范圍時(shí)，金針菇根粉持水力隨著微粉粒徑減小，持水力值表現(xiàn)為先增大后減小，100目小的微粉持水力值最大，5個(gè)不同過(guò)篩目數(shù)得到的金針菇根粉的持水力值差異極顯著(p<0.01)，存在上述的原因可能是在微粉碎過(guò)程中，各種物理作用力導(dǎo)致大分子營(yíng)養(yǎng)成分蛋白質(zhì)、多糖、膳食纖維被破碎，小分子的短鏈成分增加，從而可溶性蛋白質(zhì)、膳食纖維增加而有效鎖水能力下降；各目數(shù)微粉間的持油力值在1.62mL/g～2.02mL/g間，隨著微粉粒徑的減小持油力值表現(xiàn)為先增大后減小，可能是在超微粉碎過(guò)程中，長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)的膳食纖維斷裂，形成短鏈膳食纖維，溶解性增強(qiáng)，就減少了對(duì)油分的束縛能力。5個(gè)不同目數(shù)的金針菇根粉的總色差值△E隨著目數(shù)的增加先增大后減小且各目數(shù)間總色差值差異極顯著(p<0.01)，說(shuō)明微粉粒徑是影響總色差值的重要因素；隨著過(guò)篩目數(shù)的增加微粉膨脹力值先增大后減小，減幅較大同時(shí)各目數(shù)間的膨脹力值差異極顯著(p<0.01)，主要是微粉碎后可溶性成分增加，膨脹性成分減少導(dǎo)致的；堆積密度隨著過(guò)篩目數(shù)的增加先增大后減小，5個(gè)不同目數(shù)微粉間堆積密度值差異極顯著(p<0.01)；綜上，過(guò)篩100目金針菇菇根微粉的持水力值、持油力值、總色差值、膨脹力、堆積密度最好。

表5 粉碎目數(shù)對(duì)金針菇根粉物理特性的影響

3 結(jié)論

采用熱風(fēng)干燥對(duì)新鮮金針菇菇根進(jìn)行脫水，但熱風(fēng)干燥會(huì)誘導(dǎo)金針菇菇根營(yíng)養(yǎng)成分和相關(guān)酶的變化，使金針菇根粉的物理性能發(fā)生變化。干燥的金針菇菇根經(jīng)粉碎后，由于金針菇菇根的微觀結(jié)構(gòu)在微粉碎過(guò)程中受各物理作用力的影響，從而有利于提高金針菇根粉的物理性能。當(dāng)干燥溫度50℃、干燥時(shí)間8h、0.1%Vc護(hù)色處理、過(guò)篩目數(shù)為100目時(shí)，制備出的金針菇根粉的物理性能最好。微粉中的成分對(duì)水的親和力提高，同時(shí)具有一定的結(jié)合疏水基團(tuán)的能力，且顏色最好。本實(shí)驗(yàn)制備的金針菇根粉可作為食品配料廣泛用于食品中，為金針菇菇根的綜合利用提供一條思路。