變溫壓差膨化干燥對(duì)秀珍菇鮮香味的影響

包秀婧，劉新宇，辛 廣*，許賀然，張志勇，孫麗斌，魏云云

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110866）

秀珍菇（Pleurotus geesteranus）學(xué)名肺形側(cè)耳，又名袖珍菇、姬菇等[1]，屬真菌門(mén)，擔(dān)子菌綱，傘菌目，側(cè)耳科，側(cè)耳屬[2]，是一種具有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的食用菌。現(xiàn)已廣泛種植于遼寧、江西、福建等地，其富含蛋白質(zhì)、微量元素，氨基酸種類(lèi)齊全[3]，脂肪含量低，且含有黃酮、多糖等活性成分[4]。具有抗氧化[5]、抗腫瘤[6]、免疫調(diào)節(jié)活性[7]等生物活性。秀珍菇因其味道鮮美，有“味精菇”之稱(chēng)，其風(fēng)味主要由鮮味和香味物質(zhì)組成[8]，其中鮮味物質(zhì)主要有核苷酸、氨基酸、可溶性糖等[9-10]，Kuninaka[11]在核苷酸類(lèi)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和鮮味關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)只有5’-核苷酸才具有獨(dú)特的鮮味；香味物質(zhì)主要包括八碳化合物及其衍生物、含硫化合物以及醛類(lèi)、酮類(lèi)和酯類(lèi)化合物等。

秀珍菇屬于呼吸躍變型真菌，且含水量較高[12]，常溫條件下極易腐爛[13]，常對(duì)其進(jìn)行干燥加工。食用菌主要的干燥方式有自然干燥、真空冷凍干燥、微波干燥、熱風(fēng)干燥、熱泵干燥等[14-15]，但單一干燥方式各有不足，真空冷凍干燥生產(chǎn)周期長(zhǎng)、能耗高、成本高[16]；熱風(fēng)干燥產(chǎn)品的感官性狀和復(fù)水能力差[17]；微波干燥因干燥不均常影響菌品品質(zhì)，且存在大功率微波源散熱的問(wèn)題[18]，因此為降低成本，減少能耗，更好保持產(chǎn)品風(fēng)味，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)變溫壓差膨化干燥進(jìn)行研究。變溫壓差膨化干燥是根據(jù)相變和氣體的熱壓效應(yīng)原理，使果蔬原料生成多孔狀酥脆型物質(zhì)的一種新型非油炸膨化干燥技術(shù)[19-20]。該技術(shù)克服了油炸果蔬制品含油量高、營(yíng)養(yǎng)成分損失較多和貯藏困難等問(wèn)題。Kozempel等[21]對(duì)蘋(píng)果、甜菜、菠蘿等果蔬產(chǎn)品的變溫壓差膨化干燥工藝參數(shù)進(jìn)行了較為全面的研究，國(guó)內(nèi)對(duì)番木瓜[22]、臍橙[23]等果蔬變溫壓差膨化干燥進(jìn)行了研究。目前，變溫壓差膨化干燥技術(shù)的研究主要集中在果蔬，對(duì)食用菌的研究較少。

本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用變溫壓差膨化技術(shù)將秀珍菇進(jìn)行深加工，并對(duì)其加工過(guò)程中鮮香味成分的變化進(jìn)行分析，為進(jìn)一步生產(chǎn)出高質(zhì)量的秀珍菇干燥產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

新鮮秀珍菇由遼寧岫巖新詠菌業(yè)科技有限公司提供，蘑菇樣品在采收后4 h內(nèi)運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室。樣品蘑菇成熟度、顏色、形狀和大小均勻，且無(wú)機(jī)械損傷。

5’-鳥(niǎo)苷酸（5’-guanosine monophosphate，5’-GMP）、5’-肌苷酸（5’-inosine monophosphate，5’-IMP）、5’-黃苷酸（5’-xanthosine monophosphate，5’-XMP）、5’-腺苷酸（5’-adenosine monophosphate，5’-AMP）上海源葉生物科技有限公司。

600高效液相色譜儀 美國(guó)Waters公司；WGL-65B電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；L-8900氨基酸自動(dòng)分析儀 日本日立公司；SA402B電子舌北京盈生恒泰科技有限公司；PH600C果蔬變溫壓差膨化設(shè)備 天津市勤德新材料科技有限公司；7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品前處理

選取長(zhǎng)度為8 cm左右的新鮮秀珍菇進(jìn)行清洗、瀝水，晾干備用。將樣品置于熱風(fēng)干燥箱中預(yù)干燥，溫度60 ℃、時(shí)間3.6 h。將預(yù)干燥后的樣品進(jìn)行膨化干燥，膨化溫度90 ℃，膨化壓力0.2 MPa，抽空溫度70 ℃，抽空時(shí)間2 h。

1.2.2 5’-核苷酸含量的測(cè)定

參照Tsai等[24]的方法稍作修改。取3 種樣品各20.00 g，加25 mL蒸餾水，煮至微沸并保持1 min，11 000 r/min離心20 min，取上清液，濾渣加入20 mL蒸餾水，按以上步驟再次提取，合并上清液，過(guò)0.45 μm濾膜。待高效液相色譜儀分析。

高效液相色譜條件：LiChrospher RP-18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動(dòng)相為10 mmol/L緩沖鹽磷酸二氫鉀（pH 4.6）；紫外檢測(cè)波長(zhǎng)250 nm；柱溫30 ℃；進(jìn)樣量20 μL。

1.2.3 游離氨基酸含量的測(cè)定

參照Li Wen等[9]的方法稍作修改。取3.00 g鮮樣，1.00 g預(yù)干燥樣，1.00 g膨化后樣，加入50 mL 0.01 mol/L HCl溶液，超聲振蕩20 min，取5 mL濾液，等體積加入5%磺基水楊酸溶液，暗環(huán)境靜置30 min，11 000 r/min離心15 min，過(guò)0.22 μm濾膜，使用氨基酸分析儀測(cè)定。

1.2.4 EUC值

味精當(dāng)量（equivalent umami concentration，EUC）值[25]表示在100 g干物質(zhì)的食物中，由谷氨酸鈉（monosodium glutamate，MSG）的含量表示該食物所含鮮味物質(zhì)的含量，計(jì)算公式如下：

式中：Y為等效鮮味含量/%；ai和aj分別為鮮味氨基酸和風(fēng)味核苷酸含量/（mg/g）；bi和bj分別為鮮味氨基酸（Glu=1、Asp=0.077）和風(fēng)味核苷酸的相對(duì)呈鮮系數(shù)（5’-IMP=1、5’-GMP=2.3、5’-XMP=0.61、5’-AMP=0.18）；12.18為協(xié)同作用常數(shù)。

1.2.5 電子舌的測(cè)定

參照Dong Wenjiang等[26]的方法稍作修改。分別稱(chēng)取20.00、3.51 g和0.93 g鮮樣、預(yù)干燥樣，膨化后樣研磨，加入100 mL蒸餾水浸泡20 min，濾紙過(guò)濾，裝入測(cè)量杯，每個(gè)樣品分別測(cè)定3 次，取平均值用于后續(xù)分析。

1.2.6 揮發(fā)性成分的測(cè)定

1.2.6.1 頂空固相微萃取

參照Papasotiriou等[27]的方法稍作修改。取20.00 g鮮樣，切碎，加5 g NaCl研磨至泥狀，過(guò)濾至40 mL采樣瓶中；預(yù)干燥及變溫壓差膨化后樣品，磨粉，過(guò)60 目篩，各取3.00 g于40 mL采樣瓶中，加入20.0 mL蒸餾水和3.00 g NaCl，混勻后用聚四氟乙烯隔墊密封后置于60 ℃磁力攪拌器中平衡10 min后，用萃取頭頂空吸附40 min，完成后將萃取頭插入氣相色譜-質(zhì)譜進(jìn)樣口，解吸5 min后進(jìn)行分析。

1.2.6.2 氣相色譜-質(zhì)譜分析條件

參考殷朝敏等[28]的測(cè)定方法，進(jìn)行探索和優(yōu)化，最終確定條件如下：

色譜條件：HP-5ms非極性毛細(xì)管柱（60 m×250 μm，0.25 μm）；程序升溫：初始溫度40 ℃，保持2 min；以3 ℃/min升至180 ℃，保持2 min，再以10 ℃/min升至260 ℃，保持1 min；載氣為高純氦（He），流速1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃，不分流模式。

質(zhì)譜條件：電子電離源；接口溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；起始時(shí)間3 min；終止時(shí)間59.67 min；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍m/z50～450。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2007和SPSS Statistics 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[29]，P＜0.05，差異顯著。以不同小寫(xiě)字母表示差異性，相同字母表示差異不顯著。基于3 種樣品含水量不同，經(jīng)換算均折合成鮮樣當(dāng)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 5’-核苷酸含量測(cè)定結(jié)果

圖1 干燥過(guò)程對(duì)秀珍菇5’-核苷酸含量的影響Fig. 1 Effects of drying and subsequent puf fing on 5’-nucleotide content of P. geesteranus

如圖1所示，在3 種樣品中均檢測(cè)到5’-GMP、5’-IMP、5’-XMP和5’-AMP?？?’-核苷酸含量隨著干燥過(guò)程的進(jìn)行逐漸增加，由0.528 mg/g增至1.694 mg/g，膨化后達(dá)到最大值。Tsai等[30]將5’-GMP、5’-IMP和5’-XMP鑒定為風(fēng)味5’-核苷酸。風(fēng)味5’-核苷酸在膨化后含量最高為1.278 mg/g，含量顯著高于預(yù)干燥樣和鮮樣（P＜0.05），鮮樣含量最低為0.220 mg/g。5’-XMP、5’-IMP預(yù)干燥樣含量最高，鮮樣含量最低，其中5’-IMP在膨化后含量下降，可能由于5’-IMP是熱敏性肌苷酸，加熱過(guò)程中分解速率大于合成速率。5’-GMP隨著干燥的進(jìn)行含量逐漸增加，可能是由于干燥過(guò)程中秀珍菇的DNA或RNA發(fā)生了熱降解[31]。5’-GMP與風(fēng)味5’-核苷酸含量變化趨勢(shì)相似，這與Pei Fei等[17]對(duì)雙孢菇干燥的研究結(jié)果一致。5’-AMP與5’-XMP、5’-IMP含量變化趨勢(shì)相同，膨化后樣與鮮樣含量無(wú)顯著性差異。

2.2 游離氨基酸含量測(cè)定結(jié)果

表1 干燥過(guò)程對(duì)秀珍菇游離氨基酸含量的影響Table 1 Effects of drying and subsequent puffing on free amino acid content of P. geesteranu

由表1可知，樣品中共檢測(cè)到17 種游離氨基酸，總游離氨基酸在膨化后含量為19.171 mg/g，高于鮮樣和預(yù)干燥樣，而膨化樣和預(yù)干燥樣的兩者游離氨基酸含量差異較小。Yang等[32]將游離氨基酸分為鮮味、甜味、苦味和無(wú)味，其中鮮味氨基酸包括天冬氨酸和谷氨酸。鮮味氨基酸在預(yù)干燥和膨化后含量均高于鮮樣，其中預(yù)干燥樣中鮮味氨基酸含量最高，為8.820 mg/g。鮮味氨基酸含量在干燥過(guò)程中增加，原因可能是樣品在加熱過(guò)程中發(fā)生美拉德反應(yīng)和蛋白質(zhì)分解，使產(chǎn)生的氨基酸比消耗的多[33]。其中天冬氨酸膨化后含量最高；谷氨酸含量在預(yù)干燥后顯著升高，膨化后下降，但膨化后含量仍高于鮮樣。Li Xiaobei等[34]在干燥方法對(duì)杏鮑菇風(fēng)味化合物影響的研究中發(fā)現(xiàn)，在熱風(fēng)干燥條件下，谷氨酸含量與鮮樣相比顯著增加，這與本實(shí)驗(yàn)預(yù)干燥過(guò)程的變化趨勢(shì)相同。韓娜等[35]在植物谷氨酰胺合成酶研究進(jìn)展中提到，在生物體內(nèi)谷氨酸、α-酮戊二酸與谷氨酰胺存在相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，同時(shí)谷氨酸還可以轉(zhuǎn)化為精氨酸和脯氨酸。因此膨化后谷氨酸含量下降原因可能是由于谷氨酸轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，也可能是由于膨化溫度過(guò)高影響酶的活性，從而影響氨基酸的合成和代謝。但氨基酸代謝復(fù)雜，具體原因有待于進(jìn)一步分析。

2.3 EUC值測(cè)定結(jié)果

圖2 干燥過(guò)程對(duì)秀珍菇EUC值的影響Fig. 2 Effects of drying and subsequent puffing on EUC value of P. geesteranus

Yamaguchi等[25]發(fā)現(xiàn)鮮味氨基酸與風(fēng)味5’-核苷酸的協(xié)同作用可能會(huì)大大增加蘑菇的鮮味。Mau[36]將EUC值分為4 個(gè)水平，依次為：第1水平：EUC值大于1 000%；第2水平：EUC值為100%～1 000%；第3水平：EUC值為10%～100%；第4水平：EUC值小于10%。由圖2所示，隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，EUC值在膨化后由第4水平升至第3水平。預(yù)干燥樣和膨化后樣EUC值均顯著高于鮮樣（P＜0.05），預(yù)干燥樣EUC值為27.211%，在三者中最高；鮮樣EUC值最低，為1.839%。EUC值與5’-XMP、5’-IMP、5’-AMP和Glu的變化趨勢(shì)相同，均在預(yù)干燥后含量最高。

2.4 味覺(jué)值測(cè)定結(jié)果

圖3 干燥過(guò)程對(duì)味覺(jué)值的影響Fig. 3 Effects of drying and subsequent puffing on tastes score of P. geesteranus

如圖3所示，使用電子舌分析5 種味覺(jué)指標(biāo)，包括酸味、苦味、鮮味、咸味和澀味，將鮮樣指標(biāo)作為對(duì)照，并與預(yù)干燥樣和膨化后樣進(jìn)行比較。結(jié)果表明：膨化后樣和預(yù)干燥樣與鮮樣相比均具有更高的鮮味和咸味；鮮樣的酸味高于預(yù)干燥樣和膨化后樣；澀味和苦味味覺(jué)值3 個(gè)樣品間均無(wú)明顯差異。電子舌與EUC鮮味結(jié)果一致，均可以對(duì)鮮味進(jìn)行較好的表達(dá)。鮮味經(jīng)分析比較可知，預(yù)干燥樣＞膨化后樣＞鮮樣。

2.5 揮發(fā)性成分測(cè)定結(jié)果

如表2、3所示，3 種樣品共檢測(cè)出29 種揮發(fā)性成分。預(yù)干燥樣和膨化后樣分別鑒定出16 種和13 種，鮮樣鑒定出18 種。將所得揮發(fā)性成分進(jìn)行分類(lèi)，主要有醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、烴類(lèi)和呋喃類(lèi)物質(zhì)。從相對(duì)含量看，醇類(lèi)為鮮樣中相對(duì)含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)，但在預(yù)干燥后醇類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量由75.51%降至5.15%，膨化后未檢出。醛類(lèi)物質(zhì)在膨化后相對(duì)含量最高為53.5%，對(duì)秀珍菇風(fēng)味起主要貢獻(xiàn)作用。

醇類(lèi)物質(zhì)在鮮樣揮發(fā)性成分中占有重要比例，以1-辛烯-3-醇（20.03%）和3-辛醇（55.12%）為主，隨著干燥過(guò)程的進(jìn)行，醇類(lèi)物質(zhì)的種類(lèi)及相對(duì)含量均降低。唐秋實(shí)等[14]對(duì)杏鮑菇研究發(fā)現(xiàn)，隨著干燥的進(jìn)行其醇類(lèi)物質(zhì)種類(lèi)增加。這與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果不一致，具體原因還有待進(jìn)一步研究。

酮類(lèi)物質(zhì)膨化后相對(duì)含量由19.22%降至3.89%，原因可能是多不飽和脂肪酸在干燥過(guò)程中發(fā)生降解[37]。已知醛類(lèi)和酮類(lèi)物質(zhì)都屬于羰基類(lèi)化合物，膨化后醛類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量最高，生成的大量醛類(lèi)物質(zhì)可能來(lái)自脂肪的氧化和降解[14]。膨化后醛類(lèi)物質(zhì)以己醛和苯甲醛為主。其中己醛具有青草味，苯甲醛具有杏仁味，其賦予秀珍菇特殊的香味。

表2 秀珍菇膨化前后風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)含量Table 2 Relative contents of volatile compounds in P. geesteranus subjected to drying and subsequent explosion puffing at variable temperatures and pressures

表3 各樣品中香氣成分的種類(lèi)及相對(duì)含量Table 3 Type and relative amounts of volatile compounds in P. geesteranus samples

酯類(lèi)物質(zhì)在鮮樣和預(yù)干燥樣中相對(duì)含量均較低，膨化后未檢測(cè)到。在干燥過(guò)程中還檢測(cè)到其他化合物，3 種樣品中均檢測(cè)到2-正戊基呋喃，膨化后相對(duì)含量最高。該物質(zhì)具有果香、青香味[38]，對(duì)秀珍菇整體風(fēng)味有一定影響。

3 結(jié) 論

秀珍菇經(jīng)預(yù)干燥和變溫壓差膨化干燥后，主要鮮味和香味成分發(fā)生了不同程度的變化。從鮮味上看，膨化后風(fēng)味5’-核苷酸含量顯著高于鮮樣和預(yù)干燥樣（P＜0.0 5）、鮮味氨基酸含量顯著高于鮮樣（P＜0.05）；預(yù)干燥和變溫壓差膨化后EUC值均顯著高于鮮樣（P＜0.05），其中預(yù)干燥樣EUC值最高。從香味上看，鮮樣、預(yù)干燥樣和膨化后樣共鑒定出29 種揮發(fā)性成分，3 種樣品分別檢測(cè)出18、16 種和13 種。鮮樣中醇類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量最高，主要為1-辛烯-3-醇、3-辛醇；預(yù)干燥和膨化后醛類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量最高，主要為己醛和苯甲醛，與此同時(shí)還檢測(cè)到酮類(lèi)、酯類(lèi)、烯烴類(lèi)以及少量其他物質(zhì)。經(jīng)膨化干燥后鮮味物質(zhì)均增加，香味物質(zhì)中醛類(lèi)、烯烴類(lèi)和呋喃類(lèi)化合物相對(duì)含量增加，醇類(lèi)、酮類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量降低。綜上所述，變溫壓差膨化干燥能提升秀珍菇的鮮味，同時(shí)膨化后增加的己醛、苯甲醛具有青草味和杏仁味，賦予其特殊的香味。變溫壓差膨化干燥是秀珍菇較為合適的一種加工方式，為將來(lái)開(kāi)發(fā)以鮮香味物質(zhì)為基礎(chǔ)的食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供依據(jù)。