食用菌植物基肉醬的制備及感官品質(zhì)探究

袁鑫樂，竹雪程，張瑛，劉慧琳

(北京工商大學 食品與健康學院，北京，100048)

動物源肉類產(chǎn)品生產(chǎn)效率低、對環(huán)境造成巨大壓力，并且可能引起人體健康問題[1]。植物基肉代替物作為動物源肉類替代品，在節(jié)約資源、保護環(huán)境以及促進人體健康等方面呈現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，得到了越來越多關(guān)注[2]。植物基肉類產(chǎn)品是以植物蛋白為主要原料，通過擠壓技術(shù)、剪切技術(shù)、靜電紡絲、3D打印技術(shù)等方式生產(chǎn)肉代替物。根據(jù)Web of Science數(shù)據(jù)顯示(圖1)，在2010～2020年，世界范圍內(nèi)關(guān)于植物基肉類代替物的文章以及專利數(shù)量不斷增加。通過纖維結(jié)構(gòu)化和添加風味物質(zhì)模擬動物源肉類產(chǎn)品外觀、口感、風味制備的肉代替物，已經(jīng)逐漸成為食品行業(yè)的新熱點，是極具潛在價值的未來食品發(fā)展方向。在我國，目前山東、福建等地區(qū)的植物源肉類制品的研發(fā)相對發(fā)達，植物源肉代替物已形成一定的商業(yè)規(guī)模。

圖1 植物基肉類產(chǎn)品文章及專利發(fā)表數(shù)量Fig.1 Number of publications and patents on plant-based meat product

植物基肉代替物的原料具有多樣性，其中大豆蛋白、花生蛋白等是我國應用較多的植物蛋白原料。大豆蛋白氨基酸含量豐富，體內(nèi)消化吸收率較高，營養(yǎng)價值與動物源肉類相近[3-4]，還具有降血脂、降低膽固醇等功效[5]；大豆蛋白良好的凝膠性和持水性使其在食品加工過程中起到穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的作用[6]；此外，大豆蛋白價格低廉、易于獲取，規(guī)避了成本高、產(chǎn)量低的難題?；跔I養(yǎng)價值、保健作用、功能特性以及成本上的獨特優(yōu)勢，大豆蛋白成為植物基肉代替物生產(chǎn)中應用最廣的原料。

食用菌富含人體必需氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維等物質(zhì)，口感豐富、還具有較高的藥用價值[7]。雞腿菇是國際市場上深受歡迎的大食用菌之一，被譽為“菌種新秀”，以其形似雞腿，口感似雞絲而得名。雞腿菇栽培原料來源廣泛、生長條件簡單、栽培方式多種多樣[8]；此外，雞腿菇含有豐富的蛋白質(zhì)和碳水化合物，脂肪含量低，還具有多種生物活性成分，具有增強免疫力、降血糖、預防和治療糖尿病等藥理作用[9-10]。因此，雞腿菇已被確認為滿足“天然、營養(yǎng)、保健”于一體的珍稀食用菌之一。

目前植物基肉代替物在口感、風味等方面與真實肉類制品仍然存在較大差距[11]。通過配方和工藝的優(yōu)化，有望更接近動物源肉制品，進一步完成植物基肉制品食品化、商品化，改進和擴大產(chǎn)品的適用范圍及市場規(guī)模。本實驗著重于植物基肉代替物制品的感官特征，以食用菌和大豆蛋白為原料，采取熱基礎(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)肉代替物，并通過正交試驗探究食用菌植物基肉醬產(chǎn)品的最佳配方，最后對其中的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行鑒定分析，以拓展廣大消費者對植物基肉類產(chǎn)品的接受度和喜愛度。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆蛋白，山東山松生物制品有限公司；食用菌(雞腿菇)，寧德冠發(fā)食品有限公司；黃豆醬，佛山海天調(diào)味食品股份有限公司；蓓琳娜橄欖油，上海思諾索拉貿(mào)易有限公司；福臨門調(diào)和油，中糧集團有限公司；菜籽油、大豆油和茶籽油，益海嘉里食品營銷有限公司；牛肉、調(diào)味料(料酒、糖、五香粉、十三香、肉桂粉、花椒粉等)，市售；正壬烷(純度≥99%)，上海西格瑪奧德里奇貿(mào)易有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BP-8176-AT單螺桿擠出機，中國東莞市寶品精密儀器有限公司；L18-Y915多功能料理機，中國濟南市九陽股份有限公司；AquaLab 4TE溫控型水分活度儀，美國Decagon儀器公司；CT3質(zhì)構(gòu)分析儀，美國Brookfield公司；QP2010 Ultra GC-MS，日本島津公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 食用菌植物基肉代替物的制備

采用多功能料理機將干燥的雞腿菇打成粉末狀并過篩處理。大豆蛋白(425 g)和雞腿菇粉末(75 g)進行充分混合，隨后加入飲用水(175 g)并混合均勻。將混合均勻的原料勻速投入單螺桿擠出機的進料口進行肉代替物的擠出操作，其中一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)溫度分別設(shè)定為80、140、80 ℃，轉(zhuǎn)速設(shè)定為45 r/min。待出口處收集的肉代替物冷卻至室溫后，于4 ℃冰箱保存。進一步使用前需預先取食用菌植物基肉代替物浸泡于足量的飲用水中，進行復水處理，控水后待用。

1.3.2 食用菌植物基肉代替物的水分活度與質(zhì)構(gòu)分析

取食用菌植物基肉代替物樣品2 g，均勻鋪于水分活度儀樣品圓盒中，進行水分活度的測定。取3 g樣品于質(zhì)構(gòu)儀檢測臺中，采用TA44探頭，出發(fā)點負載為0.5 g，測試速度為1.00 mm/s，循環(huán)次數(shù)為2，可恢復時間為2 s，對樣品質(zhì)構(gòu)進行分析。

1.3.3 食用菌植物基肉醬試驗設(shè)計

取食用菌植物基肉代替物于足量飲用水中進行8 h的泡發(fā)處理，切碎至肉丁大小。將100 g肉代替物丁于40 mL的料酒中浸泡15 min后撈出，控水待用。將食用油加入鍋內(nèi)，加熱至130 ℃后加入1 g蒜粉至微香，加入肉代替物丁翻炒3 min后加入黃豆醬70 mg、糖0.5 g、五香粉0.3 g、十三香0.3 g、肉桂粉0.3 g、花椒粉0.2 g繼續(xù)翻炒均勻，4 min后停止加熱，即可出鍋，冷卻后密封保存。

單因素試驗食用油品種選取大豆油、調(diào)和油、橄欖油、茶籽油、菜籽油；食用油用量選取20、30、40、50、60 mg；黃豆醬用量選取40、50、60、70、80 mg進行食用菌植物基肉醬感官品質(zhì)的研究。

正交試驗是在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取食用油品種、食用油用量以及黃豆醬用量3因素，每個因素選取3個水平，采用L9正交試驗，設(shè)計9個處理組對食用菌植物基肉醬的制備工藝條件進行優(yōu)化，正交試驗因素水平如表1所示。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.3.4 食用菌植物基肉醬的感官評價

采用綜合評分法對食用菌植物基肉醬的品質(zhì)特征進行感官評價，感官評價由29名感官評價員組成，對樣品的組織狀態(tài)、色澤、香味、口感以及滋味進行評價。評分標準如表2所示。

表2 感官品質(zhì)評分標準Table 2 Sensory evaluation standard

1.3.5 頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用條件

頂空固相微萃取條件：稱取3.0 g肉醬置于頂空瓶中，固相微萃取纖維采用Supelco DVB/CAR/PDMS，吸附溫度80 ℃，吸附時間40 min，脫附溫度250 ℃，時間3 min；其中，取100 μg/mL正壬烷標準溶液2 μL作為內(nèi)標進行定量分析。

GC測定條件：分別采用J&W DB-5MS非極性毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)和Thermo TR-WAXMS極性毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；分流比為10∶1；升溫程序：初始柱40 ℃，保持2 min，以6 ℃/min升至200 ℃；高純氦氣為載氣，流速1 mL/min。

MS測定條件：電子能量70 eV；離子源溫度220 ℃；接口溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z35～500。

1.3.6 統(tǒng)計分析

差異顯著性(P≤0.05)通過SPSS R24的Duncan’s多重比較進行分析，并通過小寫字母不同表示差異顯著。所有實驗均重復至少3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉代替物復水時間的優(yōu)化

低水分擠出(水分含量不高于40%)得到的肉代替物在食用前需經(jīng)過復水處理[12]，從而進一步呈現(xiàn)與動物源肉類更接近的結(jié)構(gòu)和口感。通過質(zhì)構(gòu)分析測量0、2、18、20 h肉代替物的硬度、斷裂性以及彈性的變化對復水時間進行優(yōu)化(圖2)。隨著復水時間的增加，肉代替物的硬度、斷裂性以及彈性逐漸降低；當復水時間過短時，肉代替物復水過程并不充分、穩(wěn)定，可能會導致肉代替物不同部分的質(zhì)構(gòu)特征存在較大差異或者分布并不均勻的現(xiàn)象；但當復水時間到達18 h后，硬度和斷裂性不再隨著復水時間的增加而呈現(xiàn)出統(tǒng)計學上的明顯差別，因此，選擇18 h為肉代替物最終的復水時間。

圖2 食用菌植物基肉代替物的硬度、斷裂性和彈性隨復水時間的變化Fig.2 Changes in hardness, fracture property and viscoelasticity with rehydration time

2.2 食用菌植物基肉醬的配方優(yōu)化

通過單因素試驗探究食用油種類、用量以及黃豆醬用量對食用菌植物基肉醬感官品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖3所示。通過得分的比較可以發(fā)現(xiàn)(圖3-a)，菜籽油制作的食用菌植物基肉醬更為大眾接受，大豆油、調(diào)和油和橄欖油在感官品質(zhì)上差異并不明顯。從圖3-b的結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，隨著食用油用量的增加，對應的感官品質(zhì)得分先升高后降低，而當食用油用量超過50 mg時，得分大幅降低，這可能是由于過量的食用油導致肉醬呈現(xiàn)出油膩的口感以及氣味，從而直接影響肉醬的品質(zhì)。圖3-c為黃豆醬用量對食用菌植物基肉醬得分的影響，通過分析可以得到隨著用量的上升得分也隨之升高，當用量大于50 mg時，則不再呈現(xiàn)顯著性的提升。

a-食用油種類；b-食用油的用量；c-黃豆醬用量圖3 食用菌植物基肉醬感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect on sensory of the sauce from fungus and plant-based meat substitute

通過正交試驗對食用菌植物基肉醬的配方進行優(yōu)化，結(jié)果見表3。各因素對肉醬感官評價結(jié)果的影響大小順序為：C>A>B，各水平的優(yōu)劣順序為：A3>A2>A1，B2>B1>B3，C3>C2>C1，因此綜合分析結(jié)果，最終確定食用菌植物基肉醬的最佳配比為A3B2C3，即食用油選取菜籽油，油用量為40 mg，黃豆醬用量為70 mg。

表3 正交試驗的感官評定結(jié)果Table 3 Results of orthogonal tests in sensory evaluation

2.3 食用菌植物基肉醬配方的驗證試驗

以最優(yōu)配方A3B2C3與得分最低組A2B3C1配方制作食用菌植物基肉醬3批，進行感官評價，以驗證該配方制備的食用菌植物基肉醬的穩(wěn)定性；同時和市面購買的商業(yè)肉醬進行對比，以驗證與市售產(chǎn)品的消費者可接受度。由圖4可知，最優(yōu)配方A3B2C3制作的食用菌植物基肉醬在組織狀態(tài)、色澤、香味、口感以及滋味方面均遠優(yōu)于A2B3C1。2組食用菌植物基肉醬在組織狀態(tài)以及香味上差異較小，這可能是因為食用菌植物基肉代替物食用油的品種、用量以及黃豆醬的用量對食用菌植物基肉代替物的質(zhì)地影響相對較小，從而保留原始的肉粒狀結(jié)構(gòu)，進而呈現(xiàn)為較小的組織結(jié)構(gòu)差異；黃豆醬為香氣的主要貢獻者，由于其氣味濃郁，從而其變化的量不足以對香味造成巨大的影響，這與后續(xù)揮發(fā)性風味物質(zhì)的分析結(jié)果相一致。通過對市售的肉醬與最佳配比的食用菌植物基肉醬A3B2C3的感官評價進行對比，可以發(fā)現(xiàn)二者在各項得分中差異并不明顯，組織狀態(tài)、色澤、香味、口感以及滋味得分不相上下，表明該食用菌植物基肉醬與市售產(chǎn)品有相似的感官體驗，易受消費者的廣泛認可，具有可觀的市場前景。

圖4 配方A3B2C3、A2B3C1與市售產(chǎn)品的感官評價差異Fig.4 Sensory evaluation of A3B2C3, A2B3C1and commercially products.

2.4 食用菌植物基肉醬揮發(fā)性成分的組成

通過頂空固相微萃取技術(shù)從食用菌植物基肉醬中提取揮發(fā)性風味成分并通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對其進行分離和鑒定。為了更加全面的呈現(xiàn)食用菌植物基肉醬的揮發(fā)性風味成分信息，依據(jù)吸附分離作用的差異采用DB-5MS非極性毛細管色譜柱和TR-WAXMS極性毛細管色譜柱對同批樣品A3B2C3的風味物質(zhì)進行分析。通過分離以及標準譜庫檢索分析，共鑒定出醇類和酚類、醛類、酮類、酸類、酯類、醚類、碳水化合物以及其他7類化合物，其中通過非極性毛細管色譜柱和極性毛細管色譜柱分別檢測出55種和65種揮發(fā)性化合物。如圖5所示，通過對組分數(shù)量以及含量進行分類發(fā)現(xiàn)，醛類化合物的種類占據(jù)所有化合物的20%以上，然而含量相對較低；酮類和醚類在數(shù)量以及含量上都相對較少；酚類和醇類的數(shù)量在不同的色譜柱上呈現(xiàn)出明顯的差異，而含量上的差異并不明顯，這可能是由于含有醇羥基的極性化合物在極性色譜柱上可以更好的分離所致。

a-種類數(shù)量；b-含量圖5 食用菌植物基肉醬中揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量Fig.5 Specics of volatile aroma components from fungus and plant-based meat substitute

由DB-5MS分離的揮發(fā)性化合物中(表4)，酚類和醇類成分占主導地位，其中主要成分是乙醇(15.376 μg/kg)，含量占所有揮發(fā)性化合物的42%，其次是茴香烯(20%)與亞油酸乙酯(7%)。由TR-WAXMS分離的風味物質(zhì)中，酚類和醇類成分占所有揮發(fā)性化合物的58%，含量最高的物質(zhì)為乙醇(13.401 μg/kg)，為所有風味物質(zhì)含量的52%，其次是茴香烯(8%)與山梨酸(8%)。

表4 食用菌植物基肉醬中揮發(fā)性物質(zhì) 單位：μg/kgTable 4 Volatile compounds in the sauce from fungus and plant-based meat substitute

續(xù)表4

根據(jù)先前的報道，酸類和酯類為雞腿菇風味的主要揮發(fā)性風味成分[13]，其中亞油酸、硬脂酸和棕櫚酸是雞腿菇的特征風味物質(zhì)。食用菌植物基肉醬經(jīng)DB-5MS和TR-WAXMS分離檢測出的酸類和酯類含量均占總揮發(fā)性風味物質(zhì)的20%以上，其中不同色譜柱檢測到亞油酸、硬脂酸、棕櫚酸以及相應的酯類總含量分別為3.773和0.717 μg/kg。1-辛烯-3-醇具有特殊的蘑菇風味，通常被認為是豆腥或土氣味，存在于大多數(shù)的食用菌中[14]，然而食用菌植物基肉醬中并沒有檢測到該物質(zhì)，減少了食用菌對于肉代替物風味的不良影響。

醇類在食用菌植物基肉醬中含量最高，分別占非極性色譜柱與極性色譜柱分離出化合物的44.61%與56.46%。醇類多呈現(xiàn)出愉悅的香甜味，是黃豆醬風味輪廓的主要構(gòu)成成分[15]，如醇類含量第二高的苯乙醇多呈現(xiàn)玫瑰花香氣[16]。雖然檢出酚類含量較低(低于0.51 μg/kg)，但是酚類物質(zhì)是一類易被感知的化合物，作為香氣成分作用也較為明顯。醛類化合物的嗅覺閾值較低，氣味強度高，并多賦予食品清香和果香等風味特質(zhì)，在香味輪廓的貢獻中起重要作用，如苯乙醛多為濃郁玉簪花香氣，壬醛呈現(xiàn)出蜜蠟花香，苯乙醛為堅果香氣[17]等。酯類化合物的閾值通常也較低，易于被人類嗅覺感知，其中苯乙酸乙酯具有濃烈的蜂蜜香氣[18]。這些濃郁的香味成分混合構(gòu)成了食用菌植物基肉醬獨特的風味輪廓。

3 結(jié)論

本實驗以食用菌與大豆蛋白為原料制備肉代替物，通過配方工藝的優(yōu)化制備食用菌植物基肉醬，并對其中的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行分析。在最佳配方條件下所制得的食用菌植物基肉醬在視覺、味覺、嗅覺上獲得了最優(yōu)的感官品質(zhì)得分，并與市售肉醬相比差異較小。通過極性與非極性毛細管色譜對食用菌植物基肉醬揮發(fā)性風味物質(zhì)進行全面的分析，共檢出84種揮發(fā)性風味化合物，其中多呈現(xiàn)愉悅香甜味的醇類占比最高，也是黃豆醬風味輪廓的主要構(gòu)成，表明其對風味輪廓的貢獻較大。通過該配方工藝制備的食用菌植物基肉醬感官品質(zhì)優(yōu)、風味品質(zhì)佳，具有良好的接受度和市場應用前景。