酶解化香菇柄超微粉物化性能研究

周令國，祝義偉，蔣文蘋，龍勇，費(fèi)華熙，周文（重慶食品工業(yè)研究所，重慶400020）

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酶解化香菇柄超微粉物化性能研究

周令國，祝義偉，蔣文蘋，龍勇，費(fèi)華熙，周文
（重慶食品工業(yè)研究所，重慶400020）

摘要：通過實(shí)測(cè)多項(xiàng)物化指標(biāo)研究酶解化香菇柄超微粉的物化性能，包括粒度、膨脹性、持水力、持油力、亞硝酸根吸附力、溶解度、吸濕率、堆密度等。結(jié)果顯示：香菇柄超微粉平均粒度18.5 μm；平均膨脹力為13.33 mL/g，平均膨脹率為776 %；平均持水力為2.545 g/g；平均持油力為0.189 g/g；對(duì)亞硝酸根離子的吸附量為0.538 mg/g；溶解度（g/100 g）為4（25℃）與3.2（100℃）；吸濕率基本成直線上升趨勢(shì)，第5天吸濕率達(dá)到22.7 %；平均堆密度（g/mL）0.458。與對(duì)照（香菇柄普通粉，粒度為80目，相當(dāng)于175μm）相比，有如下差異：膨脹力高5.23mL/g、提高率為64.6 %，膨脹率高582 %、提高率為300%；持水力差異不明顯；持油力降低86.5 %；亞硝酸根的吸附能力是普通粉的8倍；溶解度遠(yuǎn)大于普通粉，常溫（25℃）下前者是后者的2.4倍，100℃時(shí)可達(dá)8倍。

關(guān)鍵詞：酶解化；香菇柄；超微粉；物化性能

香菇柄是香菇商品化處理中的副產(chǎn)物，約占香菇干質(zhì)量的15 %～25 %。香菇柄與菇蓋一樣是由香菇菌絲組成，同樣含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、礦物元素等營養(yǎng)成分，以及香菇多糖、膳食纖維等功能性成分，其中膳食纖維的含量更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過菇蓋[1]。香菇柄中含有的營養(yǎng)活性成分中，以香菇多糖和膳食纖維最為突出。香菇柄纖維化較重，適口性較差，食用受到限制，營養(yǎng)價(jià)值不能體現(xiàn)。生物酶處理、微超粉碎等深度加工可促進(jìn)香菇柄中有效成分的釋放，可溶性成分增加，從而大大提高香菇柄的營養(yǎng)價(jià)值和食用價(jià)值[2-6]。其產(chǎn)物-酶解化香菇柄超微粉具有香菇風(fēng)味保真、原有成分保全、適口性好、使用方便、耐貯藏等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)良的食品配料、天然調(diào)味料和功能食品的精原料，用途十分廣泛，市場(chǎng)前景看好。其物化性能與其產(chǎn)品的品質(zhì)有密切聯(lián)系，并對(duì)其應(yīng)用有著重要的指導(dǎo)意義。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1香菇柄

由重慶市汀來綠色食品開發(fā)有限公司提供。

1.1.2香菇柄超微粉

將干香菇柄經(jīng)粉碎、酶解、濕法超微粉碎、噴霧干燥等加工制備而成。

1.1.3香菇柄普通粉

將干香菇柄原料直接粉碎過篩（80目，相當(dāng)于175 μm[7]）制得。

1.1.4花生油

市售重慶產(chǎn)一級(jí)壓榨花生油（紅蜻蜓牌）。

1.2儀器

SHA-B水浴恒溫振蕩器：新寶儀器；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市易晨?jī)x器制造有限公司；PR-101數(shù)顯式折射率儀（DIGDTAL REFRAC TOMETER）：ATAGOCO.LTD；JA3003A電子天平：上海精天電子儀器有限公司；XSP-10顯微鏡：江西鳳凰光學(xué)儀器（集團(tuán)）有限公司；TU-1901雙光束紫外可見光分光光度：北京普析通用儀器責(zé)任有限公司；RYX-DHS-40*50隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海市躍進(jìn)器械一廠。

1.3方法

1.3.1膨脹性[8]

稱取1．000 g（M0）干粉樣品放入量筒中，測(cè)干粉體積（V0），加室溫水使總體積至25 mL處，用玻璃棒將樣品攪勻，使其充分吸收水分，靜置過夜，次日觀察飽脹的的體積（V1），再按下式計(jì)算膨脹力和膨脹率：

膨脹力（mL/g）=（V1－V0）/ M0

膨脹率/% =（V1－V0）/V0×100

1.3.2持水力[9]

取1.000 g（M1）樣品置于100 mL燒杯中，加蒸餾水50 mL，攪拌均勻后37℃下靜置2 h，0.75 mm尼龍網(wǎng)過濾至無水滴下，將殘?jiān)浦撂炱缴戏Q得樣品濕重M2。持水力（C，g/g）計(jì)算公式：C=（M2-M1）/M1

1.3.3持油力[10]

取1.000 g（M1）樣品置于50 mL的離心管中，加入25 g花生油，37℃靜置1 h，3 000 r/min離心20 min，小心倒去上次油脂，剩下的油脂及樣品用0.75 mm鐵絲網(wǎng)過濾，用濾紙吸去多余油脂，稱得質(zhì)量M2。

持油性（Y，g/g）計(jì)算公式：Y=（M2-M1）/M1

1.3.4吸附亞硝酸根離子（NO2-）能力[9]

取0.50 g樣品于100 mL燒杯中，加入25 mL、100 μmol/L Na2NO2溶液，pH分別調(diào)2.0，置于200 r/min的搖床中，37℃振搖2 h，4 000 r/min離心20 min，取上清液2 mL，按GB/T5009.33-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的測(cè)定》測(cè)定溶液中NO22-含量，根據(jù)反應(yīng)前后的濃度差計(jì)算吸附量，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

1.3.5吸濕率[11]

稱取一定量的香菇柄超微粉，將其置于干燥器內(nèi)干燥24 h至恒重。

將底部盛有氯化鈉過飽和溶液的干燥器放入25℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)恒溫24 h，此時(shí)干燥器內(nèi)的相對(duì)濕度為75 %。

在已恒重的稱量瓶底部放入一定量的樣品，準(zhǔn)確稱重后置于干燥器內(nèi)于25℃保存，記錄質(zhì)量。之后定時(shí)（如2、4、6、8、24 h、……）取出，精密稱量，記錄質(zhì)量。每個(gè)樣品平行做3次，計(jì)算其吸濕率并取平均值。

1.3.6堆密度

稱取10 g樣品，置于量筒中量取體積，計(jì)算每毫升重量。

1.3.7中位粒度

將供試樣品直接用顯微鏡測(cè)微尺進(jìn)行觀察、測(cè)量，在上、下、左、右、中6個(gè)方位中找單個(gè)顆粒（樣）測(cè)量，每個(gè)方位測(cè)量5個(gè)顆粒（樣），共測(cè)定30個(gè)樣。測(cè)定數(shù)據(jù)排序后取中位數(shù)計(jì)算平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差。

1.3.8溶解度

燒杯中加入100 mL水，分別在室溫（25℃）、40、60、80、100℃的溫度下加入樣品并不斷攪拌，直到溶液呈過飽和狀態(tài)，過濾，測(cè)定溶液的固形物含量，從而算出樣品的溶解度。

2　結(jié)果與分析

2.1香菇柄超微粉粒度

試驗(yàn)共取6組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)5個(gè)點(diǎn)（粒度單位為μm）：A（16、18、15、18、22）；B（18、25、19、14、23）；C（15、18、20、17、20）；D（21、23、18、18、20）；E（18、23、15、19、21）；F（14、20、20、22、17）。

每組數(shù)據(jù)排序后取中位數(shù)的結(jié)果為：18、19、18、20、19、17。用Excel軟件對(duì)中位數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得：粒度平均值（μm）：18.5；粒度標(biāo)準(zhǔn)差S：1.05。

超微粉體按大小可分為微米級(jí)、亞微米級(jí)和納米級(jí)。國際上通常將1 μm～100 μm的粉體稱為微米材料[7]?？梢?，本試驗(yàn)用的香菇柄超微粉屬于微米級(jí)超微粉體。

2.2膨脹性

膨脹性用膨脹力與膨脹率表示。香菇柄超微粉與香菇柄普通粉的膨脹性測(cè)定結(jié)果見表1。

表1　膨脹力與膨脹率測(cè)定結(jié)果Table 1 The swelling pressure and expansion rate determination results

從表1可見，香菇柄超微粉的平均膨脹力為13.33 mL/g，平均膨脹率為776 %，這顯示，1 g香菇柄超微粉吸水可膨脹到13.33 mL，1 mL香菇柄超微粉吸水可膨脹到7.76 mL。香菇柄超微粉比香菇柄普通粉的平均膨脹力（8.10 mL/g）高5.23 mL/g，提高率為64.6 %；比香菇柄普通粉平均膨脹率（194 %）高582 %，提高率為300%，香菇柄超微粉的膨脹性遠(yuǎn)大于香菇柄普通粉。

2.3持水力

香菇柄超微粉與香菇柄普通粉的持水力測(cè)定結(jié)果見表2。

表2　持水力測(cè)定結(jié)果Table 2 Results of water holding capacity

從表2可見，香菇柄超微粉的平均持水力為2.545 g/g，提示每克香菇柄超微粉可以保持2.545 g水，比香菇柄普通粉的平均持水力（2.412g/g）高0.1333g/g，差異不明顯。

2.4持油力

香菇柄超微粉與香菇柄普通粉的持油力測(cè)定結(jié)果見表3。

表3　持油力測(cè)定結(jié)果Table 3 Oil holding capacity determination results

從表3可見，香菇柄超微粉的平均持油力為0.189 g/g，提示每克超微粉只能保持0.189克花生油，比香菇柄普通粉的平均持油力（1.401 g/g）低1.212 g/g，降低率86.5 %，超微粉的持油力明顯低于普通粉。

2.5吸附亞硝酸根離子（NO2-）能力

測(cè)定結(jié)果如下：

香菇柄超微粉對(duì)亞硝酸根離子的吸附量：0.538 mg/g。

香菇柄普通粉對(duì)亞硝酸根離子的吸附量：0.067 mg/g。

每克香菇柄超微粉可吸附亞硝酸根離子0.538 g，遠(yuǎn)大于每克香菇柄普通粉對(duì)亞硝酸根離子的吸附量（0.067 mg/g），前者的吸附量是后者的8倍。

2.6溶解度

測(cè)定結(jié)果見表4。溶解度隨溫度變化的情況見圖1。

表4　溶解度測(cè)定結(jié)果Table 4 Solubility determination results

圖1　溶解度曲線圖Fig.1 Solubility curve

表4和圖1顯示，無論在哪個(gè)溫度下，超微粉的溶解度都大于普通粉。超微粉與普通粉的溶解度在25℃最大，分別是4 g/100 g和1.7 g/100 g。隨著溫度的升高，溶解度下降，至100℃時(shí)，分別是3.2 g/100 g和0.4 g/100 g。隨著溫度的上升，超微粉的溶解度R超微與普通粉的溶解度R普粉的比值也增大，25℃時(shí)為2.4倍，至100℃達(dá)到8倍，提示隨著溫度的升高，普通粉的溶解度下降得更多。

2.7吸濕率

試驗(yàn)條件下，香菇超微粉的吸濕率測(cè)定結(jié)果見表5。

8 d內(nèi)吸濕率（均值X）的變化情況見圖2。

表5　吸濕率測(cè)定結(jié)果Table 5 Results of determination of moisture absorption rate

圖2　8天內(nèi)吸濕率變化情況Fig.2 The moisture absorption rate of change within 8 days

從圖2和表5可見，在5天內(nèi)，香菇柄超微粉的吸濕率基本成直線上升趨勢(shì)，第5天吸濕率達(dá)到22.7 %（均值），5天后吸濕率吸濕率增加趨于平緩，第8天才增至23.6 %，這提示吸濕率達(dá)到23 %后，粉體吸濕逐漸趨于飽和程度。

2.8堆密度

香菇柄超微粉的堆密度測(cè)定結(jié)果見表6。

表6　堆密度的測(cè)定結(jié)果Table 6 The determination results of the bulk density

3　結(jié)論

將香菇柄進(jìn)行生物酶解、超微粉碎等深加工制成的香菇柄超微粉，具有營養(yǎng)成分保留全、滋味成分得到更好的釋放、適口性好等優(yōu)點(diǎn)，無疑是開發(fā)利用的方向。本試驗(yàn)采用的酶解化香菇柄超微粉與常規(guī)法普通粉，保留了香菇柄的全部成分，除了含有高含量的膳食纖維外，還富含多糖、氨基酸、核苷酸等多種成分，其物化性能應(yīng)當(dāng)是各種成分的綜合體現(xiàn)，不等同于單純的膳食纖維的物化性能。酶解化超微粉體與常規(guī)法制備的普通粉體在物化性能上有較大的差異。本試驗(yàn)中，酶解化香菇柄超微粉平均粒度18.5 μm，與對(duì)照采用的香菇柄普通粉（粒度為80目，相當(dāng)于175 μm）相比，有如下差異：前者平均膨脹力高5.23 mL/g，提高率為64.6 %，平均膨脹率高582 %，提高率為300 %；持油力降低86.5 %；亞硝酸根的吸附能力是普通粉的8倍；溶解度遠(yuǎn)大于普通粉，常溫（25℃）下前者是后者的2.4倍，100℃時(shí)可達(dá)8倍。

本試驗(yàn)研究考察的香菇柄粉體的膨脹性、持水力、持油力、吸附亞硝酸根能力、溶解度、吸濕率、堆密度等物化性能，是粉體的加工性能和功能作用具體的表現(xiàn)形式，既可作為加工過程、產(chǎn)品質(zhì)量控制的必備參數(shù)，又是進(jìn)一步對(duì)其應(yīng)用開發(fā)與效能評(píng)價(jià)的參考。這方面的工作，特別是對(duì)超微粉體的研究，還有待進(jìn)一步的深入。

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Studies on Physical-chemical Properties of the Ultrafine Powders from Lentinus Edodes Handle of Enzymatic Hydrolysis

ZHOU Ling-guo，ZHU Yi-wei，JIANG Wen-ping，LONG Yong，F(xiàn)ei Hua-xi，ZHOU Wen
（Chongqing Food Technology Institute，Chongqing 400020，China）

Abstract：The physical and chemical properties of ultrafine powders of Lentinus edodes handle enzyme hydrolied were studied by measuring a number of physical and chemical indicators，including grain size，swelling，water holding capacity，oil holding capacity，nitrite adsorption capacity，solubility，hygroscopicity，bulk density，results show：mushrooms handle ultramicro powder average particle size of 18.5 μm；the average expansion force 13.33 mL/g，the average expansion rate of 776 %；the average water holding capacity of 2.545 g/g；the average oil holding capacity of 0.189 g/g；adsorption amount of nitrite was 0.538 mg/g；solubility was 4（25℃）and 3.2（100℃）；the moisture absorption rate of basic linear upward trend，fifth days the moisture absorption rate of 22.7 %；the average bulk density（g/mL）0.458. With the control（mushrooms handle of ordinary powder，the particle size was 80 mesh，equivalent to 175 μm）compared with the following differences：expansion force，high 5.23 mL/g，increase rate of 64.6 %，expansion rate high 582 %，increase rate of 300 %；the water holding capacity of the difference was not obvious；oil holding capacity decreased by 86.5 %；the adsorption of nitrite ability was 8 times that of ordinary powder；the solubility was far greater than the ordinary powder，at room temperature（25℃）under the former was 2.4 times，100℃up to 8 times.

Key words：enzyme hydrolysis；lentinus edodes handle；ultrafine powders；physical-chemical properties

收稿日期：2015-05-13

作者簡(jiǎn)介：周令國（1957—），男（漢），正高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向：食品高新技術(shù)應(yīng)用。

基金項(xiàng)目：重慶市應(yīng)用開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（cstc 2014yykfA80007）

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.006