杏鮑菇調(diào)味醬的研制及流變性測定

梁國棟，裴文宏，程菲兒，曹瑾玲，程艷芬，云少君，馮翠萍

（山西農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院，山西 太原 030001）

杏鮑菇（Pleurotus eryngii） 隸屬擔子菌門、傘菌目、側(cè)耳科、側(cè)耳屬，又名刺芹側(cè)耳，因其具有杏仁的香味和鮑魚的口感，故命名為杏鮑菇[1]。杏鮑菇是一種富含多種營養(yǎng)物質(zhì)的食用菌，其不僅具有抗癌、降血脂血糖、抗氧化等功效，而且富含維生素和礦物質(zhì)，可提高人體免疫力，在藥用和食用方面都有很高的價值[2-4]。

隨著國民對飲食的風味和健康要求越來越高，食用菌類型調(diào)味料逐漸成為國民關(guān)注的重點。消費者對調(diào)味料的要求提高，不僅要求其具有提鮮增味的作用，而且要求具有較高的營養(yǎng)價值。杏鮑菇中含有較多的呈味氨基酸和核苷酸，主要包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等。酶解法可盡可能地提取較多的風味物質(zhì)。杏鮑菇的主要揮發(fā)性風味物質(zhì)包括八碳化合物和含硫化合物，其中醛、酮、酯、酸等物質(zhì)對風味具有修飾、調(diào)和作用[5]。杏鮑菇非揮發(fā)性風味物質(zhì)主要包括氨基酸、核苷酸、可溶性糖醇、有機酸等[6]。

流變學是探究物質(zhì)通過力的作用而發(fā)生的流動、變形特性的科學[7]。流變學在食品中的應(yīng)用主要是分析食品的原材料、成品等在加工配比時所產(chǎn)生的流動與形變的情況和力學方面的特性。通過使用流變力學的特性分析食品的組成成分和加工特性，了解不同組分在不同條件下的流動特性，進而將這一內(nèi)容運用到食品加工工藝中。當前流變特性已經(jīng)成為食品加工必不可少的內(nèi)容，通過使用流變特性對食品的組成結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)等內(nèi)容進行分析，優(yōu)化食品加工工藝，提高食品品質(zhì)和風味，滿足消費者的需求。食品流變學對調(diào)味醬的研究有著較大影響，通過黏度、粒徑等相關(guān)指標衡量調(diào)味醬的質(zhì)地和穩(wěn)定性[8]。

因此，用酶解法提取杏鮑菇漿的風味物質(zhì)，開發(fā)一種杏鮑菇調(diào)味醬，為豐富杏鮑菇制品和食用菌調(diào)味品的種類、延長杏鮑菇產(chǎn)業(yè)鏈、促進杏鮑菇產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮杏鮑菇；纖維素酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、CMC-Na、EDTA-2Na、檸檬酸，均為食品級，河南萬邦實業(yè)有限公司提供；5' -磷酸二酯酶，華源生物科技有限公司提供；5'-CMP，5'-AMP，5'-GMP，5'-IMP，5'-UMP，索萊寶生物科技有限公司提供。

1260 型高效液相色譜儀、5977B 型氣質(zhì)聯(lián)用儀，安捷倫科技有限公司產(chǎn)品；L-3000 型氨基酸分析儀，蘇州美華辰公司產(chǎn)品；ISC-3000 型離子色譜儀，Thermo 公司產(chǎn)品；MCR102 型流變儀，奧地利安東帕有限公司產(chǎn)品。

1.2 工藝流程

杏鮑菇→清洗切片→漂燙→護色→打漿→酶解→滅酶→制備濃縮物→調(diào)配→灌裝→滅菌→成品。

杏鮑菇調(diào)味醬的基礎(chǔ)配方：以杏鮑菇濃縮物的量為基準，食鹽添加量1.5%，白砂糖添加量0.5%，姜粉添加量0.2%，五香粉添加量0.1%。

1.3 酶解條件的確定

以杏鮑菇漿為原料，以纖維素含量為指標確定纖維素酶最適添加量。纖維素含量參照GB/T 5009.10—2003 的方法測定。

以杏鮑菇漿為原料，以5' -核苷酸含量為指標確定5'-磷酸二酯酶的最適添加量。參考周文曉測定5'-核苷酸的方法。

以水解度為指標，篩選水解杏鮑菇的蛋白酶組合。

在50 ℃下復合酶解3 h，沸水浴滅酶15 min 于4 ℃下以轉(zhuǎn)速10 000 r/min 離心10 min，取上清液，測定酶解前后非揮發(fā)性風味物質(zhì)的含量。游離氨基酸、5' -核苷酸、有機酸、可溶性糖含量的測定。

1.4 穩(wěn)定劑添加量的確定

流變儀研究添加量為0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0 %的CMC-Na 對杏鮑菇調(diào)味醬流變特性的影響。恒定溫度25 ℃，采用CP50 轉(zhuǎn)子，調(diào)節(jié)椎板間隙為0.103 mm。

靜態(tài)流變性質(zhì)的測定：25±0.1 ℃下，在線性掃描模式下，剪切速率變化范圍為0~100 s-1，測定剪切應(yīng)力和黏度隨剪切速率變化的規(guī)律。流動曲線擬合Herschel-Bulkley 模型：

式中：tHB——屈服應(yīng)力；

c——黏度系數(shù)；

p——流動特性指數(shù)；

γ——剪切速率。

動態(tài)流變性質(zhì)的測定：線性黏彈區(qū)間的應(yīng)變確定為1%，掃描頻率變化范圍為0~100 rad/s，測定G”，G’，tanδ 隨掃描頻率變化的規(guī)律。

1.5 杏鮑菇調(diào)味醬的流變特性

（1） 流變儀測定杏鮑菇調(diào)味醬靜態(tài)流變特性。

（2） 恒定溫度25 ℃，采用CP50 轉(zhuǎn)子，調(diào)節(jié)椎板間隙為0.103 mm。剪切速率變化范圍由0~300 s-1到300~0 s-1測定剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化情況，研究杏鮑菇調(diào)味醬的觸變性。

（3） 恒定溫度25 ℃，在線性黏彈區(qū)內(nèi)，掃描頻率變化范圍為0~100 rad/s，測定G”，G’，tanδ 隨掃描頻率變化的規(guī)律，研究杏鮑菇調(diào)味醬動態(tài)流變性質(zhì)。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Graphpad Prism 8.0.1 軟件進行作圖。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差表示，采用IBM SPSS Statistics 23.0軟件進行方差齊性檢驗之后選用單因素方差分析，以鄧肯法進行均數(shù)間的比較，以p＜0.05，p＜0.01 為差異具有統(tǒng)計學意義的判定標準。

2 結(jié)果與分析

2.1 復合酶解對杏鮑菇的影響

2.1.1 酶添加量的確定

酶添加量的確定見圖1。

圖1 酶添加量的確定

由圖1 可知，隨著纖維素酶添加量增加，纖維素質(zhì)量濃度逐漸降低，當添加量為1.0%時，趨于穩(wěn)定。5'-磷酸二酯酶添加量小于1.5%時，5'-核苷酸質(zhì)量濃度隨著5'-磷酸二酯酶添加量的增加而增加；5'-磷酸二酯酶添加量大于1.5%時，5' -核苷酸質(zhì)量濃度趨于平穩(wěn)，約為12.35 mg/mL。水解杏鮑菇蛋白的最佳蛋白酶組合為木瓜蛋白酶和中性蛋白酶在1∶1，添加量為0.5%時酶解效果最好。

2.1.2 復合酶解對杏鮑菇非揮發(fā)性風味物質(zhì)的影響

復合酶解對杏鮑菇氨基酸的影響見圖2。

圖2 復合酶解對杏鮑菇氨基酸的影響

用氨基酸分析儀檢測（圖2（a）），從檢測譜圖來看氨基酸的種類和質(zhì)量濃度增多。酶解后（圖2（b））出現(xiàn)了酶解前沒有的絲氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸。

由圖2（c） 可知，復合酶解后除脯氨酸和精氨酸質(zhì)量濃度變化不顯著外，其他可檢測到的氨基酸質(zhì)量濃度均極顯著增加（p＜0.01）。復合酶解后呈鮮味氨基酸的質(zhì)量濃度顯著增加（p＜0.05），其主要表現(xiàn)為天冬氨酸的質(zhì)量濃度極顯著增加（p＜0.01）；呈甜味、苦味、無味的氨基酸和芳香族氨基酸質(zhì)量濃度極顯著增加（p＜0.01）。

2.1.3 復合酶解對杏鮑菇營養(yǎng)成分的影響

復合酶解對杏鮑菇營養(yǎng)成分的影響見圖3。

圖3 復合酶解對杏鮑菇營養(yǎng)成分的影響

復合酶解后，5' -核苷酸中呈鮮味的5'-GMP 顯著增加（p＜0.05），5'-IMP，5'-CMP 的質(zhì)量濃度極顯著增加（p＜0.01） （圖3（a））。5'-UMP 和5'-AMP 質(zhì)量濃度的變化不顯著。由圖3（b） 可知，復合酶酶解后檸檬酸的質(zhì)量濃度顯著下降（p＜0.05），蘋果酸和富馬酸的質(zhì)量濃度極顯著升高（p＜0.01），琥珀酸的質(zhì)量濃度變化不顯著。由圖3（c）可知，復合酶酶解后甘露醇的質(zhì)量濃度下降極顯著（p＜0.01），海藻糖、葡萄糖的含量上升極顯著（p＜0.01）。

2.1.4 復合酶解前后揮發(fā)性風味物質(zhì)的變化

GC-MS 總離子流圖見圖4。

圖4 GC-MS 總離子流圖

由圖4 可知，杏鮑菇在復合酶解前后峰的數(shù)量和峰面積都發(fā)生了明顯的變化，可見杏鮑菇在復合酶解前后揮發(fā)性風味成分發(fā)生了明顯改變。在杏鮑菇揮發(fā)性風味成分在復合酶解前后有明顯的差異，GC-MS 共檢測出68 種揮發(fā)性風味物質(zhì)，主要包括醇類、醛類、酮類、酯類、酸類、烷烴類、其他類。復合酶解前共有42 種揮發(fā)性化合物，其中醇類有7 種、醛類有5 種、酮類有7 種、酯類有6 種、酸類有4 種、烷烴類有6 種、其他類有7 種；復合酶解后共有43 種揮發(fā)性化合物，其中醇類有10 種、醛類有8 種、酮類有4 種、酯類有7 種、酸類有1種、烷烴類有6 種、其他類有8 種。在復合酶解前后有揮發(fā)性物質(zhì)的損失，但也有新的揮發(fā)性風味物質(zhì)的生成。

2.2 穩(wěn)定劑添加量的確定

CMC-Na 添加量對剪切應(yīng)力和黏度的影響見圖5。

圖5 CMC-Na 添加量對剪切應(yīng)力和黏度的影響

由圖5 可知，剪切應(yīng)力隨著CMC-Na 添加量的增加呈現(xiàn)上升趨勢；杏鮑菇調(diào)味醬的剪切應(yīng)力隨著剪切速率的增加呈現(xiàn)增加的趨勢；初始黏度隨著CMC-Na 添加量的增加呈現(xiàn)增大的趨勢；隨著剪切速率的增加，不同CMC-Na 添加量的杏鮑菇調(diào)味醬的黏度均呈現(xiàn)下降最終趨于平緩的趨勢。

CMC-Na 添加量的流動曲線擬合模型參數(shù)見表1。

表1 CMC-Na 添加量的流動曲線擬合模型參數(shù)

流動曲線擬合Herschel-Bulkley 模型有很好的擬合度，流動系數(shù)的大小反映流動的難易程度。由表1可知，隨著CMC-Na 添加量的增大，杏鮑菇調(diào)味醬的流動系數(shù)增大，且在CMC-Na 添加量在0.8%~1.0%流動系數(shù)出現(xiàn)大幅度增長，表明醬體越難流動；由表1 可知，在CMC-Na 添加量小于0.4%時流動特性指數(shù)大于1 表現(xiàn)為脹塑性流體；CMC-Na 的添加量大于0.6%，流動特性指數(shù)小于1 表現(xiàn)為剪切稀化的假塑性流體。因此，選擇穩(wěn)定劑添加量為0.6%為宜。

2.3 復合酶解杏鮑菇調(diào)味醬的流變特性

2.3.1 靜態(tài)流變特性

不同溫度下杏鮑菇調(diào)味醬剪切應(yīng)力和黏度隨剪切速率的變化規(guī)律見圖6。

圖6 不同溫度下杏鮑菇調(diào)味醬剪切應(yīng)力和黏度隨剪切速率的變化規(guī)律

按照基礎(chǔ)配方加入0.6%穩(wěn)定劑CMC-Na 制備復合酶解杏鮑菇醬，研究其流變特性。由圖6 可知，隨著剪切速率增加，剪切應(yīng)力增加。溫度升高，流體受熱膨脹致使分子間距離增加，當流體流動時，分子與分子之間的摩擦力減小，宏觀表現(xiàn)為整個體系的黏性減小[9]。

不同溫度下杏鮑菇調(diào)味醬的流動曲線擬合模型參數(shù)見表2。

表2 不同溫度下杏鮑菇調(diào)味醬的流動曲線擬合模型參數(shù)

由表2 可知，流動曲線擬合Herschel-Bulkley 模型有很好的擬合度，流動特性指數(shù)的大小反映偏離牛頓流體的程度[10]。從大體上來看，隨著溫度的升高流動系數(shù)先增大后減小，流動特性指數(shù)先減小后增大。

2.3.2 觸變性

杏鮑菇調(diào)味醬的觸變性流動曲線見圖7。

圖7 杏鮑菇調(diào)味醬的觸變性流動曲線

由圖7 可知，恒定溫度25 ℃，剪切速率0.1~300 s-1和300~0.1 s-1測定，在剪切速率先增大后減小的過程中，2 個過程的流變曲線不重合，存在滯后面積[11-12]。

2.3.3 動態(tài)流變特性

杏鮑菇調(diào)味醬的動態(tài)流變特性見圖8。

圖8 杏鮑菇調(diào)味醬的動態(tài)流變特性

由圖8 可知，25 ℃下角頻率在0~100 rad/s 范圍內(nèi)，杏鮑菇調(diào)味醬的儲能模量G’始終大于損耗模量G”，說明該體系中彈性占主要部分；損失系數(shù)tanδ 在0.35 左右小于1，表現(xiàn)為類固體的凝膠性質(zhì)[13]。

3 討論

纖維素酶可將纖維素盡可能地分解成寡糖或單糖。5' - 磷酸二酯酶的加入釋放了杏鮑菇中的5' -核苷酸，其質(zhì)量濃度約為12.35 mg/mL。課題組前期研究得出水解杏鮑菇蛋白的最佳蛋白酶組合為木瓜蛋白酶和中性蛋白酶在1∶1，添加量為0.5%時酶解效果最好[14]。在該條件下復合酶解，木瓜蛋白酶和蛋白酶將杏鮑菇蛋白水解為小分子的肽和氨基酸，酶解后出現(xiàn)了酶解前沒有的絲氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸。絲氨酸是呈甜味的氨基酸，而異亮氨酸、蛋氨酸可通過Strecker 降解反應(yīng)生成2 -甲基丁醛、3 -甲硫基丙醛是具有蘑菇的香氣[15]。5' -核苷酸中呈鮮味的5'-GMP，5'-IMP 和5'-CMP 的含量顯著增加，這與呂麗等人[16]的研究結(jié)果相一致。5' -核苷酸中的5'-GMP 和5'-IMP 是很強的增鮮劑，可與呈鮮味的氨基酸發(fā)生協(xié)同反應(yīng)，發(fā)揮增加鮮味的作用，同時核苷酸對甜味、肉味有增效作用，對咸、酸、苦、腥味、焦味有消殺作用[16]。結(jié)果表明，復合酶中的纖維素酶、復合蛋白酶會促進有機酸的釋放，蘋果酸和富馬酸的含量極顯著升高，在李雪等人[17]的研究中得到相同的結(jié)論，而這其中檸檬酸含量降低，是由于滅酶過程中發(fā)生了熱分解。復合酶酶解后甘露醇的含量下降極顯著（p＜0.01），海藻糖、葡萄糖的含量上升極顯著（p＜0.01）。復合酶酶解使得原本酶解前檢測不到的果糖釋放。由于復合酶解種有纖維素酶是一類復合酶，可讓杏鮑菇的多糖類物質(zhì)酶解為小分子的糖類或者糖醇[18]。CMC-Na 易于分散在水中形成透明的膠體有增稠和穩(wěn)定的作用，結(jié)合試驗測定流動特性指數(shù)的大小，反映了酶解后杏鮑菇偏離牛頓流體的程度[19]，利用此特性確定了杏鮑菇醬中穩(wěn)定劑的添加量。

測定調(diào)味醬靜態(tài)流變特性時，由于配方中加有膠體穩(wěn)定劑，對杏鮑菇調(diào)味料起到均一穩(wěn)定的作用，當溫度升高時，膠體粒子的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞，引起黏性的相對減少[20]。流動系數(shù)接近常溫形成穩(wěn)定的凝膠體結(jié)構(gòu)，溫度升高膠體結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，變得更容易流動；流動特性指數(shù)都小于1 表現(xiàn)為剪切稀化的假塑性流體。測定香菇調(diào)味醬觸變性時，在剪切速率先增大后減小的過程中，2 個過程的流變曲線不重合，存在滯后面積[21]。說明在剪切速率逐漸增加時，調(diào)味料的結(jié)構(gòu)被破壞，表現(xiàn)為剪切稀釋，體系黏性下降，當剪切速率逐漸減小時，醬體要恢復到初始狀態(tài)需要一段時間[22]，存在滯后。測定香菇調(diào)味醬動態(tài)流變特性時，杏鮑菇調(diào)味醬的儲能模量G’始終大于損耗模量G”，說明該體系中彈性占主要主要部分；損失系數(shù)tanδ 在0.35 左右小于1，表現(xiàn)為類固體的凝膠性質(zhì)。

4 結(jié)論

研制出的杏鮑菇調(diào)味醬隨著溫度升高黏度降低、剪切應(yīng)力增大；流體類型為剪切稀化的假塑性流體，存在觸變性，頻率掃描測定結(jié)果為儲能模量G’始終大于損耗模量G”，損失系數(shù)tanδ 在0.35 左右小于1，彈性大于黏性表現(xiàn)為類固體的凝膠性質(zhì)。