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，費華熙，周文（重慶食品工業研究所，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，費華熙，周文
（重慶食品工業研究所，重慶400020）

摘要：通過實測多項物化指標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，第5天吸濕率達到22.7 %；平均堆密度（g/mL）0.458。與對照（香菇柄普通粉，粒度為80目，相當于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；溶解度遠大于普通粉，常溫（25℃）下前者是后者的2.4倍，100℃時可達8倍。

關鍵詞：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物，約占香菇干質量的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、氨基酸、維生素、礦物元素等營養成分，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遠超過菇蓋[1]。香菇柄中含有的營養活性成分中，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，營養價值不能體現。生物酶處理、微超粉碎等深度加工可促進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價值和食用價值[2-6]。其產物-酶解化香菇柄超微粉具有香菇風味保真、原有成分保全、適口性好、使用方便、耐貯藏等優點，是優良的食品配料、天然調味料和功能食品的精原料，用途十分廣泛，市場前景看好。其物化性能與其產品的品質有密切聯系，并對其應用有著重要的指導意義。

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有限公司提供。

1.1.2香菇柄超微粉

將干香菇柄經粉碎、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，相當于175 μm[7]）制得。

1.1.4花生油

市售重慶產一級壓榨花生油（紅蜻蜓牌）。

1.2儀器

SHA-B水浴恒溫振蕩器：新寶儀器；HH-6數顯恒溫水浴鍋：金壇市易晨儀器制造有限公司；PR-101數顯式折射率儀（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：江西鳳凰光學儀器（集團）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任有限公司；RYX-DHS-40*50隔水式電熱恒溫培養箱：上海市躍進器械一廠。

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尼龍網過濾至無水滴下，將殘渣移至天平上稱得樣品濕重M2。持水力（C，g/g）計算公式：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鐵絲網過濾，用濾紙吸去多余油脂，稱得質量M2。

持油性（Y，g/g）計算公式：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《食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的測定》測定溶液中NO22-含量，根據反應前后的濃度差計算吸附量，同時做空白實驗。

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℃恒溫培養箱內恒溫24 h，此時干燥器內的相對濕度為75 %。

在已恒重的稱量瓶底部放入一定量的樣品，準確稱重后置于干燥器內于25℃保存，記錄質量。之后定時（如2、4、6、8、24 h、……）取出，精密稱量，記錄質量。每個樣品平行做3次，計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微尺進行觀察、測量，在上、下、左、右、中6個方位中找單個顆粒（樣）測量，每個方位測量5個顆粒（樣），共測定30個樣。測定數據排序后取中位數計算平均數與標準差。

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，過濾，測定溶液的固形物含量，從而算出樣品的溶解度。

2　結果與分析

2.1香菇柄超微粉粒度

試驗共取6組數據，每組數據5個點（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）。

每組數據排序后取中位數的結果為：18、19、18、20、19、17。用Excel軟件對中位數數據進行計算得：粒度平均值（μm）：18.5；粒度標準差S：1.05。

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

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定結果見表1。

表1　膨脹力與膨脹率測定結果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定結果見表2。

表2　持水力測定結果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定結果見表3。

表3　持油力測定結果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

測定結果如下：

香菇柄超微粉對亞硝酸根離子的吸附量：0.538 mg/g。

香菇柄普通粉對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，遠大于每克香菇柄普通粉對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

測定結果見表4。溶解度隨溫度變化的情況見圖1。

表4　溶解度測定結果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，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℃時為2.4倍，至100℃達到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

試驗條件下，香菇超微粉的吸濕率測定結果見表5。

8 d內吸濕率（均值X）的變化情況見圖2。

表5　吸濕率測定結果Table 5 Results of determination of moisture absorption rate

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

從圖2和表5可見，在5天內，香菇柄超微粉的吸濕率基本成直線上升趨勢，第5天吸濕率達到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定結果見表6。

表6　堆密度的測定結果Table 6 The determination results of the bulk density

3　結論

將香菇柄進行生物酶解、超微粉碎等深加工制成的香菇柄超微粉，具有營養成分保留全、滋味成分得到更好的釋放、適口性好等優點，無疑是開發利用的方向。本試驗采用的酶解化香菇柄超微粉與常規法普通粉，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，其物化性能應當是各種成分的綜合體現，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法制備的普通粉體在物化性能上有較大的差異。本試驗中，酶解化香菇柄超微粉平均粒度18.5 μm，與對照采用的香菇柄普通粉（粒度為80目，相當于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；溶解度遠大于普通粉，常溫（25℃）下前者是后者的2.4倍，100℃時可達8倍。

本試驗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形式，既可作為加工過程、產品質量控制的必備參數，又是進一步對其應用開發與效能評價的參考。這方面的工作，特別是對超微粉體的研究，還有待進一步的深入。

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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，Fei 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

作者簡介：周令國（1957—），男（漢），正高級工程師，學士，研究方向：食品高新技術應用。

基金項目：重慶市應用開發計劃項目（cstc 2014yykfA80007）

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.006