香菇酶解工藝及固體調味料的研制

費英敏，姜旭德

(黑龍江民族職業學院，哈爾濱 150066)

香菇酶解工藝及固體調味料的研制

費英敏，姜旭德*

(黑龍江民族職業學院，哈爾濱 150066)

以干香菇粉末為原料，香菇蛋白質和多糖提取率為指標，研究木瓜蛋白酶酶解香菇，制備鮮味物質的最佳工藝條件，并將香菇鮮味物質應用到調味料中，確定香菇調味料的最佳配方工藝。結果表明酶解香菇鮮味物質的最佳工藝為：木瓜蛋白酶添加量4000 U/g底物，酶解pH 7.0，酶解時間4.5 h，酶解溫度55 ℃，在此工藝條件下，香菇含氮物質提取率為70.8%，多糖提取率為52.9%。香菇調味料的最佳配方為：香菇提取鮮味粉40%、味素3%、食鹽25%、砂糖粉30%、檸檬酸2%。按此配方工藝調配的香菇調味料感官評分最高，口感最佳。

香菇調味料；香菇；酶解；配方

香菇是一種真菌微生物，生長在熱帶、亞熱帶環境下，主要分布區域在亞洲東南部。在我國區域栽培香菇主要集中在福建、浙江、湖北、遼寧、廣西、河南等地[1]。素有“山珍” 之稱的香菇因其肉質肥厚脆嫩、滋味鮮美、香氣獨特，在民間深受人們的喜愛，而且香菇具有很高的營養、藥用和保健價值，被人們譽為“菇中皇后”[2]。隨著生活水平的提高，人們對調味品的要求由風味型向營養香味型轉變，不僅要求顏色、香氣、口味俱佳，還要求其具有天然、營養、保健等功效[3]。在各種自然調味中，食用菌調味品深受人們的喜愛，主要是因為它含有豐富的呈味成分，也因為其含有維生素、多糖、礦物質等生物活性成分。香菇調味料的價值不僅在于它的食用和保健價值，更在于它彌補了我國調味料領域在動植物蛋白水解物和復合調味料研究上的一個空缺，為以后調味料和鮮味劑的研究打開了大門，奠定了基礎[4-6]。

香菇味道鮮美，富有特殊的菌類鮮香，這主要是其中含有大量的優質蛋白質、氨基酸、核苷酸、多糖等。實際生產中，經常會由于香菇的邊角料及一部分子實體商業應用價值低而被廢棄，造成了大量資源和營養物質的浪費。所以，將香菇進行酶解處理，使香菇組織結構破壞，將其中的風味物質和營養成分釋放，收集大量的香菇鮮味物質，經過適當的加工處理，可制成味道鮮美的香菇調味料[7-11]。天然調味料對食品加工有增強鮮味和濃味的作用,使咸味產香效果更顯著,在現代食品加工中被廣泛用于快餐面、水產制品、快餐點心、面湯汁、湯料以及其他領域[12]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器設備

1.1.1 材料

東北香菇、食鹽、味素、白砂糖、檸檬酸均為食品級，市售；木瓜蛋白酶為生物試劑(594000 U/g)，北京奧博星生物技術有限責任公司。

1.1.2 儀器設備

FW177中草藥粉碎機、101-1A電熱鼓風干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；HHS-12恒溫水浴鍋 上海東星建材試驗設備有限公司；R-205旋轉蒸發儀 上海申勝生物技術有限公司；UV2450紫外-可見光分光光度計 島津-GL消耗品銷售公司；BS224S分析天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 香菇酶解工藝及固體調味料的制備方法

采用中草藥粉碎機將干香菇粉碎至細小顆粒，并過40目篩，有利于香菇充分溶于水中進行酶解反應。將香菇粉末水浸提液置于超聲波儀器內，在超聲功率300 W、超聲溫度50 ℃的條件下處理15 min，促進細胞壁的破裂。按一定比例向香菇粉末水浸提液中加入一定量的木瓜蛋白酶，混合均勻，在一定溫度下酶解一定時間，在酶解過程中攪拌浸提液，促進酶解反應。將過濾后的香菇含氮物質提取液在真空下旋轉蒸發，除去大部分水，然后將其置于鼓風干燥箱中干燥4～8 h，至香菇含氮物質粉末含水量約為6%。將制備好的香菇調味料基料與食鹽、味素、檸檬酸、白砂糖粉等輔料按一定比例混配均勻，配制成香菇調味料[13-15]。

1.2.2 含氮物質提取率的測定

含氮物質測定按國標 GB/T 5009.5-2010執行，計算公式如下：

式中：m提N為反應提取出來的N的質量；m總N為干香菇中N的質量。

1.2.3 香菇多糖提取率的測定

香菇多糖的測定采用苯酚硫酸法[16]，計算公式如下：

式中：m提糖為反應提取出來的多糖質量；m總糖為干香菇中多糖質量。

1.2.4 香菇調味料感官評價指標

用分析天平稱取調配好的香菇調味料1.000 g，加水100 mL，配成一定濃度的溶液，然后讓10名評定員進行品嘗。對產品的鮮味進行評分，將評分的平均值作為鮮味評定的結果。感官評價指標：根據產品的鮮味情況進行評分，滿分100分。感官評定指標與標準見表1。

表1 香菇調味料感官評分標準

1.2.5 酶解提取香菇鮮味物質工藝參數的優化

稱取5.0 g香菇粉末溶于150 mL水中，以含氮物質提取率和香菇多糖提取率為考察指標，選擇影響香菇含氮物質和多糖溶出酶解工藝參數為因素，通過預實驗確定參數的取值范圍，確定酶解提取香菇鮮味物質單因素試驗如下：木瓜蛋白酶添加量1000，2000，3000，4000，5000，6000 U/g底物，酶解pH 6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，酶解時間3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，5.5 h，酶解溫度40，45，50，55，60，65 ℃，考察酶解工藝參數對香菇含氮物質提取率和香菇多糖提取率的影響[17-20]。然后根據單因素試驗結果設計L9(34)正交優化試驗，平行試驗3次(n=3)，因素水平表見表2。

表2 木瓜蛋白酶酶解提取香菇鮮味物質 正交試驗因素水平表

1.2.6 香菇固體調味料配方的優化

根據單因素試驗結果，再以香菇提取鮮味粉為基料，以香菇調味料感官評分為評價指標，以味素添加量、食鹽添加量、砂糖粉添加量和檸檬酸添加量為試驗因素，選用L9(34)正交表進行優化試驗，平行試驗3次(n=3)，因素水平表見表3。

表3 香菇調味料配方正交試驗因素水平表 %

2 結果與分析

2.1 木瓜蛋白酶添加量的確定

圖1 酶添加量對香菇含氮物質和香菇多糖提取率的影響

由圖1可知，木瓜蛋白酶的添加量對香菇鮮味物質的提取率影響顯著(p<0.05)。當酶添加量在1000～3000 U/g底物期間，香菇多糖的提取率隨著酶添加量的增多而增加，之后香菇多糖的提取率不再隨著酶添加量的增多而增加；當酶添加量在1000～4000 U/g底物期間，香菇含氮物質的提取率隨著酶添加量的增多而提高，在酶添加量為4000 U/g底物時達到最大值。這是由于在酶促反應中，當底物濃度充足，反應生成物的含量隨酶添加量的增多而增多，當反應達到終點時，即使酶的添加量繼續增多，反應生成物也不再繼續提高。故選取木瓜蛋白酶的添加量4000 U/g底物為最佳添加量。

2.2 酶解pH的確定

圖2 酶解pH對香菇含氮物質和香菇多糖提取率的影響

由圖2可知，pH對于香菇鮮味物質的提取率具有顯著性影響(p<0.05)；香菇多糖有水溶性多糖、堿溶性多糖等，其中堿溶性多糖占大部分，所以隨著pH由6.0上升到8.5，溶液由酸性過渡到堿性，大部分堿溶性多糖逐漸溶解出來，當pH達到7.0以后，香菇多糖的溶解率上升比較緩慢；而香菇含氮物質的提取率先是隨著pH的升高而增加，當pH達到6.5時，提取率達到最大值68.54%后隨著pH的降低而下降，這主要是木瓜蛋白酶的最適pH為6.0～7.0，pH繼續上升，木瓜蛋白酶的活性下降，香菇含氮物質的提取率下降；綜合以上分析，選取6.5為木瓜蛋白酶酶解香菇鮮味物質的最佳pH。

2.3 酶解時間的確定

圖3 酶解時間對香菇含氮物質和香菇多糖提取率的影響

由圖3可知，香菇含氮物質和香菇多糖的提取率隨著酶解時間的延長變化趨勢基本相同，二者都是隨著酶解時間的延長提取率逐漸提高(p<0.05)；當酶解時間達到4.0 h時，香菇含氮物質的提取率達到最大值69.69%，之后不再隨著時間的延長而增加；當酶解時間達到4.5 h時，香菇多糖的提取率達到最大值，不再隨著時間的增加而提高，但是當酶解時間為4.0 h時的香菇多糖的提取率與酶解時間為4.5 h時的香菇多糖的提取率相差不多；綜合考慮香菇含氮物質和香菇多糖的提取率隨時間的變化趨勢，選取最佳酶解時間為4.5 h。

2.4 酶解溫度的確定

圖4 酶解溫度對香菇含氮物質和香菇多糖提取率的影響

由圖4可知，酶解溫度對香菇鮮味物質的提取率影響顯著(p<0.05)，但對于香菇含氮物質提取率和香菇多糖提取率的影響趨勢不一樣。當溫度從40 ℃提高到55 ℃時，香菇含氮物質提取率隨提取溫度的增加而增加，當溫度達到55 ℃時，提取率達到最大值，當溫度不斷升高，提取率逐漸下降，這主要是由于溫度過高不僅會使木瓜蛋白酶的活性受到影響，活力降低，還會導致香菇蛋白等發生變性，致使提取率下降；當溫度從40 ℃升高至65 ℃期間，香菇多糖的提取率逐漸提高，但是當溫度達到50 ℃后，提取率上升的幅度降低；綜合考慮上面分析，選取55 ℃為最佳酶解溫度。

2.5 木瓜蛋白酶酶解香菇鮮味物質工藝條件的優化

以香菇含氮物質的提取率和香菇多糖的提取率為評價指標，選用L9(34)正交表進行優化試驗，平行試驗3次(n=3)，試驗結果見表4。

表4 木瓜蛋白酶酶解香菇鮮味物質的正交試驗結果 %

續 表

注：A為酶添加量(U/g底物)；B為pH；C為酶解時間(h)；D為酶解溫度(℃)。

表5 木瓜蛋白酶酶解香菇鮮味物質正交極差分析 %

注：A為酶添加量(U/g底物)；B為pH；C為酶解時間(h)；D為酶解溫度(℃)。

由表4和表5可知，極差越大，因素對試驗結果的影響越顯著。本試驗中，各因素對香菇含氮物質提取率的影響大小次序是：B>D>C>A，即酶解pH>酶解溫度>酶解時間>酶添加量；各因素對香菇多糖提取率的影響大小次序是：B>A>D>C，即酶解pH>酶添加量>酶解溫度>酶解時間。綜合考慮香菇含氮物質提取率和香菇多糖提取率，選取的優選方案為：A2B3C2D2，即木瓜蛋白酶添加量4000 U/g底物，酶解pH 7.0，酶解時間4.5 h，酶解溫度55 ℃。在此工藝條件下，香菇含氮物質提取率為70.8%，香菇多糖提取率為52.9%。

2.6 香菇固體調味料配方的優化結果

以香菇提取鮮味粉為基料，味素添加量、食鹽添加量、白砂糖添加量和檸檬酸添加量選用L9(34)正交表進行優化試驗，平行試驗3次(n=3)，試驗結果見表6。

表6 香菇調味料配方工藝的正交結果

由表6可知，各因素對香菇調味料感官評分的影響大小次序為：A>B>C>D，即味素添加量>食鹽添加量>砂糖粉添加量>檸檬酸添加量。綜合考慮香菇調味料的鮮味、菇香、口感，選取的優選方案為：A2B2C3D2，即香菇固體調味料配方：香菇提取鮮味粉40%、味素3%、食鹽25%、砂糖粉30%、檸檬酸2%。按此配方工藝調配的香菇調味料口感最佳，感官評分為93.7分。

3 結論

將香菇粉末進行木瓜蛋白酶酶解有助于鮮味物質的提取，綜合考慮香菇含氮物質提取率和香菇多糖提取率，香菇鮮味物質提取的優選方案為：木瓜蛋白酶添加量4000 U/g底物，酶解pH 7.0，酶解時間4.5 h，酶解溫度55 ℃。在此工藝條件下，香菇含氮物質提取率為70.8%，香菇多糖提取率為52.9%。

在香菇提取鮮味粉中加入味素、食鹽、砂糖粉、檸檬酸，調配成菇味、鮮味均衡的香菇固體調味料，經試驗得到最佳配方：香菇提取鮮味粉40%、味素3%、食鹽25%、砂糖粉30%、檸檬酸2%。按此配方工藝調配的香菇調味料感官評分最高，口感最佳。

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Enzymatic Hydrolysis Technology of Lentinus edodes and Development of Solid Seasoning

FEI Ying-min, JIANG Xu-de*

(Heilongjiang Vocational College for Nationalities,Harbin 150066,China)

Lentinusedodespowder is chosen as raw material,the extraction rates of proteins and polysaccharide are chosen as indicators,the enzymolysis technology ofLentinusedodesumami substances is studied, and the umami substances are applied in the seasoning. The results show that the optimum enzymolysis conditions are as follows:papain additive amount is 4000 U/g, enzymolysis pH is 7.0, enzymatic time is 4.5 h, enzymatic temperature is 55 ℃. Under such conditions,the extraction rate of nitrogenous substances is 70.8% and the extraction rate of polysaccharide is 52.9%. The best formula ofLentinusedodesseasoning is as follows:Lentinusedodesextract powder is 40%, monosodium glutamate is 3%,salt is 25%, powdered sugar is 30% and citric acid is 2%. The highest sensory score is awarded toLentinusedodesseasoning, which is produced under the best formula.

mushroom seasoning;Lentinusedodes;enzymatic hydrolysis;formula

2017-03-22 *通訊作者

國家民委教育科技司課題(20160627)

費英敏(1973-)，女，遼寧黑山人，副教授，碩士，研究方向：農產品加工； 姜旭德(1964-)，男，山東煙臺人，教授，研究方向：食品工程。

TS202.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.07.023

1000-9973(2017)07-0113-05