玉皇蘑特殊基質液體發酵及馬鈴薯蛋糕制作

王謙，宋倩，張正

（河北大學生命科學學院，河北保定071002）

玉皇蘑特殊基質液體發酵及馬鈴薯蛋糕制作

王謙，宋倩，張正

（河北大學生命科學學院，河北保定071002）

將葡萄干作為特殊基質，通過正交試驗對玉皇蘑特殊液體發酵配方與培養條件進行優化，確定最優液體發酵配方與培養條件，在此條件下玉皇蘑發酵液的菌球鮮重達到了35.76 g/100 mL，其多糖含量與蛋白含量分別達到4.82、7.15mg/mL。然后用此發酵液代水拌料制作馬鈴薯蛋糕，通過試驗分析確定蛋糕的最佳配方為：馬鈴薯全粉30g，低筋面粉70 g，玉皇蘑發酵液90 mL，糖80 g，雞蛋140 g。與傳統蛋糕相比，該新型蛋糕的營養價值高，口感優良，同時具有獨特的天然香氣。

玉皇蘑；液體發酵；馬鈴薯蛋糕；工藝優化

馬鈴薯主糧化開發已經成為我國重要戰略舉措，此方針的施行可以有效保障國家糧食安全、提高農業生產效率和收益、改善國民身體素質、優化生態環境[1]。馬鈴薯具有很高的營養價值和藥用價值，但其蛋白質、鈣和維生素A的含量稍低，一般來說，新鮮馬鈴薯約含淀粉17.31%、蛋白質1.94%、組纖維0.73%[2-3]。馬鈴薯全粉是用新鮮馬鈴薯洗凈去皮后加工成的細顆粒狀和片狀食品原料，它保持了馬鈴薯原有的營養成分和風味。

玉皇蘑，學名金頂側耳（Pleurotus citrinipileatus Sing.）是一種珍稀的食藥用真菌。玉皇蘑營養豐富，含有蛋白質、纖維素、側耳多糖、碳水化合物以及多種維生素等營養成分，其中氨基酸含量尤為豐富，其子實體粗蛋白含量在40%以上[4-7]，另外，玉皇蘑在藥用上有滋補健身、化痰定喘、平肝健胃、降壓減脂和抗腫瘤、增強機體免疫力等功效[8-11]，符合現代人的健康飲食需求。玉皇蘑液體發酵液可以在短時間內獲得大量菌絲體及其發酵產物，其菌絲體具有與子實體相似的營養價值和醫療保健功效[12]，同時可通過葡萄干的加入提高發酵液的風味。

本研究以玉皇蘑的液體發酵醪液代水拌料制作馬鈴薯蛋糕，玉皇蘑發酵液中的蛋白質與多糖等營養物質，彌補了馬鈴薯主糧化中包括蛋白質含量低的缺陷，提高了馬鈴薯蛋糕的營養價值。

1 試驗材料

1.1 供試菌株及材料

玉皇蘑菌種：河北大學食藥用真菌研究所保藏。

馬鈴薯全粉、低筋面粉、黃豆粉、葡萄干、植物油等均為市售；將葡萄干用溫水浸泡后打漿備用。

1.2 設備

全溫搖床（HYG-A）：太倉市試驗設備廠；高壓蒸汽滅菌鍋：上海華線醫用核子儀器有限公司；電熱恒溫培養箱（DNP-9052BS-Ⅲ）、全自動定氮儀（KDN-101）、均質機（D-500）：上海珂淮儀器有限公司超凈工作臺（SW-CJ-2FD）：上海康路儀器設備有限公司；HH-S型恒溫水浴鍋：鄭州長城科工貿有限公司；電烤箱（SEC-3Y）：珠海三麥機械有限公司；電子天平（TP-620A）：湘儀天平儀器設備有限公司。

1.3 培養基

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基（Potato Dextrose Agar，PDA培養基）（質量分數）：馬鈴薯20%、葡萄糖2%、瓊脂2%，pH自然。

玉皇蘑常用液體培養基[13]（質量分數）：玉米粉0.5%、豆餅粉0.5%、葡萄糖2.5%、酵母膏0.3%、KH2PO40.1%、Mg SO4·7H2O 0.1%，pH 自然。

玉皇蘑特殊液體培養基（質量分數）：馬鈴薯浸汁20%、葡萄糖2%、黃豆粉2%、葡萄干10%，pH自然。

馬鈴薯蛋糕基本配方：馬鈴薯全粉20 g，低筋面粉80 g，糖 80 g，馬鈴薯發酵液 80 mL，雞蛋 100 g，植物油30 g，泡打粉 3 g。

2 試驗方法及流程

2.1 玉皇蘑液體發酵技術優化

將玉皇蘑保藏種取出于25℃培養箱中活化24 h，接種于PDA培養基進行母種培養，得到玉皇蘑種子；采用250 mL三角瓶，每個三角瓶分裝100 mL液體培養基，重量比例配方為：玉米粉0.5%、豆餅粉0.5%、葡萄糖2.5%、酵母膏 0.3%、KH2PO40.1%、MgSO4·7H2O 0.1%、p H自然。在無菌條件下接種，于搖床180 r/min、27℃培養108 h，得到玉皇蘑發酵種子液[14-15]。按5%的接種量將玉皇蘑發酵種子液接種于二級搖瓶（制備搖瓶）。

2.1.1 最佳發酵配方的確定

配方正交試驗因素水平見表1

表1 配方正交試驗因素水平表Table 1 Liquid fermentation medium orthogonal experimental factors table

通過正交試驗L9（34）[16]，按照表1正交試驗因素水平表，對特殊液體培養基中的葡萄糖、豆餅粉、葡萄干進行三因素三水平正交試驗，每組設置3個水平和3次重復，按照1 L三角瓶中裝液量300 mL，5%的接種量，放在27℃、180 r/min的環境中恒溫振蕩培養到最佳種齡。將發酵所得培養物用80目銅網進行過濾得菌球，吸水紙吸干菌球表面水分，當菌球重量不再發生變化時即為所測菌球鮮重[13]，以菌球鮮重為指標篩選出特殊液體培養基的最佳配方。

2.1.2 最佳培養條件的確定

培養條件正交試驗因素水平見表2。

表2 培養條件正交試驗因素水平表Table 2 Liquid fermentation medium orthogonal experimental factors table

通過正交試驗L9（34），按照表2正交試驗因素水平表，對特殊液體培養基中的溫度、轉速、裝液量進行三因素三水平正交試驗，每組設置3個水平和3次重復，發酵液配方選用上述試驗所得最佳配方，以5%的接種量恒溫振蕩培養到最佳種齡。以菌球鮮重為指標篩選出特殊液體發酵的最佳培養工藝。

2.1.3 優化后液體發酵生長曲線測定

采用優化后的液體發酵條件，按常規方法接入一級菌種，1L三角瓶中裝液量350 mL，接種量5%，放在25℃、200 r/min條件下恒溫振蕩培養，試驗3次重復取12、24、36、48、60、72、84、96、108、120、132、144、156、168 h種齡的發酵液100 mL，80目篩網過濾，控干水分，測定菌球鮮重。最后取平均值確定其生長曲線[17]。

2.1.4 玉皇蘑液體發酵液相關成分的測定

將玉皇蘑液體發酵液投入攪拌器中進行組織破碎；采用苯酚-硫酸法[18]測定其多糖含量，粗蛋白含量采用凱氏定氮法[19]進行測定，并將常規配方下和優化后所得培養液的相關成分進行對比。

2.2 玉皇蘑風味馬鈴薯蛋糕制作工藝研究

2.2.1 工藝流程

2.2.2 具體操作步驟

最佳配方及培養條件下所得的玉皇蘑二次發酵液，將其投入攪拌器中進行組織破碎；用玉皇蘑發酵液代替水加入蛋糕糊中進行馬鈴薯蛋糕的制作，具體流程同常規[20]。

2.2.3 影響蛋糕品質的因素分析

通過探討等主要因素對蛋糕感官品質的影響，采用單因素及正交試驗方法，以蛋糕的綜合感官評分為品質的評價標準[21]（表3），確定玉皇蘑風味馬鈴薯葡萄干蛋糕的最佳工藝配方。

表3 感官評價表Table 3 The table of sensory evaluation

3 結果與分析

3.1 玉皇蘑液體發酵技術優化

3.1.1 不同配方下玉皇蘑液體發酵結果

不同配方下玉皇蘑液體發酵結果見表4。

表4 正交試驗結果分析Table 4 Analysis of orthogonal test results

由表4的數據可見，各組合間的菌球鮮重是不同的。由極差分析可得，3種因素對玉皇蘑液體發酵培養的菌球鮮重影響程度依次為葡萄糖＞葡萄干＞黃豆粉。通過對K值的比較得出最適液體培養基組合為A2B1C2，則本試驗所得最適宜的玉皇蘑特殊液體培養基配方為葡萄干10%，葡萄糖1.5%，黃豆粉2%，馬鈴薯20%。

3.1.2 不同培養條件下玉皇蘑發酵結果

不同培養條件下玉皇蘑發酵結果見表5。

表5 正交試驗結果分析Table 5 Analysis of orthogonal test results

由表5的數據可見，各組合間的菌球鮮重是不同的。由極差分析可得，3種因素對玉皇蘑液體發酵培養的菌球鮮重影響程度依次為溫度＞裝液量＞轉速。通過對K值的比較得出最適培養條件組合為A2B3C2，此組合未到的最優組合未出現在正交表的9組試驗中，因此，在最優組合條件下進行3次平行驗證試驗（編號10），得平均菌絲鮮重為35.24 g/100 mL，高于正交表9組試驗中任何一組，因此選定該組合為最佳配方，該驗證試驗與正交試驗結果一致。本試驗所得最適宜的玉皇蘑液體發酵培養條件為1 L的三角瓶裝液量為350 mL，培養溫度25℃，轉速200 r/min。

3.1.3 優化后液體發酵生長曲線

優化后液體發酵生長曲線見圖1。

圖1 玉皇蘑液體生長曲線Fig.1 Fluid growth curve of Pleurotus citrinipileatus

由圖1可知，72 h～132 h為玉皇蘑液體菌種的增殖生長期，當培養時間為132 h時可達到最大菌球鮮重35.76 g/100 mL，適用于馬鈴薯蛋糕的制作，因此確定最佳菌齡為132 h。

3.1.4 玉皇蘑液體發酵液相關成分的測定

常規液體發酵液及優化后液體發酵液的多糖及粗蛋白含量測定結果如表6所示。

表6 多糖和粗蛋白結果對比Table 6 Polysaccharide content and crude protein content

通過表6的數據可見，優化后的特殊液體發酵液經組織破碎后測得多糖含量和粗蛋白含量分別為4.82、7.15 mg/mL，將此發酵液代替水用于蛋糕的制作，可提高蛋糕的營養價值，使蛋糕品質更優良。

3.2 玉皇蘑風味馬鈴薯蛋糕

3.2.1 單因素試驗

3.2.1.1 馬鈴薯全粉添加量對蛋糕品質的影響

馬鈴薯全粉添加量對蛋糕品質的影響見圖2。

馬鈴薯全粉沒有谷朊蛋白，不形成面筋結構，在蛋糕的制作過程中能提高面團松軟性，另外，其吸水、吸油性良好，復水后具有濃郁的馬鈴薯香味及砂質口感，馬鈴薯全粉的添加量嚴重影響蛋糕的品質。當馬鈴薯全粉添加量過少時，蛋糕無馬鈴薯所特有的清香，添加量過多時，蛋糕不易成型，口感發蠟。由圖2可得，當馬鈴薯全粉添加量為30 g時，蛋糕品質最好，感官評分最高。

圖2 馬鈴薯全粉添加量對蛋糕品質的影響Fig.2 Effect of potato powder addition on the cake of the senses

3.2.1.2 玉皇蘑發酵液用量對蛋糕品質的影響

玉皇蘑發酵液用量對蛋糕品質的影響見圖3。

圖3 玉皇蘑發酵液用量對蛋糕品質的影響Fig.3 Effect of fermentation broth addition on the cake of the senses

玉皇蘑發酵液中含有大量營養物質及水，當發酵液用量較少時，面糊中有面粉結塊，蛋糕發干發硬，當發酵液用量過多，蛋糕不易發起，易形成糊邊，影響美觀及口感，由圖3可得，當玉皇蘑發酵液用量為90 mL時，蛋糕感官評分最高，因此最適玉皇蘑發酵液用量為90 mL。

3.2.1.3 糖添加量對蛋糕品質的影響

糖添加量對蛋糕品質的影響見圖4。

圖4 糖添加量對蛋糕品質的影響Fig.4 Effect of sugar addition on the cake of the senses

當糖的添加量過少時，蛋白的打發過程中氣泡不均勻，起發體積較小，蛋糕蓬松感差。當糖的添加量為80 g時，蛋糕色澤金黃，口感松軟適中，感官評分最高，其添加量超過80 g，蛋糕偏甜，口感較膩。因此確定糖的最適添加量為80 g。

3.2.1.4 雞蛋用量對蛋糕品質的影響

雞蛋用量對蛋糕品質的影響見圖5。

圖5 雞蛋用量對蛋糕品質的影響Fig.5 Effect of egg addition on the cake of the senses

由圖5可知，蛋液的添加量過少，色澤發白，口感不很細膩且香味減小，隨著雞蛋用量的增加，蛋糕的感官評分有所增加，當添加量超過160 g后，評分有所下降，可能是因為蛋腥味加重。但雞蛋用量為140 g和160 g時并無明顯差別，考慮經濟效益，確定雞蛋的用量為140 g。

3.2.2 正交試驗

由單因素結果可知，在玉皇蘑風味馬鈴薯蛋糕的制作過程中，以上各因素對蛋糕的品質都具有很大影響。在單因素試驗的基礎上，采用四因素三水平正交試驗對玉皇蘑風味馬鈴薯蛋糕的制作工藝進行優化（如表7），以蛋糕的感官評分為考察指標，確定產品最佳工藝條件，結果見表8。

由極差分析可得，4種因素對玉皇蘑風味馬鈴薯蛋糕的影響程度依次為A＞B＞D＞C。通過對K值的比較得出玉皇蘑馬鈴薯蛋糕制作的最佳工藝條件為A3B2C1D1，即馬鈴薯全粉百分比為30%，玉皇蘑發酵液用量為90 mL，糖的添加量為80 g，雞蛋用量為140 g。此組合未到的最優組合未出現在正交表的9組試驗中，因此，在最優組合條件下進行3次平行驗證試驗（編號10），此時平均感官評分為94，高于正交表9組試驗中任何一組，因此選定該組合為最佳配方，該驗證試驗與正交試驗結果一致。

表7 正交試驗因素水平表Table 7 Orthogonal experimental factors table

表8 正交試驗結果分析Table 8 Analysis of orthogonal test results

4 結論

由以上試驗分析可得最適宜的玉皇蘑特殊液體培養基配方為葡萄干10%，葡萄糖1.5%，黃豆粉2%，馬鈴薯20%，此時進行液體發酵的最適培養條件為1 L的三角瓶裝液量為350 mL，培養溫度25℃，轉速200 r/min。用此發酵液代水拌料制作馬鈴薯蛋糕，該蛋糕的最佳配方為：馬鈴薯全粉30 g，低筋面粉70 g，玉皇蘑發酵液90 mL，糖80 g，雞蛋140 g。

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Special Material Liquid Fermentation of Pleurotus citrinipileatus and Optimization of Potato Cake Processing Technology

WANG Qian，SONG Qian，ZHANG Zheng
（College of Life Science，Hebei University，Baoding 071002，Hebei，China）

Adding raisin to liquid fermentation system to optimize various substrates and fermentation conditionsby using orthogonal experiment.According to the best fermentation formula and conditions for fermentation，the fresh weight of hypha was 35.76 g/100 mL and the polysaccharide content and protein content were reached 4.82，7.15 mg/mL.According to the optimized preparation process that preparation hericium fermented mash and instead of water to product potato bread，Process single-factor experiment and orthogonal experiment analysis，The results showed that the optimal of formula was as follows：potato granules 30 g，low-gluten flour 70 g，liquid fermentation of Pleurotus citrinipileatus 90 mL，sugar 80 g，egg 140 g.The obtained cake has a unique flavor，high nutrition and good taste.

Pleurotus citrinipileatus；liquid fermentation；potato cake；process optimization

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.23.019

河北省科技支撐項目（16227303D-2）

王謙（1962—），男（漢），研究員，學士，研究方向：食藥用真菌研究與開發工作。

2017-04-13