真姬菇微膠囊制備工藝優化及風味保持效果評價

羅紹勇，敬思群，文科詩，余高焙，李龍，李博平

韶關學院英東食品學院（韶關 512005）

真姬菇[Hypsizygus marmoreus（Peck）H.E.Bigelow]又名蟹味菇、玉覃、斑玉覃、海鮮菇、膠玉蘑、鴻喜菇等，是一種大型木質腐生真菌[1]，含有豐富的酚類、維生素E[2]、木質素、血管緊張素轉換酶抑制劑[3]、葡聚糖等多糖、氨基酸等成分[4]，具有抗氧化、抗疲勞、調節血糖、通便、抗衰老等諸多生理活性，是一種藥食兼用的食用菌[5-7]。“香在松茸、味在玉蕈”，夸得就是“真姬菇”，肉厚質韌，口感細膩、勁道十足，帶著獨特的蟹香味[8]。

微膠囊技術能最大程度地保留原有食品的風味和營養價值。微膠囊化方法一般分為物理法（噴霧干燥法、擠壓法）、化學法（聚合法、銳孔法）和物理化學法（相分離法、界面沉積法）3大類，其中以噴霧干燥法應用最為廣泛。李紅梅等[9]利用納米包裝技術研究出能夠很好保存醬牛肉的色澤和風味的納米材料。闞金濤等[10]以明膠和阿拉伯膠為壁材，初榨椰子油為芯材，采用復凝聚法和噴霧干燥法制得了粉末狀的納米微膠囊。王璐等[11]利用微膠囊技術研究了香精香料的微膠囊化以保存香精香料的風味。苗欣月等[12]以乳清分離蛋白（WPI）和麥芽糊精（MD）為復合壁材，采用噴霧干燥法對糜子殼油進行包埋。李夏等[13]以椰子油為芯材，大豆分離蛋白和明膠作復合壁材，以包埋率為指標，采用噴霧干燥法制得椰子油微膠囊。

真姬菇是韶關市星河生物科技有限公司栽培的主要品種之一，產量可達10 000 t/年，目前僅以鮮品出售，高值化加工迫在眉睫。功能性成分餅干市場多以添加粗糧[14]、營養提取物[15-16]、食品加工副產品[17-18]、藥食同源植物食材的形式出現[19]，以江中猴姑餅干為代表[20]。將真姬菇制成特色風味餅干時，在烘烤過程中會引起真姬菇海鮮味的損失。而真姬菇微膠囊可以起到保護真姬菇的風味和緩釋效果。文章以真姬菇漿為芯材，辛烯基琥珀酸淀粉酯為壁材，采用噴霧干燥技術制備真姬菇微膠囊，以包埋率為考察指標，分析芯壁比、真姬菇漿料濃度、乳化劑添加量、噴霧干燥塔進風溫度對微膠囊效果的影響，確定真姬菇微膠囊最優制備工藝，為真姬菇餅干的生產提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

真姬菇漿（實驗室自制）；食品級辛烯基琥珀酸淀粉酯（德清三富食品有限公司）；食品級單甘脂、食品級蔗糖酯SE-11、食品級三聚磷酸鈉（河南萬邦化工科技有限公司）；食品級磷酸氫二鉀（天津市大茂化學試劑廠）；食品級六偏磷酸鈉（湖北興發化工集團股份有限公司）。

CQB-609-A破壁打漿機（悌悌電器有限公司）；FSH-2A可調高速均質機（邢臺潤聯科技開發有限公司）；Q2R-5噴霧干燥塔（江蘇省無錫市林洲干燥機廠）；GCMS-QP2010 Ultra氣相色譜質譜聯用儀[島津企業管理（中國）有限公司]；Smar Tongue電子舌（島津企業管理有限公司）；TO-48D調溫定時電烤箱（佛山市焙爾電器有限公司）；HH-4數顯恒溫水浴鍋（常州越新儀器制造有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 真姬菇微膠囊制備工藝流程

穩定劑、乳化劑↘

真姬菇漿→加入壁材→攪拌混合→均質→噴霧干燥→真姬菇微膠囊

（1）真姬菇漿制備：將-4 ℃下貯存的鮮真姬菇用常溫流動水解凍后，取30 g真姬菇，加入600 mL 40℃水，用果蔬榨汁機打漿。

（2）攪拌混合：稱取30 g真姬菇漿，加入0.2%乳化劑（單甘酯-蔗糖酯1∶1）、穩定劑（0.1%磷酸氫二鉀、0.05%六偏磷酸鈉、0.05%三聚磷酸鈉），在40℃左右下攪拌，完成攪拌混合。

（3）均質與噴霧干燥：稱取60 g辛烯基琥珀酸淀粉酯，溶解于（1）所制備的溶液中，不斷攪拌；加入40 ℃的水到600 mL，在高速均漿機乳化分散5 min（10 000 r/min）后制得600 mL真姬菇微膠囊樣液，再經噴霧干燥（進風溫度200 ℃、出風溫度120 ℃、壓力18 MPa），干燥時間30 min，制得真姬菇粉微膠囊。

1.2.2 真姬菇原漿粉制備

真姬菇漿經噴霧干燥（進風溫度200 ℃、出風120℃，壓力18 MPa，干燥時間10 min），得到真姬菇原漿粉，以備風味比較用。

1.2.3 真姬菇粉微膠囊制備單因素試驗

芯壁比對真姬菇微膠囊包埋率的影響：以真姬菇漿為芯材，以辛烯基琥珀酸淀粉酯為壁材，真姬菇漿料濃度5%，以真姬菇粉微膠囊包埋率為考察指標，乳化劑添加量0.2%，進風溫度200 ℃，芯壁比分別為1∶0.5，1∶1，1∶1.5，1∶2和1∶2.5，觀察芯壁比對微膠囊包埋率的影響，確定最適芯壁比。

進風溫度對真姬菇微膠囊包埋率的影響：以真姬菇漿為芯材，以辛烯基琥珀酸淀粉酯為壁材，乳化劑添加量0.2%，芯壁比1∶2，真姬菇漿料濃度5%，以真姬菇粉微膠囊包埋率為考察指標，進風溫度選擇180，200，220和240 ℃，觀察噴霧干燥塔進風溫度對微膠囊包埋率的影響，確定最適進風溫度。

乳化劑添加量對真姬菇微膠囊包埋率的影響：以真姬菇漿為芯材，以辛烯基琥珀酸淀粉酯為壁材，進風溫度200 ℃，芯壁比1∶2，真姬菇漿料濃度5%，以真姬菇粉微膠囊包埋率為考察指標，乳化劑添加量選擇0，0.1%，0.2%，0.3%和0.4%，觀察乳化劑添加量對微膠囊的包埋率的影響，確定乳化劑最適添加量。

真姬菇漿料濃度對真姬菇微膠囊包埋率的影響：以真姬菇漿為芯材，以辛烯基琥珀酸淀粉酯為壁材，芯壁比1∶2，以真姬菇粉微膠囊包埋率為考察指標，乳化劑添加量0.2%，進風溫度200 ℃，真姬菇漿料濃度分別為2%，3%，4%，5%和6%，觀察真姬菇漿料濃度對微膠囊包埋率的影響，確定最適真姬菇漿料濃度。

1.2.4 微膠囊風味保持效果驗證試驗

采用電子舌測定樣品主成分1（PC1）的貢獻率，分析微膠囊對真姬菇風味的緩釋效果。

1.2.4.1 餅干樣品制備

（1）基礎配方：以餅坯量為基準（100計），面粉78.2 g、食鹽0.6 g、黃原膠0.4 g、小蘇打0.8 g、水20 mL，也即面粉78.2%、食鹽0.6%、黃原膠0.4%、小蘇打0.8%、水20%。

（2）餅干制作過程：將稱量好的面粉、食鹽、小蘇打混合，然后攪拌。待攪拌均勻后加入適量水，在工作臺上進行和面，在和面過程中分別加入真姬菇微膠囊和真姬菇菇漿（添加量均為20 g）制成兩種面團，待面團至有彈性、不粘手等特征時可以停止和面。再將面團輥壓至1 mm的厚度，用刀分切成小塊，用牙簽將餅干扎出若干個小洞，再放到烤盤中送入烘箱，在上火180 ℃、下火160 ℃的烘箱條件下烘烤15 min，烘烤完畢后用冷風吹餅干表面，待餅干冷卻即可。

1.2.4.2 電子舌分析

參考劉昆昂等[21]的方法，在室溫的條件下，將真姬菇微膠囊、添加真姬菇菇漿的餅干、添加真姬菇微膠囊的餅干、真姬菇鮮菇四種樣品分別稱取20 g，加入200 mL的蒸餾水，用玻璃棒充分攪拌后，將四種樣品置于頻率為50 kHz的條件下超聲處理，使其加速溶解，再用紗布將未溶解的濾渣過濾，得到四種樣品溶液，每組樣品溶液取100 mL用于電子舌測定，每組樣品溶液測3次，采用主成分分析（PCA）判別四種樣品之間的差異。在主成分分析圖中，若測出樣品形成的區域之間有重疊，那就說明該樣品之間的風味非常接近，若測出樣品形成的區域之間無重疊，那就說明樣品之間的風味差異非常明顯。樣品形成的區域之間的相對位置越靠近，說明樣品之間的風味越接近。

1.2.4.3 頂空-固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術（HS-SPME-GC-MS）分析

實驗室自制真姬微膠囊、真姬菇鮮菇及真姬菇粉三種樣品，采用HS-SPME-GC-MS技術分析揮發性風味成分[22]。

1) 固相萃取頭的老化。在氮氣的保護下將萃取頭插入氣相色譜進樣口老化2 h，老化溫度250 ℃；每次使用前按照以上步驟將萃取頭老化0.5 h，以除去殘留在固相萃取頭上的雜質。

2) 風味物質的萃取。精確稱取2.0 g樣品置于20 mL頂空瓶內，將老化完成后的萃取頭插入頂空瓶后，并置于40 ℃水浴鍋中吸附30 min，萃取結束后將萃取頭插至進樣口，解離分析揮發性物質。

3) GC-MS分析條件。氣相色譜分離條件：色譜柱的型號為DB-WAX毛細管柱（60 m×250 μm×0.25 μm）；升溫程序條件：初始溫度40 ℃，保持5 min，以3 ℃/min的速度升到180 ℃，保持8 min，載氣為氦氣，流速為1 mL/min，不分流進樣。質譜檢測條件：電離方式為電子轟擊離子源（electron ionization，EI），離子源溫度250 ℃，連接桿溫度200 ℃，進樣口溫度250 ℃，電子能量70 eV；質量掃描范圍50~350 U。

1.2.5 包埋率計算

利用HS-SPME-GC-MS技術分析并確定新鮮的真姬菇漿特征風味成分，是1-辛烯-3-醇，因此以1-辛烯-3-醇的含量作為真姬菇微膠囊包埋率的評價指標。利用HS-SPME-GC-MS技術分析真姬菇原漿粉主要成分1-辛烯-3-醇的含量A1；以真姬菇漿為芯材，以辛烯基琥珀酸淀粉酯為壁材，按照1.2.1小節的方法制備真姬菇微膠囊；利用HS-SPME-GC-MS技術分析其表面物質中1-辛烯-3醇的含量，記為A2；由A1、A2可計算出真姬菇微膠囊的包埋率，按式（1）計算。

1.3 數據分析與處理

用Excel軟件對基礎數據進行處理，圖采用GraphPar Prisn 5軟件進行繪制。

2 結果分析

2.1 真姬菇微膠囊制備單因素試驗結果

單因素試驗結果見圖1。

圖1 各因素對真姬菇微膠囊包埋率的影響

由圖1（A）可以看出，在芯壁比從1∶0.5到1∶2.0的過程中，包埋率呈上升趨勢，而芯壁比從1∶2.0到1∶2.5時，包埋率呈下降趨勢，當芯壁比為1∶2.0時，真姬菇微膠囊的包埋率最高，為94.7%，故最適芯壁比選擇1∶2.0。由圖1（B）可以看出，進風溫度為200 ℃時，真姬菇微膠囊的包埋率最高，為94.7%，當溫度在180 ℃時，噴出來的真姬菇微膠囊略帶潮濕，導致包埋效果不好，當溫度在240 ℃時，溫度過高，導致微膠囊破壁，包埋效果不好。故最適噴霧干燥塔進風溫度選擇200 ℃。由圖1（C）可以看出，當沒有添加乳化劑時，配制出的真姬菇微膠囊樣液不穩定，容易分層，包埋效果不好，而當乳化劑增加到0.2%時，真姬菇微膠囊樣液逐漸穩定，包埋率呈上升趨勢，當乳化劑添加量超過0.2%時，真姬菇微膠囊樣液隨乳化劑的增加而逐漸渾濁，噴出的真姬菇微膠囊粉末容易結塊，包埋率呈下降趨勢。當乳化劑添加量為0.2%時，真姬菇微膠囊的包埋率最高，為90.66%，故最適乳化劑添加量選擇0.2%。由圖1（D）可以看出，當真姬菇漿料濃度從2%到5%時，包埋率呈上升趨勢，而當真姬菇漿料濃度從5%到6%時，包埋率呈下降趨勢。當真姬菇漿料濃度為5%時，真姬菇微膠囊的包埋率最高，為94.3%，故最適真姬菇漿料濃度選擇5%。

2.2 真姬菇微膠囊制備正交試驗結果

在單因素試驗基礎上，以包埋率為指標，采用L9(34)正交試驗優化真姬菇微膠囊制備工藝參數。正交試驗結果見表1。

表1 正交試驗結果表

由表1可知，芯壁比對包埋率的影響最大，其次是真姬菇漿料濃度，正交試驗最佳組合是A3B2C1D3，即芯壁比1∶2.5、溫度200 ℃、乳化劑添加量0.1%、真姬菇漿料濃度6%。

方差分析結果見表2。由表2可以看出芯壁比、真姬菇漿料濃度對真姬菇微膠囊包埋率的影響顯著（P＜0.05）。其中，芯壁比的影響最大，其次為真姬菇漿料濃度、乳化劑添加量，而進風溫度的影響最小。此結果與正交試驗極差分析結果相同。

表2 方差分析表

經驗證試驗得出，真姬菇微膠囊的包埋率為95.32%，試驗結果重復性好，說明所選最優工藝條件合理。

2.3 微膠囊風味保持效果

2.3.1 電子舌分析結果

將四種樣品利用電子舌測定，結果見圖2，從左往右依次是真姬菇微膠囊、真姬菇菇漿餅干、真姬菇微膠囊餅干、真姬菇鮮菇。由圖2可見，主成分1（PC1）的貢獻率為56.62%，主成分2（PC2）的貢獻率為16.20%，總貢獻率為72.82%，說明主成分包含大部分信息。4種樣品無重疊，說明其風味差異顯著。而由圖2可看出，真姬菇微膠囊餅干的相對位置比真姬菇菇漿餅干的相對位置離真姬菇鮮菇明顯更加靠近，提示真姬菇微膠囊餅干的風味更靠近真姬菇鮮菇，這就說明微膠囊有緩釋作用，且風味保持效果較好。利用真姬菇漿制作的餅干離新鮮真姬菇主成分較遠，說明風味在餅干制作過程損失了，是由于該樣品為未經包埋處理的真姬菇漿。真姬菇微膠囊離新鮮真姬菇最遠，說明真姬菇微膠囊的包埋效果強。

圖2 電子舌主成分分析結果圖

2.3.2 HS-SPME-GC-MS技術分析結果

三種樣品的主要揮發性風味物質見表3。分析結果見圖3~圖5。

表3 微膠囊化對真姬菇風味保持效果的比較分析

圖3 真姬菇菇漿GC-MS總離子流色譜圖

圖4 真姬菇粉GC-MS總離子流色譜圖

圖5 真姬菇微膠囊GC-MS總離子流色譜圖

由表3可知，新鮮真姬菇的揮發性風味物質中，1-辛烯-3-醇含量為91.24%，遠大于其他揮發性風味物質，由此可以認為，真姬菇的特征風味成分為1-辛烯-3-醇。未經過包埋、噴霧干燥塔制作而成的真姬菇粉的揮發性風味物質中，1-辛烯-3-醇含量53.63%，遠大于其他揮發性風味物質，與上述1-辛烯-3-醇為真姬菇的主要風味物質的結論相符合。而經過包埋處理的真姬菇微膠囊中，真姬菇的主要揮發性風味成分1-辛烯-3-醇的含量為2.51%，由此可以看出，真姬菇微膠囊可以將大部分的真姬菇風味物質包埋，可以有效地保護真姬菇的主要風味物質不會揮發損失。

2.3.3 真姬菇微膠囊掃面電鏡圖

圖6是掃描電鏡下放大500倍、800倍所看到的真姬菇微膠囊圖。從圖6可以看到大多數微膠囊圓潤飽滿，包埋效果好。

圖6 真姬菇微膠囊電鏡掃描圖

3 結論

真姬菇微膠囊制備最優工藝參數為噴霧干燥塔進風溫度200 ℃，芯壁比1∶2.5，真姬菇漿料濃度6%，乳化劑添加量0.1%。真姬菇的主要風味成分是1-辛烯-3-醇，微膠囊化處理可以有效包埋真姬菇主要風味物質，包埋率達95.32%。HS-SPME-GC-MS及電子舌試驗結果表明微膠囊可以有效地保持真姬菇的主要風味物質不會揮發損失。