酶解香菇調味醬的研制及流變學特性研究
2024-06-17 04:00:32韓笑月許興華牛旭凱許夢燕云少君程艷芬程菲兒馮翠萍曹謹玲
中國調味品 2024年6期
韓笑月 許興華 牛旭凱 許夢燕 云少君 程艷芬 程菲兒 馮翠萍 曹謹玲
摘要：該研究旨在開發一種新型酶解香菇調味醬。結果表明，產品的最佳配方為食鹽4.0%、白砂糖1.5%、I+G 0.6%、檸檬酸0.06%、復配增稠劑（黃原膠∶海藻酸鈉為4∶6） 0.8%、香料油10%。香菇調味醬的流體類型為剪切稀化的假塑性流體，具有觸變性，表現為類固體的凝膠特性。此外，該香菇調味醬對DPPH自由基、羥基自由基和超氧陰離子自由基有一定的清除能力。香菇調味醬的蛋白質、脂肪、還原糖和總酸含量分別為24.81，10.20，1.80 g/100 g和6.70 g/kg。
關鍵詞：香菇；調味醬；工藝研究；流變學特性；抗氧化能力
中圖分類號：TS264.24
文獻標志碼：A
文章編號：1000-9973（2024）06-0001-08
Preparation and Rheological Properties of Enzyme-Hydrolyzed Lentinus edodes Flavoring Sauce
HAN Xiao-yue1， XU Xing-hua1， NIU Xu-kai1， XU Meng-yan1， YUN Shao-jun1，2，
CHENG Yan-fen1，2， CHENG Fei-er1， FENG Cui-ping1， CAO Jin-ling1，2*
（1.College of Food Science and Engineering， Shanxi Agricultural University， Jinzhong 030801， China;2.Key Laboratory of Edible Fungi on Loess Plateau in Shanxi Province， Jinzhong 030801， China）
Abstract： The aim of this study is to develop a new type of enzyme-hydrolyzed Lentinus edodes flavoring sauce. The results show that the optimal formula of the product is 4.0% salt， 1.5% white granulated sugar， 0.6% I+G， 0.06% citric acid， 0.8% compound thickener （xanthan gum∶sodium alginate is 4∶6） and 10% spice oil. The fluid type of Lentinus edodes flavoring sauce is shear-diluted pseudoplastic fluid with thixotropy， exhibits solid-like gel properties. In addition， the Lentinus edodes flavoring sauce has certain scavenging capacity on DPPH free radicals， hydroxyl free radicals and superoxide anion free radicals. The content of protein， fat， reducing sugar and total acids of Lentinus edodes flavoring sauce is 24.81， 10.20， 1.80 g/100 g and 6.70 g/kg respectively.
Key words： Lentinus edodes; flavoring sauce; technology research; rheological properties; antioxidant capacity
收稿日期：2023-11-05
基金項目：山西省應用基礎研究項目（20210302123384）；食用菌山西省科技創新重點團隊（201805D131009）
作者簡介：韓笑月（1999—），女，碩士研究生，研究方向：食品加工與安全。
*通信作者：曹謹玲（1979—），女，教授，博士，研究方向：食品營養與安全。
香菇（Lentinus edodes），又名香蕈、香菌、花菇，屬于真菌門、擔子菌綱、傘菌目、口蘑科、香菇屬[1]。香菇味道鮮美、風味獨特，深受消費者的喜愛[2]。香菇不僅含有蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、微量元素、氨基酸、維生素等營養成分[3]，而且具有抗腫瘤、預防心腦血管疾病、護肝排毒等藥用價值[4-5]。
新鮮香菇因含水量高，不易保藏[6]。因此，對香菇進行深加工是保持其風味和營養價值的重要方式。近年來，食用菌及其制品深受人們的喜愛，特別是食用菌調味醬，越來越受到人們的關注。我國在食用菌調味醬方面的研究頗多，主要是食用菌結合其他原料加入調味料炒制而成。劉長姣等[7]以木耳和雞肉為主要原料，加入糖、食鹽、花椒等研制出一款具有特殊滋味的食用菌調味醬。粟立丹等[8]以羊肚菌和牛肉糜為原料，添加豆瓣、白砂糖和辣椒粉炒制，研制出一款具有特殊風味的羊肚菌牛肉醬。趙航等[9]以羊肚菌為原料，添加大豆醬、蔗糖、蒜泥等調味料炒制，研制出一款色澤、風味俱佳的羊肚菌醬。劉義等[10]以海鮮菇和香菇為原料，加入糟辣椒、生姜、黃豆醬等調味料炒制，研制出一款具有貴州特色的糟辣椒食用菌醬。然而，以香菇酶解液為原料制備香菇調味醬的研究還鮮見報道。鑒于此，本研究以香菇酶解液為原料，通過單因素試驗和響應面試驗研制一款新型香菇調味醬，并對其流變學特性和抗氧化活性進行研究。該結果不僅可以豐富食用菌調味醬的種類，為食用菌的生產加工提供技術指導，而且可以促進食用菌產業鏈的延伸。
1 材料與方法
1.1 材料
新鮮香菇、白砂糖、菜籽油、食鹽、蠔油、香辛料（花椒粉、八角粉、桂皮粉、茴香粉、胡椒粉）：均購自山西省晉中市太谷區家家利超市。
1.2 試劑
纖維素酶（30 000 U/g，食品級）、風味蛋白酶（50 000 U/g，食品級）：河南萬邦實業有限公司；檸檬酸、抗壞血酸、L-半胱氨酸、黃原膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉：北京索萊寶生物科技有限公司。
1.3 主要儀器與設備
MCR-102型流變儀 奧地利安東帕有限公司；RE-52A型旋蒸儀 上海亞榮生化儀器廠；ST3100型pH計 奧豪斯儀器（常州）有限公司；DZKW-4型電熱恒溫水浴鍋 北京中興偉業儀器有限公司。
1.4 香菇調味醬的研制
1.4.1 香菇調味醬的工藝流程
香菇→清洗、切片→護色→熱燙→打漿→酶解→濃縮→調味→加入增稠劑→加入香料油→裝罐→滅菌→成品。
1.4.2 香菇調味醬的操作要點
挑選新鮮、無破損的香菇，洗凈，切成厚度為0.5 cm的薄片，在復合護色液（檸檬酸、抗壞血酸、L-半胱氨酸）中浸泡20 min。在85 ℃熱水中熱燙5 min，撈出用冷水冷卻。以菇水比為1∶2 （g/mL）置于破壁機中打漿，制成1.0%的香菇勻漿液。在香菇勻漿液中加入1.0%的纖維素酶和0.6%的風味蛋白酶，在55 ℃下水浴酶解3 h，沸水浴酶解15 min。將經酶解的香菇勻漿液進行濃縮，得到可溶性固形物含量為4.0%的香菇膏。在香菇膏中加入由單因素試驗和響應面試驗得出的最適食鹽、白砂糖、I+G、檸檬酸添加量進行調味。參考蠔油的流變特性系數，選擇適合的增稠劑加入香菇醬中。在鍋中倒入一定量的食用油，待油溫達到100 ℃時，加入切好的洋蔥絲16%和生姜絲10%，待洋蔥絲和生姜絲炸干后撈出，加入花椒粉、八角粉、桂皮粉、茴香粉、胡椒粉繼續加熱30 min，冷卻后過濾得到香料油。將調味后并加入增稠劑的香菇醬邊攪拌邊加熱，混勻，制成香菇調味醬。將香菇調味醬裝入玻璃罐中，在85 ℃下水浴加熱10 min，迅速密封。在100 ℃下水浴殺菌20 min，迅速冷卻，得到的成品即為酶解香菇調味醬。
1.5 單因素試驗
以食鹽添加量（1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%）、白砂糖添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、呈味核苷酸二鈉（I+G）添加量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、檸檬酸添加量（0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%）為單因素進行試驗，以感官評分為指標，研究食鹽添加量、白砂糖添加量、I+G添加量、檸檬酸添加量對香菇調味醬風味的影響。
1.6 Plackett-Burman試驗
利用Plackett-Burman試驗對食鹽添加量、白砂糖添加量、I+G添加量和檸檬酸添加量4個影響因素進行評價，篩選出主要的影響因素，試驗因素水平見表1。
1.7 響應面試驗
根據Plackett-Burman試驗結果，以食鹽添加量、白砂糖添加量和I+G添加量作為影響香菇調味醬品質的3個因素，以感官評分作為香菇調味醬的響應值，進行三因素三水平的Box-Behnken試驗，對酶解香菇調味醬工藝參數進行優化。Box-Behnken試驗因素水平見表2。
1.8 感官評價方法
在單因素試驗的基礎上，分別從色澤、氣味、滋味和形態4個方面進行感官評價，具體的評價標準見表3[11]。
1.9 增稠劑的選擇
1.9.1 單一增稠劑的選擇及添加量的確定
將黃原膠和海藻酸鈉分別按0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%添加到20 g調味后的香菇醬中進行試驗，研究黃原膠添加量和海藻酸鈉添加量對香菇調味醬流變系數和感官品質的影響。
1.9.2 復配增稠劑的選擇及添加量的確定
將黃原膠和海藻酸鈉分別按1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1的比例進行復配，標記為復配增稠劑1～9號，研究不同比例的復配增稠劑對香菇調味醬流變系數和感官品質的影響。
1.10 流變特性研究
采用MCR-102型流變儀測定香菇調味醬的靜態流變特性、觸變性和動態流變特性。
1.11 抗氧化性研究
參照DPPH試劑盒使用說明書進行DPPH自由基清除率的測定。分別參照Yang等[12]的水楊酸法和鄰苯三酚自氧化法進行羥基自由基清除率和超氧陰離子自由基清除率的測定。
1.12 理化指標測定
分別參照GB 5009.5—2016中的凱氏定氮法[13]、GB 5009.6—2016中的酸水解法[14]、GB 12456—2021中的pH計電位滴定法[15]、GB 5009.7—2016中的直接滴定法[16]進行蛋白質、脂肪、總酸、還原糖含量的測定。
2 結果與討論
2.1 香菇調味醬的研制
2.1.1 單因素試驗結果
由圖1可知，當食鹽添加量為1.0%～3.0%時，咸味不足，風味較差；當食鹽添加量為5.0%時，抑制了香菇醬的鮮味，導致味道不協調。當食鹽添加量為4.0%時，香菇醬的鮮味與食鹽的咸味協調較好，感官評分最高，香菇調味醬的風味最佳。
當白砂糖添加量為0.5%～1.0%時，滋味不明顯；當白砂糖添加量為2.0%～2.5%時，抑制了香菇調味醬的鮮味和咸味，導致味道不協調。當白砂糖添加量為1.5%時，香菇調味醬的滋味與白砂糖的甜味協調較好，感官評分最高，香菇調味醬的風味最佳。
當I+G添加量為0.2%～0.4%時，香菇調味醬的鮮味不足；當I+G添加量為0.8%～1.0%時，鮮味過重，香菇調味醬的獨特風味減少。當I+G添加量為0.6%時，香菇調味醬的滋味與I+G的鮮味協調較好，感官評分最高，香菇調味醬的風味最佳。
當檸檬酸添加量為0.02%～0.04%時，酸味不明顯，滋味沒有得到改善；當檸檬酸添加量為0.08%～0.10%時，酸味過重，味道不協調。當檸檬酸添加量為0.06%時，感官評分最高，香菇調味醬的酸味比較明顯，滋味最佳。
2.1.2 Plackett-Burman試驗結果與分析
根據單因素試驗結果進行Plackett-Burman試驗，篩選出影響香菇調味醬風味的顯著因素，試驗設計和結果見表4。對試驗數據進行回歸分析，得到回歸方程：感官評分=66.64+10.217A－1.558B+5.79C+5.4D。
由表5可知，影響香菇調味醬感官評分的極顯著因素有A、B、C，因素D的影響不顯著。根據效應值大小可得影響香菇調味醬風味的關鍵因素主次順序為A（食鹽添加量）>B（白砂糖添加量）>C（I+G添加量）。
由圖2可知，對香菇調味醬風味影響顯著的因素及其影響從大到小為A（食鹽添加量）>B（白砂糖添加量）>C（I+G添加量），與上述效應評價結果一致。圖3殘差圖中線條兩側的數據點無規律散布，表明所得試驗數據有科學性且方差擬合度較好[17]。因此，選擇食鹽添加量、白砂糖添加量和I+G添加量這3個顯著因素進行后續的響應面優化試驗。
2.1.3 響應面試驗結果與分析
2.1.3.1 響應面試驗方差分析
根據Plackett-Burman試驗結果進行Box-Behnken試驗，確定香菇調味醬中食鹽、白砂糖、I+G的最佳添加量，試驗設計和結果見表6。對數據進行回歸分析，得到回歸方程：感官評分=92.60－1.75A+1.25B－1.43C+1.28AB－0.22AC+5.57BC－5.41A2－4.26B2－6.26C2。
由表7可知，各因素對香菇調味醬感官評分的影響從大到小為A（食鹽添加量）>C（I+G添加量）>B（白砂糖添加量）。
由表8可知，模型的R2=0.988 2，RAdj2=0.973 1，表明試驗值與預測值高度相關；變異系數為1.18%（<5%），說明試驗的誤差小、可靠性高，可以用來預測香菇調味醬的感官評分。
2.1.3.2 響應面試驗交互分析
由圖4可知，曲面圖的坡度越陡，等高線圖的橢圓越明顯，說明兩因素的交互作用越明顯，即對香菇調味醬感官評分的影響越顯著。當C一定時，A與B的交互作用對香菇調味醬感官評分的影響顯著；當B一定時，A與C的交互作用對香菇調味醬感官評分的影響不顯著；當A一定時，B與C的交互作用對香菇調味醬感官評分的影響極顯著，與上述方差分析結果一致，說明本試驗的可靠性較高。將最優配方修訂為食鹽添加量4.0%、白砂糖添加量1.5%和I+G添加量0.6%，得到感官評分平均值為92.3分，與預測值92.834分相比只有0.57%的偏差，說明配方優化準確。
2.1.4 增稠劑的確定
本研究中香菇調味醬參考蠔油的組織狀態研制。由表9可知，隨著黃原膠添加量的增加，黏稠系數逐漸增大，流動性特征指數逐漸減小，在黃原膠添加量為0.8%時，黏稠系數和流動性特征指數整體比較接近蠔油的值。由圖5可知，在黃原膠添加量為0.8%時，感官評分最高，香菇調味醬的風味最佳，組織狀態均勻，黏稠度較好，因此，選擇黃原膠的添加量為0.8%。
由表10可知，隨著海藻酸鈉添加量的增加，黏稠系數逐漸增大，流動性特征指數逐漸減小，在海藻酸鈉添加量為0.8%時，雖然黏稠系數小于蠔油的黏稠系數，但是流動性特征指數與蠔油的值接近。由圖5可知，在海藻酸鈉添加量為0.8%時，感官評分最高，香菇調味醬的整體風味最佳，組織狀態均勻，黏稠度較好，因此，選擇海藻酸鈉的添加量為0.8%。
根據上述單一增稠劑結果，選擇增稠劑添加量為0.8%，并將黃原膠和海藻酸鈉按不同比例進行復配，結果見表11。
由表11可知，當黃原膠與海藻酸鈉的復配比例為4∶6時，其黏稠系數和流動性特征指數分別為4.395和0.432，與蠔油的值接近。由圖5可知，復配增稠劑3號和4號的感官評分較高且比較接近，香菇調味醬的風味較好，組織均勻，黏稠度較好，結合流變系數，選擇復配增稠劑4號，即黃原膠與海藻酸鈉的復配比例為4∶6。
2.2 香菇調味醬流變特性研究
2.2.1 靜態流變特性研究
由圖6可知，在Herschel-Bulkley模型下，剪切應力隨著剪切速率的增加而逐漸增加，香菇調味醬和蠔油的流動性特征指數都小于1，屬于假塑性流體。黏度隨著剪切速率的增加先減小后趨于平緩，呈現剪切變稀的現象，具有剪切稀化的特性。
2.2.2 觸變性研究
由圖7可知，香菇調味醬的觸變環面積大，蠔油的觸變環面積小且不易觀察，說明破壞香菇調味醬的結構需要更多能量，結構恢復需要更長時間，這主要由醬體本身的性質決定[18]。
2.2.3 動態流變特性研究
由圖8可知，儲能模量（G′）始終大于損耗模量（G″），損耗系數（tanδ）也一直小于1，表明香菇調味醬和蠔油的彈性成分都較多，表現出類固體的凝膠特性。
2.3 抗氧化性研究
由圖9可知，隨著香菇調味醬質量濃度的增加，DPPH自由基清除率、羥基自由基清除率和超氧陰離子自由基清除率均逐漸增加；在香菇調味醬質量濃度為100 mg/mL時，3種自由基的清除率分別達到75.50%、86.80%、84.90%。
2.4 理化指標分析
由表12可知，香菇調味醬中蛋白質、脂肪、還原糖、總酸含量分別為24.81，10.20，1.80 g/100 g和6.70 g/kg。香菇中蛋白質、脂肪含量分別為22.00，1.20 g/100 g[19]，可見香菇醬中蛋白質含量較高，脂肪含量略高可能是加入香料油的原因。還原糖含量為1.80 g/100 g，遠低于水果中的較低含量2.20 g/100 g[20]，說明調味醬中還原糖在增鮮的同時不會導致醬太甜。總酸在調味醬中也有協助呈味的作用，總酸含量為6.70 g/kg，符合蠔油的國家標準（≤14 g/kg）。綜上所述，本研究制得的香菇調味醬營養豐富、味道鮮美。
3 結論
通過單因素試驗和響應面試驗得出酶解香菇調味醬的最佳配方為食鹽添加量4.0%、白砂糖添加量1.5%、I+G添加量0.6%和檸檬酸添加量0.06%。黃原膠與海藻酸鈉復配增稠劑的最佳比例為4∶6，最適添加量為0.8%。香菇調味醬是剪切稀化的假塑性流體，具有觸變性，表現為類固體的凝膠特性。香菇調味醬具有一定的抗氧化能力。本研究為食用菌調味品的研制提供了理論依據，同時也能促進食用菌產業鏈的發展。
參考文獻：
[1]李月梅.香菇的研究現狀及發展前景[J].微生物學通報，2005（4）：149-152.
[2]張愛莉，盧作焜，張良，等.香菇的保鮮與加工工藝研究進展[J].食品工業，2021，42（11）：259-263.
[3]王錦錦，李佳，孫斐，等.香菇肉渣醬加工工藝的研究[J].中國調味品，2023，48（7）：133-136.
[4]GHOSH S， KHATUA S， ACHARYA K. Crude polysaccharide from a wild mushroom enhances immune response in murine macrophage cells by TLR/NF-κB pathway[J].Journal of Pharmacy and Pharmacology，2019，71（8）：1311-1323.
[5]徐毅，陳治光，鐘海霞.淺談香菇的保健作用及深加工[J].內江科技，2018，39（7）：70-71.
[6]CHENG S S， LI R R， YANG H M， et al. Characterisation of moisture migration of shiitake mushroom （Lentinula edodes） during storage and its relationship to quality deterioration[J].International Journal of Food Science & Technology，2020，55（5）：2132-2140.
[7]劉長姣，陳宇飛，于徊萍，等.木耳雞肝調味醬的研制[J].中國調味品，2016，41（7）：111-112.
[8]粟立丹，喬明鋒，彭毅秦，等.羊肚菌牛肉醬配方優化及揮發性特征風味成分研究[J].中國調味品，2021，46（10）：65-71.
[9]趙航，單程程，劉超.液體發酵產羊肚菌食用菌醬的制作工藝研究[J].中國調味品，2016，41（5）：81-85.
[10]劉義，韋云路，胡文森，等.糟辣食用菌醬的研制[J].中國調味品，2021，46（5）：119-123.
[11]唐建華.模糊綜合評價法在中式菜點質量評價中的應用[J].食品研究與開發，2011，32（12）：40-43.
[12]YANG W F， WANG Y， LI X P， et al. Purification and structural characterization of Chinese yam polysaccharide and its activities[J].Carbohydrate Polymers，2015，117：1021-1027.
[13]國家食品藥品監督管理總局，國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定：GB 5009.5—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.
[14]國家食品藥品監督管理總局，國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品中脂肪的測定：GB 5009.6—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.
[15]國家市場監督管理總局，國家衛生健康委員會.食品安全國家標準 食品中總酸的測定：GB 12456—2021[S].北京：中國標準出版社，2021.
[16]國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品中還原糖的測定：GB 5009.7—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.
[17]李翔，凌云坤，蔣方國，等.基于Plackett-Burman試驗和響應面法優化松茸牛肉醬生產工藝[J].食品工業，2020，41（12）：58-62.
[18]王慧玲.調味綠茶醬的制作工藝及產品特性研究[D].合肥：安徽農業大學，2017.
[19]劉麗萍.香菇的營養價值及開發利用[J].食品研究與開發，2003（3）：57-59.
[20]余麗梅，向平，葉麗娟，等.四種水果中還原糖含量的測定與分析[J].廣東化工，2021，48（16）：243-244，248.
