王謙,宋倩,張正
(河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河北保定071002)
玉皇蘑特殊基質(zhì)液體發(fā)酵及馬鈴薯蛋糕制作
王謙,宋倩,張正
(河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河北保定071002)
將葡萄干作為特殊基質(zhì),通過正交試驗(yàn)對(duì)玉皇蘑特殊液體發(fā)酵配方與培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化,確定最優(yōu)液體發(fā)酵配方與培養(yǎng)條件,在此條件下玉皇蘑發(fā)酵液的菌球鮮重達(dá)到了35.76 g/100 mL,其多糖含量與蛋白含量分別達(dá)到4.82、7.15mg/mL。然后用此發(fā)酵液代水拌料制作馬鈴薯蛋糕,通過試驗(yàn)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(fā)酵液90 mL,糖80 g,雞蛋140 g。與傳統(tǒng)蛋糕相比,該新型蛋糕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,口感優(yōu)良,同時(shí)具有獨(dú)特的天然香氣。
玉皇蘑;液體發(fā)酵;馬鈴薯蛋糕;工藝優(yōu)化
馬鈴薯主糧化開發(fā)已經(jīng)成為我國(guó)重要戰(zhàn)略舉措,此方針的施行可以有效保障國(guó)家糧食安全、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和收益、改善國(guó)民身體素質(zhì)、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境[1]。馬鈴薯具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值,但其蛋白質(zhì)、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(zhì)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(xì)顆粒狀和片狀食品原料,它保持了馬鈴薯原有的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味。
玉皇蘑,學(xué)名金頂側(cè)耳(Pleurotus citrinipileatus Sing.)是一種珍稀的食藥用真菌。玉皇蘑營(yíng)養(yǎng)豐富,含有蛋白質(zhì)、纖維素、側(cè)耳多糖、碳水化合物以及多種維生素等營(yíng)養(yǎng)成分,其中氨基酸含量尤為豐富,其子實(shí)體粗蛋白含量在40%以上[4-7],另外,玉皇蘑在藥用上有滋補(bǔ)健身、化痰定喘、平肝健胃、降壓減脂和抗腫瘤、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等功效[8-11],符合現(xiàn)代人的健康飲食需求。玉皇蘑液體發(fā)酵液可以在短時(shí)間內(nèi)獲得大量菌絲體及其發(fā)酵產(chǎn)物,其菌絲體具有與子實(shí)體相似的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)療保健功效[12],同時(shí)可通過葡萄干的加入提高發(fā)酵液的風(fēng)味。
本研究以玉皇蘑的液體發(fā)酵醪液代水拌料制作馬鈴薯蛋糕,玉皇蘑發(fā)酵液中的蛋白質(zhì)與多糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),彌補(bǔ)了馬鈴薯主糧化中包括蛋白質(zhì)含量低的缺陷,提高了馬鈴薯蛋糕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
玉皇蘑菌種:河北大學(xué)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。
全溫?fù)u床(HYG-A):太倉市試驗(yàn)設(shè)備廠;高壓蒸汽滅菌鍋:上海華線醫(yī)用核子儀器有限公司;電熱恒溫培養(yǎng)箱(DNP-9052BS-Ⅲ)、全自動(dòng)定氮儀(KDN-101)、均質(zhì)機(jī)(D-500):上海珂淮儀器有限公司超凈工作臺(tái)(SW-CJ-2FD):上海康路儀器設(shè)備有限公司;HH-S型恒溫水浴鍋:鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司;電烤箱(SEC-3Y):珠海三麥機(jī)械有限公司;電子天平(TP-620A):湘儀天平儀器設(shè)備有限公司。
馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(Potato Dextrose Agar,PDA培養(yǎng)基)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):馬鈴薯20%、葡萄糖2%、瓊脂2%,pH自然。
玉皇蘑常用液體培養(yǎng)基[13](質(zhì)量分?jǐn)?shù)):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(yǎng)基(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):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(fā)酵液 80 mL,雞蛋 100 g,植物油30 g,泡打粉 3 g。
將玉皇蘑保藏種取出于25℃培養(yǎng)箱中活化24 h,接種于PDA培養(yǎng)基進(jìn)行母種培養(yǎng),得到玉皇蘑種子;采用250 mL三角瓶,每個(gè)三角瓶分裝100 mL液體培養(yǎng)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(yǎng)108 h,得到玉皇蘑發(fā)酵種子液[14-15]。按5%的接種量將玉皇蘑發(fā)酵種子液接種于二級(jí)搖瓶(制備搖瓶)。
配方正交試驗(yàn)因素水平見表1
表1 配方正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Liquid fermentation medium orthogonal experimental factors table
通過正交試驗(yàn)L9(34)[16],按照表1正交試驗(yàn)因素水平表,對(duì)特殊液體培養(yǎng)基中的葡萄糖、豆餅粉、葡萄干進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn),每組設(shè)置3個(gè)水平和3次重復(fù),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(huán)境中恒溫振蕩培養(yǎng)到最佳種齡。將發(fā)酵所得培養(yǎng)物用80目銅網(wǎng)進(jìn)行過濾得菌球,吸水紙吸干菌球表面水分,當(dāng)菌球重量不再發(fā)生變化時(shí)即為所測(cè)菌球鮮重[13],以菌球鮮重為指標(biāo)篩選出特殊液體培養(yǎng)基的最佳配方。
培養(yǎng)條件正交試驗(yàn)因素水平見表2。
表2 培養(yǎng)條件正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Liquid fermentation medium orthogonal experimental factors table
通過正交試驗(yàn)L9(34),按照表2正交試驗(yàn)因素水平表,對(duì)特殊液體培養(yǎng)基中的溫度、轉(zhuǎn)速、裝液量進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn),每組設(shè)置3個(gè)水平和3次重復(fù),發(fā)酵液配方選用上述試驗(yàn)所得最佳配方,以5%的接種量恒溫振蕩培養(yǎng)到最佳種齡。以菌球鮮重為指標(biāo)篩選出特殊液體發(fā)酵的最佳培養(yǎng)工藝。
采用優(yōu)化后的液體發(fā)酵條件,按常規(guī)方法接入一級(jí)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(yǎng),試驗(yàn)3次重復(fù)取12、24、36、48、60、72、84、96、108、120、132、144、156、168 h種齡的發(fā)酵液100 mL,80目篩網(wǎng)過濾,控干水分,測(cè)定菌球鮮重。最后取平均值確定其生長(zhǎng)曲線[17]。
將玉皇蘑液體發(fā)酵液投入攪拌器中進(jìn)行組織破碎;采用苯酚-硫酸法[18]測(cè)定其多糖含量,粗蛋白含量采用凱氏定氮法[19]進(jìn)行測(cè)定,并將常規(guī)配方下和優(yōu)化后所得培養(yǎng)液的相關(guān)成分進(jìn)行對(duì)比。
最佳配方及培養(yǎng)條件下所得的玉皇蘑二次發(fā)酵液,將其投入攪拌器中進(jìn)行組織破碎;用玉皇蘑發(fā)酵液代替水加入蛋糕糊中進(jìn)行馬鈴薯蛋糕的制作,具體流程同常規(guī)[20]。
通過探討等主要因素對(duì)蛋糕感官品質(zhì)的影響,采用單因素及正交試驗(yàn)方法,以蛋糕的綜合感官評(píng)分為品質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[21](表3),確定玉皇蘑風(fēng)味馬鈴薯葡萄干蛋糕的最佳工藝配方。
表3 感官評(píng)價(jià)表Table 3 The table of sensory evaluation
不同配方下玉皇蘑液體發(fā)酵結(jié)果見表4。
表4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 4 Analysis of orthogonal test results
由表4的數(shù)據(jù)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(duì)玉皇蘑液體發(fā)酵培養(yǎng)的菌球鮮重影響程度依次為葡萄糖>葡萄干>黃豆粉。通過對(duì)K值的比較得出最適液體培養(yǎng)基組合為A2B1C2,則本試驗(yàn)所得最適宜的玉皇蘑特殊液體培養(yǎng)基配方為葡萄干10%,葡萄糖1.5%,黃豆粉2%,馬鈴薯20%。
不同培養(yǎng)條件下玉皇蘑發(fā)酵結(jié)果見表5。
表5 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 5 Analysis of orthogonal test results
由表5的數(shù)據(jù)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(duì)玉皇蘑液體發(fā)酵培養(yǎng)的菌球鮮重影響程度依次為溫度>裝液量>轉(zhuǎn)速。通過對(duì)K值的比較得出最適培養(yǎng)條件組合為A2B3C2,此組合未到的最優(yōu)組合未出現(xiàn)在正交表的9組試驗(yàn)中,因此,在最優(yōu)組合條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)(編號(hào)10),得平均菌絲鮮重為35.24 g/100 mL,高于正交表9組試驗(yàn)中任何一組,因此選定該組合為最佳配方,該驗(yàn)證試驗(yàn)與正交試驗(yàn)結(jié)果一致。本試驗(yàn)所得最適宜的玉皇蘑液體發(fā)酵培養(yǎng)條件為1 L的三角瓶裝液量為350 mL,培養(yǎng)溫度25℃,轉(zhuǎn)速200 r/min。
優(yōu)化后液體發(fā)酵生長(zhǎng)曲線見圖1。
圖1 玉皇蘑液體生長(zhǎng)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(zhǎng)期,當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間為132 h時(shí)可達(dá)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。
常規(guī)液體發(fā)酵液及優(yōu)化后液體發(fā)酵液的多糖及粗蛋白含量測(cè)定結(jié)果如表6所示。
表6 多糖和粗蛋白結(jié)果對(duì)比Table 6 Polysaccharide content and crude protein content
通過表6的數(shù)據(jù)可見,優(yōu)化后的特殊液體發(fā)酵液經(jīng)組織破碎后測(cè)得多糖含量和粗蛋白含量分別為4.82、7.15 mg/mL,將此發(fā)酵液代替水用于蛋糕的制作,可提高蛋糕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,使蛋糕品質(zhì)更優(yōu)良。
3.2.1.1 馬鈴薯全粉添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響
馬鈴薯全粉添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響見圖2。
馬鈴薯全粉沒有谷朊蛋白,不形成面筋結(jié)構(gòu),在蛋糕的制作過程中能提高面團(tuán)松軟性,另外,其吸水、吸油性良好,復(fù)水后具有濃郁的馬鈴薯香味及砂質(zhì)口感,馬鈴薯全粉的添加量嚴(yán)重影響蛋糕的品質(zhì)。當(dāng)馬鈴薯全粉添加量過少時(shí),蛋糕無馬鈴薯所特有的清香,添加量過多時(shí),蛋糕不易成型,口感發(fā)蠟。由圖2可得,當(dāng)馬鈴薯全粉添加量為30 g時(shí),蛋糕品質(zhì)最好,感官評(píng)分最高。
圖2 馬鈴薯全粉添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of potato powder addition on the cake of the senses
3.2.1.2 玉皇蘑發(fā)酵液用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響
玉皇蘑發(fā)酵液用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響見圖3。
圖3 玉皇蘑發(fā)酵液用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of fermentation broth addition on the cake of the senses
玉皇蘑發(fā)酵液中含有大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及水,當(dāng)發(fā)酵液用量較少時(shí),面糊中有面粉結(jié)塊,蛋糕發(fā)干發(fā)硬,當(dāng)發(fā)酵液用量過多,蛋糕不易發(fā)起,易形成糊邊,影響美觀及口感,由圖3可得,當(dāng)玉皇蘑發(fā)酵液用量為90 mL時(shí),蛋糕感官評(píng)分最高,因此最適玉皇蘑發(fā)酵液用量為90 mL。
3.2.1.3 糖添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響
糖添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響見圖4。
圖4 糖添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of sugar addition on the cake of the senses
當(dāng)糖的添加量過少時(shí),蛋白的打發(fā)過程中氣泡不均勻,起發(fā)體積較小,蛋糕蓬松感差。當(dāng)糖的添加量為80 g時(shí),蛋糕色澤金黃,口感松軟適中,感官評(píng)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(duì)蛋糕品質(zhì)的影響
雞蛋用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響見圖5。
圖5 雞蛋用量對(duì)蛋糕品質(zhì)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(fā)白,口感不很細(xì)膩且香味減小,隨著雞蛋用量的增加,蛋糕的感官評(píng)分有所增加,當(dāng)添加量超過160 g后,評(píng)分有所下降,可能是因?yàn)榈靶任都又?。但雞蛋用量為140 g和160 g時(shí)并無明顯差別,考慮經(jīng)濟(jì)效益,確定雞蛋的用量為140 g。
由單因素結(jié)果可知,在玉皇蘑風(fēng)味馬鈴薯蛋糕的制作過程中,以上各因素對(duì)蛋糕的品質(zhì)都具有很大影響。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用四因素三水平正交試驗(yàn)對(duì)玉皇蘑風(fēng)味馬鈴薯蛋糕的制作工藝進(jìn)行優(yōu)化(如表7),以蛋糕的感官評(píng)分為考察指標(biāo),確定產(chǎn)品最佳工藝條件,結(jié)果見表8。
由極差分析可得,4種因素對(duì)玉皇蘑風(fēng)味馬鈴薯蛋糕的影響程度依次為A>B>D>C。通過對(duì)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(fā)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(yōu)組合未出現(xiàn)在正交表的9組試驗(yàn)中,因此,在最優(yōu)組合條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)(編號(hào)10),此時(shí)平均感官評(píng)分為94,高于正交表9組試驗(yàn)中任何一組,因此選定該組合為最佳配方,該驗(yàn)證試驗(yàn)與正交試驗(yàn)結(jié)果一致。
表7 正交試驗(yàn)因素水平表Table 7 Orthogonal experimental factors table
表8 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 8 Analysis of orthogonal test results
由以上試驗(yàn)分析可得最適宜的玉皇蘑特殊液體培養(yǎng)基配方為葡萄干10%,葡萄糖1.5%,黃豆粉2%,馬鈴薯20%,此時(shí)進(jìn)行液體發(fā)酵的最適培養(yǎng)條件為1 L的三角瓶裝液量為350 mL,培養(yǎng)溫度25℃,轉(zhuǎn)速200 r/min。用此發(fā)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(fā)酵液90 mL,糖80 g,雞蛋140 g。
[1]陳萌山,王小虎.中國(guó)馬鈴薯主食產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與展望[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問題,2015(12):4-10
[2]張小燕,楊炳南,劉威,等.馬鈴薯主要營(yíng)養(yǎng)成分的近紅外光譜分析[J].食品科學(xué),2013(2):165-169
[3]謝慶華,吳毅歆.馬鈴薯品種營(yíng)養(yǎng)成分分析測(cè)定[J].云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,22(2):50-52
[4]圖力古爾,李玉.我國(guó)側(cè)耳屬真菌的種類資源及其生態(tài)地理分布[J].中國(guó)食用茵,2001,20(5):8-10
[5]Ghosh N,Mitra D K,chakravarty D K.Composition analysis of tropical white oyster mushroom(Pleurotus citrinpileatus)[J].Ann Appl biol,1991,118(3):527-532
[6]謝福泉,羿紅,蘭家細(xì),等.金頂側(cè)耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分分析[J].食用菌學(xué)報(bào),2007,14(2):81-82
[7]翁伯琦,江技和,黃毅斌,等.牧草料栽培進(jìn)行側(cè)耳代表值營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)估[J].食用菌學(xué)報(bào),2001,8(3):29-33
[8]宋鴿,包海鷹.金頂側(cè)耳對(duì)飲食性高血脂癥小鼠的降血脂作用[J].食用菌學(xué)報(bào),2013,20(1):84-88
[9]LI Yong-Xia.Bioactive composition of the solid culture of the edible mushroom Pleurotus citrinopileatus on rice and the antioxidant effect evaluation[J].Mycosystema September,2013,32(5):876-881
[10]Ferreira ICFR,Vaz JA,Vasconcelos MH,et al.Compounds from wild mushrooms with antitumor potential[J].Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry,2010,10(5):424-436
[11]王曉潔,蔡德華,楊立紅,等.金頂側(cè)耳多糖體外抗腫瘤作用的研究[J].食用菌學(xué)報(bào),2005,12(1):9-13
[12]李延輝,鄭鳳榮.榆黃蘑發(fā)酵飲料的研制[J].北方園藝,2013(3):165-167
[13]王謙,閆蕾蕾,王永利,等.金頂側(cè)耳的深層液體培養(yǎng)及相關(guān)檢測(cè)[J].菌物系統(tǒng),2002,21(1):103-106
[14]周效華,黃子健,劉健,等.金頂側(cè)耳液體培養(yǎng)基優(yōu)化研究及其應(yīng)用[J].長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,32(2):332-335
[15]王偉.榆黃蘑液體發(fā)酵工藝技術(shù)研究[D].合肥:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2013
[16]吳祖峰,楊家榮,朱書偉.不同裝液量對(duì)金頂側(cè)耳液體搖瓶培養(yǎng)的影響[J].北方園藝,2007(11):209-211
[17]暴增海,程敏,馬桂珍.香魏蘑菌絲培養(yǎng)特性及生長(zhǎng)曲線的測(cè)定[J].北方園藝,2010(12):187-189
[18]周勇,易延逵,楊曉敏,等.香菇中多糖含量測(cè)定方法的比較研究[J].食品研究與開發(fā),2016,37(13):124-128
[19]郝滌非.猴頭菇含氮物質(zhì)測(cè)定[J].北方園藝,2011(23):152-153
[20]曾麗芬.白醋在戚風(fēng)蛋糕制作中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代食品科技,2013,29(5):1103-1105
[21]王瑩瑩,游新俠.絲瓜汁在海綿蛋糕制作工藝中的應(yīng)用[J].食品研究與開發(fā),2016,37(8):71-76
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(xiàng)目(16227303D-2)
王謙(1962—),男(漢),研究員,學(xué)士,研究方向:食藥用真菌研究與開發(fā)工作。
2017-04-13