高 娟，杜佳馨，吳 限，楊 倩，方東路，鄭惠華,2，趙立艷，胡秋輝,

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食用菌加工重點實驗室，江蘇 南京 210095；2.江蘇安惠生物科技有限公司，江蘇 南通 226009）

羊肚菌（Morchella）鮮香味美，營養(yǎng)豐富，在亞洲一些地區(qū)被認(rèn)為與肉和魚具有相同的營養(yǎng)水平，深受消費(fèi)者青睞[1-2]。大量藥理學(xué)研究表明，羊肚菌具有抗炎抗腫瘤、降低膽固醇和免疫調(diào)節(jié)作用[3-5]。此外，羊肚菌富含蛋白質(zhì)、氨基酸等重要味覺活性成分，在風(fēng)味利用及產(chǎn)品加工方面具有巨大潛力。近年來羊肚菌人工栽培技術(shù)日趨成熟，我國羊肚菌種植面積迅速擴(kuò)大，出口量逐年增加[6-7]。目前，市場上羊肚菌仍以鮮銷及干制為主，產(chǎn)品種類單一，附加值低。羊肚菌深加工技術(shù)的研究迫在眉睫。近年來國內(nèi)外關(guān)于羊肚菌的報道主要集中于多糖的提取及生物活性研究，關(guān)于羊肚菌子實體風(fēng)味利用方面的研究鮮有報道。

美拉德反應(yīng)是羰基化合物和氨基化合物的相互作用，可以產(chǎn)生多種高級化合物和風(fēng)味物質(zhì)前體，并伴隨著明顯的增味、生香和著色特性，在食品風(fēng)味形成中起重要作用[8-9]。D-木糖、D-葡萄糖和L-半胱氨酸是制備美拉德反應(yīng)肉味調(diào)味料的常用原料[10-11]。此外，底物特異性、氨基酸和還原糖的含量、pH值、溫度、時間等都會顯著影響美拉德反應(yīng)最終產(chǎn)物的風(fēng)味特性[12-13]。Cai Luyun等[8]利用對蝦廢料水解物與D-木糖在高溫條件下反應(yīng)，制備出具有強(qiáng)烈肉香、海鮮香氣及鮮味等愉悅風(fēng)味和誘人色澤的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，極大程度提高了對蝦廢物的利用率；Wang Wenli等[14]以暗紋東方鲀酶解液、D-木糖和L-半胱氨酸為原料進(jìn)行美拉德反應(yīng)，結(jié)果表明反應(yīng)產(chǎn)物顯示出更強(qiáng)的鮮味和醇厚味及豐富的揮發(fā)性風(fēng)味化合物，為高品質(zhì)調(diào)味料的制備奠定基礎(chǔ)。

美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的風(fēng)味評價包括感官評價和儀器分析，其中感官評價是接受或拒絕食物的最終標(biāo)準(zhǔn)，但一定的主觀性和模糊性使得傳統(tǒng)的評價結(jié)果具有不確定性[15-16]。模糊數(shù)學(xué)綜合評判法是利用數(shù)學(xué)方法處理邊 界不清、不易定量等模糊現(xiàn)象的方法。在模糊建模過程中，通過構(gòu)建因素集、評語集及權(quán)重之間的關(guān)系建立理論化評價模式，運(yùn)用模糊關(guān)系合成原理得出較為客觀的食品接受度，使得感官結(jié)果更為可靠、準(zhǔn)確和科學(xué)[17]。

本課題組利用殘次菇制備的羊肚菌酶解液富含多肽和游離氨基酸。本研究以羊肚菌酶解液為底物，通過外加D-木糖、D-葡萄糖和L-半胱氨酸高溫反應(yīng)制備羊肚菌肉味調(diào)味料。通過單因素試驗結(jié)合正交試驗優(yōu)化美拉德反應(yīng)原料和工藝，找出最優(yōu)參數(shù)，以期為羊肚菌的深加工提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

六妹羊肚菌干品（水分（1 0.0 3±0.1 2）%、蛋白質(zhì)（干質(zhì)量，下同）（31.26±0.50）%、總糖（36.05±0.64）%、脂肪（4.58±0.10）%、灰分（9.23±0.14）%）采摘自四川成都金堂縣，購于四川金地菌類有限公司。

中性蛋白酶（酶活力50 000 U/g）、風(fēng)味蛋白酶（酶活力30 000 U/g）、D-木糖（分析純）、D-葡萄糖（分析純）、L-半胱氨酸（分析純） 北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DELTA320型pH計 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；MJ-54A高壓蒸汽滅菌鍋 上海施都凱儀器設(shè)備有限公司；CM-5全自動色差儀 日本美能達(dá)公司；722S紫外-可見分光光度計 上海精密科學(xué)儀器有限 公司；SA 402B電子舌 日本Insent公司；Fox-3000 電子鼻 法國Alpha MOS公司。

1.3 方法

1.3.1 羊肚菌美拉德反應(yīng)液的制備

稱取適量羊肚菌干粉，按料水比1∶10（g/mL）加水勻漿，調(diào)節(jié)pH值至6.0，加入2 667 U/g中性蛋白酶和1 333 U/g風(fēng)味蛋白酶于50 ℃水解3 h，置于90 ℃滅酶10 min，取上清液作為美拉德反應(yīng)底物。加入還原糖、氨基酸等反應(yīng)原料，置于一定條件下進(jìn)行美拉德反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后取出，放入冰箱中快速冷卻待用。

1.3.2 美拉德反應(yīng)條件單因素試驗設(shè)計優(yōu)化

1.3.2.1 反應(yīng)原料的選擇

固定還原糖添加量8%、L-半胱氨酸添加量2%、反應(yīng)溫度105 ℃、反應(yīng)時間60 min、初始反應(yīng)pH 7.0，調(diào)節(jié)D-木糖與D-葡萄糖比例（m/m）分別為1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1進(jìn)行反應(yīng)，優(yōu)化最佳比例；固定D-木糖與D-葡萄糖比例為最優(yōu)，L-半胱氨酸添加量2%、控制反應(yīng)溫度105 ℃、反應(yīng)時間60 min、初始反應(yīng)pH 7.0，調(diào)節(jié)還原糖添加量分別為2%、4%、6%、8%、10%進(jìn)行反應(yīng)，優(yōu)化最佳添加量；固定還原糖添加量和D-木糖與D-葡萄糖比例為最佳，控制反應(yīng)溫度105 ℃、反應(yīng)時間60 min、初始反應(yīng)pH 7.0，調(diào)節(jié)L-半胱氨酸添加量分別為1%、2%、3%、4%、5%進(jìn)行反應(yīng)，優(yōu)化最佳添加量。

1.3.2.2 反應(yīng)工藝的選擇

固定反應(yīng)原料為最佳，控制反應(yīng)時間60 min、初始反應(yīng)pH 7.0，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度分別為95、105、115、125 ℃和135 ℃，優(yōu)化最佳反應(yīng)溫度；固定反應(yīng)原料和反應(yīng)溫度為最佳，控制反應(yīng)時間60 min，調(diào)節(jié)初始反應(yīng)pH值分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，優(yōu)化最佳初始反應(yīng)pH值；固定反應(yīng)原料、反應(yīng)溫度和初始反應(yīng)pH值為最佳，調(diào)節(jié)反應(yīng)初始時間分別為15、30、45、60、75 min，優(yōu)化最佳反應(yīng)時間。

1.3.2.3 褐變度測定

褐變度常用于評估美拉德反應(yīng)的劇烈程度，褐變度越大，美拉德反應(yīng)終產(chǎn)物的累積量越大，反應(yīng)越劇烈。褐變度的測定參考Chen Kangni等[18]的方法，將羊肚菌美拉德反應(yīng)液稀釋60 倍，測定其在波長420 nm處的吸光度。

1.3.2.4 Friedman排序檢驗

將羊肚菌美拉德反應(yīng)液稀釋1 0 倍，置于室溫（27 ℃）下平衡45 min，以避免可能影響評估的溫度差異。樣品以隨機(jī)生成的3 位數(shù)字編碼，以隨機(jī)順序呈現(xiàn)給10 位有感官評價背景知識的評價員（5 名男性，5 名女性，年齡分布在18～42 周歲），同時在室溫下進(jìn)行感官評價。感官評價方法及評價員培訓(xùn)方法參考 Chen Xiao等[19]的研究。感官評估在符合國際標(biāo)準(zhǔn)的感官實驗室進(jìn)行，要求10 位評價員品評前24 h不吃刺激性食物，當(dāng)有情緒影響時不參與品評。根據(jù)樣品整體風(fēng)味的可接受程度對各組樣品進(jìn)行排序打分，分值設(shè)置為1～5，其中5 分為最喜歡，1 分為最不喜歡，采用多重比較和分組的方法對結(jié)果進(jìn)行差異度分析。

1.3.3 美拉德反應(yīng)條件正交試驗設(shè)計優(yōu)化

根據(jù)褐變度差異及排序檢驗結(jié)果，選擇還原糖添加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和初始pH值4 個因素進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，每個因素選取3 個水平進(jìn)行L9（34）正交試驗。以模糊評價等級值為指標(biāo)，對羊肚菌酶解液美拉德反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗因素和水平如表1所示。

表1 正交試驗設(shè)計L9（34）因素與水平Table 1 Code and level of independent variables used for orthogonal array design

1.3.3.1 因素集和評語集的建立

因素集定義為感官評價的組成指標(biāo)的集合。本實驗以滋味、蘑菇香氣、肉香、色澤為指標(biāo)組成因素集，即因素集U＝{u1,u2,u3,u4}＝{滋味, 蘑菇香氣, 肉香, 色澤}；評語集定義為評價員對因素集的反饋信息的集合。本實驗以優(yōu)、良、中、合格、不合格為評語集中的評語等級，即評語集V＝{v1,v2,v3,v4,v5}＝{優(yōu), 良, 中, 合格, 不合格}，評分時，v1＝4 分、v2＝3 分、v3＝2 分、v4＝1 分、v5＝0 分。

1.3.3.2 感官評價因素權(quán)重系數(shù)的確立

采用用戶調(diào)查法確定羊肚菌美拉德反應(yīng)液評價過程中各因素所占權(quán)重。具體操作如下：選擇15 名感官評價員對美拉德反應(yīng)液的滋味、蘑菇香氣、肉香和色澤4 個因素進(jìn)行打分，以衡量每個因素在整體感官評價中的重要程度，即權(quán)重。感官評分范圍在0～5之間，0為不重要，5為最重要。參照樣品制備方式參考Chen Xiao等[19]的研究。根據(jù)15 位評價員給出的數(shù)據(jù)構(gòu)成15 行4 列的矩陣，對其進(jìn)行歸一化處理后即可得到因素集的模糊權(quán)重向量α＝（α1,α2,α3,α4）＝（0.33, 0.17, 0.34, 0.16）， 且α1＋α2＋α3＋α4＝1。

1.3.3.3 模糊矩陣及模糊變換

采用模糊數(shù)學(xué)的方法處理羊肚菌美拉德反應(yīng)液的感官評定結(jié)果，統(tǒng)計各因素在各等級中的票數(shù)占總票數(shù)（評價員總?cè)藬?shù)）的比例可以得到Cij（i=1, 2, 3, …,m；j=1, 2, 3, …,n），根據(jù)樣品不同因素的得票結(jié)果可以得到從α到V的一個模糊映射關(guān)系矩陣Rk。

式中：k=1, 2, 3, …,t為樣品編號，每一行代表一個因素的評價結(jié)果。依據(jù)模糊矩陣變換原理計算第k號樣品的綜合評價結(jié)果B，即Bk＝α×Rk。最后再將其中各個評價等級值分別乘以對應(yīng)的等級分值（v1＝4、v2＝3、v3＝2、v4＝1）進(jìn)行加和，得出各組樣品的模糊評價等級值Y，即Y＝B×V。

1.3.3.4 最佳工藝驗證

取一定量的羊肚菌酶解液作為反應(yīng)底物，在最優(yōu)條件下進(jìn)行美拉德反應(yīng)，選擇10 名感官評定員進(jìn)行感官評定，方法同1.3.2.4節(jié)。

1.3.4 色差值測定

參照Abdelhedi等[20]的研究。采用具備三色協(xié)調(diào)系統(tǒng)（L*、a*、b*）的全自動色差儀測定，每個樣品測定6 次，取平均值。其中以羊肚菌酶解液為空白對照，設(shè)置熱反應(yīng)處理組（不加羊肚菌反應(yīng)原料）為陰性對照。

1.3.5 風(fēng)味特性測定

羊肚菌美拉德反應(yīng)液的滋味特性和香氣特性分別由電子舌及電子鼻進(jìn)行表征。將樣品稀釋10 倍進(jìn)行電子舌測定；準(zhǔn)確量取4 mL樣品置于20 mL頂空瓶中進(jìn)行電子鼻測定。測定方法參照Fang Donglu等[21]的研究。其中以羊肚菌酶解液為空百對照，設(shè)置熱反應(yīng)處理組（不加羊肚菌反應(yīng)原料）為陰性對照。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每組數(shù)據(jù)測定3 次，結(jié)果以±s表示，采用Origin 9.5作圖。Friedman排序檢驗結(jié)果的多重比較及分組分析均采用SPSS 20軟件完成。正交試驗采用正交設(shè)計助手3.1進(jìn)行設(shè)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 還原糖比例對美拉德反應(yīng)的影響

圖1 D-木糖與D-葡萄糖比例對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物褐變程度的影響Fig. 1 Effect of D-xylose to D-glucose ratio on browning intensity of MRPs

從圖1可以看出，隨著D-木糖添加比例的減少，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的褐變度減小，反應(yīng)程度降低。美拉德反應(yīng)的反應(yīng)速率取決于糖的開鏈程度，有研究表明D-木糖在合適條件下可以比D-葡萄糖更加快速的與氨基化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)，具有更高的反應(yīng)性，使最終產(chǎn)物的褐變度上升[13]。

表2 不同D-木糖和D-葡萄糖比例下樣品的秩和Table 2 Rank sum of MRPs obtained at different xylose to glucose ratios

如表2所示，利用SPSS軟件計算出統(tǒng)計量F=14.08。通過查閱Friedman秩和檢驗近似臨界值表可知，相應(yīng)的P, J, a（5, 10, 0.01）的臨界值為13.38＜F=14.08，故各樣品組之間存在極顯著差異。通過多重比較和分組的方法將樣品劃分為3 組：BC、AD、E。由差異程度可知，在0.01的顯著水平上，B和C風(fēng)味最好（鮮香濃郁，無異味），A和D次之（回味小，味感單一），E最差（刺激性氣味）。大量預(yù)實驗結(jié)果表明，D-木糖的添加可以產(chǎn)生更多的烤香味和肉味，D-葡萄糖的添加可以產(chǎn)生更多的鮮味和醇厚味。又由于RB=41＞RC=36，故選擇最佳條件為D-木糖與D-葡萄糖比例2∶1。

2.1.2 還原糖添加量對美拉德反應(yīng)的影響

圖2 還原糖添加量對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物褐變程度的影響Fig. 2 Effect of reducing sugar concentration on browning intensity of MRPs

從圖2可以看出，隨著還原糖添加量的增大，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的褐變度急劇升高，且每組間均有顯著性差異（P＜0.05）。還原糖是美拉德反應(yīng)的重要原料，因此還原糖含量越高，美拉德反應(yīng)越劇烈，這與Han Jiarun等[13]的研究結(jié)果一致。

表3 不同還原糖添加量下樣品的秩和Table 3 Rank sum of MRPs obtained with different amounts of reducing sugar added

如表3所示，統(tǒng)計量F=20.56＞13.38，即各樣品組在0.01顯著水平上存在差異，進(jìn)一步將樣品劃分為3 組，即DE、C、BA。由差異程度可知，D和E的整體風(fēng)味最好，無顯著性區(qū)別，E和B次之，A風(fēng)味最差（味感單一）。這可能是因為還原糖是熱反應(yīng)最主要的前體物質(zhì)，當(dāng)其添加量過少時，美拉德反應(yīng)程度低，呈香呈味物質(zhì)累積較少。通過比較秩和可得RD=41＞RE=39，故選擇還原糖添加量為8%時為最佳條件。

2.1.3L-半胱氨酸添加量對美拉德反應(yīng)的影響

含硫氨基酸是美拉德反應(yīng)制備肉味香氣成分的關(guān)鍵性反應(yīng)原料，其中L-半胱氨酸可以提供肉味、咸味、烤香以及醇厚味，是最理想的含硫化合物[10,22-23]。從圖3可以看出，隨著L-半胱氨酸添加量的增大，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的褐變度不斷增加，當(dāng)添加量達(dá)到3%時，褐變度基本保持不變。這可能是由于還原糖含量有限，且過量L-半胱氨酸的添加會產(chǎn)生令人難以接受的氣味。

圖3 L-半胱氨酸添加量對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物褐變程度的影響Fig. 3 Effect of L-Cys concentration on browning intensity of MRPs

表4 不同L-半胱氨酸添加量下樣品的秩和Table 4 Rank sum of MRPs obtained with different amounts of L-Cys added

如表4所示，統(tǒng)計量F=20.48＞13.38，即各樣品組在0.01顯著水平上存在差異，進(jìn)一步將樣品劃分為3 組，即BCD、A、E。由差異程度可知，B、C和D的整體風(fēng)味最好，具有怡人的肉味，引起食欲。有研究表明美拉德反應(yīng)中添加L-半胱氨酸不僅可以產(chǎn)生肉味，而且可以抑制丙烯酰胺的形成，并且可以一定程度上抑制褐變，使最終產(chǎn)品不至于產(chǎn)生難以接受的色澤[19,22]。分組表明，E風(fēng)味最差，這可能是因為L-半胱氨酸添加量過大，反應(yīng)過程中生成過量含硫化合物，導(dǎo)致硫臭味的產(chǎn)生。通過比較秩和可得RB=42＞RC=36＞RD=32，故選擇L-半胱氨酸添加量為2%時為最佳條件。

2.1.4 反應(yīng)溫度對美拉德反應(yīng)的影響

由圖4可知，隨著溫度的升高，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的褐變度顯著增大（P＜0.05），表明美拉德反應(yīng)在第3階段產(chǎn)生的類黑精物質(zhì)顯著增加和積累，各溫度處理組均有顯著差異，表明溫度條件對美拉德反應(yīng)程度影響較大。

圖4 反應(yīng)溫度對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物褐變程度的影響Fig. 4 Effect of reaction temperature on browning intensity of MRPs

表5 不同反應(yīng)溫度下樣品的秩和Table 5 Rank sum of MRPs obtained at different reaction temperatures

如表5所示，統(tǒng)計量F=24.88＞13.38，各樣品組在0.01顯著水平上存在差異，進(jìn)一步將樣品劃分為2 組，即CB、ADE。由差異程度可知，C和B的整體風(fēng)味最好，肉香濃郁，烤香協(xié)調(diào)，A、D、E樣品風(fēng)味無顯著性區(qū)別。其中A香氣較淡，而D和E的焦糊味略重。研究表明，低溫條件下美拉德反應(yīng)程度低，主要產(chǎn)物為醛類、呋喃類等，香氣不夠濃郁飽滿，而在一定溫度范圍內(nèi)，高溫可以促進(jìn)肉味和其他理想風(fēng)味物質(zhì)及其前體的形成，具有更好的效果[13,24]。這些結(jié)果可能是由于較高的溫度有助于L-半胱氨酸和羰基化合物的熱降解，從而在終產(chǎn)物中形成具有硫、氮基團(tuán)的揮發(fā)性化合物，形成 肉味[25-27]。此外，有研究表明，在一定溫度范圍內(nèi)，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化能力及乳化能力隨著溫度的升高而增強(qiáng)[28-29]。通過比較秩和可得RC=44＞RB=43，故選擇最佳條件為反應(yīng)溫度115 ℃。

2.1.5 初始反應(yīng)pH值對美拉德反應(yīng)的影響

從圖5可以看出，隨著初始反應(yīng)pH值的升高，美拉德反應(yīng)的褐變度逐漸增大，且各pH值梯度之間存在顯著差異（P＜0.05）。表明初始反應(yīng)pH值對美拉德反應(yīng)程度影響較大。

圖5 初始反應(yīng)pH值對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物褐變程度的影響Fig. 5 Effect of initial reaction pH on browning intensity of MRPs

表6 不同初始pH值條件下樣品的秩和Table 6 Rank sum of MRPs obtained with different initial reaction pHs

如表6所示，統(tǒng)計量F=28.96＞13.38，即各樣品組在0.01顯著水平上存在差異，進(jìn)一步將樣品劃分為3 組，即CB、AD、E。由差異程度可知，C和B的整體風(fēng)味最好，A和D次之，E樣品風(fēng)味最差。這可能因為美拉德反應(yīng)在過低的pH值條件下，產(chǎn)生的H2S較多，而過高pH值條件下小分子風(fēng)味物質(zhì)環(huán)化成大分子無味或雜味物質(zhì)，而兩者均不能產(chǎn)生良好的風(fēng)味[12]。有研究表明，較高的初始pH值有利于還原糖及其降解產(chǎn)物與氨基化合物的反應(yīng)，從而催化美拉德反應(yīng)的發(fā)生，較低的初始pH值可能導(dǎo)致氨基酸和肽段的氨基質(zhì)子化，阻礙羰氨縮合及理想風(fēng)味物質(zhì)形成[11,28]。通過比較秩和可得RC=43＞RB=42，故選擇初始反應(yīng)pH 7.0。

2.1.6 反應(yīng)時間對美拉德反應(yīng)的影響

圖6 反應(yīng)時間對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物褐變程度的影響Fig. 6 Effect of reaction time on browning intensity of MRPs

從圖6可以看出，隨著反應(yīng)時間的延長，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的褐變度顯著增大（P＜0.05），即美拉德反應(yīng)程度急劇增大，各時間梯度之間均有顯著差異（P＜0.05）。

表7 不同反應(yīng)時間下樣品的秩和Table 7 Rank sum of MRPs obtained at different reaction times

如表7所示，統(tǒng)計量F=19.04＞13.38，即各樣品組在0.01顯著水平上存在差異，進(jìn)一步將樣品劃分為3 組，即CB、A、DE。由差異程度可知，C和B的整體風(fēng)味最好，A次之，D和E風(fēng)味較差。這可能是因為反應(yīng)時間太短導(dǎo)致反應(yīng)不充分，呈香呈味物質(zhì)生成較少，而時間太長會使反應(yīng)過度，導(dǎo)致產(chǎn)物顏色較深，糊味和硫味濃烈，掩蓋肉香味及烤香味[30]。對于旨在形成較深顏色的加工食品如深色調(diào)味汁，必須考慮美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的深色物質(zhì)的量。過長時間和過高溫度形成的著色化合物溶解度較低，不會產(chǎn)生較為理想的誘人顏色[31]。C與B秩和相同，而C樣品在波長420 nm處的吸光度大于B，故選擇最佳條件為反應(yīng)時間45 min。

2.2 正交試驗結(jié)果及最佳工藝驗證

根據(jù)正交試驗設(shè)計得到9 組試驗方案，參照1.3.2.4節(jié)方法評定后，將各個等級的票數(shù)分布進(jìn)行整理，結(jié)果如表8所示。

表8 羊肚菌美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的感官評價票數(shù)分布Table 8 Vote distribution of sensory evaluation of MRPs derived from morel mushroom hydrolysate

根據(jù)模糊矩陣變換原理可得各處理組的模糊評價等級值，如表9所示。

表9 美拉德反應(yīng)正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 9 Orthogonal array design with results for optimization of Maillard reaction conditions

由表9可知，RB＞RD＞RA＞RC，即各因素影響大小順序為反應(yīng)溫度、初始反應(yīng)pH值、還原糖添加量、反應(yīng)時間。最佳的美拉德反應(yīng)條件組合為A3B2C1D2，即還原糖添加量10%、反應(yīng)溫度115 ℃、反應(yīng)時間30 min、初始反應(yīng)pH值為7.0。由于該最優(yōu)組合并未出現(xiàn)在正交試驗組中，因此在理論最優(yōu)條件下進(jìn)行驗證實驗，結(jié)果 如表10所示。

根據(jù)投票結(jié)果得到最佳條件下的模糊矩陣，經(jīng)過模糊矩陣變換后得到最佳工藝下的評價結(jié)果：

結(jié)果表明，最優(yōu)條件下的羊肚菌美拉德反應(yīng)液的模糊評價等級值為3.636，優(yōu)于正交試驗組最優(yōu)值，證明該條件為最佳反應(yīng)條件。

表10 羊肚菌酶解液美拉德反應(yīng)最優(yōu)工藝感官評價票數(shù)Table 10 Vote distribution of sensory evaluation of MRPs obtained under optimized reaction conditions

2.3 色澤測定結(jié)果

表11 羊肚菌酶解液、熱反應(yīng)液及美拉德反應(yīng)液的色澤Table 11 Color parameters of native hydrolysate, heated hydrolysate and MRPs

由表11可知，3 種樣品的色澤差異顯著（P＜0.05）。與酶解液和熱反應(yīng)液相比，美拉德反應(yīng)液具有最低的L*值（亮度）和a*值（紅度）。這可能是由于反應(yīng)產(chǎn)生大量棕黑色化合物使最終產(chǎn)品亮度降低。但b*值（黃度）顯著增加（P＜0.05），最終通過顏色相互作用提高了整體色彩豐富度，即最高的C*值（色彩明艷度）[20]。由ΔE*可知，美拉德反應(yīng)液的顏色變化遠(yuǎn)大于熱反應(yīng)液，說明僅加熱處理不是影響加工食品顏色形成的主要因素，糖與氨基酸或多肽發(fā)生的美拉德反應(yīng)生成的不飽和棕色含氮共聚物是產(chǎn)生引起食欲顏色的主要原因。

2.4 電子舌非揮發(fā)性滋味特性

圖7 羊肚菌熱反應(yīng)液及美拉德反應(yīng)液的滋味響應(yīng)強(qiáng)度值Fig. 7 Intensity of electronic tongue responses to tastes of heated hydrolysate and MRPs

以羊肚菌酶解液的滋味響應(yīng)強(qiáng)度值為0 進(jìn)行校準(zhǔn)，得到熱反應(yīng)及美拉德反應(yīng)液的滋味響應(yīng)強(qiáng)度值變化情況，如圖7所示。與羊肚菌酶解液和熱反應(yīng)液相比，經(jīng)美拉德反應(yīng)處理后的樣品鮮味和咸味顯著增加 （P＜0.05），酸味、苦味和澀味顯著降低（P＜0.05），這可能是由于美拉德反應(yīng)產(chǎn)生了大量呈味物質(zhì)。據(jù)報道，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物所含的0.3～3 kDa的肽、5’-鳥苷酸及谷氨酸、天冬氨酸等鮮味氨基酸貢獻(xiàn)強(qiáng)烈的肉味、鮮味、及回味[9,14,19,32]。這些呈味物質(zhì)的生成一方面直觀增加了鮮味和咸味，另一方面，通過味覺相互作用掩蓋了苦、澀等異味的表達(dá)[8,33]。

圖8 羊肚菌酶解液（1～3）、熱反應(yīng)液（4～6）及美拉德反應(yīng)液（7～9）的滋味響應(yīng)強(qiáng)度PCA雙標(biāo)圖Fig. 8 PCA biplots based on the intensity of electronic tongue responses to tastes of native hydrolysate (1–3), heated hydrolysate (4–6) and MRPs (7–9)

如圖8主成分分析（principal component analysis，PCA）所示，2 個PC的累計方差貢獻(xiàn)率高達(dá)97.5%，表明評估方法具有較大可行性和科學(xué)性。相較于羊肚菌酶解液和熱反應(yīng)液，美拉德反應(yīng)液的整體滋味更接近于鮮味、咸味載荷，遠(yuǎn)離苦味、澀味和酸味載荷，這一結(jié)果表明美拉德反應(yīng)液具有較好的整體滋味特性，且美拉德反應(yīng)可以提升酶解液的鮮味和咸味，減少不良風(fēng)味的表達(dá)。

2.5 揮發(fā)性香氣雷達(dá)指紋圖譜

圖9 羊肚菌酶解液、羊肚菌酶解液熱反應(yīng)及美拉德反應(yīng)處理組樣品的電子鼻香氣雷達(dá)指紋圖譜Fig. 9 Radar map showing aroma profiles of native hydrolysate, heated hydrolysate and MRPs

采用電子鼻對3 種處理組樣品的香氣輪廓進(jìn)行分析。以羊肚菌酶解液的揮發(fā)性物質(zhì)響應(yīng)強(qiáng)度值為0進(jìn)行校準(zhǔn)，得到熱反應(yīng)及美拉德反應(yīng)液的揮發(fā)性物質(zhì)響應(yīng)強(qiáng)度值變化情況。由圖9可知，3 種處理組樣品的氣味強(qiáng)度存在一定差異。PA/2、T70/2、P10/1及T30/1這4 個傳感器對美拉德反應(yīng)樣品組的響應(yīng)值較高，而LY2/G、LY2/AA、LY2/GH和LY2/gCTL對酶解處理組具有較高響應(yīng)值。根據(jù)FOX3000各傳感器對不同香氣的靈敏度，傳感器PA/2對氮化合物、硫化合物及酸類物質(zhì)敏感，T70/2對醇類敏感，P10/1對碳?xì)浠衔锩舾?，T30/1對有機(jī)化合物敏感；LY2/G對氨、胺類化合物及一氧化碳敏感，LY2/AA對乙醇敏感，LY2/GH對氨及胺類化合物敏感，LY2/gCTL對硫化氫敏感。結(jié)果表明美拉德反應(yīng)可以產(chǎn)生更多的含硫、含氮化合物，降低酶解液中會導(dǎo)致難聞氣味的氨、胺類化合物及硫化氫等揮發(fā)性物質(zhì)。這一結(jié)果與現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)蛋白酶水解液經(jīng)美拉德反應(yīng)后含氮化合物及含硫化合物增加結(jié)果一致[14,19]。總體來看，美拉德反應(yīng)處理后樣品的揮發(fā)性風(fēng)味輪廓顯著增大，這與感官評價結(jié)果一致，表明美拉德反應(yīng)可以為羊肚菌水解物提供更加豐富的香氣風(fēng)味特性。

3 結(jié) 論

本研究以羊肚菌酶解液為原料，通過外源添加D-木糖、D-葡萄糖及L-半胱氨酸在高溫下進(jìn)行美拉德反應(yīng)。采用吸光度結(jié)合Friedman排序檢驗法為評價指標(biāo)設(shè)計單因素試驗初步優(yōu)化原料添加量及反應(yīng)工藝參數(shù)。同時以模糊數(shù)學(xué)綜合評判法結(jié)合感官評價法為評價方法設(shè)計正交試驗進(jìn)一步優(yōu)化美拉德反應(yīng)條件并開展驗證性實驗，得到羊肚菌酶解液進(jìn)行美拉德反應(yīng)的最優(yōu)條件，即還原糖添加量10%、D-木糖與D-葡萄糖比例2∶1、L-半胱氨酸添加量2%、反應(yīng)溫度115 ℃、初始反應(yīng)pH 7.0、反應(yīng)時間30 min。采用電子舌結(jié)合電子鼻分析最優(yōu)條件下制備的羊肚菌美拉德反應(yīng)液的整體風(fēng)味特性。檢測結(jié)果表明美拉德反應(yīng)可以豐富羊肚菌酶解液的滋味和風(fēng)味化學(xué)特性，促進(jìn)蘑菇美拉德反應(yīng)物在不同菜肴中作為調(diào)味料的應(yīng)用，對羊肚菌資源調(diào)味特性的開發(fā)利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。