安朝麗門,錢 磊,姜迎迎,王 菲,張平平,張業(yè)尼,*
(1.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院,天津300384;2.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,天津300192;3.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津),農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300384)
滑子蘑又名滑菇、光帽鱗傘、納美菇等,因其菌蓋黏滑而得名,通常生長(zhǎng)在闊葉樹(shù)木倒木或樹(shù)樁上,主要分布在我國(guó)和日本,在我國(guó)東北、廣西、西藏等地區(qū)較常見(jiàn)。滑子蘑味道鮮美,富含多糖、多肽、微量元素、萜類化合物等多種生物活性成分[1-3],具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎、免疫調(diào)節(jié)等作用[4-7]。由于新鮮滑子蘑含水率較大、酶活力旺盛、易褐變,因而貨架期短、無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間貯藏,這嚴(yán)重制約了滑子蘑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前,滑子蘑主要有腌漬、罐藏和干制等加工方法。干制是一種可以有效延長(zhǎng)滑子蘑保質(zhì)期的加工方法,該方法操作便捷,但容易出現(xiàn)風(fēng)味劣變現(xiàn)象,因此研究其在加工過(guò)程中風(fēng)味的變化具有重要意義。但目前尚未見(jiàn)有關(guān)滑子蘑風(fēng)味變化的研究報(bào)道。
為研究不同干燥方式(熱風(fēng)干燥、熱泵干燥和微波干燥)對(duì)滑子蘑中滋味物質(zhì)的影響,對(duì)其游離氨基酸、有機(jī)酸和5′-核苷酸的成分和含量進(jìn)行對(duì)比分析,并運(yùn)用等鮮濃度(Equivalent umami concentration,EUC)值和電子舌對(duì)其滋味進(jìn)行評(píng)價(jià),以期為滑子蘑等食用菌及其干燥制品的風(fēng)味研究提供一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。
1.1.1 材料與試劑
新鮮滑子蘑,市售;氨基酸、5'-核苷酸標(biāo)準(zhǔn)品,美國(guó)Sigma公司;有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)品,阿拉丁試劑(上海)有限公司。
1.1.2 儀器與設(shè)備
YP5002電子天平,上海佑科儀器儀表有限公司;WGL-230B電熱鼓風(fēng)干燥箱,天津市泰斯特儀器有限公司;WRH-100AB熱泵干燥機(jī),正旭新能源設(shè)備科技有限公司;CC-002A微波干燥箱,上海鑭泰微波設(shè)備制造有限公司;MFJ-W300研磨機(jī),北京利仁科技股份有限公司;L-8900氨基酸分析儀,日本日立公司;U3000高效液相色譜儀,賽默飛世爾科技公司;SA402B電子舌,日本INSENT公司。
1.2.1 樣品的制備
挑選新鮮的滑子蘑清洗去污,剔除不可食用部分,瀝干水分后于50℃進(jìn)行干燥處理(熱風(fēng)干燥、熱泵干燥、微波干燥)。干燥至含水量10%以下,粉碎并過(guò)100目篩,密封備用。
1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法
1.2.2.1 游離氨基酸含量
參考Lee等[8]的方法并稍作修改。稱取0.5 g滑子蘑粉,加入50 mL鹽酸(0.1 mol/L)溶解45 min后,10 000 r/min離心15 min,上清液用0.22 μm濾膜過(guò)濾后上機(jī)檢測(cè)。
檢測(cè)條件:選用離子交換色譜柱(2622#PH,4.5 mm×60 mm),柱溫分別為57、135℃,檢測(cè)波長(zhǎng)分別為570、440 nm。
1.2.2.2 有機(jī)酸含量
參考Li等[9]的方法并稍作修改。稱取0.5 g滑子蘑粉放入離心管中,用去離子水溶解,15 000 r/min均質(zhì)5 min,4 000 r/min離心5 min,將上清液取出,再加入水重復(fù)提取2次,將3次上清液混合,定容至50 mL,搖勻。用0.45 μm濾膜過(guò)濾后上機(jī)檢測(cè)。
色譜條件:選用色譜柱Syncronis C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),柱溫30℃;檢測(cè)器為紫外檢測(cè)器,檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm,流動(dòng)相為0.05 mol/L KH2PO4(pH 2.68),流速0.5 mL/min,進(jìn)樣量20 μL。
1.2.2.3 核苷酸含量
參考Taylor等[10]的方法并稍作修改。稱取滑子蘑粉0.5 g,于10 mL超純水中煮沸1 min進(jìn)行提取,冷卻后以5 500 r/min離心15 min,取出上清液。對(duì)殘?jiān)貜?fù)提取2次,將3次上清液混合,0.45 μm濾膜過(guò)濾后上機(jī)檢測(cè)。
色譜條件:選用色譜柱Accucore C18(250 mm×4.6 mm,2.6 μm),柱溫30℃,檢測(cè)器為紫外檢測(cè)器,流動(dòng)相為KH2PO4緩沖鹽(pH 4.68),流速0.9 mL/min,進(jìn)樣量10 μL。
1.2.2.4 等鮮濃度值
等鮮濃度值是指在100 g干樣中,用谷氨酸鈉(Monosodium glutamate,MSG)的含量來(lái)表示呈鮮物質(zhì)的總量[11]。計(jì)算公式如下:
式中:EUC為等鮮濃度值,g MSG/100 g;ai為各呈鮮氨基酸(天冬氨酸或谷氨酸)的含量,g/100 g;aj為各呈味核苷酸(5′-肌苷酸(5′-IMP)、5′-鳥(niǎo)苷酸(5′-GMP)、5′-腺苷酸(5′-AMP))的含量,g/100 g;bi為各呈鮮氨基酸對(duì)MSG的相對(duì)鮮味濃度(谷氨酸=1,天冬氨酸=0.077);bj為各呈鮮味核苷酸對(duì)MSG的相對(duì)鮮味濃度(5′-IMP=1,5′-GMP=2.3,5′-AMP=0.18);1 218為協(xié)同作用常數(shù),g/100 g。
1.2.3 電子舌分析
稱取1.0 g樣品于燒杯中,加入40 mL超純水,于室溫下浸泡1 h,4 000 r/min離心20 min,取上清液定容至100 mL進(jìn)行分析。
1.2.4 數(shù)據(jù)處理
2.1.1 干燥方式對(duì)滑子蘑中游離氨基酸含量的影響
游離氨基酸是食用菌中重要的呈味物質(zhì),其組成及含量的差異會(huì)對(duì)食用菌的鮮美滋味產(chǎn)生影響。如表1所示,在3種干燥樣品中共檢測(cè)出17種氨基酸,其總含量大小排序?yàn)椋何⒉ǜ稍铮?68.81 mg/g)>熱風(fēng)干燥(138.71 mg/g)>熱泵干燥(110.76 mg/g)。與微波干燥相比,滑子蘑在熱風(fēng)和熱泵干燥過(guò)程中氨基酸含量顯著下降(P<0.05),這可能與在高溫加熱下氨基酸發(fā)生氧化反應(yīng)或與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)而造成損失有關(guān)[12-15]。已有文獻(xiàn)報(bào)道指出,微波對(duì)物料的影響,除加熱引起的熱效應(yīng)外,還會(huì)對(duì)生物細(xì)胞產(chǎn)生非熱效應(yīng),但其機(jī)理尚需進(jìn)一步研究[16-17]。由于微波干燥的持續(xù)時(shí)間較短,受熱比較均勻,能有效地防止物料發(fā)生局部過(guò)熱,在一定程度上減少了氨基酸的損失,使氨基酸的含量受干燥環(huán)境的影響較小。
表1 不同干燥方式處理的滑子蘑中游離氨基酸含量Table 1 Content of free amino acids in Pholiota microspora treated by different drying methods 單位:mg/g
食用菌含有豐富的必需氨基酸,其含量和組成決定著食用菌蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低。3種樣品中均檢測(cè)到7種必需氨基酸,其中微波干燥樣品中必需氨基酸含量最高,占氨基酸總量的35%。組氨酸(6.07~6.73 mg/g)和精氨酸(5.97~9.83 mg/g)含量足以滿足人體的需求。表明微波干燥能夠較好地保持滑子蘑的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
2.1.2干燥方式對(duì)滑子蘑中游離氨基酸滋味特征的影響
按照不同味覺(jué)特征,通常把游離氨基酸分為4大類:苦味、鮮味、甜味和無(wú)味[18]。鮮味和甜味氨基酸均能改善食物的風(fēng)味,緩和食物中的苦澀味,是食用菌中常見(jiàn)的味覺(jué)活性氨基酸。其中天冬氨酸和谷氨酸是鮮味氨基酸,它們賦予了食用菌鮮味。
由圖1可知,不同干燥方式處理對(duì)滑子蘑中氨基酸滋味特征影響較大,微波干燥樣品中各種滋味氨基酸含量均最高,熱泵樣品中均最低。3種滑子蘑干燥樣品中,鮮、甜味氨基酸總含量(72.22~106.41 mg/g)明顯高于苦味氨基酸(33.60~51.19 mg/g)和無(wú)味氨基酸(4.94~11.20 mg/g)。由此可知,滑子蘑中鮮、甜味氨基酸呈味占主導(dǎo)作用,整體無(wú)苦味。
Yang等[19]將鮮味氨基酸分為3個(gè)等級(jí):低等(小于5 mg/g)、中等(5~20 mg/g)和高等(大于20 mg/g)。采用熱泵、熱風(fēng)和微波干燥方式的滑子蘑,鮮味氨基酸含量(天冬氨酸和谷氨酸)逐漸遞增,依次為26.60、38.38、44.10 mg/g,鮮味氨基酸含量均處于高等水平。其中微波干燥更有利于保存滑子蘑中的鮮味氨基酸。
有機(jī)酸是食用菌風(fēng)味的重要組成部分,它與酚類、氨基酸、酯類及芳香物質(zhì)等的合成代謝有關(guān),其種類和含量的差異會(huì)對(duì)滑子蘑的整體風(fēng)味產(chǎn)生一定的影響。如蘋果酸酸味清新,微苦;檸檬酸酸味柔和,口感清爽;琥珀酸呈味,可產(chǎn)生酸味,可以用作食品的增鮮劑。
如表2所示,在3種干燥樣品中共檢測(cè)到草酸、酒石酸、甲酸、蘋果酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸和丙酸9種有機(jī)酸,其中均未檢測(cè)到馬來(lái)酸。微波干燥滑子蘑中有機(jī)酸總含量最高,為88.69 mg/g,顯著高于熱泵干燥和熱風(fēng)干燥樣品(P<0.05)。這可能是由于干燥過(guò)程中,有機(jī)酸容易被氧化為脂肪酸、氧代有機(jī)酸,或促進(jìn)了脫羧反應(yīng),導(dǎo)致有機(jī)酸總量大幅降低[20-21]。微波干燥中雖然有機(jī)酸也會(huì)因高溫氧化而被破壞,但由于干燥時(shí)間較短,有機(jī)酸損失量比熱泵干燥和熱風(fēng)干燥少。綜合來(lái)看,微波干燥更有利于保存滑子蘑中的有機(jī)酸。
表2 不同干燥方式處理的滑子蘑中有機(jī)酸含量Table 2 Content of organic acids in Pholiota microspora treated by different drying methods 單位:mg/g
5′-核苷酸是一種典型的呈味物質(zhì)。如表3所示,不同干燥方式處理的滑子蘑中核苷酸總含量存在顯著差異(P<0.05)。3種滑子蘑樣品中均檢出5種5′-核苷酸(5′-胞苷酸(5′-CMP)、5′-尿苷酸(5′-UMP)、5′-GMP、5′-IMP和5′-AMP),核苷酸總含量在1.20~2.86 mg/g之間,以熱泵干燥的樣品含量最高,微波干燥次之,熱風(fēng)干燥最低。5′-核苷酸對(duì)熱敏感,長(zhǎng)時(shí)間的高溫加工處理會(huì)使其含量下降[22]。由表3可知,采用不同干燥方式的滑子蘑樣品中5′-UMP含量(0.95~2.46 mg/g)均為最高,熱泵干燥樣品中5′-UMP含量達(dá)核苷酸總量的86%。5′-AMP能提高食品的甜味,同時(shí)也能有效抑制其苦味[23],微波干燥樣品中5′-AMP含量顯著高于熱風(fēng)和熱泵干燥。
表3 不同干燥方式處理的滑子蘑中5′-核苷酸含量Table 3 Content of 5′-nucleotides in Pholiota microspore treated by different drying methods 單位:mg/g
5′-GMP和5′-IMP是核苷酸的主要呈鮮物質(zhì)。5′-GMP不但可賦予食用菌鮮味,還能作為一種增味劑,其增鮮效果優(yōu)于谷氨酸鈉;5′-IMP是一種主要的味覺(jué)活性成分,能增強(qiáng)其他5′-核苷酸的風(fēng)味[24]。3種干燥樣品中呈鮮核苷酸含量由大到小排序?yàn)椋何⒉ǜ稍铮?.52 mg/g)>熱風(fēng)干燥(0.14 mg/g)>熱泵干燥(0.11 mg/g)。微波、熱風(fēng)、熱泵干燥所得樣品中呈鮮核苷酸占核苷酸總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為24.7%、11.6%、3.8%,雖然微波和熱風(fēng)干燥樣品中核苷酸含量低于熱泵干燥,但是主要的呈鮮核苷酸占總核苷酸的比例卻高于熱泵干燥樣品。
EUC值常用來(lái)表征食品的鮮味程度。為更直觀地評(píng)價(jià)食用菌的呈鮮特性,Mau等[25]將等鮮濃度劃分為第1、2、3、4水平,依次為:EUC>1 000 g MSG/100 g、EUC為100~1 000 g MSG/100 g、EUC為10~100 g MSG/100 g和EUC<10 g MSG/100 g。由圖2可見(jiàn),采用熱風(fēng)、熱泵干燥的滑子蘑樣品中EUC值分別為62.34、51.59 g MSG/100 g,均位于第3水平;而微波干燥樣品中EUC值為456.38 g MSG/100 g,處于第2水平。說(shuō)明干燥方式對(duì)滑子蘑的非揮發(fā)性特征風(fēng)味物質(zhì)的呈鮮特性影響很大。由于5′-GMP和谷氨酸的含量對(duì)EUC值貢獻(xiàn)較大,而微波樣品中5′-GMP和谷氨酸的含量較高,故具有較高的EUC值。以上結(jié)果表明,微波干燥對(duì)滑子蘑鮮味物質(zhì)的保留效果明顯優(yōu)于熱風(fēng)和熱泵干燥。
圖2 不同干燥方式處理的滑子蘑EUC值Fig.2 EUC value of Pholiota microspore treated by different drying methods
電子舌利用人工脂膜傳感器,模擬生物活體的味覺(jué)感受機(jī)理,對(duì)各種風(fēng)味物質(zhì)與人工脂膜之間引起的膜電勢(shì)的變化進(jìn)行測(cè)定,實(shí)現(xiàn)對(duì)5種基本味(酸、澀、苦、咸、鮮)和甜味進(jìn)行評(píng)價(jià)。由圖3A所示,鮮味和鮮味豐富性傳感器對(duì)3組樣品的響應(yīng)值最大,酸味、甜味和咸味的響應(yīng)值均為負(fù)值,故只呈鮮味。3組干燥樣品的滋味特征差異不明顯,但熱風(fēng)干燥樣品的鮮味和鮮味豐富性高于熱泵和微波干燥樣品,這與化學(xué)成分分析結(jié)果存在差異。原因可能是由于其他呈鮮和增鮮物質(zhì)的存在,或者不同味覺(jué)物質(zhì)之間存在一定的相互作用,比如可溶性糖醇的種類和含量、不同游離氨基酸的共同作用,以及氨基酸與核苷酸的協(xié)同增效作用等。
主成分分析(Principal component analysis,PCA)是對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和降維的一種多元統(tǒng)計(jì)方法[26]。由圖3B可知,PC1的貢獻(xiàn)率為67.1%,PC2的貢獻(xiàn)率為28.9%,累計(jì)貢獻(xiàn)率為96.0%。說(shuō)明其能很好地反映3個(gè)樣品原始數(shù)據(jù)的整體滋味信息。樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)都比較集中,說(shuō)明樣品的電子舌測(cè)定結(jié)果較為穩(wěn)定。而不同樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)分布在不同的3個(gè)象限,滋味差異比較明顯。載荷圖用來(lái)表示對(duì)第一、第二主成分貢獻(xiàn)較大的影響因子,當(dāng)影響因子越靠近樣品所在的二維坐標(biāo),則說(shuō)明載荷因子對(duì)其影響越大[27]。在熱風(fēng)干燥樣品中,鮮味、咸味和鮮味豐富性貢獻(xiàn)較大,而微波干燥樣品中甜味的貢獻(xiàn)較大。
圖3 不同干燥方式處理的滑子蘑電子舌分析Fig.3 Electronic tongue analysis of Pholiota microspore treated by different drying methods
本文比較研究了熱風(fēng)干燥、熱泵干燥和微波干燥對(duì)滑子蘑滋味物質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)微波干燥處理的滑子蘑中游離氨基酸、滋味氨基酸和有機(jī)酸總量均高于熱風(fēng)和熱泵干燥樣品,雖然總5′-核苷酸含量不是最高,但其呈鮮核苷酸含量最高。此外,不同干燥方式處理的滑子蘑EUC值由大到小依次為:微波干燥>熱風(fēng)干燥>熱泵干燥。電子舌能有效評(píng)價(jià)不同干燥方式處理的滑子蘑間的滋味差異。綜上所述,微波干燥較熱風(fēng)和熱泵干燥能夠更好地保留滑子蘑中的滋味物質(zhì),是滑子蘑相對(duì)較好的干燥方式。