楊 寧,張沙沙,周 锫,羅曉莉,孫達(dá)鋒,,張微思,
(1.云南省食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院,云南昆明 650221;2.中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所,云南昆明 650221)
蘭茂牛肝菌(Lanmaoa asiatica)是一種著名野生食用菌,主要分布于中國云南,屬于牛肝菌科[1]。在原產(chǎn)地因其醇厚濃郁的香氣和鮮美脆嫩的口感而廣受歡迎[2]。然而,蘭茂牛肝菌是野生食用菌,不能人工栽培,且保藏困難。對蘭茂牛肝菌進(jìn)行加工處理,可以延長保藏時間,提高附加值。牛肝菌調(diào)味油是當(dāng)前市場較為常見的一種食用菌調(diào)味油。食用菌調(diào)味油是指以食用菌為主要原料,根據(jù)不同需求加入調(diào)味料,再用食用油熬制的一種鮮香調(diào)味品,其原理是將食用菌中的呈鮮呈味物質(zhì)溶解在植物油中,讓植物油具有食用菌的特有風(fēng)味[3]。目前,市售食用菌調(diào)味油主要利用新鮮或干制食用菌,通過油炸、浸提或者二者結(jié)合的方法加工而成,但部分產(chǎn)品存在著質(zhì)量不高、技術(shù)含量低、產(chǎn)品同質(zhì)化等問題。
酶解法可以提高食用菌風(fēng)味物質(zhì)釋放率,且具有效率高、污染小等優(yōu)點,已經(jīng)成為了食用菌研究的熱點之一。但大部分研究主要集中在酶解工藝的優(yōu)化[4]、酶解產(chǎn)物的功能特性研究[5]、調(diào)味基料的研究等方面[6]。這些研究中僅有酶解上清液得到充分利用,酶解沉淀往往作為副產(chǎn)物被丟棄。然而酶解沉淀也含有大量風(fēng)味物質(zhì),直接丟棄會造成食用菌資源的浪費。
美拉德反應(yīng)指反應(yīng)體系中存在的氨基酸及其化合物與具有羰基的化合物之間所發(fā)生的羰-氨反應(yīng)[7]。美拉德反應(yīng)是食品加工過程中一種有效的增香手段,反應(yīng)產(chǎn)物會影響食品的感官特性、穩(wěn)定性以及營養(yǎng)和健康價值[8-9]。利用美拉德反應(yīng)制備濃香植物油的研究非常豐富,劉曉春等[10]研究發(fā)現(xiàn)利用美拉德反應(yīng)制備的濃香芝麻油具有較好的芝麻香味及香味持久性,感官評價綜合得分較高且品質(zhì)參數(shù)達(dá)國家一級芝麻油標(biāo)準(zhǔn)。鄒鳳等[11]利用花生粕酶解液發(fā)生美拉德反應(yīng)制備濃香花生油,生產(chǎn)出的花生油風(fēng)味物質(zhì)香味濃郁。但目前還沒有利用酶解產(chǎn)物作為生香源進(jìn)行美拉德反應(yīng)制備食用菌調(diào)味油的研究報道。蘭茂牛肝菌因其獨特的風(fēng)味而廣受歡迎,是適合開發(fā)食用菌調(diào)味品的野生食用菌之一。以蘭茂牛肝菌酶解產(chǎn)物為生香源,通過美拉德反應(yīng)可以重新利用酶解沉淀中的風(fēng)味物質(zhì),進(jìn)而加工出風(fēng)味濃郁的蘭茂牛肝菌調(diào)味油,可以提高蘭茂牛肝菌利用率。
因此,本研究以蘭茂牛肝菌酶解產(chǎn)物及植物油為原料,通過外源添加還原糖和氨基酸以發(fā)生美拉德反應(yīng)來增加蘭茂牛肝菌調(diào)味油的風(fēng)味。以電子鼻傳感器響應(yīng)值為指標(biāo),結(jié)合感官評價分?jǐn)?shù)對蘭茂牛肝菌調(diào)味油的加工工藝進(jìn)行優(yōu)化。以期提供一種新的利用酶解產(chǎn)物制備食用菌油的加工工藝,豐富食用菌加工方式并避免食用菌資源的浪費。也為電子鼻技術(shù)結(jié)合感官評價對產(chǎn)品加工工藝的應(yīng)用提供參考依據(jù)。
蘭茂牛肝菌干品 購于昆明木水花野生菌交易市場;中性蛋白酶(5×104U/g)、木瓜蛋白酶(3×104U/g)南寧龐博生物工程有限公司;風(fēng)味蛋白酶(5×104U/g)滄州夏盛酶生物技術(shù)有限公司;葡萄糖、木糖、L-谷氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸 河北華陽生物科技有限公司;食用白醋 千禾味業(yè)食品股份有限公司;食用堿 安琪酵母股份有限公司;大豆油、玉米油 益海嘉里食品營銷有限公司;花生油萊陽魯花濃香花生油有限公司;橄欖油 品渥食品股份有限公司;葵花籽油 佳格投資有限公司。
WGLL-625BE 電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱 天津泰斯特儀器有限公司;FiveEasy Plus FE28 pH 計、EasyPlus Titrator ET18 自動電位滴定儀 梅特勒-托利多儀器有限公司;HH-6 恒溫水浴鍋 上海立辰科技有限公司;HR/T20MM 臺式大容量高速冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;TYM-30L 超微粉碎機(jī)濟(jì)南天宇專用設(shè)備有限公司;FD5-5 真空冷凍干燥機(jī) SIM(美國)國際集團(tuán)有限公司;5HG-2AK 果蔬烘干機(jī) 云南種業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司。
1.2.1 蘭茂牛肝菌酶解產(chǎn)物制備 蘭茂牛肝菌使用果蔬烘干機(jī)提前干燥(水分含量<12%),使用超微粉碎機(jī)粉碎25 min 至超微粉,稱取一定量蘭茂牛肝菌超微粉,根據(jù)實驗室前期研究確定的蘭茂牛肝菌復(fù)合酶解工藝,添加0.60%(w/w)中性蛋白酶,0.90%(w/w)風(fēng)味蛋白酶,0.47%(w/w)木瓜蛋白酶,料液比為1:20(w/v),調(diào)節(jié)pH 為7.0,在50 ℃條件下酶解1.5 h。酶解結(jié)束后沸水浴滅酶10 min,冷卻至60 ℃時得到蘭茂牛肝菌酶解液,之后進(jìn)行離心(4000 r/min、15 min),分離上清液及酶解沉淀,真空冷凍干燥后粉碎備用。
1.2.2 反應(yīng)底物水添加量篩選 取等量酶解產(chǎn)物凍干粉(酶解沉淀凍干粉和酶解上清液凍干粉各0.5 g混合備用),分別加入0、1、1.5、2.0、2.5、3.0 mL 超純水?dāng)嚢杈鶆?,添?.5% L-谷氨酸(以油質(zhì)量計算,w/w),5.0%葡萄糖(以油質(zhì)量計算,w/w),酶解產(chǎn)物凍干粉與植物油混合比例(以下簡稱料油比)1:40(w/w),在150 ℃下反應(yīng)60 min,冷卻、過濾后進(jìn)行電子鼻檢測及感官評價。
1.2.3 植物油種類篩選 取等量酶解產(chǎn)物凍干粉(酶解沉淀凍干粉和酶解上清液凍干粉各0.5 g 混合備用),添加2.5% L-谷氨酸,5.0%葡萄糖,料油比1:40(w/w),分別加入大豆油、花生油、葵花籽油、玉米油、橄欖油,在150 ℃下反應(yīng)60 min,冷卻、過濾后進(jìn)行電子鼻檢測及感官評價。
1.2.4 美拉德增香反應(yīng)參數(shù)篩選
1.2.4.1 單因素實驗 在確定水添加量及植物油的基礎(chǔ)上,取等量酶解產(chǎn)物凍干粉(酶解沉淀凍干粉和酶解上清液凍干粉各0.5 g 與1 mL 超純水混合備用),固定氨基酸為2.5%L-谷氨酸(以油質(zhì)量計算,w/w),還原糖添加量為5%(以油質(zhì)量計算,w/w),料油比為1:40(w/w),植物油為玉米油,反應(yīng)溫度為150 ℃,反應(yīng)時間60 min,考察還原糖種類(木糖、葡萄糖,木糖:葡萄糖比例為:1:3、1:1、3:1)對電子鼻傳感器及感官指標(biāo)的影響;固定還原糖為葡萄糖,氨基酸為2.5%的L-谷氨酸,料油比為1:40(w/w),植物油為玉米油,反應(yīng)溫度為150 ℃,反應(yīng)時間60 min,考察還原糖添加量(3%、4%、5%、6%、7%)對電子鼻傳感器及感官指標(biāo)的影響;固定氨基酸添加量為2.5%,還原糖為5%葡萄糖,料油比為1:40(w/w),植物油為玉米油,反應(yīng)溫度為150 ℃,反應(yīng)時間60 min,考察氨基酸種類(賴氨酸、精氨酸、組氨酸,L-谷氨酸)對電子鼻傳感器及感官指標(biāo)的影響;固定氨基酸為L-谷氨酸,還原糖為5%葡萄糖,料油比為1:40(w/w),植物油為玉米油,反應(yīng)溫度為150 ℃,反應(yīng)時間60 min,考察氨基酸添加量(1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)對電子鼻傳感器及感官指標(biāo)的影響;固定氨基酸為2.5%L-谷氨酸,還原糖為5%葡萄糖,料油比為1:40(w/w),植物油為玉米油,反應(yīng)時間60 min,考察不同反應(yīng)溫度(120、130、140、150、160 ℃)對電子鼻傳感器及感官指標(biāo)的影響;固定氨基酸為2.5%的L-谷氨酸,還原糖為5%葡萄糖,料油比為1:40(w/w),植物油為玉米油,反應(yīng)溫度150 ℃,考察不同反應(yīng)時間(30、40、50、60、70 min)對電子鼻傳感器及感官指標(biāo)的影響。
1.2.4.2 正交優(yōu)化試驗 在單因素實驗基礎(chǔ)上,選取還原糖添加量、氨基酸添加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間四個因素設(shè)計L9(34)正交試驗,以綜合得分為評價指標(biāo),確定最佳工藝。正交試驗設(shè)計表見表1。
表1 正交試驗因素水平設(shè)計Table 1 Orthogonal test factor level design
1.2.5 電子鼻檢測
1.2.5.1 香氣收集 調(diào)味油:在樣品瓶中取樣30 mL,溫度60 ℃,保溫30 min;蘭茂牛肝菌酶解產(chǎn)物:稱取酶解產(chǎn)物凍干粉各2 g,加入40 mL 60℃的水,保溫30 min。每個樣品重復(fù)3 次。
1.2.5.2 檢測條件 采用單樣,傳感器清洗時間60 s,樣品制備時間5 s,樣品檢測時間120 s,樣品流入流量400 mL/min。傳感器的響應(yīng)特性如表2 所示,本研究中僅選擇了傳感器響應(yīng)值差異較大的R2(W5S)、R6(W1S)、R7(W1W)、R8(W2S)、R9(W2W)進(jìn)行分析。
表2 電子鼻傳感器類型及性能Table 2 Electronic nose sensor types and performance
1.2.6 氨基酸態(tài)氮測定 參照GB 5009.235-2016《食品中氨基酸態(tài)氮的測定》,采用自動電位滴定儀分別對蘭茂牛肝菌酶解上清液、酶解沉淀及未離心的酶解液進(jìn)行測定。
1.2.7 感官評價 感官評價包含氣味、滋味、色澤、透明度四項,分值分別為:30、30、20、20 分,共計100 分。具體評分標(biāo)準(zhǔn)及分?jǐn)?shù)如表3 所示。由10 名感官評價員對調(diào)味油的四項指標(biāo)進(jìn)行評分,最后統(tǒng)計各項得分及計算綜合得分(綜合得分為四項指標(biāo)評分之和),結(jié)果取平均值。
表3 感官評價指標(biāo)及評分Table 3 Sensory evaluation indicators and scores
1.2.8 理化指標(biāo)檢測 溶劑殘留量測定參照GB 5009.262-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中溶劑殘留量的測定》;酸價測定參照GB 5009.229-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價的測定》;過氧化值測定參照GB 5009.227-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》;水分及揮發(fā)物測定參照GB 5009.236-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 動植物油脂水分及揮發(fā)物的測定》;苯并芘測定參照GB 5009.27-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中苯并芘的測定》;鉛的測定參照 GB 5009.12-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測定第一法》;鎘的測定參照GB 5009.15-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測定》;黃曲霉毒素B1測定參照GB 5009.22-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中黃曲霉毒素B 族和G 族的測定 第三法》。
1.2.9 營養(yǎng)成分檢測 蛋白質(zhì)測定參照 GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》;脂肪測定參照 GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》;能量及碳水化合物測定參照GB 28050-2011《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)包裝食品營養(yǎng)標(biāo)簽通則》;鈉測定參照 GB 5009.91-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉀、鈉的測定》。
試驗數(shù)據(jù)采用Excel 處理,GraphPad prism5 做差異性分析及作圖。結(jié)合使用PEN3 電子鼻自帶軟件Winmuster 對響應(yīng)值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。
2.1.1 反應(yīng)底物中香氣成分比較 食用菌中的風(fēng)味物質(zhì)包括非揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[12]。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)是食用菌香味的主要組成物質(zhì),包括八碳化合物、醛類、酮類、硫類等多種化合物,這些化合物相互協(xié)調(diào),使食用菌具有特殊風(fēng)味[13-15]。由圖1 可知,蘭茂牛肝菌經(jīng)過酶解處理后,酶解上清中的各類香氣組分含量高于酶解沉淀,但酶解沉淀中仍然有香氣物質(zhì)殘留,且響應(yīng)值不低。說明酶解沉淀作為酶解副產(chǎn)物仍然保留著部分風(fēng)味物質(zhì)可以再次被利用。
圖1 蘭茂牛肝菌酶解產(chǎn)物電子鼻傳感器響應(yīng)值比較Fig.1 Comparison of response values of electronic nose sensors for enzymatic hydrolysis products of Lanmaoa asiatica
2.1.2 反應(yīng)底物中氨基酸態(tài)氮比較 食用菌的滋味主要與非揮發(fā)性滋味物質(zhì)有關(guān),非揮發(fā)性的滋味物質(zhì)包括游離氨基酸、核苷酸、可溶性糖、有機(jī)酸等物質(zhì)[16]。氨基酸態(tài)氮包含游離氨基酸、多肽類等,均是較為重要的呈味物質(zhì)[17]。氨基酸態(tài)氮含量是醬油等調(diào)味品品質(zhì)分級的依據(jù),也是表征酶解程度的重要指標(biāo)。由圖2 可知,蘭茂牛肝菌經(jīng)過酶解、分離得到的酶解上清液中氨基酸態(tài)氮含量顯著低于酶解沉淀(P<0.05),說明經(jīng)過酶解后氨基酸態(tài)氮能夠釋放出來,但無法進(jìn)行徹底分離,酶解沉淀中仍然含有大量的氨基酸態(tài)氮,進(jìn)一步說明在酶解沉淀中仍然含有部分非揮發(fā)性滋味物質(zhì)。
圖2 蘭茂牛肝菌酶解產(chǎn)物氨基酸態(tài)氮含量比較Fig.2 Comparison of amino acid nitrogen content of enzymatic hydrolysis products of Lanmaoa asiatica
2.2.1 反應(yīng)底物水添加量對電子鼻傳感器響應(yīng)值及感官指標(biāo)的影響 美拉德反應(yīng)易受水分含量影響,一定的水分含量能夠促進(jìn)氨基化合物和羰基化合物的運動,促進(jìn)美拉德反應(yīng)進(jìn)程[18]。水分含量對電子傳感器響應(yīng)值的影響如表4 所示,對調(diào)味油的感官評價影響如圖3 所示。從表4 可知,隨著水分含量的增加6 個傳感器的響應(yīng)值均呈現(xiàn)先升高后降低,加入1 mL 水溶解反應(yīng)底物后進(jìn)行美拉德反應(yīng),該條件下所得產(chǎn)物進(jìn)行電子鼻分析,傳感器響應(yīng)值均顯著高于其他試驗組(P<0.05)。說明加水量過少或過高均會影響美拉德反應(yīng),進(jìn)而影響產(chǎn)物的香氣。從圖3 可知,水分含量對調(diào)味油感官評價綜合得分的影響也呈先增加后減少的趨勢,加水量為1 mL 時,感官評價綜合得分較高,主要表現(xiàn)為氣味、滋味兩項得分較高。這是因為含水量過高會降低底物濃度,影響美拉德反應(yīng)速率;但在無水條件下,氨基化合物和羰基化合物分子無法運動,美拉德反應(yīng)也無法發(fā)生[19]。因此加水量選擇1 mL。
圖3 反應(yīng)底物水分含量對調(diào)味油感官評分的影響Fig.3 Effect of moisture content of reaction substrate on sensory score of flavored oils
表4 反應(yīng)底物水分含量對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響Table 4 Effect of response substrate moisture content on response values of electronic nose sensors
2.2.2 植物油篩選 大豆油、花生油、葵花籽油、玉米油,橄欖油屬于不飽和脂肪酸含量較高的植物油,但不同的植物油具有不同的特征風(fēng)味,5 種植物油對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響如表5 所示,對調(diào)味油感官評價影響如圖4 所示。從表5 可知,不同種類的植物油制備的調(diào)味油,其傳感器響應(yīng)值也各不相同。其中,玉米油和橄欖油的響應(yīng)值較高。但從圖4可知,感官評價綜合得分橄欖油最低,因為橄欖油具有特殊氣味且氣味較重,利用橄欖油制備的調(diào)味油特征風(fēng)味不突出,因此評分較低。大豆油、花生油也因自身的特殊氣味導(dǎo)致調(diào)味油香氣較弱,綜合得分也較低。因此,植物油選擇玉米油。
圖4 植物油種類對調(diào)味油感官評分的影響Fig.4 Effect of vegetable oil types on sensory scores of flavored oils
表5 植物油種類對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響Table 5 Effect of vegetable oil type on the response value of the electronic nose sensor
2.3.1 還原糖種類 糖是美拉德反應(yīng)中必不可少的一類物質(zhì),食用菌中的多糖無法參與美拉德反應(yīng),因此需要添加還原糖來促進(jìn)美拉德反應(yīng)的發(fā)生。美拉德反應(yīng)中常用的還原糖包括:木糖、核糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖等,木糖、果糖、葡萄糖反應(yīng)活性較好,而木糖及葡萄糖因為其價格低廉且具有較好的反應(yīng)活性,在實驗中較為常用。木糖和葡萄糖參與反應(yīng)的調(diào)味油對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響如表6 所示,對調(diào)味油感官評價影響如圖5 所示。從表6 可知,添加葡萄糖進(jìn)行美拉德反應(yīng),其傳感器響應(yīng)值均顯著高于其他四個實驗組(P<0.05),而添加木糖進(jìn)行美拉德反應(yīng),傳感器響應(yīng)值較低,且隨著木糖添加比例的增加,傳感器響應(yīng)值逐漸下降。從圖5 可知,調(diào)味油感官評價綜合得分變化趨勢與電子鼻傳感器響應(yīng)值一致,隨著木糖添加量的增加,感官評價綜合得分逐漸降低。有研究表明,在美拉德反應(yīng)過程中,葡萄糖反應(yīng)活性小于木糖,但美拉德反應(yīng)是一個復(fù)雜的反應(yīng)體系,糖類的分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)中間體構(gòu)型會直接影響香味成分的產(chǎn)生[20-21],美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的香氣成分總量與還原糖的反應(yīng)活性也并不總是呈正相關(guān)[22]。因此,選擇添加葡萄糖參與美拉德反應(yīng)。
圖5 還原糖種類對調(diào)味油感官評分的影響Fig.5 Effect of reducing sugar types on sensory scores of flavored oils
表6 還原糖種類對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響Table 6 Effect of reducing sugar species on response values of electronic nose sensors
2.3.2 還原糖添加量 還原糖添加量不僅影響美拉德反應(yīng)速率,也會影響終產(chǎn)物的風(fēng)味。還原糖添加量對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響如表7 所示,對調(diào)味油感官評價影響如圖6 所示。由表7 可知,隨著還原糖添加量的增加,傳感器響應(yīng)值先升高后下降,還原糖添加量為5%時,各個傳感器響應(yīng)值均為最高,且顯著高于其他試驗組(P<0.05)(W2S 除外)。由圖6 可知,隨著還原糖添加量的增加感官評價的綜合得分變化趨勢與傳感器響應(yīng)值變化趨勢一致,添加量為6%、7%時,綜合得分降低。主要是因為,當(dāng)還原糖添加量達(dá)到一定程度時,會出現(xiàn)焦糊味,進(jìn)而影響調(diào)味油品質(zhì)。
圖6 還原糖添加量對調(diào)味油感官評分的影響Fig.6 Effect of reducing sugar addition on sensory scores of flavored oils
2.3.3 氨基酸種類 氨基酸是美拉德反應(yīng)的重要反應(yīng)底物,氨基酸的種類和濃度均會美拉德反應(yīng)的進(jìn)程,氨基酸不同,美拉德反應(yīng)產(chǎn)物也不同。一般來說,美拉德反應(yīng)中氨基酸反應(yīng)活性為堿性氨基酸>中性氨基酸>酸性氨基酸,本研究選擇的賴氨酸、精氨酸、組氨酸均為堿性氨基酸,具有較高的反應(yīng)活性。由表8 可知,添加L-谷氨酸電子鼻W5S、W1W、W2W三個傳感器的響應(yīng)值顯著高于賴氨酸、精氨酸、組氨酸(P<0.05),而傳感器W1S、W2S 則顯著低于其他三類氨基酸(P<0.05),說明不同種類的氨基酸經(jīng)過美拉德反應(yīng)會產(chǎn)生不同的風(fēng)味物質(zhì),賦予調(diào)味油不同的香氣。由圖7 可知,添加賴氨酸的感官綜合得分最低,添加L-谷氨酸的感官綜合得分最高,主要表現(xiàn)為添加L-谷氨酸的氣味、滋味及色澤優(yōu)于其他三種氨基酸。L-谷氨酸是一種常用的食品風(fēng)味增強(qiáng)劑,參與美拉德反應(yīng)能產(chǎn)生堅果味與烘烤味[23-24]。多項基于美拉德反應(yīng)利用食用菌制備調(diào)味基料的研究表明,L-谷氨酸具有較好的反應(yīng)活性并且能改善風(fēng)味及增加鮮味[25]。因此,選擇L-谷氨酸為美拉德反應(yīng)的外源氨基酸。
表8 氨基酸種類對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響Table 8 Effect of amino acid type on response values of electronic nose sensors
2.3.4 氨基酸添加量 氨基酸添加量對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響如表9 所示,對調(diào)味油感官評價影響如圖8 所示。由表9 可知,隨著氨基酸添加量的增加,傳感器響應(yīng)值先增加后降低,但氨基酸添加量為3.0%時W2S(對醇類、醛酮類化合物敏感)的響應(yīng)值最高,其他均為氨基酸添加量為2.5%時響應(yīng)值最高。感官評價得分如圖8 所示,隨著氨基酸添加量的增加,感官評價得分先增加后趨于平緩,氨基酸添加量為2.5%時,感官評價得分最高。感官評分的降低主要表現(xiàn)為透明度得分降低,而傳感器響應(yīng)值的變化,可能是因為當(dāng)氨基酸添加量過多時,沒有足夠的還原糖與其反應(yīng),在高溫過程中氨基酸發(fā)生變化,產(chǎn)生的新物質(zhì)抑制了調(diào)味油的香氣,導(dǎo)致傳感器響應(yīng)值下降。
圖8 氨基酸添加量對調(diào)味油感官評分的影響Fig.8 Effect of amino acid addition on sensory score of flavored oils
表9 氨基酸添加量對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響Table 9 Effect of amino acid addition on response values of electronic nose sensors
2.3.5 反應(yīng)溫度 美拉德反應(yīng)通常在在25~35 ℃時就會發(fā)生[26]。在相同條件下,溫度越高,反應(yīng)越快。當(dāng)溫度低于80 ℃時顏色反應(yīng)不明顯,溫度超過100 ℃反應(yīng)會明顯加快,且高溫條件有利于大多數(shù)風(fēng)味物質(zhì)的形成,特別是一些低分子量的雜環(huán)化合物,但溫度過高時又會產(chǎn)生致癌物質(zhì),影響產(chǎn)物風(fēng)味及油的品質(zhì)[27-28]。反應(yīng)溫度對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響如表10 所示,對調(diào)味油感官評價影響如圖9所示。由表10 可知,隨著反應(yīng)溫度的升高,傳感器響應(yīng)值基本先升高后下降,反應(yīng)溫度為140 ℃時,傳感器響應(yīng)值最高,溫度升高至160 ℃時,傳感器響應(yīng)值最低。由圖9 可知,隨著溫度的身高,感官評價綜合得分變化趨勢與電子鼻傳感器響應(yīng)值變化趨勢一致,140 ℃時,綜合得分最高,但調(diào)味油的色澤隨著溫度的升高得分不斷增加。這是因為反應(yīng)溫度過高或過低均會影響油脂的風(fēng)味、色澤等,高溫條件下美拉德反應(yīng)速率會加快,生成更多的類黑精,會加深產(chǎn)物顏色。
圖9 反應(yīng)溫度對調(diào)味油感官評分的影響Fig.9 Effect of reaction temperature on sensory score of flavored oils
表10 反應(yīng)溫度對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響Table 10 Effect of response temperature on response values of electronic nose sensors
2.3.6 反應(yīng)時間 美拉德反應(yīng)時間過長或者過短都會影響產(chǎn)物的風(fēng)味及反應(yīng)速率。反應(yīng)時間的長、短對樣品的風(fēng)味品質(zhì)變化有重要影響,若反應(yīng)時間過短,則反應(yīng)中間物質(zhì)還沒有充分轉(zhuǎn)化為風(fēng)味化合物;而反應(yīng)時間過長,則反應(yīng)物可能會出現(xiàn)焦糊味,且色澤較深[29]。反應(yīng)時間對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響如表11 所示,對調(diào)味油感官評價影響如圖10 所示。由表11 可知,隨著反應(yīng)時間的延長,電子鼻傳感器響應(yīng)值除W1S 外,均先升高后降低,反應(yīng)時間為50 min 時,傳感器響應(yīng)值最高。由圖10 可知,感官評價綜合得分變化趨勢與傳感器響應(yīng)值變化趨勢一致,反應(yīng)時間為40、50、60 min 時,變化趨于平緩,但50 min 時,感官評價綜合得分最高。因為反應(yīng)時間過長,調(diào)味油會出現(xiàn)焦糊味及苦味,導(dǎo)致氣味、滋味評分較低。
圖10 反應(yīng)時間對調(diào)味油感官評分的影響Fig.10 Effect of reaction time on sensory score of flavored oils
在單因素實驗基礎(chǔ)上,選取氨基酸添加量、還原糖添加量、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度四個因素進(jìn)行正交優(yōu)化試驗,試驗結(jié)果如表12 所示。由表12 可知,氨基酸添加量、還原糖添加量、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度四個因素對電子鼻傳感器響應(yīng)值的影響順序為反應(yīng)時間>還原糖添加量>反應(yīng)溫度>氨基酸添加量,最佳工藝組合為A2B3C2D1,即還原糖添加量為5%、氨基酸添加量為3%、反應(yīng)時間為40 min、反應(yīng)溫度為140 ℃。由于該工藝條件不在正交優(yōu)化實驗的9 個組合中,因此,在該條件下進(jìn)行三次驗證試驗,傳感器響應(yīng)值為190.72,與正交優(yōu)化實驗差異值為±1.59,差異較小,且還原糖添加量更少。
表12 正交優(yōu)化試驗結(jié)果Table 12 Orthogonal optimization test results
2.5.1 電子鼻傳感器響應(yīng)值比較 經(jīng)電子鼻分析后,傳感器響應(yīng)值如圖11 所示(選取響應(yīng)值較高的6 個傳感器進(jìn)行作圖及差異性分析)。由圖11 可知,W1C、W5S、W1S、W1W、W2S 的響應(yīng)值均為樣品D 最高,且與其他樣品有顯著性差異(P<0.05)。說明樣品D 中氮氧化合物、甲烷類、硫化物、醇類、醛酮類這些香氣組分為主要香氣成分。此外,樣品C 中各傳感器響應(yīng)值也較高,說明該樣品中主要香氣組分與樣品D 類似。前期研究表明,蘭茂牛肝菌酶解上清液的香氣組分對W5S、W2W、W1W 三個傳感器較為敏感[30]。此外,孫達(dá)鋒等[31]利用電子鼻測定新鮮蘭茂牛肝菌香氣輪廓,同樣發(fā)現(xiàn)新鮮蘭茂牛肝菌中W5S、W2S 等傳感器響應(yīng)值較高。而樣品D 中W5S、W1W、W2W 傳感器響應(yīng)值較高,說明利用蘭茂牛肝菌酶解產(chǎn)物制備的調(diào)味油仍保留著蘭茂牛肝菌的特征香氣。
圖11 傳感器響應(yīng)值比較分析Fig.11 Comparative analysis of sensor response values
2.5.2 電子鼻分析的主成分分析 如圖12 所示,第一主成分(PC-1)貢獻(xiàn)率為99.27%,第二主成分(PC-2)貢獻(xiàn)率為0.48%,第一主成分發(fā)揮著主要作用。樣品C 與樣品D 距離較近,表明這兩個樣品間香氣成分接近,風(fēng)味差異較小,但樣品間并未重疊,進(jìn)一步說明美拉德反應(yīng)能夠干預(yù)樣品C 的香氣成分??偠灾?,主成分分析表明四個樣品間存在風(fēng)味差異,且具有較好的區(qū)分度,該分析結(jié)果與2.5.1 電子鼻傳感器響應(yīng)值結(jié)果一致。
圖12 PCA 分析結(jié)果Fig.12 PCA analysis results
由表13 可知,在最優(yōu)工藝條件下生產(chǎn)的蘭茂牛肝菌調(diào)味油各項理化指標(biāo)均符合食品安全國家標(biāo)準(zhǔn),證明此方法生產(chǎn)的蘭茂牛肝菌調(diào)味油安全可靠。此外,該調(diào)味油能量為3693 kJ/100 g,脂肪含量為99.8 g/100 g。
表13 蘭茂牛肝菌調(diào)味油理化指標(biāo)及營養(yǎng)成分測定結(jié)果Table 13 Physicochemical indicators and nutrient determination results
本研究以蘭茂牛肝菌酶解產(chǎn)物為原料,外源添加L-谷氨酸及葡萄糖通過美拉德反應(yīng)制備蘭茂牛肝菌調(diào)味油。以電子鼻傳感器響應(yīng)值及感官評價為依據(jù),探究蘭茂牛肝菌最佳加工工藝。研究表明,最佳加工工藝為:酶解沉淀與酶解上清添加比例為1:1,料油比為1:40,選用玉米油,添加3%的L-谷氨酸、5%葡萄糖、反應(yīng)時間40 min、反應(yīng)溫度140 ℃。在該條件下制備的蘭茂牛肝菌香氣濃郁協(xié)調(diào),具有蘭茂牛肝菌的特有香氣。電子鼻分析結(jié)果表明,調(diào)味油香氣組分主要為氮氧化合物、甲烷類、硫化物、醇類、醛酮類。主成分分析表明,通過上述工藝制備的蘭茂牛肝菌調(diào)味油與其他樣品具有較好的區(qū)分度,風(fēng)味差異較大。經(jīng)品質(zhì)檢測,所制備的蘭茂牛肝菌調(diào)味油理化指標(biāo)均符合達(dá)到國家品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),含有能量3693 kJ/100 g,脂肪99.8 g/100 g。綜上所述,本研究使用食用菌酶解產(chǎn)物制備調(diào)味油為食用菌調(diào)味油的加工提供了新的加工工藝,也豐富了食用菌資源的利用方式,并為電子鼻技術(shù)結(jié)合感官評價對產(chǎn)品加工工藝的應(yīng)用提供了參考依據(jù)。