元蘑谷物膨化食品的最佳配方研究

孔祥輝，張秋雪，王笑庸，韓冰，張介馳，*

（1.黑龍江省科學院微生物研究所，黑龍江哈爾濱150010；2.黑龍江省科學院高技術研究院，黑龍江哈爾濱150020；3.哈爾濱商業大學，黑龍江哈爾濱150076）

元蘑（Hohenbuehelia serotina），學名亞側耳，又名冬蘑、黃蘑、凍蘑，屬于擔子菌亞門傘菌目側耳科，是東北特色真菌之一[1-2]。元蘑肉厚，滋味鮮美，營養豐富，富含蛋白質、碳水化合物、粗纖維、微量元素以及多種氨基酸等[3-4]。元蘑還具有良好的藥用價值[5]。中醫認為，元蘑性甘、溫，能強筋壯骨、清熱燥濕、祛風活絡，輕身延年，適用于腰腿疼痛、肝硬化腹水、肌肉痛、癲癇、目赤腫痛、風濕痛、手足麻木、筋絡不舒等癥[5]。元蘑多糖[6-7]可增強人體免疫、抑腫瘤、抗氧化、防輻射[8]，清除體內自由基[9]，預防和治療心臟病、老年癡呆、帕金森病等多種疾病。

目前，元蘑在我國各地普遍種植，以東北林區最多[1-2]。目前國內市場上的元蘑產品大多為干制元蘑[10]，采用元蘑加工的產品僅有元蘑餅干，利用元蘑進行食品加工的研究極少，如元蘑飲料、元蘑營養粥[11]等。隨著生活水平提高和生活節奏加快，人們在關注食品營養的同時，越來越重視便捷的食用方式，對食品的要求由溫飽型向便捷和休閑型轉變。膨化食品選料廣泛、膨松香脆、風味鮮美、無飽腹感，適合人們休閑時食用。傳統膨化食品之所以被稱為“垃圾食品”是由于其能量較高、粗纖維少，長期食用會引起肥胖[12]；其主要原料為谷類或馬鈴薯，存在蛋白質含量較低、缺乏人體必需微量元素和氨基酸等缺陷[13]。而元蘑中蛋白質和粗纖維含量較高，若和谷物食材搭配制作膨化食品則會彌補傳統膨化食品的營養缺陷，達到營養互補[14]，將是未來膨化食品健康的發展方向。隨著現代膨化技術的不斷發展也會促動谷物膨化新品井噴，改善產品營養構成，徹變“垃圾食品”印象[15]。本研究以元蘑、大米和小米為主要原料制得的元蘑谷物膨化食品有元蘑氣味和谷物天然香氣，口感酥脆，鮮美，具有食用品質佳、食用方便、生產設備簡單、生產效率高、耗能低等優勢，其市場開發前景非常廣闊。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

元蘑：黑龍江省科學院微生物研究所食用菌基地；大米、小米、食鹽：均購自新一百超市；鮮味劑為組合物：單品均購自食品添加劑商店。

1.1.2 儀器

DBC-9040A型電熱恒溫干燥箱：上海一恒科技有限公司；FW135型粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司；LDZX-50KBS型立式壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫療器械廠；KDY-9820型凱氏定氮儀：上海洪紀儀器公司；UV757CRT型紫外分光度計：上海精密儀器有限公司；TSE型單桿擠壓膨化設備：濟南盛潤機械有限公司；WFX-120型原子吸收分光光度計：日本島津；MDS-2002型壓力自控密閉微波消解系統：上海新儀微波化學科技有限公司。

1.1.3 試劑

生化試劑：蛋白胨：青島高科園海博生物技術有限公司；瓊脂粉：北京敖博星生物技術責任有限公司；牛肉膏：北京奧博星生物技術責任有限公司；豬膽鹽：湖南省益陽生化試劑廠。

分析純試劑：葡萄糖、氯化鈉、硫酸、硫酸鉀、氫氧化鈉、乳糖、磷酸二氫鉀、乙酸鋅、無水硫酸銅：天津市恒興化學試劑制造有限公司；溴甲酚紫：新中化學廠；鹽酸、乙醇95%、冰醋酸：北京化工廠；亞鐵氰化鉀、蒽酮：沈陽圣隆試劑廠。

1.2 方法

1.2.1 元蘑谷物膨化食品的制作工藝流程

1.2.2 元蘑谷物膨化食品制作的操作要點

1.2.2.1 選材除雜

選擇無病蟲害的干燥優質元蘑，將石頭、雜質除掉，放入粉碎機內粉碎至一定粒度，備用。將新鮮大米、小米除雜備用。

1.2.2.2 樣品混勻

將定量元蘑、大米、小米、鮮味劑倒入容器中，加入適量水混合均勻。

1.2.2.3 膨化

連接單桿擠壓膨化機的外置加熱套管，接通電源，外置加熱時間約40 min左右，斷開電源并取下外置加熱套管，打開擠壓膨化的按鈕，壓力調至3 MPa～8 MPa，溫度200℃，將物料投入物料口，完成膨化操作后斷開設備電源并清理。

1.2.2.4 切分

經過熱擠壓膨化出來的元蘑膨化食品，根據需要用高速切刀切成大約2.5 cm長的膨化制品，冷卻至室溫，包裝成成品。

1.2.3 元蘑谷物膨化食品最優配方確定

1.2.3.1 元蘑谷物膨化食品的感官評價標準

對元蘑谷物休閑膨化食品的綜合品質進行感官品質鑒評。感官品質評價在國內外食品科學研究中廣泛應用，目前尚無能完全取代感官鑒評的測試機械[16]。評分小組成員由10名有感官鑒評經驗者組成，評價方法采用加權評分法[17]，評價指標包括膨化食品的色澤、氣味、形態組織、口感4項，其權重分別占25%（滿分為100分）。具體評價標準依據表1進行。

表1 元蘑谷物休閑膨化食品感官評價標準Table 1 The sensory evaluation criteria of H.Serotina cereal puffed food

1.2.3.2 元蘑添加量對食品品質的影響

元蘑添加量分別為：10、15、20、25、30 g。大米添加量150 g，小米添加量100 g，水分含量為13.0%。各原輔料混勻膨化，以感官評分為評價指標，研究元蘑添加量對元蘑谷物休閑膨化食品品質的影響。

1.2.3.3 水分含量對食品品質的影響

試驗原料大米和小米水分含量經測定分別為：9.82%和8.73%。經過調解加水量使混合物料總的水分含量分別為：11%、12%、13%、14%、15%。大米的添加量150 g，元蘑添加量為20 g，小米的添加量為100 g。以感官評分作為評價指標，研究水分含量對元蘑谷物膨化食品品質的影響。

1.2.3.4 小米添加量對食品品質的影響

小米添加量分別為：0、20、40、60、80 g。大米添加量150 g，元蘑添加量20 g，水分含量11%。以感官評分作為評價指標，研究小米添加量對元蘑谷物休閑膨化食品品質的影響。

1.2.3.5 鮮味劑添加量對食品品質的影響

鮮味劑添加量分別為：0.02%、0.06%、0.10%、0.14%、0.18%。大米添加量150 g，元蘑添加量20 g，小米添加量40 g，鹽添加量1.5%。以感官試驗為評價指標，研究鮮味劑添加量對元蘑谷物休閑膨化食品品質的影響。

1.2.3.6 正交實驗確定元蘑谷物膨化食品最優配方

依據以上單因素試驗，以影響產品的主要因素（A：元蘑添加量、B：水分含量、C：小米添加量、D：鮮味劑添加量）為試驗因素，采用四因素三水平正交試驗設計即L9（34），以感官分數為評價指標，確定最佳配方，試驗因素與水平設計見表2。

表2 元蘑谷物膨化食品正交試驗因素水平表Table 2 The orthogonal factor level of H.Serotina cereal puffed food

1.2.4 元蘑谷物膨化食品理化及微生物指標的測定

水分含量測定參照GB/T5009.3-2010《食品安全國家標準-食品中水分的測定》；蛋白質含量測定參照GB/5009.5-2010《食品安全國家標準-食品中蛋白質的測定》；總糖含量的測定參照GB/T5009.7/8-2003[18]《國家標準-食品中還原糖的測定》；微生物指標的檢驗方法細菌總數的測定參照GB 4789.2-2010[19]《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》，大腸菌群測定參照GB 4789.3-2010[19]《食品微生物學檢驗大腸菌群計數》；鉛含量測定采用微波消解—火焰原子吸收法[20]。

2 結果與討論

2.1 元蘑添加量、水分含量、小米添加量和鮮味劑添加量對產品品質的影響

元蘑添加量、水分含量、小米添加量和鮮味劑添加量對產品品質的影響見圖1所示。

圖1 元蘑添加量、水分含量、小米添加量和鮮味劑添加量對產品的影響Fig.1 The effects of H.Serotina additives，moisture，millet additives and flavors additives to puffed food

由圖1-A可知，隨元蘑添加量增加，感官評分先逐漸上升后又降低。元蘑添加量20 g時，感觀評分最高。試驗過程中發現元蘑添加量過低，元蘑風味無法體現；當元蘑添加量超過20 g時，元蘑的味道過重從而影響產品的品質，感官評分明顯下降。

由圖1-B可知，隨水分含量增加，感官評分逐漸下降。當水分含量11%時，感觀評分最高。當水分含量超過11%時，淀粉不能完全膨化而變硬，影響膨化食品的口感。

由圖1-C可知，小米添加量對產品的感官評價結果有較大影響。隨著小米添加量增加，感官評分先逐漸上升至最大值后下降至趨平。當小米添加量40 g時，谷物香味最好且未掩蓋元蘑風味，感官評分最高。當小米超過40 g時，感官評分開始下降，當小米達到60 g時感官評分趨平，原因是過多小米使膨化食品滋氣味改變，使元蘑味道降低且香味不變。

由圖1-D可知，鮮味劑添加量對產品感官評價影響明顯，可以明顯增加產品滋氣味。隨著鮮味劑增加，感官評分逐漸上升，達到一定值后逐漸下降，然后又上升，直至達到最大值。當鮮味劑為0.18%時，其感官評價得分最高。

2.2 元蘑膨化產品最優配方的確定

以感官評價得分為衡量指標，通過正交試驗獲得優化生產配方。元蘑膨化最優配方正交試驗結果見表3。

表3 元蘑谷物休閑膨化食品正交試驗表Table 3 The orthogonal test of H.Serotina cereal puffed food

表3可見，各因素對元蘑谷物休閑膨化食品品質的影響程度依次為 A＞B＞C＞D ，最佳配方為：A2B1C2D3，即元蘑20 g，水分含量11%，小米40 g，鮮味劑0.18%，鹽1.5%。元蘑谷物休閑膨化食品呈淺棕色，質地均勻，有元蘑自然香氣，又有谷物的香味，口感酥脆。第4組實驗恰好為實驗的最佳組合，感官評分最高。

2.3 元蘑谷物膨化食品指標檢驗

對最佳配方生產的元蘑谷物膨化食品進行各項指標檢驗，結果如下：（1）色澤：呈淺棕色，均勻一致，無焦色。（2）組織形態：成品呈現直管狀，無碎片，內部呈多孔型，基本沒有結塊，無雜質。（3）氣味：具有元蘑和谷物特有的香味，風味適口，無異味。（4）口感：酥松，軟脆，不粘牙。（5）理化指標測定：水分含量為6.85%（≤7.0%）；蛋白質含量為13.0%；總糖含量為74.75%；鉛含量為 0.052 mg/kg，遠低于國家標準（0.5 mg/kg）。（6）微生物指標符合GB 17401-2014《膨化食品的規定》[21]（細菌總數為20 cfu/100 g；大腸菌群未檢出）。

3 結論與討論

3.1 結論

以元蘑、大米和小米為主要原料，添加鮮味劑、鹽作為配料，采用單因素和正交的試驗方法，通過感官評價得到了組織結構較好，色、香、味、型俱佳，而且符合國家膨化食品標準的營養、健康、安全性高的新型元蘑谷物膨化食品。

3.2 討論

在膨化類食品領域中，美國的膨化小食品發展最為迅速，年產值已達10多億美元[15]。在國內，隨著人們飲食習慣的改變，口味新鮮且食用方便的膨化產品越來越受到消費者歡迎，呈現穩定上升趨勢，年均消費增長率為7%～9%，年銷售額達幾十億元人民幣。其中谷物膨化食品的年產量約20萬噸。未來發展的方向將是營養性谷物膨化食品和低熱量膨化食品[15]。元蘑營養豐富且具有藥用價值，本研究高效開發利用東北地區豐富的元蘑資源，開發元蘑谷物休閑膨化食品，不僅改變了目前膨化食品市場產品品種單一的現象，而且元蘑的添加大幅增加了膨化產品中的蛋白質、纖維素和微量元素的含量，比傳統膨化食品更具有營養性，迎合了消費者的需求，具有較強的市場競爭力。

大多數膨松香脆的膨化食品在生產地過程中使用膨松劑等添加劑，導致膨化食品含鉛量比較高[20]，而本生產工藝采用純天然食材和環保設備，不帶入含鉛物質，因此鉛含量遠遠低于我國膨化食品衛生標準。本研究制備的元蘑谷物膨化食品屬于非油炸型（油炸型膨化食品丙烯酰胺和羰基價含量均偏高[22]），安全性高，有十分廣闊的開發利用前景。

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