美拉德反應制備香菇柄調味基料工藝研究

◎ 郝艷麗，豆海港，陳 強，崔孟姣，王云志

（1.周口職業技術學院，河南 周口 466001；2.周口市千弘食品配料有限公司，河南 周口 466001）

香菇（Lentinusedodes）又名花菇，是我國食用菌主栽品種之一[1]。香菇柄是香菇在加工制作過程中產生的廢棄物，每年可達300萬t。因為香菇柄的韌性比較強，纖維化度高，導致人們咀嚼口味差，故而很少有人食用，只有少量被開發利用，造成了極大的資源浪費[2]。而香菇柄和菇蓋一樣，也含有豐富的營養物質，如蛋白質、多糖、氨基酸、維生素和礦物質等成分[3-4]。

目前，國內外對香菇柄的研究主要集中在菇柄纖維素嫩化、菇柄多糖提取等方面，對干香菇柄蛋白質酶解報道較少，干菇柄中蛋白質含量高于香菇，其中氨基酸、多糖等含量豐富，這些都是熱反應制備香菇風味香精前提物質。因此，本研究以干香菇柄酶解液為原料，采用美拉德反應制備菇精調味基料，在單因素試驗的基礎上，對美拉德反應進行正交試驗優化，以期為香菇柄的進一步開發利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香菇柄酶解液（自制）、水解植物蛋白粉、蔗糖、葡萄糖、木糖、乳糖、酵母膏、半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酸、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、黃原膠、味精、玉米淀粉、食鹽和山梨酸鉀均為市售，試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

RAT-3L反應釜，鞏義市予華儀器有限責任公司；FA2104電子分析天平，上海津平科學儀器有限公司；JML-100膠體磨，鄭州玉祥機械設備有限公司；721型紫外分光光度計，上海析譜儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 糖、反應溫度、反應時間對酶解液美拉德反應產物風味的影響

（1）糖對酶解液美拉德反應產物風味的影響。取500 g香菇柄酶解液，分別添加蔗糖、葡萄糖、木糖、乳糖45 g，pH值調至6，100 ℃條件下進行美拉德反應，反應時間為110 min，冷卻后進行感官評定。

（2）反應溫度對酶解液美拉德反應產物風味的影響。取500 g香菇柄酶解液，45 g蔗糖，pH值調至6，反應時間為110 min，在80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃條件下進行美拉德反應，冷卻后進行感官評定。

（3）反應時間對酶解液美拉德反應產物風味的影響。取500 g香菇柄酶解液，45 g蔗糖，pH值調至6，反應溫度100 ℃，分別在反應時間為60 min、80 min、100 min、120 min條件下進行美拉德反應，冷卻后進行感官評定。

1.3.2 美拉德反應因素的優化

以上述糖、反應溫度、反應時間的優化結果為基礎，進行正交試驗。參與酶解液美拉德反應的主要原料為香菇柄酶解液、水解植物蛋白粉、蔗糖、酵母膏、半胱氨酸、甘氨酸和谷氨酸，以感官評價和吸光度值為綜合評價指標，采用L18(73)正交表進行添加量正交優化試驗，確定最佳美拉德反應工藝，因素水平見表1。

1.4 工藝流程

香菇柄調味基料生產工藝流程如圖1所示。

1.5 香菇柄調味基料感官評價

將制備的香菇柄調味基料進行10倍稀釋，以香菇風味為參照依據，抽取周口市千弘食品配料有限公司的5名技術人員對香菇柄調味基料進行感官評價。感官評價標準見表2。

表2 感官評價表

1.6 美拉德反應程度的測定

根據劉培基等[5]的方法進行香菇柄酶解液美拉德反應程度測定，酶解液在420 nm吸光度值反映了美拉德反應程度的高低。將美拉德反應產物10倍稀釋，以超純水為空白，在420 nm處測其吸光度值，做3組平行，實驗結果取平均值。

2 結果與分析

2.1 糖、反應溫度、反應時間對香菇柄酶解液美拉德反應產物風味的影響

依據1.3.1所述方法，分別進行單因素試驗考察糖、反應溫度、反應時間對酶解液美拉德反應產物風味的影響。從圖2可以得出，以蔗糖為糖源的酶解液美拉德反應產物風味的感官得分最高，所以選擇蔗糖為較佳糖源；從圖3可以得出，反應溫度為100 ℃時，酶解液美拉德反應產物風味的感官得分最高，所以選擇100℃為較佳反應溫度；從圖4可以得出，反應時間為100 min，酶解液美拉德反應產物風味的感官得分最高，所以選擇100 min為較佳反應時間。

2.2 美拉德反應因素的優化結果

在100 ℃條件下進行美拉德反應100 min，優化香菇柄酶解液、水解植物蛋白粉、白砂糖、酵母膏、半胱氨酸、甘氨酸和谷氨酸的添加量，以期獲得最佳工藝條件。以產物的感官評價和美拉德反應程度為綜合指標值，感官評價每小項為8分，最高為24分，美拉德反應程度吸光度值介于0～1，結果為兩項之和。正交試驗結果見表3。

從表3正交試驗的結果的R值大小可以看出各因素對美拉德反應產物風味影響由大到小依次為A＞G＞E＞B＞F＞D＞C，即影響美拉德反應產物風味的因素主要是香菇柄酶解液，其次是谷氨酸、半胱氨酸、水解植物蛋白粉、甘氨酸、酵母膏和蔗糖。美拉德反應最優的工藝組合是A3B2C1D3E2F2G1，即香菇柄酶解液為1 500 g、水解植物蛋白粉為425 g、蔗糖400 g、酵母膏120 g、半胱氨酸7.5 g、甘氨酸2 g和谷氨酸2 g。根據正交試驗確定的最佳酶解條件，做重復性試驗，對正交試驗進行驗證，美拉德反應產物風味的綜合指標值為22.88，驗證試驗結果與正交試驗結果相符合，說明正交試驗確定的美拉德反應條件合理。

表3 正交試驗及結果表

續表3

3 結論

在反應溫度為100 ℃，反應時間為100 min條件下，采用正交試驗優化香菇柄調味基料，極差分析表明各因素對香菇柄調味基料影響由大到小依次為A＞G＞E＞B＞F＞D＞C，即對香菇柄調味基料風味影響最大的是香菇柄酶解液，其次是谷氨酸、半胱氨酸、水解植物蛋白粉、甘氨酸、酵母膏和蔗糖。通過正交試驗得出美拉德反應最優的工藝組合是A3B2C1D3E2F2G1，即香菇柄酶解液為1 500 g、水解植物蛋白粉為425 g、蔗糖400 g、酵母膏120 g、半胱氨酸7.5 g、甘氨酸2 g和谷氨酸2 g，為菇精調味料開發提供了理論支持，對香菇柄的綜合開發具有重要的現實意義。