香菇可溶性含氮化合物提取方法的研究

摘要

国内常见的8种食用菌中：谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸等鲜味氨基酸的含量极为丰富，尤其是在香菇、金针菇及双孢蘑菇中含量占氨基酸总量的40％以上，特别是谷氨酸含量最高，其次是天门冬氨酸含量较高，因而口味特别鲜美、爽口。香菇的鲜味物质呈鲜性最强，主要是其所含呈味核苷酸和谷氨酸较多，特别是其呈味核苷酸(主要是5’-鸟苷酸)含量极高。为了提高食用菌加工利用率和资源的附加值，进一步对食用菌进行精深加工和综合利用，本文选取香菇作为研究对象。对鲜香菇运用果胶酶酶解、高压均质破壁并联合二者破壁；对干香菇利用食用菌螺杆挤压预处理之后蛋白酶酶解；二者最终目的均为溶出菌体细胞内的鲜味物质-可溶性含氮化合物。
　　 主要研究结果如下：
　　 1、通过对4种细胞破壁酶(果胶酶、纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶)的筛选，发现以果胶酶的效果最佳，优于最常用的纤维素酶。然后以果胶酶对象，通过单因素实验和正交试验探讨了果胶酶各酶解因素对香菇可溶性氮释放率的影响，在单因素实验中可溶性氮释放率甚至高达87.83％，正交实验中达57.53％。并得到了果胶酶酶解最佳工艺条件：料液比1:5，酶解温度50℃，酶解初始pH6.0，酶解时间1.5h，酶量0.12％。
　　 2、比较3种物理处理方法：组织捣碎、胶体磨及高压均质，发现高压均质对香菇可溶性氮的处理效果最好，达到52.86％，比胶体磨破壁高7.27％，比组织捣碎破壁高10％。然后选取高压均质处理为研究对象，采取单因素结合正交试验探讨了高压均质各影响因素对香菇可溶性氮释放率的影响。以可溶性氮释放率为评价指标，影响主次为：均质料液比>均质次数>均质压力>均质初始温度，其中均质料液比的影响达到了极显著水平。最优水平组合为A3B1C3D2，即均质料液比1:7、均质次数2次、均质压力40MPa和均质初始温度50℃。之后在此基础上，先高压均质后果胶酶酶解的可溶性氮释放率最高66.79％，均比单一使用酶法或高压均质法有较大的提高，提高幅度在4.92％-11.37％。
　　 3、采用螺杆挤压技术预处理干香菇粉，为进一步蛋白酶酶解提供有利条件。以NSI、可溶性氮含量为主要指标辅以氨基态氮及膨化度、持水性、含水率等物理特性参数考察物料含水量、螺杆转速、喂料速度及简体温度等螺杆挤压膨化影响因素对干香菇的破壁效果。在各因素的单因素的基础上进行正交试验设计，确定了双螺杆挤压机预处理干香菇粉的最佳工艺参数为螺杆转速25rpm，物料含水量10％，简体温度160℃，喂料速度9rpm，此时NSI高达73.93％。在双螺杆挤压机预处理干香菇粉的过程中，各因素对NSI影响大小的排列顺序为：螺杆转速>物料含水量>筒体温度>喂料速度。
　　 4、为验证螺杆挤压技术对香菇的预处理效果，以挤压产品为底物，选取胰蛋白酶酶解。以可溶性氮释放率为评价指标，参考氨基态氮含量变化进行单因素及正交试验，优化胰蛋白酶酶解参数。在最佳工艺条件下，即料液比1:11，酶解时间1.5h，酶解温度50℃，酶量0.5％，可溶性氮释放率为73.33％较正交实验最佳结果提高了5.25％，而氨基态氮提高了11.43％。在确定最佳酶解条件的情况下结合螺杆挤压预处理，发现其较只螺杆挤压不酶解的可溶性氮释放率及氨基态氮含量分别提高了94.94％、82.94％。