酶解化香菇柄超微粉物化性能研究

周令国，祝义伟，蒋文苹，龙勇，费华熙，周文（重庆食品工业研究所，重庆400020）



酶解化香菇柄超微粉物化性能研究

周令国，祝义伟，蒋文苹，龙勇，费华熙，周文
（重庆食品工业研究所，重庆400020）

摘要：通过实测多项物化指标研究酶解化香菇柄超微粉的物化性能，包括粒度、膨胀性、持水力、持油力、亚硝酸根吸附力、溶解度、吸湿率、堆密度等。结果显示：香菇柄超微粉平均粒度18.5 μm；平均膨胀力为13.33 mL/g，平均膨胀率为776 %；平均持水力为2.545 g/g；平均持油力为0.189 g/g；对亚硝酸根离子的吸附量为0.538 mg/g；溶解度（g/100 g）为4（25℃）与3.2（100℃）；吸湿率基本成直线上升趋势，第5天吸湿率达到22.7 %；平均堆密度（g/mL）0.458。与对照（香菇柄普通粉，粒度为80目，相当于175μm）相比，有如下差异：膨胀力高5.23mL/g、提高率为64.6 %，膨胀率高582 %、提高率为300%；持水力差异不明显；持油力降低86.5 %；亚硝酸根的吸附能力是普通粉的8倍；溶解度远大于普通粉，常温（25℃）下前者是后者的2.4倍，100℃时可达8倍。

关键词：酶解化；香菇柄；超微粉；物化性能

香菇柄是香菇商品化处理中的副产物，约占香菇干质量的15 %～25 %。香菇柄与菇盖一样是由香菇菌丝组成，同样含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素、矿物元素等营养成分，以及香菇多糖、膳食纤维等功能性成分，其中膳食纤维的含量更是远远超过菇盖[1]。香菇柄中含有的营养活性成分中，以香菇多糖和膳食纤维最为突出。香菇柄纤维化较重，适口性较差，食用受到限制，营养价值不能体现。生物酶处理、微超粉碎等深度加工可促进香菇柄中有效成分的释放，可溶性成分增加，从而大大提高香菇柄的营养价值和食用价值[2-6]。其产物-酶解化香菇柄超微粉具有香菇风味保真、原有成分保全、适口性好、使用方便、耐贮藏等优点，是优良的食品配料、天然调味料和功能食品的精原料，用途十分广泛，市场前景看好。其物化性能与其产品的品质有密切联系，并对其应用有着重要的指导意义。

1　材料与方法

1.1材料

1.1.1香菇柄

由重庆市汀来绿色食品开发有限公司提供。

1.1.2香菇柄超微粉

将干香菇柄经粉碎、酶解、湿法超微粉碎、喷雾干燥等加工制备而成。

1.1.3香菇柄普通粉

将干香菇柄原料直接粉碎过筛（80目，相当于175 μm[7]）制得。

1.1.4花生油

市售重庆产一级压榨花生油（红蜻蜓牌）。

1.2仪器

SHA-B水浴恒温振荡器：新宝仪器；HH-6数显恒温水浴锅：金坛市易晨仪器制造有限公司；PR-101数显式折射率仪（DIGDTAL REFRAC TOMETER）：ATAGOCO.LTD；JA3003A电子天平：上海精天电子仪器有限公司；XSP-10显微镜：江西凤凰光学仪器（集团）有限公司；TU-1901双光束紫外可见光分光光度：北京普析通用仪器责任有限公司；RYX-DHS-40*50隔水式电热恒温培养箱：上海市跃进器械一厂。

1.3方法

1.3.1膨胀性[8]

称取1．000 g（M0）干粉样品放入量筒中，测干粉体积（V0），加室温水使总体积至25 mL处，用玻璃棒将样品搅匀，使其充分吸收水分，静置过夜，次日观察饱胀的的体积（V1），再按下式计算膨胀力和膨胀率：

膨胀力（mL/g）=（V1－V0）/ M0

膨胀率/% =（V1－V0）/V0×100

1.3.2持水力[9]

取1.000 g（M1）样品置于100 mL烧杯中，加蒸馏水50 mL，搅拌均匀后37℃下静置2 h，0.75 mm尼龙网过滤至无水滴下，将残渣移至天平上称得样品湿重M2。持水力（C，g/g）计算公式：C=（M2-M1）/M1

1.3.3持油力[10]

取1.000 g（M1）样品置于50 mL的离心管中，加入25 g花生油，37℃静置1 h，3 000 r/min离心20 min，小心倒去上次油脂，剩下的油脂及样品用0.75 mm铁丝网过滤，用滤纸吸去多余油脂，称得质量M2。

持油性（Y，g/g）计算公式：Y=（M2-M1）/M1

1.3.4吸附亚硝酸根离子（NO2-）能力[9]

取0.50 g样品于100 mL烧杯中，加入25 mL、100 μmol/L Na2NO2溶液，pH分别调2.0，置于200 r/min的摇床中，37℃振摇2 h，4 000 r/min离心20 min，取上清液2 mL，按GB/T5009.33-2010《食品安全国家标准食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定》测定溶液中NO22-含量，根据反应前后的浓度差计算吸附量，同时做空白实验。

1.3.5吸湿率[11]

称取一定量的香菇柄超微粉，将其置于干燥器内干燥24 h至恒重。

将底部盛有氯化钠过饱和溶液的干燥器放入25℃恒温培养箱内恒温24 h，此时干燥器内的相对湿度为75 %。

在已恒重的称量瓶底部放入一定量的样品，准确称重后置于干燥器内于25℃保存，记录质量。之后定时（如2、4、6、8、24 h、……）取出，精密称量，记录质量。每个样品平行做3次，计算其吸湿率并取平均值。

1.3.6堆密度

称取10 g样品，置于量筒中量取体积，计算每毫升重量。

1.3.7中位粒度

将供试样品直接用显微镜测微尺进行观察、测量，在上、下、左、右、中6个方位中找单个颗粒（样）测量，每个方位测量5个颗粒（样），共测定30个样。测定数据排序后取中位数计算平均数与标准差。

1.3.8溶解度

烧杯中加入100 mL水，分别在室温（25℃）、40、60、80、100℃的温度下加入样品并不断搅拌，直到溶液呈过饱和状态，过滤，测定溶液的固形物含量，从而算出样品的溶解度。

2　结果与分析

2.1香菇柄超微粉粒度

试验共取6组数据，每组数据5个点（粒度单位为μm）：A（16、18、15、18、22）；B（18、25、19、14、23）；C（15、18、20、17、20）；D（21、23、18、18、20）；E（18、23、15、19、21）；F（14、20、20、22、17）。

每组数据排序后取中位数的结果为：18、19、18、20、19、17。用Excel软件对中位数数据进行计算得：粒度平均值（μm）：18.5；粒度标准差S：1.05。

超微粉体按大小可分为微米级、亚微米级和纳米级。国际上通常将1 μm～100 μm的粉体称为微米材料[7]。可见，本试验用的香菇柄超微粉属于微米级超微粉体。

2.2膨胀性

膨胀性用膨胀力与膨胀率表示。香菇柄超微粉与香菇柄普通粉的膨胀性测定结果见表1。

表1　膨胀力与膨胀率测定结果Table 1 The swelling pressure and expansion rate determination results

从表1可见，香菇柄超微粉的平均膨胀力为13.33 mL/g，平均膨胀率为776 %，这显示，1 g香菇柄超微粉吸水可膨胀到13.33 mL，1 mL香菇柄超微粉吸水可膨胀到7.76 mL。香菇柄超微粉比香菇柄普通粉的平均膨胀力（8.10 mL/g）高5.23 mL/g，提高率为64.6 %；比香菇柄普通粉平均膨胀率（194 %）高582 %，提高率为300%，香菇柄超微粉的膨胀性远大于香菇柄普通粉。

2.3持水力

香菇柄超微粉与香菇柄普通粉的持水力测定结果见表2。

表2　持水力测定结果Table 2 Results of water holding capacity

从表2可见，香菇柄超微粉的平均持水力为2.545 g/g，提示每克香菇柄超微粉可以保持2.545 g水，比香菇柄普通粉的平均持水力（2.412g/g）高0.1333g/g，差异不明显。

2.4持油力

香菇柄超微粉与香菇柄普通粉的持油力测定结果见表3。

表3　持油力测定结果Table 3 Oil holding capacity determination results

从表3可见，香菇柄超微粉的平均持油力为0.189 g/g，提示每克超微粉只能保持0.189克花生油，比香菇柄普通粉的平均持油力（1.401 g/g）低1.212 g/g，降低率86.5 %，超微粉的持油力明显低于普通粉。

2.5吸附亚硝酸根离子（NO2-）能力

测定结果如下：

香菇柄超微粉对亚硝酸根离子的吸附量：0.538 mg/g。

香菇柄普通粉对亚硝酸根离子的吸附量：0.067 mg/g。

每克香菇柄超微粉可吸附亚硝酸根离子0.538 g，远大于每克香菇柄普通粉对亚硝酸根离子的吸附量（0.067 mg/g），前者的吸附量是后者的8倍。

2.6溶解度

测定结果见表4。溶解度随温度变化的情况见图1。

表4　溶解度测定结果Table 4 Solubility determination results

图1　溶解度曲线图Fig.1 Solubility curve

表4和图1显示，无论在哪个温度下，超微粉的溶解度都大于普通粉。超微粉与普通粉的溶解度在25℃最大，分别是4 g/100 g和1.7 g/100 g。随着温度的升高，溶解度下降，至100℃时，分别是3.2 g/100 g和0.4 g/100 g。随着温度的上升，超微粉的溶解度R超微与普通粉的溶解度R普粉的比值也增大，25℃时为2.4倍，至100℃达到8倍，提示随着温度的升高，普通粉的溶解度下降得更多。

2.7吸湿率

试验条件下，香菇超微粉的吸湿率测定结果见表5。

8 d内吸湿率（均值X）的变化情况见图2。

表5　吸湿率测定结果Table 5 Results of determination of moisture absorption rate

图2　8天内吸湿率变化情况Fig.2 The moisture absorption rate of change within 8 days

从图2和表5可见，在5天内，香菇柄超微粉的吸湿率基本成直线上升趋势，第5天吸湿率达到22.7 %（均值），5天后吸湿率吸湿率增加趋于平缓，第8天才增至23.6 %，这提示吸湿率达到23 %后，粉体吸湿逐渐趋于饱和程度。

2.8堆密度

香菇柄超微粉的堆密度测定结果见表6。

表6　堆密度的测定结果Table 6 The determination results of the bulk density

3　结论

将香菇柄进行生物酶解、超微粉碎等深加工制成的香菇柄超微粉，具有营养成分保留全、滋味成分得到更好的释放、适口性好等优点，无疑是开发利用的方向。本试验采用的酶解化香菇柄超微粉与常规法普通粉，保留了香菇柄的全部成分，除了含有高含量的膳食纤维外，还富含多糖、氨基酸、核苷酸等多种成分，其物化性能应当是各种成分的综合体现，不等同于单纯的膳食纤维的物化性能。酶解化超微粉体与常规法制备的普通粉体在物化性能上有较大的差异。本试验中，酶解化香菇柄超微粉平均粒度18.5 μm，与对照采用的香菇柄普通粉（粒度为80目，相当于175 μm）相比，有如下差异：前者平均膨胀力高5.23 mL/g，提高率为64.6 %，平均膨胀率高582 %，提高率为300 %；持油力降低86.5 %；亚硝酸根的吸附能力是普通粉的8倍；溶解度远大于普通粉，常温（25℃）下前者是后者的2.4倍，100℃时可达8倍。

本试验研究考察的香菇柄粉体的膨胀性、持水力、持油力、吸附亚硝酸根能力、溶解度、吸湿率、堆密度等物化性能，是粉体的加工性能和功能作用具体的表现形式，既可作为加工过程、产品质量控制的必备参数，又是进一步对其应用开发与效能评价的参考。这方面的工作，特别是对超微粉体的研究，还有待进一步的深入。

参考文献：

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Studies on Physical-chemical Properties of the Ultrafine Powders from Lentinus Edodes Handle of Enzymatic Hydrolysis

ZHOU Ling-guo，ZHU Yi-wei，JIANG Wen-ping，LONG Yong，Fei Hua-xi，ZHOU Wen
（Chongqing Food Technology Institute，Chongqing 400020，China）

Abstract：The physical and chemical properties of ultrafine powders of Lentinus edodes handle enzyme hydrolied were studied by measuring a number of physical and chemical indicators，including grain size，swelling，water holding capacity，oil holding capacity，nitrite adsorption capacity，solubility，hygroscopicity，bulk density，results show：mushrooms handle ultramicro powder average particle size of 18.5 μm；the average expansion force 13.33 mL/g，the average expansion rate of 776 %；the average water holding capacity of 2.545 g/g；the average oil holding capacity of 0.189 g/g；adsorption amount of nitrite was 0.538 mg/g；solubility was 4（25℃）and 3.2（100℃）；the moisture absorption rate of basic linear upward trend，fifth days the moisture absorption rate of 22.7 %；the average bulk density（g/mL）0.458. With the control（mushrooms handle of ordinary powder，the particle size was 80 mesh，equivalent to 175 μm）compared with the following differences：expansion force，high 5.23 mL/g，increase rate of 64.6 %，expansion rate high 582 %，increase rate of 300 %；the water holding capacity of the difference was not obvious；oil holding capacity decreased by 86.5 %；the adsorption of nitrite ability was 8 times that of ordinary powder；the solubility was far greater than the ordinary powder，at room temperature（25℃）under the former was 2.4 times，100℃up to 8 times.

Key words：enzyme hydrolysis；lentinus edodes handle；ultrafine powders；physical-chemical properties

收稿日期：2015-05-13

作者简介：周令国（1957—），男（汉），正高级工程师，学士，研究方向：食品高新技术应用。

基金项目：重庆市应用开发计划项目（cstc 2014yykfA80007）

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.006