玉皇蘑特殊基质液体发酵及马铃薯蛋糕制作

王谦，宋倩，张正

（河北大学生命科学学院，河北保定071002）

玉皇蘑特殊基质液体发酵及马铃薯蛋糕制作

王谦，宋倩，张正

（河北大学生命科学学院，河北保定071002）

将葡萄干作为特殊基质，通过正交试验对玉皇蘑特殊液体发酵配方与培养条件进行优化，确定最优液体发酵配方与培养条件，在此条件下玉皇蘑发酵液的菌球鲜重达到了35.76 g/100 mL，其多糖含量与蛋白含量分别达到4.82、7.15mg/mL。然后用此发酵液代水拌料制作马铃薯蛋糕，通过试验分析确定蛋糕的最佳配方为：马铃薯全粉30g，低筋面粉70 g，玉皇蘑发酵液90 mL，糖80 g，鸡蛋140 g。与传统蛋糕相比，该新型蛋糕的营养价值高，口感优良，同时具有独特的天然香气。

玉皇蘑；液体发酵；马铃薯蛋糕；工艺优化

马铃薯主粮化开发已经成为我国重要战略举措，此方针的施行可以有效保障国家粮食安全、提高农业生产效率和收益、改善国民身体素质、优化生态环境[1]。马铃薯具有很高的营养价值和药用价值，但其蛋白质、钙和维生素A的含量稍低，一般来说，新鲜马铃薯约含淀粉17.31%、蛋白质1.94%、组纤维0.73%[2-3]。马铃薯全粉是用新鲜马铃薯洗净去皮后加工成的细颗粒状和片状食品原料，它保持了马铃薯原有的营养成分和风味。

玉皇蘑，学名金顶侧耳（Pleurotus citrinipileatus Sing.）是一种珍稀的食药用真菌。玉皇蘑营养丰富，含有蛋白质、纤维素、侧耳多糖、碳水化合物以及多种维生素等营养成分，其中氨基酸含量尤为丰富，其子实体粗蛋白含量在40%以上[4-7]，另外，玉皇蘑在药用上有滋补健身、化痰定喘、平肝健胃、降压减脂和抗肿瘤、增强机体免疫力等功效[8-11]，符合现代人的健康饮食需求。玉皇蘑液体发酵液可以在短时间内获得大量菌丝体及其发酵产物，其菌丝体具有与子实体相似的营养价值和医疗保健功效[12]，同时可通过葡萄干的加入提高发酵液的风味。

本研究以玉皇蘑的液体发酵醪液代水拌料制作马铃薯蛋糕，玉皇蘑发酵液中的蛋白质与多糖等营养物质，弥补了马铃薯主粮化中包括蛋白质含量低的缺陷，提高了马铃薯蛋糕的营养价值。

1 试验材料

1.1 供试菌株及材料

玉皇蘑菌种：河北大学食药用真菌研究所保藏。

马铃薯全粉、低筋面粉、黄豆粉、葡萄干、植物油等均为市售；将葡萄干用温水浸泡后打浆备用。

1.2 设备

全温摇床（HYG-A）：太仓市试验设备厂；高压蒸汽灭菌锅：上海华线医用核子仪器有限公司；电热恒温培养箱（DNP-9052BS-Ⅲ）、全自动定氮仪（KDN-101）、均质机（D-500）：上海珂淮仪器有限公司超净工作台（SW-CJ-2FD）：上海康路仪器设备有限公司；HH-S型恒温水浴锅：郑州长城科工贸有限公司；电烤箱（SEC-3Y）：珠海三麦机械有限公司；电子天平（TP-620A）：湘仪天平仪器设备有限公司。

1.3 培养基

马铃薯葡萄糖琼脂培养基（Potato Dextrose Agar，PDA培养基）（质量分数）：马铃薯20%、葡萄糖2%、琼脂2%，pH自然。

玉皇蘑常用液体培养基[13]（质量分数）：玉米粉0.5%、豆饼粉0.5%、葡萄糖2.5%、酵母膏0.3%、KH2PO40.1%、Mg SO4·7H2O 0.1%，pH 自然。

玉皇蘑特殊液体培养基（质量分数）：马铃薯浸汁20%、葡萄糖2%、黄豆粉2%、葡萄干10%，pH自然。

马铃薯蛋糕基本配方：马铃薯全粉20 g，低筋面粉80 g，糖 80 g，马铃薯发酵液 80 mL，鸡蛋 100 g，植物油30 g，泡打粉 3 g。

2 试验方法及流程

2.1 玉皇蘑液体发酵技术优化

将玉皇蘑保藏种取出于25℃培养箱中活化24 h，接种于PDA培养基进行母种培养，得到玉皇蘑种子；采用250 mL三角瓶，每个三角瓶分装100 mL液体培养基，重量比例配方为：玉米粉0.5%、豆饼粉0.5%、葡萄糖2.5%、酵母膏 0.3%、KH2PO40.1%、MgSO4·7H2O 0.1%、p H自然。在无菌条件下接种，于摇床180 r/min、27℃培养108 h，得到玉皇蘑发酵种子液[14-15]。按5%的接种量将玉皇蘑发酵种子液接种于二级摇瓶（制备摇瓶）。

2.1.1 最佳发酵配方的确定

配方正交试验因素水平见表1

表1 配方正交试验因素水平表Table 1 Liquid fermentation medium orthogonal experimental factors table

通过正交试验L9（34）[16]，按照表1正交试验因素水平表，对特殊液体培养基中的葡萄糖、豆饼粉、葡萄干进行三因素三水平正交试验，每组设置3个水平和3次重复，按照1 L三角瓶中装液量300 mL，5%的接种量，放在27℃、180 r/min的环境中恒温振荡培养到最佳种龄。将发酵所得培养物用80目铜网进行过滤得菌球，吸水纸吸干菌球表面水分，当菌球重量不再发生变化时即为所测菌球鲜重[13]，以菌球鲜重为指标筛选出特殊液体培养基的最佳配方。

2.1.2 最佳培养条件的确定

培养条件正交试验因素水平见表2。

表2 培养条件正交试验因素水平表Table 2 Liquid fermentation medium orthogonal experimental factors table

通过正交试验L9（34），按照表2正交试验因素水平表，对特殊液体培养基中的温度、转速、装液量进行三因素三水平正交试验，每组设置3个水平和3次重复，发酵液配方选用上述试验所得最佳配方，以5%的接种量恒温振荡培养到最佳种龄。以菌球鲜重为指标筛选出特殊液体发酵的最佳培养工艺。

2.1.3 优化后液体发酵生长曲线测定

采用优化后的液体发酵条件，按常规方法接入一级菌种，1L三角瓶中装液量350 mL，接种量5%，放在25℃、200 r/min条件下恒温振荡培养，试验3次重复取12、24、36、48、60、72、84、96、108、120、132、144、156、168 h种龄的发酵液100 mL，80目筛网过滤，控干水分，测定菌球鲜重。最后取平均值确定其生长曲线[17]。

2.1.4 玉皇蘑液体发酵液相关成分的测定

将玉皇蘑液体发酵液投入搅拌器中进行组织破碎；采用苯酚-硫酸法[18]测定其多糖含量，粗蛋白含量采用凯氏定氮法[19]进行测定，并将常规配方下和优化后所得培养液的相关成分进行对比。

2.2 玉皇蘑风味马铃薯蛋糕制作工艺研究

2.2.1 工艺流程

2.2.2 具体操作步骤

最佳配方及培养条件下所得的玉皇蘑二次发酵液，将其投入搅拌器中进行组织破碎；用玉皇蘑发酵液代替水加入蛋糕糊中进行马铃薯蛋糕的制作，具体流程同常规[20]。

2.2.3 影响蛋糕品质的因素分析

通过探讨等主要因素对蛋糕感官品质的影响，采用单因素及正交试验方法，以蛋糕的综合感官评分为品质的评价标准[21]（表3），确定玉皇蘑风味马铃薯葡萄干蛋糕的最佳工艺配方。

表3 感官评价表Table 3 The table of sensory evaluation

3 结果与分析

3.1 玉皇蘑液体发酵技术优化

3.1.1 不同配方下玉皇蘑液体发酵结果

不同配方下玉皇蘑液体发酵结果见表4。

表4 正交试验结果分析Table 4 Analysis of orthogonal test results

由表4的数据可见，各组合间的菌球鲜重是不同的。由极差分析可得，3种因素对玉皇蘑液体发酵培养的菌球鲜重影响程度依次为葡萄糖＞葡萄干＞黄豆粉。通过对K值的比较得出最适液体培养基组合为A2B1C2，则本试验所得最适宜的玉皇蘑特殊液体培养基配方为葡萄干10%，葡萄糖1.5%，黄豆粉2%，马铃薯20%。

3.1.2 不同培养条件下玉皇蘑发酵结果

不同培养条件下玉皇蘑发酵结果见表5。

表5 正交试验结果分析Table 5 Analysis of orthogonal test results

由表5的数据可见，各组合间的菌球鲜重是不同的。由极差分析可得，3种因素对玉皇蘑液体发酵培养的菌球鲜重影响程度依次为温度＞装液量＞转速。通过对K值的比较得出最适培养条件组合为A2B3C2，此组合未到的最优组合未出现在正交表的9组试验中，因此，在最优组合条件下进行3次平行验证试验（编号10），得平均菌丝鲜重为35.24 g/100 mL，高于正交表9组试验中任何一组，因此选定该组合为最佳配方，该验证试验与正交试验结果一致。本试验所得最适宜的玉皇蘑液体发酵培养条件为1 L的三角瓶装液量为350 mL，培养温度25℃，转速200 r/min。

3.1.3 优化后液体发酵生长曲线

优化后液体发酵生长曲线见图1。

图1 玉皇蘑液体生长曲线Fig.1 Fluid growth curve of Pleurotus citrinipileatus

由图1可知，72 h～132 h为玉皇蘑液体菌种的增殖生长期，当培养时间为132 h时可达到最大菌球鲜重35.76 g/100 mL，适用于马铃薯蛋糕的制作，因此确定最佳菌龄为132 h。

3.1.4 玉皇蘑液体发酵液相关成分的测定

常规液体发酵液及优化后液体发酵液的多糖及粗蛋白含量测定结果如表6所示。

表6 多糖和粗蛋白结果对比Table 6 Polysaccharide content and crude protein content

通过表6的数据可见，优化后的特殊液体发酵液经组织破碎后测得多糖含量和粗蛋白含量分别为4.82、7.15 mg/mL，将此发酵液代替水用于蛋糕的制作，可提高蛋糕的营养价值，使蛋糕品质更优良。

3.2 玉皇蘑风味马铃薯蛋糕

3.2.1 单因素试验

3.2.1.1 马铃薯全粉添加量对蛋糕品质的影响

马铃薯全粉添加量对蛋糕品质的影响见图2。

马铃薯全粉没有谷朊蛋白，不形成面筋结构，在蛋糕的制作过程中能提高面团松软性，另外，其吸水、吸油性良好，复水后具有浓郁的马铃薯香味及砂质口感，马铃薯全粉的添加量严重影响蛋糕的品质。当马铃薯全粉添加量过少时，蛋糕无马铃薯所特有的清香，添加量过多时，蛋糕不易成型，口感发蜡。由图2可得，当马铃薯全粉添加量为30 g时，蛋糕品质最好，感官评分最高。

图2 马铃薯全粉添加量对蛋糕品质的影响Fig.2 Effect of potato powder addition on the cake of the senses

3.2.1.2 玉皇蘑发酵液用量对蛋糕品质的影响

玉皇蘑发酵液用量对蛋糕品质的影响见图3。

图3 玉皇蘑发酵液用量对蛋糕品质的影响Fig.3 Effect of fermentation broth addition on the cake of the senses

玉皇蘑发酵液中含有大量营养物质及水，当发酵液用量较少时，面糊中有面粉结块，蛋糕发干发硬，当发酵液用量过多，蛋糕不易发起，易形成糊边，影响美观及口感，由图3可得，当玉皇蘑发酵液用量为90 mL时，蛋糕感官评分最高，因此最适玉皇蘑发酵液用量为90 mL。

3.2.1.3 糖添加量对蛋糕品质的影响

糖添加量对蛋糕品质的影响见图4。

图4 糖添加量对蛋糕品质的影响Fig.4 Effect of sugar addition on the cake of the senses

当糖的添加量过少时，蛋白的打发过程中气泡不均匀，起发体积较小，蛋糕蓬松感差。当糖的添加量为80 g时，蛋糕色泽金黄，口感松软适中，感官评分最高，其添加量超过80 g，蛋糕偏甜，口感较腻。因此确定糖的最适添加量为80 g。

3.2.1.4 鸡蛋用量对蛋糕品质的影响

鸡蛋用量对蛋糕品质的影响见图5。

图5 鸡蛋用量对蛋糕品质的影响Fig.5 Effect of egg addition on the cake of the senses

由图5可知，蛋液的添加量过少，色泽发白，口感不很细腻且香味减小，随着鸡蛋用量的增加，蛋糕的感官评分有所增加，当添加量超过160 g后，评分有所下降，可能是因为蛋腥味加重。但鸡蛋用量为140 g和160 g时并无明显差别，考虑经济效益，确定鸡蛋的用量为140 g。

3.2.2 正交试验

由单因素结果可知，在玉皇蘑风味马铃薯蛋糕的制作过程中，以上各因素对蛋糕的品质都具有很大影响。在单因素试验的基础上，采用四因素三水平正交试验对玉皇蘑风味马铃薯蛋糕的制作工艺进行优化（如表7），以蛋糕的感官评分为考察指标，确定产品最佳工艺条件，结果见表8。

由极差分析可得，4种因素对玉皇蘑风味马铃薯蛋糕的影响程度依次为A＞B＞D＞C。通过对K值的比较得出玉皇蘑马铃薯蛋糕制作的最佳工艺条件为A3B2C1D1，即马铃薯全粉百分比为30%，玉皇蘑发酵液用量为90 mL，糖的添加量为80 g，鸡蛋用量为140 g。此组合未到的最优组合未出现在正交表的9组试验中，因此，在最优组合条件下进行3次平行验证试验（编号10），此时平均感官评分为94，高于正交表9组试验中任何一组，因此选定该组合为最佳配方，该验证试验与正交试验结果一致。

表7 正交试验因素水平表Table 7 Orthogonal experimental factors table

表8 正交试验结果分析Table 8 Analysis of orthogonal test results

4 结论

由以上试验分析可得最适宜的玉皇蘑特殊液体培养基配方为葡萄干10%，葡萄糖1.5%，黄豆粉2%，马铃薯20%，此时进行液体发酵的最适培养条件为1 L的三角瓶装液量为350 mL，培养温度25℃，转速200 r/min。用此发酵液代水拌料制作马铃薯蛋糕，该蛋糕的最佳配方为：马铃薯全粉30 g，低筋面粉70 g，玉皇蘑发酵液90 mL，糖80 g，鸡蛋140 g。

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Special Material Liquid Fermentation of Pleurotus citrinipileatus and Optimization of Potato Cake Processing Technology

WANG Qian，SONG Qian，ZHANG Zheng
（College of Life Science，Hebei University，Baoding 071002，Hebei，China）

Adding raisin to liquid fermentation system to optimize various substrates and fermentation conditionsby using orthogonal experiment.According to the best fermentation formula and conditions for fermentation，the fresh weight of hypha was 35.76 g/100 mL and the polysaccharide content and protein content were reached 4.82，7.15 mg/mL.According to the optimized preparation process that preparation hericium fermented mash and instead of water to product potato bread，Process single-factor experiment and orthogonal experiment analysis，The results showed that the optimal of formula was as follows：potato granules 30 g，low-gluten flour 70 g，liquid fermentation of Pleurotus citrinipileatus 90 mL，sugar 80 g，egg 140 g.The obtained cake has a unique flavor，high nutrition and good taste.

Pleurotus citrinipileatus；liquid fermentation；potato cake；process optimization

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.23.019

河北省科技支撑项目（16227303D-2）

王谦（1962—），男（汉），研究员，学士，研究方向：食药用真菌研究与开发工作。

2017-04-13