不同粒度双孢蘑菇粉制备食用菌溶豆的食用品质比较

陈璁，程世伦，叶爽，史德芳，范秀芝，殷朝敏，姚芬，沈汪洋，高虹*

（1.武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023）（2.钟祥兴利食品股份有限公司，湖北 荆门 431900）（3.湖北工业大学生物工程与食品学院，湖北 武汉 430064）（4.国家食用菌加工技术研发分中心，湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，林下经济湖北省工程研究中心，湖北 武汉 430064）

溶豆是以酸奶为主要原料，添加或不添加花、果、蔬的浆（粉）等辅料，经真空冻干或烘烤等工艺加工而成的一款新型婴幼儿辅食，酸甜可口，入口即化，既可补充营养，也能促进食欲、调理肠胃[1]。溶豆类产品因其较佳的感官特性、营养价值备受消费者喜爱[2]。段秋虹等[3]和乔颍鑫等[4]均以酸奶和鸡蛋清等原料制备了烘烤型酸奶溶豆，欧阳锐等[5]、Kay等[6]、Lao等[7]分别添加黄花梨冻干粉、玫瑰粉、羽衣甘蓝浆制备了冻干型酸奶溶豆。然而，添加食用菌的酸奶溶豆目前还未见文献报道。

食用菌味道鲜美可口，是人们餐桌上的美味佳肴，其营养结构健康，富含蛋白质、多种必需氨基酸、矿质元素、维生素和膳食纤维，且具有低脂、低胆固醇、低热量等特点，符合近年来备受推崇的天然、营养、保健的健康食材原则[8，9]。双孢蘑菇（Agaricus bisporus），又名白蘑菇、洋蘑菇、口蘑，是世界上栽培最广、消费最多的食用菌品种；其肉质肥厚，味道鲜美，营养丰富，含有多糖、多酚、麦角甾醇及萜类等多种生物活性物质，具有一定的抗炎、抗癌、降血脂、护肝等保健功效[10-12]。本课题组在前期研究中通过比较双孢蘑菇、香菇、平菇等多种市售常见的食用菌品种，发现双孢蘑菇在麦角甾醇的含量上具有一定优势，锌和赖氨酸的含量也相对较高。麦角甾醇是维生素D2的前体物质，具有促进钙吸收、抗氧化等功效[13]；锌和赖氨酸与婴幼儿的体格与智力发育密不可分[14，15]。2020年7月 13日，美国食品药品监督管理局（FDA）发布2020-13822号文件，提议修订食品添加剂法规，批准使用维生素D2蘑菇粉作为特定食品类别中的营养添加剂[16]。2020年8月6日，欧盟委员会发布实施条例（EU）2020/1163，授权将维生素D2蘑菇粉作为一种新型食品投放市场[17]。在欧盟和美国的双认证下，作为维生素D2蘑菇粉主要原料的双孢蘑菇具有非常好的市场前景，适合开发面向生长发育期的儿童的辅助功能食品。目前，国内外对双孢蘑菇粉的相关研究主要集中于对面粉[18]、面条[19]、面包[20]、蛋糕[21]等小麦粉相关产品的营养和功能强化方面，以及对双孢菇粉中麦角甾醇[22]、多糖[23]等生物活性物质的研究方面，而双孢蘑菇粉在乳制品中的添加及相关研究，目前还鲜有报道。

本课题组在前期研究中，对添加双孢蘑菇浆和双孢蘑菇粉的食用菌特色溶豆的制作工艺和食用品质进行了比较，发现在保证良好口感的前提条件下，以菇粉形式添加的双孢蘑菇干物质含量比菇浆形式高出近4倍，产品中多糖、蛋白质、麦角甾醇等成分含量更高，且菇粉的添加过程更易控制，也更易储存和运输[24]，更适合工厂化的生产模式。

超微粉碎技术作为新型保健食品开发的一种重要途径，在保证原料中主要营养成分不流失的基础上，对食用菌中功能性成分的溶出和食用菌加工性质的改善具有一定的促进作用[25]。本实验采用普通粉碎和超微粉碎分别制备了双孢蘑菇普通粉和超微粉，并在前期研究的基础上重点研究了添加不同粒度的双孢蘑菇粉对冻干型食用菌特色溶豆的物理特性、挥发性风味成分和感官评价等食用品质的影响，以期优化食用菌溶豆的制作工艺，改善其食用品质。该溶豆产品的研究充分利用了食用菌在营养、风味与保健功能等方面的优势，具有较好的市场前景。

1 材料与方法

1.1 原料

双孢蘑菇，由钟祥兴利食品股份有限公司提供，洗净后切片、100 ℃蒸汽漂烫3 min、沥干并进行真空冷冻干燥，普通粉碎后分别过20、60、100目筛，取部分过100目筛的菇粉进行超微粉碎处理，分别收集并密封，4 ℃冷藏备用。老酸奶（内蒙古蒙牛乳业股份有限公司，中国）。

1.2 仪器设备

FD5-2.5型真空冷冻干燥机，美国Goldsim公司；Winner 3003型激光粒度分析仪，济南微纳颗粒仪器股份有限公司；CR-10Plus型小型色差计，日本Konica Minolta公司；LG-500A型植物粉碎机，瑞安百信药机械厂；YR-8型振动式细胞级超微粉碎机，济南银润包装机械有限公司；TA.XT.Plus物性测定仪，英国SMS公司；PEN3型电子鼻，德国Airsense公司；20、60、100目面粉筛。

1.3 试验方法

1.3.1 双孢蘑菇溶豆的制备工艺

1.3.2 双孢蘑菇粉粒度分析

采用Winner 3003激光粒度分析仪在室温下分别测定利用普通粉碎和超微粉碎技术制备的双孢蘑菇粉的粒度分布，粒度分析仪的量程为0.10～300 μm，采用的分析模式为 R-R模式。粒度分布由 D0.1、D0.5、D0.9值进行表征。D0.1、D0.5、D0.9值分别代表了样品粉末累积粒度分布百分比为 10%、50%、90%所对应的粒径。粒径分布的宽度由粒径的均一度进行表征。均一度的计算公式如公式（1）所示：

1.3.3 双孢蘑菇溶豆颜色的测定

采用 CR-10Plus色差计测定双孢蘑菇溶豆的颜色，双孢蘑菇溶豆需磨成均匀粉末状并过100目筛。参考Cui等[26]的方法略作改动，测定时色差仪先用标准白板校准之后，以纯酸奶溶豆样品为色度的参照标准（即L*0、a*0、b*0），每组溶豆重复测定5次，取平均值。使用 CIE颜色参数：L*（亮度）从黑（0）到白（100），L*值越大，表明颜色越亮；a*（红绿程度）从绿色（-）到红色（+）；b*（黄蓝程度）从蓝色（-）到黄色（+）；ΔE表示实验组与空白组溶豆间的总色差变化。根据亨特白度计算公式计算样品的白度W。ΔE、W的计算公式如公式（2）和（3）所示：

1.3.4 双孢蘑菇溶豆水合能力的测定

水合能力反映了粉体在加工过程中的持水能力，对于改善食品硬度、黏度、口感等指标具有重要意义。参考秦学磊等[27]的方法略作改动，在研钵中将溶豆充分碾磨成均匀的细粉末状，称取0.5 g不同粒度双孢蘑菇溶豆研磨的粉末于已知质量的离心管中，向离心管中逐次少量地加入去离子水，用玻璃棒缓慢搅拌均匀至粉体完全溶解。8000 r/min冷冻离心20 min后，弃去上清液（若无上清液，则再次加去离子水并混匀，继续离心至有少量上清液为止）。称取离心管和沉淀的总质量。计算每克粉体吸收水分的质量，即为溶豆粉体的水合能力，计算方法如公式（4）所示：

式中：

m——溶豆样品质量，g；

m1——离心管质量，g；

m2——离心管与沉淀的总质量，g；

每组重复测定3次，取平均值。

1.3.5 双孢蘑菇溶豆复水时间的测定

复水时间可以从一定程度上反映出食用菌溶豆在人体口腔中的湿润分散特性。参考劳艳艳[28]的方法进行测定。每组溶豆重复测定5次，取平均值。

1.3.6 双孢蘑菇溶豆质构特性的测定

采用 TA.XT.Plus质构仪测定双孢蘑菇溶豆成品的韧性、硬度等质构特性。参考Kay等[29]的方法略作改动，采用TA.XT.Plus质构仪中的饼干穿刺模式，并选用底面直径为2.0 mm的平底圆柱形P/2探头在室温下进行测定，测定时，将供试溶豆样品平整置于测试台正中心位置，使P/2探头对准溶豆正中心进行垂直穿刺。测定参数如下：测前速度为1.0 mm/s，测时速度为0.5 mm/s，测后速度为10.0 mm/s，探头下压距离为2 mm，测量触发力为5.0 g，数据采集速率400 Hz。在此测定模式中，由Exponent软件提供计算支持。每组溶豆重复测定5次，取平均值。

1.3.7 双孢蘑菇溶豆电子鼻分析

采用PEN3电子鼻对双孢蘑菇溶豆的挥发性风味成分进行分析。参考劳艳艳[28]的方法略作改动，将各组溶豆用研钵研磨至均匀细粉末状，过100目筛，称取0.40 g不同溶豆样品粉末于40 mL顶空瓶中，然后加入4.00 g蒸馏水混合均匀，在28 ℃下静置1 h，等待样品气味完全释放后用电子鼻进行测定。其测量参数如下：等待时间为10 s；设定测量时间为300 s；传感器清洗时间为100 s；载气流速为600 mL/min。电子鼻配备了10个不同半导体材料制成的气体传感器，各传感器对应的敏感物质类型如表1所示[30]。

表1 PEN3电子鼻传感器阵列的性能Table 1 Performance of the sensor arrays of the PEN3 electronicnose

1.3.8 双孢蘑菇溶豆的感官评价

选取 12名具有相关技术培训经历的食品专业人员，组成感官评定小组，从色泽（10%）、质地（10%）、气味（20%）和口感（50%）对双孢蘑菇溶豆的产品感官进行衡量。具体评价标准见表2[1，29]。

表2 双孢蘑菇溶豆感官评定表Table 2 Sensory evaluation standards of Agaricus bisporus yogurt melts

1.4 数据处理

采用SPSS 19.0软件中的ANOVA模块的LSD和Duncan方法对试验数据进行差异显著性分析，采用Origin 9.0.0和Excel 2019软件进行图形绘制，采用PEN3电子鼻自带的WinMuster V1.6.2软件进行主成分分析和载荷分析。实验结果以平均值±标准差表示。

2 结果与讨论

2.1 双孢蘑菇粉粒度的分析结果

各组双孢蘑菇粉的粒径分布范围及分布频率如表3和图1所示。结果表明，经超微粉碎处理后，双孢蘑菇粉的中位粒径D0.5与100目粉相比显著降低，为7.84±0.11 μm，已达到超微粉级别[31，32]；90%的粉体粒径降至13.78 μm以内，平均粒径较普通粉大幅降低，且均一度显著优于普通粉，表明经超微粉碎处理后粉体粒径集中在相对较窄的范围内，粒度更为均匀[33，34]。

表3 双孢蘑菇粉的粒径分布Table 3 Particle sizes of Agaricus bisporus powders

2.2 添加不同粒度双孢蘑菇粉对溶豆颜色的影响

颜色是影响食品感官品质的重要指标之一。添加不同粒度双孢蘑菇粉对食用菌溶豆颜色的影响如表4所示。结果表明，添加双孢蘑菇粉后的溶豆亮度（L*）和白度（W）较空白组显著降低，而红度和黄度明显增大，其主要原因是双孢蘑菇在干燥和粉碎处理时加速了其褐变的过程，故添加到溶豆中后使产品色泽变深变暗，并呈现出一定的褐色[35]。由表中数据还可发现，双孢蘑菇溶豆的ΔE（总色差）、a*（红绿度）、b*（黄蓝度）值均随粉末粒度的减小而显著减小，而L*和W值呈相反趋势，即添加的双孢蘑菇粉粒度越小，溶豆的色泽变化越小，越接近于纯酸奶溶豆，显得越白亮。各实验组中，添加双孢蘑菇超微粉的溶豆的总色差变化最小，色泽最为白亮，与空白组的色泽最为接近，更易为普通消费者所接受。这可能是因为随着双孢蘑菇粉末粒度的减小，其比表面积增大，样品中的多糖、膳食纤维和蛋白质等内容物被更多地暴露出来，增加了光线的反射，提高了粉末的亮度[36]。

表4 添加不同粒度双孢蘑菇粉对食用菌溶豆颜色的影响Table 4 Color difference of mushroom yogurt melts added with different particle sizes of Agaricus bisporus powders

2.3 添加不同粒度双孢蘑菇粉对溶豆水合能力和复水时间的影响

溶豆的水合能力和复水时间在一定程度上反映了其在人口腔中结合唾液的能力，对其湿润分散性等指标产生影响。不同粒度双孢蘑菇粉制成双孢蘑菇溶豆的水合能力和复水时间分别如图2、3所示。结果表明，空白组溶豆具有较好的水合能力，复水时间较短；随着添加的双孢蘑菇粉粒度减小，溶豆水合能力呈显著增大再减小的趋势，而复水时间呈相反趋势；实验组中，100目双孢蘑菇粉溶豆的水合能力最好，复水时间也最短，超微粉溶豆的水合能力较100目粉溶豆显著降低，而复水时间显著增大。这是因为随着粒度减小，粉体及其中膳食纤维和蛋白质的比表面积增大，导致了更多亲水基团的暴露，故水合能力增强，100目双孢蘑菇粉溶豆的水合能力比纯酸奶溶豆提高了6.89%；然而，虽然超微粉碎后的粉体比表面积增大，但其中的纤维素和蛋白质等大分子物质的空间结构被机械行为的强剪切力破坏，亲水基团分布减少，从而导致双孢蘑菇超微粉溶豆的水合能力下降，复水时间增大[37]，这与张康逸等[38]、Gao等[39]的研究结果一致。因此，从产品水合能力的角度考虑，溶豆中添加的双孢蘑菇粉粒度为100目时较为适宜。

2.4 添加不同粒度双孢蘑菇粉对溶豆质构特性的影响

韧性、硬度和粗糙度是评价食物口感的重要指标。双孢蘑菇粉粒度过大、粉体粗糙，会使制得的溶豆颗粒感增强、粗糙度增加，而较低的韧性、硬度和粗糙度更能迎合溶豆消费者的需求。不同粒度双孢蘑菇粉制成的食用菌溶豆的质构特性差异如表5所示。结果表明，空白组（纯酸奶溶豆）的韧性和硬度较低，质地更为酥脆；添加双孢蘑菇粉后，溶豆的韧性、硬度和粗糙度均高于空白组，这可能与添加的双孢蘑菇粉中富含膳食纤维有关[40]。随着添加的双孢蘑菇粉粒度的减小，溶豆的韧性、硬度和粗糙度虽无特别显著的变化，但整体呈下降趋势。而经过超微粉碎处理后，由于双孢蘑菇粉体过细，可能在与酸奶混合的过程中产生了一定的团聚和黏附作用，使溶豆的均匀度下降，粗糙度跨度明显变大，口感变差；双孢蘑菇超微粉制备的食用菌溶豆硬度较大，可能与超微粉粒度更小导致制备的溶豆结构更为紧凑致密有关[28]。100目双孢蘑菇粉溶豆在韧性、硬度和粗糙度上品质相对较好，且更接近于纯酸奶溶豆，具有更好的质地与口感。

表5 添加不同粒度双孢蘑菇粉对食用菌溶豆质构特性的影响Table 5 Texture property difference of mushroom yogurt melts added with different particle sizes of Agaricus bisporus powders

2.5 添加不同粒度双孢蘑菇粉的溶豆风味成分分析

双孢蘑菇不仅营养丰富，还具有特殊的菇味，对于改善食品的感官品质具有一定作用。添加不同粒度双孢蘑菇粉的食用菌溶豆的电子鼻主成分分析（PCA）结果如图4a所示。由图可知，第一主成分和第二主成分的贡献率分别为 88.42%和 11.27%，贡献率之和为99.69%，远远大于80%，说明这两个主成分代表了样品的主要信息特征，可作为判定样品是否具有挥发性风味成分差异的依据。纯酸奶溶豆组（空白）与双孢蘑菇粉溶豆组的距离较远，说明其所含挥发性风味成分差异较大，这是由于双孢蘑菇粉中含有其特有的挥发性风味成分。添加不同粒度双孢蘑菇粉的溶豆组间可被明显区分开来，相互没有重叠，说明粒度对双孢蘑菇粉气味的释放和挥发具有一定的影响[41]。

溶豆的电子鼻主成分载荷分析结果如图4b所示。由图可知，W1W、W5S、W2W、W1S和W2S这五个传感器的响应点距离原点较远，对样品间的风味区分贡献较大[42]。

PEN3型电子鼻的10个传感元件对添加不同粒度双孢蘑菇粉制成的溶豆样品分析的雷达图如图4c所示，能够直观地反映出各组溶豆样品间的风味差异。由图可知，四组样品的挥发性风味成分的整体风味强度轮廓较为相似，说明各组样品在挥发性风味成分的组成上具有一定的相似性。纯酸奶溶豆（空白组）挥发性气味最弱，与添加双孢蘑菇粉的溶豆在检测出的几种挥发性风味成分的含量上存在明显差异，其中传感器W1W、W5S、W2W、W1S和W2S的响应强度差异较为明显，进一步佐证了载荷分析的结果，即说明添加了双孢蘑菇粉的溶豆在无机硫化物、氮氧化合物、有机硫化物、甲基类、醇类和醛酮类等挥发性风味成分的含量上较纯酸奶溶豆更高[43]。另一方面，由图4c可知，溶豆中添加的双孢蘑菇粉粒度越小，检测出的挥发性风味成分含量越高，这与李爱民等[44]、曲清莉等[45]的实验结果一致，主要与双孢蘑菇粉粒度降低及比表面积增大促进了粉体细胞中挥发性成分的释放有关；超微粉碎严重破坏了细胞结构，更有利于细胞内挥发性风味成分在粉碎过程中释放出来。

2.6 添加不同粒度双孢蘑菇粉对双孢蘑菇溶豆感官评价的影响

纯酸奶溶豆色泽白亮，质地酥松，入口即化，酸甜可口，感官品质较佳。添加不同粒度双孢蘑菇粉的溶豆的感官评价如表6所示，结果表明，空白组的溶豆感官评分最高，为8.07，添加20目双孢蘑菇粉的溶豆感官评分最低，为4.91，且溶豆感官总分随添加的双孢蘑菇粉粒度的降低呈先上升后下降的趋势，这与溶豆的水合能力及质构特性的测定结果一致。随着添加双孢蘑菇粉粒度的降低，粉体的比表面积和水合能力逐渐增大，促进了双孢蘑菇粉与酸奶的充分混合及溶豆产品入口融化的特性，从而使食用菌溶豆具有更好的色泽、质地与口感。而当粉体粒度降低至超微粉级别后，在水合能力增大的同时，粉体间的分子相互作用力也相应增大，故可能产生了一定的黏附和团聚作用，使溶豆的水溶性和湿润分散性下降，溶豆不能入口即化，硬度和咀嚼性增强，因而使质地与口感评分显著降低。因此，从感官评价的角度，溶豆中添加的双孢蘑菇粉粒度为100目时较为适宜，其感官评分为6.55。

表6 添加不同粒度双孢蘑菇粉的溶豆的感官评分Table 6 Sensory evaluation scores of yogurt melts added with different particle sizes of Agaricus bisporus powders

3 结论

本实验明确了不同粒度双孢蘑菇粉对溶豆食用品质的影响效果。结果表明，随着添加的双孢蘑菇粉粒度越小，溶豆色泽越白亮，挥发性风味成分含量越高；溶豆的水合能力及感官评分呈先升高后下降的变化趋势，而复水时间、韧性、硬度和粗糙度等指标则与之相反。尽管超微粉溶豆具有更好的色泽，但100目粉溶豆的水合能力、质构特性和感官评分等指标更佳。综合分析可知，100目粉时可使溶豆具有更好的食用品质。