安晶晶， 王成濤， 張小溪， 李 靖

(北京工商大學(xué)食品添加劑與配料北京高校工程研究中心/食品風(fēng)味化學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048)

5'-磷酸二酯酶強(qiáng)化香菇風(fēng)味基料中鮮味成分

安晶晶， 王成濤， 張小溪， 李 靖

(北京工商大學(xué)食品添加劑與配料北京高校工程研究中心/食品風(fēng)味化學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048)

研究了5'-磷酸二酯酶強(qiáng)化香菇鮮味成分的工藝條件及其作用．在香菇打漿料中添加5'-磷酸二酯酶及酵母粉，研究各因素對(duì)5'-核苷酸產(chǎn)量的影響．結(jié)果表明，酵母粉用量、5'-磷酸二酯酶用量、酶解體系pH值、酶解溫度及時(shí)間等因素對(duì)鮮味核苷酸生成有重要影響，正交試驗(yàn)優(yōu)化的酶解工藝條件為:酵母粉用量5%，5'-磷酸二酯酶用量5%，pH值4.0，酶解溫度60℃，酶解時(shí)間60 min．在此條件下制備的香菇風(fēng)味基料中鮮味核苷酸(5'-IMP、5'-GMP)產(chǎn)量達(dá)到30.01 mg/g，較未經(jīng)5'-磷酸二酯酶處理基料的鮮味核苷酸產(chǎn)量提高了3倍．

5'-磷酸二酯酶;香菇;酵母粉;5'-核苷酸;香菇風(fēng)味基料

香菇(Lentinus edodes)屬于擔(dān)子菌綱傘菌目香菇屬，在我國(guó)眾多省市廣泛栽培．香菇風(fēng)味成分有非揮發(fā)性和揮發(fā)性的兩類［1］，核苷酸是菇類重要含氮非揮發(fā)性鮮味組分，主要包括5'-磷酸肌苷酸(5'-IMP)和 5'-磷酸鳥(niǎo)苷酸(5'-GMP)［2－4］，與氨基酸類鮮味物質(zhì)協(xié)同，使鮮味倍增［5］，產(chǎn)生單種鮮味劑難以達(dá)到的效果，是一類食品“超級(jí)”增鮮劑［6］．5'-核苷酸還具有突出食物主味，抑制異味的功能［7］，增效甜味、肉味，消減咸、酸、苦、腥和焦味［8－9］．

5'-磷酸二酯酶(5'-phosphodiesterase)可定向催化RNA或寡核酸分子中3'-OH的磷酸二酯鍵水解形成 5'-磷酸核苷酸(5'-IMP、5'-GMP)［10－13］．目前，5'-核苷酸類增鮮劑主要是通過(guò)酶解酵母抽提物生產(chǎn)［14］．本研究擬利用5'-磷酸二酯酶水解香菇及外源酵母RNA，強(qiáng)化其非揮發(fā)性鮮味成分，研制天然香菇增鮮劑，為蘑菇調(diào)味品和風(fēng)味基料的開(kāi)發(fā)提供理論和技術(shù)支持．

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮香菇，購(gòu)于北京永輝超市;5'-磷酸二酯酶(≥7 000 U/g)，廣西龐博生物有限公司;酵母粉，美國(guó)Clontech公司;鮮味核苷酸(I+G，即5'-IMP+5'-GMP)標(biāo)準(zhǔn)品，韓國(guó)希杰株式會(huì)社．

1.2 儀器與設(shè)備

UV－2450型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，日本島津公司;多功能料理機(jī)，榮事達(dá)集團(tuán);GT16－3型高速臺(tái)式離心機(jī)，北京時(shí)代北利離心機(jī)有限公司;恒溫水浴鍋，山東鄄城華魯電熱儀器有限公司．

1.3 酶解工藝及鮮味核苷酸含量測(cè)定

稱取50 g市售新鮮香菇，于多功能料理機(jī)中粉碎勻漿5 min，將香菇勻漿與一定量的酵母粉、5'-磷酸二酯酶加入1 000 mL一定pH值的緩沖液中，在一定條件下進(jìn)行酶解．將酶解提取液放入沸水浴中，于95℃處理10 min滅活酶，4 000 r/min離心10 min，取上清液用紫外分光光度法測(cè)定I+G 含量［15］．

1.4 正交試驗(yàn)優(yōu)化鮮味核苷酸的酶解工藝條件

酶解生成鮮味核苷酸工藝條件優(yōu)化的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1．

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Tab．1 Factors and levels of orthogonal experiment

2 結(jié)果與分析

2.1 各因素對(duì)酶解生成鮮味核苷酸的影響

2.1.1 酵母粉用量對(duì)鮮味核苷酸生成的影響

新鮮香菇中含有一定量RNA和寡核苷酸分子，為進(jìn)一步增強(qiáng)其核苷酸來(lái)源，在新鮮香菇粉碎勻漿時(shí)，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0，0.5%，1%，3%，5%，7%酵母粉，酶用量3%，pH值為4.0，60℃酶解60 min．酵母粉用量對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響見(jiàn)圖1．由圖1可見(jiàn)，隨著酵母粉用量的增加，鮮味核苷酸含量逐步增加，說(shuō)明新鮮香菇中含有的RNA和寡核苷酸含量有限，添加一定量外源性酵母粉，有利于鮮味核苷酸的生成;當(dāng)酵母粉用量到達(dá)3%時(shí)，I+G水解產(chǎn)物增長(zhǎng)趨于平緩，酶與底物之間作用趨于平衡，因此選擇3%酵母粉用量進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)．

圖1 酵母粉用量對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響Fig．1 Effect of amount of yeast on yield of 5'-nucleotide

2.1.2 酶用量對(duì)鮮味核苷酸生成的影響

新鮮香菇粉碎勻漿，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的酵母粉，并分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，1%，3%，5%，7%的5'-磷酸二酯酶，于 pH值4.0，60℃酶解60 min．酶用量對(duì)I+G產(chǎn)量的影響見(jiàn)圖2．在0.5% ～5%的酶用量時(shí)，隨著酶用量增加，I+G產(chǎn)量不斷上升;當(dāng)酶用量超過(guò)3%時(shí)，鮮味核苷酸的增加量趨于緩慢，因此3%酶用量較為適宜．

2.1.3 酶解體系pH值對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響

新鮮香菇勻漿(含3%酵母粉和3%5'-磷酸二酯酶)加入 pH 值為 3.0，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0的緩沖液中，于60℃酶解60 min．體系pH值對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響見(jiàn)圖3．pH值為3.0～4.0時(shí)，隨pH值增加，鮮味核苷酸產(chǎn)量不斷增加;pH值為4.0～5.0，鮮味核苷酸產(chǎn)量變化幅度不大;pH值為5.0以上，鮮味核苷酸產(chǎn)量開(kāi)始下降．說(shuō)明5'-磷酸二酯酶水解RNA的適宜pH值為4.0～5.0．

圖2 5'-磷酸二酯酶用量對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響Fig．2 Effect of amount of 5'-phosphodiesterase on yield of 5'-nucleotide

圖3 pH值對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響Fig．3 Effect of pH on yield of 5'-nucleotide

2.1.4 酶解溫度對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響

在酶用量3%，酵母粉用量為3%，pH值為4.0的條件下，分別于 20，40，60，70，80，90 ℃ 的溫度酶解60 min．酶解溫度對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響見(jiàn)圖4．在20～60℃時(shí)，隨著酶解溫度上升，鮮味核苷酸產(chǎn)量逐漸提高;繼續(xù)提高溫度，鮮味核苷酸產(chǎn)量出現(xiàn)下降趨勢(shì);70℃以后鮮味核苷酸產(chǎn)量下降趨勢(shì)明顯．表明5'-磷酸二酯酶較適宜的水解溫度在60～70℃，實(shí)驗(yàn)選擇60℃作為酶解的適宜溫度．

2.1.5 酶解時(shí)間對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響

在酶用量為3%，酵母粉用量為3%，pH值為4.0，酶解溫度60℃的條件下進(jìn)行酶解，每隔15 min進(jìn)行取樣檢測(cè)．酶解時(shí)間對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響見(jiàn)圖5．隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，鮮味核苷酸產(chǎn)量漸增，但生成曲線較為平緩，表明酶解速度不慢，底物經(jīng)約60 min即可被5'-磷酸二酯酶充分酶解，酶解時(shí)間對(duì)酶解效果影響較?。虼嗣附鈺r(shí)間確定為60 min．

圖4 酶解溫度對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響Fig．4 Effect of enzymolysis temperature on yield of 5'-nucleotide

圖5 酶解時(shí)間對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量的影響Fig．5 Effect of enzymolysis time on yield of 5'-nucleotide

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)各單因素條件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇酶用量、酵母粉用量、pH值、溫度4個(gè)對(duì)鮮味核苷酸生成影響較大的因素進(jìn)行四因素三水平L9(34)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化酶解工藝條件．正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析見(jiàn)表2，正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果見(jiàn)表3．

表2 正交試驗(yàn)優(yōu)化鮮味核苷酸的酶解工藝條件Tab．2 Enzymolysis condition optimization through orthogonal experiment design

表3 正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果Tab．3 Variance analysis of or thogonal experiment

由表2極差分析可以看出，4個(gè)因素對(duì)鮮味核苷酸產(chǎn)量影響的主次順序依次為:A＞B＞C＞D，優(yōu)化方案為:A3B3C1D1，因此酶解生成鮮味核苷酸優(yōu)化后的條件為:酵母粉用量為5%，酶用量為5%，pH值4.0，酶解溫度60℃．由表3方差分析可以看出:酵母粉用量、酶用量、體系pH值、酶解溫度對(duì)鮮味核苷酸生成量均有影響，其中酵母粉用量和酶用量影響顯著，pH值和酶解溫度的影響為其次．

按照優(yōu)化的提取工藝條件，即在酵母粉用量為5%，酶用量為5%，pH值4.0，酶解溫度60℃，酶解時(shí)間60 min時(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鮮味核苷酸產(chǎn)量為30.01 mg/g，略好于正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果(29.19 mg·g－1)．

2.3 5'-磷酸二酯酶強(qiáng)化香菇鮮味核苷酸的效果比較

在優(yōu)化的工藝條件下，5'-磷酸二酯酶強(qiáng)化香菇鮮味核苷酸的效果比較見(jiàn)表4，只添加5'-磷酸二酯酶時(shí)，鮮味核苷酸的產(chǎn)量提高了34.39%;只添加酵母粉時(shí)，鮮味核苷酸的產(chǎn)量提高了70.19%;將兩者同時(shí)作用于香菇鮮味成分的強(qiáng)化時(shí)，其產(chǎn)量提高了3倍，強(qiáng)化效果顯著．

表4 5'-磷酸二酯酶強(qiáng)化香菇鮮味核苷酸的效果比較Tab．4 Effect of 5'-phosphodiesterase on enhancing Lentinus edodes taste

3 結(jié)論

研究了5'-磷酸二酯酶對(duì)香菇風(fēng)味基料中鮮味核苷酸酶解增量的影響．添加適量酵母粉、5'-磷酸二酯酶解有利于鮮味核苷酸生成．酵母粉用量、酶用量、酶解體系pH值、溫度及時(shí)間等因素對(duì)鮮味核苷酸生成均有重要影響．正交試驗(yàn)優(yōu)化香菇風(fēng)味基料制備工藝條件為:酵母粉用量5%，酶用量5%，pH值4.0，60℃酶解60 min，在此條件下，香菇風(fēng)味基料中鮮味核苷酸產(chǎn)量達(dá)到30.01 mg/g，比未經(jīng)5'-磷酸二酯酶處理基料的鮮味核苷酸產(chǎn)量提高了3倍．

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(責(zé)任編輯:葉紅波)

Preparation of Mushrooms Flavor Ingredients by 5'-phosphodiesterase

AN Jing-jing， WANG Cheng-tao， ZHANG Xiao-xi， LI Jing
(Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients/Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China)

Effects of 5'-phosphodiesterase and yeast on the formation of Lentinus edodes taste compounds were studied in this paper．5'-phosphodiesterases and yeast powder were added in crushed homogenate liquid of mushroom Lentinus edodes，and 5'-nucleotide yield was detected．Results showed that the taste compounds contents of fresh Lentinus edodes were strengthened by 5'-phosphodiesterase and yeast．The strengthening condition was 5%yeast，5%5'-phosphodiesterase，pH 4.0，reaction temperature 60 ℃，reaction time 60 min．5'-nucleotide yield was 30.01 mg/g under the optimization condition，which was triple as the control without 5'-phosphodiesterase．

5'-phosphodiesterase;Lentinus edodes;yeast;5'-nucleotide;mushrooms flavour enhancer

TS202.3

A

1671-1513(2012)03-0035-04

2012-03-03

北京市屬高等學(xué)校人才強(qiáng)教計(jì)劃項(xiàng)目(PHR201008237);北京工商大學(xué)研究生科研學(xué)術(shù)創(chuàng)新基金項(xiàng)目(19000101026);學(xué)科與研究生教育－食品學(xué)科特色學(xué)科群建設(shè)資助項(xiàng)目(2011111)．

安晶晶，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù);

王成濤，男，教授，博士，主要從事食品生物技術(shù)方面的研究.通訊作者．