李翔,鄧杰,徐宏,王秋果,石代勇,黃彤,劉達(dá)玉
(成都大學(xué)食品加工四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都610106)
羊肚菌(morchella)也稱(chēng)羊肚菜或者羊肚蘑,通常生長(zhǎng)在低溫高濕型環(huán)境中,是一種風(fēng)味獨(dú)特,味道鮮美的食用菌,有“菌中之王”的美譽(yù)[1-2]。羊肚菌中富含蛋白質(zhì)、活性多糖[3]、多種維生素和微量元素(鋅、硒、鐵等)以及多種氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分,其中8種人體必需氨基酸占氨基酸總量的47.5%(一般食用菌為25%~40%)[4-6]。羊肚菌對(duì)消化不良、體質(zhì)較弱、易發(fā)胖人群具有一定功效[7-8],且具有抗疲勞、抗氧化和增強(qiáng)人體免疫力等功能[9-11]。紅棗,又名大棗,其營(yíng)養(yǎng)豐富,有“天然維生素丸”美稱(chēng),具有補(bǔ)氣益中、美容養(yǎng)顏的作用[12-13]。
目前,羊肚菌實(shí)現(xiàn)了人工栽培,產(chǎn)量巨大[14]。顧可飛等[15]對(duì)牛肝菌、羊肚菌營(yíng)養(yǎng)功能特性及利用價(jià)值進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)羊肚菌在保健品及醫(yī)藥品提取、加工新技術(shù)的開(kāi)發(fā)等運(yùn)用中具有巨大潛力[16],但還未有以羊肚菌和紅棗作為主要原料的復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的相關(guān)報(bào)道。采用響應(yīng)面法,以紅棗粉、羊肚菌粉、脫脂奶粉、白砂糖的添加量為自變量,以感官評(píng)分分值為響應(yīng)值,對(duì)羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉配方進(jìn)行優(yōu)化[17],以期為羊肚菌的開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。
新鮮羊肚菌:四川省成都市天綠菌業(yè)有限公司;紅棗粉:青島隆海食品有限公司;脫脂奶粉:呼倫貝爾雀巢有限公司;白砂糖:云南顛鵬糖業(yè)有限公司;增稠穩(wěn)定劑:山東天喜食品配料有限公司。
C22-L2D型電磁爐:九陽(yáng)股份有限公司;WT-K型電子天平:常州萬(wàn)泰天平儀器有限公司;HAD-FX202-00型電熱鼓風(fēng)干燥箱:北京恒奧德儀器儀器有限公司;2N-04A型粉碎機(jī):中科耐馳技術(shù)有限公司;YQ2G-03型實(shí)驗(yàn)用微波殺菌機(jī):南京永青食品高新技術(shù)發(fā)展有限公司。
1.2.1 羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉制作工藝
羊肚菌原料挑選→清洗→煮制→冷卻,瀝水→烘干→粉碎→稱(chēng)量,按比例與其他配料(紅棗粉、脫脂奶粉、白砂糖、增稠穩(wěn)定劑)混勻→殺菌→包裝→檢查→成品
1.2.2 操作工藝要點(diǎn)
1)原料挑選:選用生長(zhǎng)良好,無(wú)腐爛、無(wú)病蟲(chóng)危害的優(yōu)質(zhì)羊肚菌。
2)清洗:先檢查是否有木簽、鐵釘?shù)葓?jiān)硬固體物,然后去除表面雜質(zhì),再用清水沖洗泥垢,溫水浸泡5min待用。
3)煮制:取純凈水1 000 mL,煮沸,加入羊肚菌煮制到有菌香味且羊肚菌形態(tài)完好為止。
4)冷卻,瀝水:將煮制過(guò)后的羊肚菌撈起,放在篩網(wǎng)上冷卻,且把能自然流出的水分瀝完。
5)烘干:將進(jìn)行完滴水處理的羊肚菌放在溫度設(shè)定為60℃~70℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱里進(jìn)行干燥處理(3 h~4 h),烘干至含水量低于 5%即可[18-19]。
6)粉碎:將干燥好的羊肚菌用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎處理成50目~100目均勻的粉末狀即可[19]。
7)稱(chēng)量,按比例與其他配料混勻:按一定比例準(zhǔn)確稱(chēng)量各種原輔料,然后在干燥壞境下避免干燥物吸水回潮,將各種原輔料混合均勻,以保證成品的外觀口感一致。
8)殺菌:采用微波殺菌法進(jìn)行殺菌,殺菌時(shí)間100s~120 s,微波功率 400 W~450 W[20-21]。
9)包裝、檢查、成品:將殺菌好的物質(zhì)冷卻后裝袋封口,貼上標(biāo)簽,即為成品。
1.2.3 羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)價(jià)的測(cè)定
羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉用開(kāi)水沖泡3 min~5 min后進(jìn)行感官評(píng)價(jià),指標(biāo)包括外觀、氣味、滋味、均勻性,由10名(5男5女)同學(xué)組成的品嘗小組對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[22],羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
表1 羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表Table 1 Sensory evaluation standard of tripe red jujube compound powder
1.2.4 單因素試驗(yàn)
在多次預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表為指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn),分別測(cè)驗(yàn)紅棗粉添加量(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g)、羊肚菌粉添加量(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g)、脫脂奶粉添加量(2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 g)、白砂糖添加量(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g)對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的感官評(píng)分的影響。
1.2.5 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)
在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上,以感官評(píng)分為響應(yīng)值,使用Design Expert 8.0.6軟件,選取紅棗粉添加量(A)、羊肚菌粉添加量(B)、脫脂奶粉添加量(C)、白砂糖添加量(D)4個(gè)因素,根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。
表2 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平表Table 2 Factors and levels of response surface experiment
基于羊肚菌粉(1.5 g),脫脂奶粉(3.5 g),白砂糖(2 g),當(dāng)紅棗粉添加量不同時(shí),對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖 1(a)?;诩t棗粉(2 g),脫脂奶粉(3.5 g),白砂糖(2 g),當(dāng)羊肚菌粉添加量不同時(shí),對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖1(b)?;诩t棗粉(2 g),羊肚菌粉(1.5 g),白砂糖(2 g),當(dāng)脫脂奶粉添加量不同時(shí),對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖1(c)。基于紅棗粉(2 g),羊肚菌粉(1.5 g),脫脂奶粉(3.5 g),當(dāng)白砂糖添加量不同時(shí),對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖 1(d)。
由圖1中a、b、c、d可知,在4個(gè)單因素試驗(yàn)結(jié)果中分別為紅棗粉的添加量(2.0 g),羊肚菌粉的添加量(1.5 g),脫脂奶粉的添加量(3.5 g),白砂糖的添加量(2.0 g)時(shí),復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)分達(dá)到最高值,其氣味、滋味、外觀和均勻性最好。
圖1 單因素對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)分影響Fig.1 Effect of factors on sensory score of compound nutritional powder
2.2.1 響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
以羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的感官評(píng)分為響應(yīng)值(Y),以A、B、C、D 4個(gè)因素為自變量進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì),進(jìn)一步優(yōu)化羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉配方,試驗(yàn)方案與結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 響應(yīng)面設(shè)計(jì)表與結(jié)果Table 3 Response surface design table and results
續(xù)表3 響應(yīng)面設(shè)計(jì)表與結(jié)果Continue table 3 Response surface design table and results
2.2.2 響應(yīng)面回歸模型的方差分析
將表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Design-Expert 8.0.6統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行回歸擬合與方差分析,得到回歸方程如下:
Y=-1701.89+297.75A+191.78B+621.08C+203.58D-8.40AB-4.80AC-15.50AD+13.70BC-20.70BD+18.50CD-56.35A2-55.00B2-93.80C2-48.05D2
回歸方程方差分析見(jiàn)表4。
表4 回歸方程方差分析表Table 4 Analysis results of regression and variance
續(xù)表4 回歸方程方差分析表Continue table 4 Analysis results of regression and variance
由表4方差分析結(jié)果可知,該模型差異性極顯著(P<0.001),失擬項(xiàng)不顯著(P>0.05),說(shuō)明方程與實(shí)際情況擬合比較好,能準(zhǔn)確反映感官評(píng)分與各因素之間的關(guān)系。性噪比22.723>4,即性噪比大于臨界值,由此可知該模型可行。由表4中F值的大小可以判斷影響感官評(píng)分的主次因素順序:B>D>C>A,該模型R2為0.982 0,調(diào)整 R2為0.964 0,由此可知該模型中的98.20%復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的感官評(píng)分變化都是因?yàn)樽宰兞?,綜上結(jié)果表明可以用該模型對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的感官評(píng)分進(jìn)行預(yù)測(cè)。由表 4 可知,A、B、C、D、A2、B2、C2、D2項(xiàng)差異高度顯著(P<0.001),BD 項(xiàng)差異極顯著(P<0.01),AD、BC、CD 項(xiàng)差異顯著(P<0.05)。
各因素交互作用對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)面見(jiàn)圖2。
圖2 各因素交互作用對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)面Fig.2 Response surface of the interaction of factors on the sensory score
紅棗粉、羊肚菌粉、脫脂奶粉和白砂糖4種配料的添加量之間存在交互作用關(guān)系,由表4可知其中BD、AD、BC、CD項(xiàng)對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)分影響顯著,通過(guò)對(duì)4個(gè)曲面圖的觀察可以預(yù)測(cè)和檢驗(yàn)變量的響應(yīng)值以及確定變量之間的相互關(guān)系,響應(yīng)面越陡,反映出各因素之間的兩兩交互作用越顯著。
2.2.3 模型優(yōu)化
由響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果,經(jīng)過(guò)Design Expert 8.0.6軟件的最優(yōu)組合分析得到的羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的最佳配方:紅棗粉2.03 g、羊肚菌粉1.57 g、脫脂奶粉3.54 g、白砂糖2.17 g,在此配方下的羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為92.711 9。將實(shí)際操作的局限性考慮在內(nèi),最優(yōu)工藝條件修正為:紅棗粉2.0 g、羊肚菌粉1.6 g、脫脂奶粉3.5 g、白砂糖2.2 g,在此條件下重復(fù)試驗(yàn)3次,由同一評(píng)定小組進(jìn)行評(píng)分,得到感官評(píng)分分別為92.60,93.00和92.15,平均為92.583 3,與預(yù)測(cè)值相比,僅有0.14%的誤差,因此可以采用響應(yīng)面法優(yōu)化得到可靠的最佳條件。
羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的穩(wěn)定劑選擇增稠穩(wěn)定劑添[23],添加量的不同,對(duì)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的感官品質(zhì)的影響見(jiàn)表5。
表5 增稠穩(wěn)定劑添加量對(duì)羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉品質(zhì)的影響Table 5 Effect of thickening stabilizer on the quality of morchella and jujube compound powder
由表5可知,羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的感官品質(zhì)隨著增稠穩(wěn)定劑添加量的增加其感官品質(zhì)變好,當(dāng)增稠穩(wěn)定劑添加量到0.3 g以后,其感官品質(zhì)在下降。因此,羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的增稠穩(wěn)定劑添加量選取0.3 g為宜。
由Design-Expert 8.0軟件得出的羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的最佳制作條件為:紅棗粉2.0 g、羊肚菌粉1.6 g、脫脂奶粉3.5 g、白砂糖2.2 g時(shí)制作的羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉感官評(píng)分為92.583 3分。在此條件下,再添加增稠穩(wěn)定劑0.3 g,進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),制成的復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉具有很好的色澤和外觀形態(tài),復(fù)水性合適,無(wú)明顯結(jié)塊,風(fēng)味獨(dú)特,口感醇厚,穩(wěn)定性合適,被認(rèn)為是羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的最佳風(fēng)味。
以羊肚菌、紅棗粉等為原料,制作羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉,通過(guò)單因素試驗(yàn)、Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn),以感官評(píng)分為依據(jù)篩選復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的最佳制作配方,結(jié)果為:紅棗粉2.0 g、羊肚菌粉1.6 g、脫脂奶粉3.5 g、白砂糖2.2 g,利用單因素試驗(yàn),確定增稠穩(wěn)定劑0.3 g。在此配方下的羊肚菌紅棗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)粉的成品具有很好的色澤和外觀形態(tài),復(fù)水性合適,無(wú)明顯結(jié)塊,風(fēng)味獨(dú)特,口感醇厚,穩(wěn)定性合適。