CN114052242A - 食用菌“三元复合酶解”的构建及其体外模拟消化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了食用菌“三元复合酶解”的构建及其体外模拟消化方法,其包括以下步骤:S1:材料预处理:将松茸、牛肝菌、香菇、平菇、杏鲍菇和灰喇叭菌子实体依次烘干至恒重,过60目筛,得到松茸干燥粉末、牛肝菌干燥粉末、香菇干燥粉末、平菇干燥粉末、杏鲍菇干燥粉末、灰喇叭菌干燥粉末并作为研究对象;S2:依次将5′磷酸二酯酶12000U/g、纤维素酶10000U/g、木瓜蛋白酶50000U/g、菠萝蛋白酶100000U/g以及风味蛋白酶20000U/g进行酶制剂的选择。本发明中以灰喇叭菌为主要原料,首次通过“三元复合酶解”(纤维素酶、5′磷酸二酯酶、木瓜蛋白酶)食用菌呈味物质释放技术,结合美拉德反应研制菌菇营养调味品,如山珍精(蘑菇精)、复合调味酱、菌汤包、菌油等产品。
Description
技术领域
本发明具体涉及食用菌酶解技术领域,具体是食用菌“三元复合酶解”的构建及其体外模拟消化方法。
背景技术
随着社会的发展和居民生活水平的不断提高,人们对于自身营养需求和合理膳食搭配的关注日益提升,传统食品已不能满足人们快节奏的生活状态和对个性化营养食品的需求;人类能感知的美味主要有四种,分别存在于四种代表性食物当中:海带、蘑菇、鲣鱼、鸡汤;海带中存在大量的谷氨酸、蘑菇含有大量的鸟苷酸、鲣鱼含有丰富的肌苷酸、鸡汤含有丰富的呈味多肽和氨基酸;这些营养物质是美味的奥秘所在;技术发展至今,鲜味物质主要包括四代,第一代鲜味物质,谷氨酸钠已工业化生产;第二代鲜味物质,呈味核苷酸二钠已工业化生产;第三代鲜味物质,酵母抽提物,呈味多肽、鲜味氨基酸已工业化生产;第四代具有功能性的鲜味物质,食用真菌抽提物,呈味多肽、鲜味氨基酸、蘑菇醇(特殊香味),不仅具有天然的鲜味,同时也含有丰富的营养及功能性多糖,尚未工业化生产;目前随着人们生活水平的提高,对天然、健康鲜味调料的需求日益明显。
食用菌是一类具有高等子实体的大型真菌,俗称蘑菇或蕈,品种繁多,具有很高的营养价值,富含多种活性成分,具有增强人体免疫力、抗肿瘤活性、降血脂等保健作用;食用菌作为人类共知的佐膳佳品,含有大量呈鲜呈味物质,包括可溶性糖、游离氨基酸、呈味核苷酸和有机酸等成分,以其独特的风味和合理的营养配比日益受到广大消费者的青睐;食用菌中鲜味物质主要是其所含的核苷酸物质,如鸟苷酸、腺苷酸、胞苷酸、尿苷酸等,其中鸟苷酸的含量最为丰富;另外食用菌中碳水化合物是具有CX(H2O)Y结构的有机化合物,其中最重要的碳水化合物是糖,含量占2%-20%;食用菌的鲜味除与所含的呈鲜味氨基酸、核苷酸和碳水化合物等有关外,还与存在的不饱和脂肪酸如亚麻油酸、花生四烯酸以及一些维生素、无机离子(Na+、K+)、有机酸等有着密切联系,它们相互发挥作用,呈现出食用菌独特的鲜美滋味。
因此,以食用菌为原料开发的食用菌酶解复合风味调味料,食用菌发酵风味调味品,利用食用菌生产代盐、增鲜等产品已成为研究热点,既能让人们品尝到不同风味,又可降低人工合成调味品的摄入量,因此,开发成熟的、多样化食用菌风味产品以满足消费者对营养健康型食品的需求,成为当今调味品行业的发展趋势。
消化这一复杂的体内代谢活动,是实现人体营养物质代谢吸收的关键步骤,消化系统由口、咽、食道、胃、小肠和大肠组成,而活性物质的生理功效在一定程度上是与其在人体的消化、酵解过程相关;当今对于食物的消化方式以及如何在机体中发挥作用等方向已然成为研究热点;若以人体或动物为实验对象进行消化研究,道德的约束、实验周期长、耗费大,个体差异等因素皆需要纳入考虑;然而,体外消化模型在一定程度上模拟人体消化环境,因操作简单、重复性好、短耗时、低成本等特点,已被广泛应用于营养活性物质的生物利用度、生物活性的研究;食用菌酶解调味品作为一种天然多分子聚合物,有必要研究其主要呈味成分的生物可及性,从而依托食用菌,开发含有功能性的鲜味物质产品,达到食用菌调味品的保健化、营养化、功能化。
综上所述,本研究以松茸、牛肝菌、香菇、平菇、杏鲍菇、灰喇叭菌等为研究对象,通过优化酶解技术构建一种食用菌“三元复合酶解”方法,结合美拉德反应研制菌菇营养调味品,并通过体外模拟消化技术对酶解产物中主要成分的生物可及性进行分析,从而基于食用菌的高营养、高生物活性优势开发功能食品,最大限度保留原料所有的营养价值,可以满足不同层次、不同消费者的多种需求,从而更好地迎合市场需求,提高产品附加值。
发明内容
为此,本发明提出食用菌“三元复合酶解”的构建及其体外模拟消化方法以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供以下技术方案:食用菌“三元复合酶解”的构建方法,其包括以下步骤:
S1:材料预处理:将松茸、牛肝菌、香菇、平菇、杏鲍菇和灰喇叭菌子实体依次烘干至恒重,过60目筛,得到松茸干燥粉末、牛肝菌干燥粉末、香菇干燥粉末、平菇干燥粉末、杏鲍菇干燥粉末、灰喇叭菌干燥粉末并作为研究对象;
S2:依次将5′磷酸二酯酶12000U/g、纤维素酶10000U/g、木瓜蛋白酶50000U/g、菠萝蛋白酶100000U/g以及风味蛋白酶20000U/g进行酶制剂的选择,酶解温度设置为50℃,酶解时间设置为1.5h,酶制剂用量分别为0.5%5′磷酸二酯酶,0.6%纤维素酶、0.6%木瓜蛋白酶、0.3%菠萝蛋白酶、1.5%风味蛋白酶,然后依次对酶制剂用量、酶解温度以及酶解时间进行优化;单因素试验后,将酶解液冻干,以酶解后可溶性糖释放率、游离氨基酸释放率、呈味核苷酸二钠释放率为指标,探究不同条件对于呈味物质的释放规律;
S3:以酶解液为原料,利用酶解液-单糖-氨基酸美拉德反应体系制备高档调味基料研究,分别选择酶解液固形物的3%,5%,7%,9%,11%的作为木糖添加量的优化,半胱氨酸添加量为酶解液固形物的5%,反应时间1.5h,反应温度120℃;然后依次对半胱氨酸添加量、美拉德反应时间以及美拉德反应温度进行优化,反应后经喷雾干燥后获得菌菇精,同时,选择10名评定员对产品的鲜香味进行评分,将评分的平均值作为鲜香味评定的结果。
进一步,作为优选,S1中,烘干温度设置为60~70℃。
食用菌“三元复合酶解”的体外模拟消化方法,其包括以下步骤:
a.预先制备模拟口腔液、模拟胃液和模拟肠液;
b.将40mL模拟口腔液与50mL,8mg/mL样品溶液混合,加入5mL唾液淀粉酶,调节pH至7.0,补加超纯水至体积为100mL后孵育5min(37℃,150rpm);然后取上述混合液,加入80mL模拟胃液溶液、5mL胃蛋白酶(2000U/mL)和5mL胃脂肪酶(60U/mL),HCl(6mol/L)调节pH值为3.0,补加超纯水至体积为200mL后孵育2h(37℃,150rpm);再取上述混合液,加入80mL模拟肠液溶液、25mL胆汁盐(10mM)和5g胰酶(100U/mL),加入HCl(6mol/L)调节pH值为7.0,后补加超纯水至体积为400mL孵育2h(37℃,150rpm);每一步消化结束后,煮沸10min致使酶灭活;再经离心后,透析(分子截留量为300Da),分别收集外透析液,减压浓缩后冻干,用于游离氨基酸、还原糖的测定。
进一步,作为优选,以超纯水加模拟消化液为空白对照。
本发明采用以上技术,与现有的技术相比具有以下有益效果:
1.本发明中主要以食用菌为原料,菌菇鲜香味不足,本课题以酶解技术为依托,以现有技术为支撑,制备了液体/半固体食用菌复合调味酱、熬制型/冲调型菌汤包、食用菌菌油等调味品。
2.本发明开发含有功能性的鲜味物质产品,达到食用菌调味品的保健化、营养化、功能化。
3.本发明中以灰喇叭菌为主要原料,首次通过“三元复合酶解”(纤维素酶、5′磷酸二酯酶、木瓜蛋白酶)食用菌呈味物质释放技术,结合美拉德反应研制菌菇营养调味品,如山珍精(蘑菇精)、复合调味酱、菌汤包、菌油等产品。
附图说明
图1为不同酶解条件对灰喇叭菌呈味物质的释放规律示意图;
图2为不同反应条件对美拉德反应产物感官评价的影响示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:请参阅附图1-2,图1中,A为不同酶制剂种类对灰喇叭菌呈味物质的释放规律,B为5′磷酸二酯酶用量、酶解温度、酶解时间对灰喇叭菌呈味物质的释放规律,C为纤维素酶用量、酶解温度、酶解时间对灰喇叭菌呈味物质的释放规律,D为木瓜蛋白酶用量、酶解温度、酶解时间对灰喇叭菌呈味物质的释放规律;图2中,A为木糖添加量对美拉德反应产物感官评价的影响,B为半胱氨酸添加量对美拉德反应产物感官评价的影响,C为反应时间对美拉德反应产物感官评价的影响,D为反应温度对美拉德反应产物感官评价的影响,本发明提供一种技术方案:食用菌“三元复合酶解”的构建方法,其包括以下步骤:
S1:材料预处理:将松茸、牛肝菌、香菇、平菇、杏鲍菇和灰喇叭菌子实体依次烘干至恒重,过60目筛,得到松茸干燥粉末、牛肝菌干燥粉末、香菇干燥粉末、平菇干燥粉末、杏鲍菇干燥粉末、灰喇叭菌干燥粉末并作为研究对象;
S2:依次将5′磷酸二酯酶12000U/g、纤维素酶10000U/g、木瓜蛋白酶50000U/g、菠萝蛋白酶100000U/g以及风味蛋白酶20000U/g进行酶制剂的选择,酶解温度设置为50℃,酶解时间设置为1.5h,酶制剂用量分别为0.5%5′磷酸二酯酶,0.6%纤维素酶、0.6%木瓜蛋白酶、0.3%菠萝蛋白酶、1.5%风味蛋白酶,然后依次对酶制剂用量、酶解温度以及酶解时间进行优化;单因素试验后,将酶解液冻干,以酶解后可溶性糖释放率、游离氨基酸释放率、呈味核苷酸二钠释放率为指标,探究不同条件对于呈味物质的释放规律;
具体的,依次对酶制剂用量、酶解温度以及酶解时间进行优化的步骤:
(1)酶制剂用量的优化:分别选择5′磷酸二酯酶(0.10%,0.30%,0.50%,0.70%,0.90%);纤维素酶(0.20%,0.40%,0.60%,0.80%,1.00%);木瓜蛋白酶(0.20%,0.40%,0.60%,0.80%,1.00%)进行酶制剂用量(%,w/w,以食用菌干物质计)的优化,酶解温度50℃,酶解时间1.5h;
(2)酶解温度的优化:分别30℃,40℃,50℃,60℃,70℃进行酶解温度的优化,酶解时间1.5h,酶制剂用量分别为0.5%5′磷酸二酯酶,0.6%纤维素酶、0.6%木瓜蛋白酶、0.3%菠萝蛋白酶、1.5%风味蛋白酶(%,w/w,以食用菌干物质计);
(3)酶解时间的优化:分别选择0.5h,1h,1.5h,2h,2.5h进行酶解时间的优化,酶解温度50℃,酶制剂用量分别为0.5%5′磷酸二酯酶,0.6%纤维素酶、0.6%木瓜蛋白酶、0.3%菠萝蛋白酶、1.5%风味蛋白酶(%,w/w,以食用菌干物质计)。
S3:以酶解液为原料,利用酶解液-单糖-氨基酸美拉德反应体系制备高档调味基料研究,分别选择酶解液固形物的3%,5%,7%,9%,11%的作为木糖添加量的优化,半胱氨酸添加量为酶解液固形物的5%,反应时间1.5h,反应温度120℃;然后依次对半胱氨酸添加量、美拉德反应时间以及美拉德反应温度进行优化,反应后经喷雾干燥后获得菌菇精,同时,选择10名评定员对产品的鲜香味进行评分,将评分的平均值作为鲜香味评定的结果;
具体的,依次对半胱氨酸添加量、美拉德反应时间以及美拉德反应温度进行优化的步骤:
(1)半胱氨酸添加量的优化:分别选择酶解液固形物的1%,3%,5%,7%,9%的作为半胱氨酸添加量的优化,木糖添加量为酶解液固形物的7%,反应时间1.5h,反应温度120℃;
(2)美拉德反应时间的优化:分别选择0.5h,1h,1.5h,2h,2.5h作为美拉德反应时间的优化,木糖添加量为酶解液固形物的7%,半胱氨酸添加量为酶解液固形物的5%,反应温度120℃;
(3)美拉德反应温度的优化:分别选择80℃,100℃,120℃,140℃,160℃作为美拉德反应温度的优化,木糖添加量为酶解液固形物的7%,半胱氨酸添加量为酶解液固形物的5%,反应时间1.5h。
本实施例中,S1中,烘干温度设置为60~70℃。
食用菌“三元复合酶解”的体外模拟消化方法,其包括以下步骤:
a.预先制备模拟口腔液、模拟胃液和模拟肠液;具体的,模拟口腔液简称SSF,模拟胃液简称SGF,模拟肠液简称SIF,制备方案见表1,以测定菌菇营养调味品中氨基酸含量;
表1电解质溶液用量
b.将40mL模拟口腔液与50mL,8mg/mL样品溶液混合,加入5mL唾液淀粉酶,调节pH至7.0,补加超纯水至体积为100mL后孵育5min(37℃,150rpm);然后取上述混合液,加入80mL模拟胃液溶液、5mL胃蛋白酶(2000U/mL)和5mL胃脂肪酶(60U/mL),HCl(6mol/L)调节pH值为3.0,补加超纯水至体积为200mL后孵育2h(37℃,150rpm);再取上述混合液,加入80mL模拟肠液溶液、25mL胆汁盐(10mM)和5g胰酶(100U/mL),加入HCl(6mol/L)调节pH值为7.0,后补加超纯水至体积为400mL孵育2h(37℃,150rpm);每一步消化结束后,煮沸10min致使酶灭活;再经离心后,透析(分子截留量为300Da),分别收集外透析液,减压浓缩后冻干,用于游离氨基酸、还原糖的测定;
具体的,测定氨基酸含量:基于茚三酮法的自动分析仪L-8900用于定量发酵产物中的游离氨基酸;通过将检测到的氨基酸的峰面积与标准品的峰面积进行比较,计算出每个样品中的氨基酸含量,并基于消化前后氨基酸含量计算氨基酸的生物可及性;
还原糖含量的测定:采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定还原糖的含量,以一系列无水葡萄糖标准品构建标准曲线,并基于消化前后还原糖含量计算氨基酸的生物可及性。
如表2所示,经体外模拟消化后,还原糖及大部分氨基酸的生物可及性可达85%及以上,极大地提高了营养成分的生物吸收,具有很高的营养价值。
表2氨基酸分布
本实施例中,以超纯水加模拟消化液为空白对照。
请参阅附图1,不同酶解时间对灰喇叭菌中氨基酸、核苷酸、可溶性糖的释放率均有很明显的影响。对于纤维素酶而言,可溶性糖的释放率随着酶解时间的增加而增加的比较平缓,且在酶解时间为1.5h是达到最高值,同时,5’磷酸二酯酶和木瓜蛋白酶最适酶解时间均为2h,可能是由于随着酶解时间的延长,释放出的酶解产物会发生一定的聚集交联反应或化学反应,从而导致呈味物质的减少。综合考虑,确定复合酶解时间为2h。
请参阅附图2,由图2D可知,随着反应温度的升高,产物的鲜香味、菌菇味、肉香味先增加后减少,焦糊味逐渐增加,苦味先较少后增加。反应温度达140℃后,产物MRPs6有焖熟味,且有较重的焦苦味,较刺激、难闻,可能是因为温度较高导致美拉德反应生成一些有毒物质。因此,确定美拉德反应的最适温度为120℃。
综上所述,经“三元复合酶解”(纤维素酶、5′磷酸二酯酶、木瓜蛋白酶)食用菌呈味物质释放技术后的灰喇叭菌酶解液香气浓郁、饱满诱人。而酶解液经美拉德反应后鲜香味、菌菇味和肉香味明显,整体香气更加丰富。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.食用菌“三元复合酶解”的构建方法,其特征在于,其包括以下步骤:
S1:材料预处理:将松茸、牛肝菌、香菇、平菇、杏鲍菇和灰喇叭菌子实体依次烘干至恒重,过60目筛,得到松茸干燥粉末、牛肝菌干燥粉末、香菇干燥粉末、平菇干燥粉末、杏鲍菇干燥粉末、灰喇叭菌干燥粉末并作为研究对象;
S2:依次将5′磷酸二酯酶12000U/g、纤维素酶10000U/g、木瓜蛋白酶50000U/g、菠萝蛋白酶100000U/g以及风味蛋白酶20000U/g进行酶制剂的选择,酶解温度设置为50℃,酶解时间设置为1.5h,酶制剂用量分别为0.5%5′磷酸二酯酶,0.6%纤维素酶、0.6%木瓜蛋白酶、0.3%菠萝蛋白酶、1.5%风味蛋白酶,然后依次对酶制剂用量、酶解温度以及酶解时间进行优化;单因素试验后,将酶解液冻干,以酶解后可溶性糖释放率、游离氨基酸释放率、呈味核苷酸二钠释放率为指标,探究不同条件对于呈味物质的释放规律;
S3:以酶解液为原料,利用酶解液-单糖-氨基酸美拉德反应体系制备高档调味基料研究,分别选择酶解液固形物的3%,5%,7%,9%,11%的作为木糖添加量的优化,半胱氨酸添加量为酶解液固形物的5%,反应时间1.5h,反应温度120℃;然后依次对半胱氨酸添加量、美拉德反应时间以及美拉德反应温度进行优化,反应后经喷雾干燥后获得菌菇精,同时,选择10名评定员对产品的鲜香味进行评分,将评分的平均值作为鲜香味评定的结果。
2.根据权利要求1所述的食用菌“三元复合酶解”的构建方法,其特征在于:S1中,烘干温度设置为60~70℃。
3.食用菌“三元复合酶解”的体外模拟消化方法,其特征在于,其包括以下步骤:
a.预先制备模拟口腔液、模拟胃液和模拟肠液;
b.将40mL模拟口腔液与50mL,8mg/mL样品溶液混合,加入5mL唾液淀粉酶,调节pH至7.0,补加超纯水至体积为100mL后孵育5min(37℃,150rpm);然后取上述混合液,加入80mL模拟胃液溶液、5mL胃蛋白酶(2000U/mL)和5mL胃脂肪酶(60U/mL),HCl(6mol/L)调节pH值为3.0,补加超纯水至体积为200mL后孵育2h(37℃,150rpm);再取上述混合液,加入80mL模拟肠液溶液、25mL胆汁盐(10mM)和5g胰酶(100U/mL),加入HCl(6mol/L)调节pH值为7.0,后补加超纯水至体积为400mL孵育2h(37℃,150rpm);每一步消化结束后,煮沸10min致使酶灭活;再经离心后,透析(分子截留量为300Da),分别收集外透析液,减压浓缩后冻干,用于游离氨基酸、还原糖的测定。
4.根据权利要求3所述的食用菌“三元复合酶解”的体外模拟消化方法,其特征在于:以超纯水加模拟消化液为空白对照。
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