CN115104725A - 基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉及其制备方法，属于食品新产品的研发领域。本发明所述的金针菇子实体全组分人造肉产品，无传统植物蛋白肉的豆腥味，也无金针菇本身的菌菇味，该产品的金针菇经前期熟化处理已祛除菌菇味，所以获得的产品本身无任何异味，经风味增香剂的作用，可很好的模拟肉类风味，且无其他异味感，并能保持金针菇特有的营养价值。且该产品是经由捶打过程而具有的类肉纤维结构，其紧致性、弹性、内部纤维结构都更加像肉，无挤压技术造成的层状缺陷；解决了目前金针菇产业精深加工产品缺乏，鲜售货架期短，企业利润低等产业难题。

Description

基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种食品新产品的研发领域，特别涉及一种基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉及其制备方法。
背景技术
随着全球人口不断增长以及人们对所摄取的食物有更高的营养需求，欧盟预计未来20年，人们对高质量蛋白质的需求将会呈指数级增加，到2030年对肉类的需求将会再增加50％，在2030-2050年之间将会再增加20％。由此可见，肉类行业的主要挑战之一就是满足这一日益增长的需求，随着肉类的生产所带来的肉类加工流及副产物的产生，将在水和土地利用，温室气体排放和能源消耗等方面对环境产生巨大的压力，且地球资源有限，仅靠畜牧业提供优质蛋白是不足以支撑很久，将会对人类社会的生存环境造成严重不利影响。尽管肉是高生物价值蛋白的极佳来源，但当今因可持续性、健康、动物福利等观念的不断推广，人们更倾向于减少肉类摄入，在发达国家，选择不食用肉类的人群比例为2％-10％，除了不食肉的消费者之外。还有一些人正在寻求自由饮食或寻找动物蛋白含量低(即植物蛋白含量高)的产品。从这个方面来讲，需要设计新颖有创新性的产品来满足消费者的需求并填补市场空白，且在零售和食品服务行全球肉类食品市场中，肉类模拟食品行业正在迅速发展，尽快开发出具有独立性、创新性且产品性质优良的肉类类似物，就有可能使我国尽早在蛋白质食品领域占据一席之地。
当前人造肉产品多以植物性蛋白(如豆类蛋白、小麦蛋白等)为主要原料构成，这些组织化蛋白被认定为是最适合的动物蛋白质替代品，组织化蛋白的添加可以改善产品整体的功能特性，也可以提供纤维来源。如肯德基新推出的素肉汉堡，虽其外观与真肉相似，但其结构松散，孔隙较大，不够致密，随其经由调味辅助已有类肉香味，但其豆腥味仍难以掩蔽，口感上与传统肉制品仍有很大差距，经不起细嚼。就植物肉而言，目前使用的原料主要为豆类蛋白、花生蛋白等，原料的品类较为单一。还需要开发更多的制造人造肉的原料来源和品类，例如藻类蛋白、食用菌的菌丝体和食用菌子实体、昆虫蛋白，从营养的角度来看，最优质的蛋白质来源是藻类(以微藻类和海藻区分)和昆虫，在人造肉的生产中具有较大的潜力和应用价值。
金针菇(Flammulina filiformis,原名F.velutipes))别名冬菇、朴蕈、绒毛柄金钱菌等，属真菌门、担子菌亚门、层菌纲、伞菌目、口蘑科、金钱菌属，是一种常见的食药两用菌。金针菇氨基酸的含量非常丰富，高于一般菇类，尤其是赖氨酸和精氨酸的含量特别高，可以弥补植物蛋肉赖氨酸含量不足的问题。金针菇子实体不但含有大量的多糖、氨基酸、蛋白质、维生素、等营养物质，而且还含有大量的钙、铁、磷、硒等多种矿质微量元素，对人体具有极高的营养保健功能。金针菇中钾元素相对含量较高，可降血压，铁、锰、锌、锂等微量元素也是重要的饮食补充来源。金针菇富含功能性蛋白、氨基酸、维生素、矿物质、多糖、核苷、黄酮、萜类等生物活性成分等物质使具有很多保健功能和药用价值，包括抗肿瘤、抗病毒、免疫调节及抗过敏、抗氧化等作用。因此，金针菇不仅是一种口感鲜美、营养价值丰富的食品，而且经常食用金针菇，有助于降低胆固醇、促进新陈代谢、保护肝脏细胞和提高免疫力等保健作用，还能预防癌症、肝脏疾病及胃肠道溃疡。但新鲜金针菇存在一个问题就是储存期短，在生产、运输和储藏过程中容易发生腐烂变质，对菇农造成重大损失，腐烂的金针菇也会产生严重的环境污染。因此金针菇的深加工越发受到重视。通过对金针菇深加工延长其货架期及产业链，另一方面，金针菇的深加工有利于提高其附加值。因此基于市场所需的传统肉类替代品和金针菇深加工的市场需求，亟待研发以金针菇为主要原料的人造肉产品。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉的制备方法。
本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制备得到的基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉。
本发明可解决的关键问题有四点：1、以金针菇为主要原料，放弃使用大豆组织蛋白，选用了少量花生组织蛋白填充组织结构，另通过添加豌豆分离蛋白提供优质的豆类蛋白，此举不仅使产品具有优质的大豆蛋白同时最重要的是植物蛋白肉难以掩蔽的豆腥味的问题得以解决；2、本发明中使用了天然酶制剂谷氨酰胺转氨酶(TG酶)，该酶是一种蛋白质交联剂，添加到产品中可使蛋白发生交联，形成蛋白凝胶网络，改善产品质构及营养，通过添加该酶可适当减少食用胶(如卡拉胶、魔芋胶、黄原胶等)的使用，更有利于人体健康；3、通过将新鲜金针菇子实体全组分进行加工成人造肉产品，能保持金针菇特有的营养价值。且加工过程中将金针菇的纤维组织破碎，解决了老人和小孩咀嚼困难，吞咽困难的问题，且该加工方式获得的人造肉产品无菌菇味，无豆腥味，可通过风味剂使其获得肉香味，能较好的模拟肉类风味。4、以金针菇子实体全组分制备的人造肉，可解决目前金针菇产业精深加工产品缺乏，鲜售货架期短，企业利润低等产业难题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉的制备方法，包括如下步骤：
(1)取新鲜金针菇洗净、切去根部，得到金针菇子实体；
(2)将步骤(1)的金针菇子实体裹上食品粉，热烘脱水，切成小段，搅打成松，过筛，得到金针菇松，然后炒制熟化，备用；
(3)将步骤(1)的金针菇子实体开水捞煮，沥干表面水分，脱水，切成小段，不另外加水的情况下搅打成糜，得到金针菇糜；
(4)花生组织蛋白前处理
将花生组织蛋白复水至无硬芯，沥干水分，再加水漂洗，重复多次直至沥出水分澄清无色；脱水后的花生组织蛋白打散成直径为1～10mm的小块；
(5)加工过程：将熟化的金针菇松、金针菇糜、前处理后的花生组织蛋白与谷氨酰胺转氨酶、谷朊粉、豌豆蛋白、海藻酸钠、复配胶、水、甜菜根粉按比例混合后，第一次物理捶打，孵育，第二次物理捶打，加入植物油，第三次物理捶打至有明细“肉筋”出现，形成均匀、具有粘性的团状物；
(6)成型：将步骤(5)的团状物置于模具成型，制得人造肉饼；
(7)将人造肉饼进行下一步加工烹饪；或者，将人造肉饼进行蒸煮，取出蒸煮好的素肉饼，冷却后，真空包装，冷冻储藏，即得基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉。
优选的，金针菇松20质量份，金针菇糜3～8质量份，花生组织蛋白4～12质量份，谷朊粉3～12质量份，豌豆蛋白1～4质量份，TG酶0.3～0.8质量份，植物油3～13质量份，水12～25质量份，甜菜根粉1～10质量份、海藻酸钠0.2～0.6质量份；复配胶的用量为上述所有组分总质量的1～4％。
进一步，金针菇松20质量份，金针菇糜4～8质量份，花生组织蛋白5～10质量份，谷朊粉6～12质量份，豌豆蛋白2～4质量份，TG酶0.39～0.78质量份，植物油6～12质量份，水12～20质量份，甜菜根粉1～8质量份、海藻酸钠0.2质量份；复配胶的用量为上述所有组分总质量的1～2％。
更进一步，金针菇松20质量份，金针菇糜4～8质量份，花生组织蛋白5～10质量份，谷朊粉8～9质量份，豌豆蛋白2～3质量份，TG酶0.78质量份，植物油8～12质量份，水16～20质量份，甜菜根粉1～5质量份、海藻酸钠0.2质量份；复配胶的用量为上述所有组分总质量的1～1.5％。
再进一步，金针菇松20质量份、金针菇糜4质量份、花生组织蛋白8质量份、谷朊粉8.58质量份、豌豆蛋白2质量份、TG酶0.78质量份、水20质量份、植物油8.625质量份、甜菜根粉2质量份、海藻酸钠0.2质量份，其中，复配胶的用量为上述所有组分总质量的1.4％；
所述的TG酶的酶活为450U/g。
优选的，复配胶包括卡拉胶、刺槐豆胶和黄原胶，其中，卡拉胶：刺槐豆胶：黄原胶的质量比为2：(3～4)：(3～4)；进一步为2：3：3。
优选的，步骤(2)中，金针菇子实体与食品粉的质量比为100g：(10～50)g；进一步为100g：15g。
所述的食品粉优选为粘米粉；
优选的，步骤(2)中，热烘脱水的条件为60～80℃热烘脱水70～100min；进一步为60℃热烘脱水90min；
优选的，步骤(2)中，搅打成松的条件为1000～3000rpm搅打60～300s；进一步为2500rpm搅打90s。
优选的，步骤(2)中，过筛为过30～100目筛，筛去残留的食品粉；进一步为过60目筛，筛去残留的食品粉；
优选的，步骤(3)中，开水捞煮的时间为40～150s；进一步为90s；
优选的，步骤(3)中，脱水的条件为60～80℃脱水70～100min；进一步为60℃脱水90min；
优选的，步骤(3)中，搅打成糜的转速为1000～3000rpm；进一步为2000rpm；
优选的，步骤(2)、(3)中，切成小段为切成0.5～5厘米的小段；
优选的，步骤(4)中，打散所用的转速为1000～3000rpm；进一步为2000rpm；
优选的，步骤(4)中，直径为5mm的小块。
优选的，步骤(5)中，第一次物理捶打的时间为3～20min；进一步为5min；
孵育的条件为30～45℃孵育30～90min；进一步为37±2℃孵育30min；
第二次物理捶打的时间为10～30min；进一步为10min；
优选的，步骤(6)中，人造肉饼的质量约70g/个，直径7.2cm，厚约2.5cm；
优选的，步骤(7)中，所述的蒸煮的条件为在蒸煮温度为95～100℃条件下蒸煮6～20分钟；进一步为在蒸煮温度为95～100℃条件下蒸煮10～15分钟。
优选的，步骤(7)中，真空包装为采用塑料托盘加真空包装。
一种基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉，通过上述制备方法制备得到。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明所述的金针菇子实体全组分人造肉产品，无传统植物蛋白肉的豆腥味，也无金针菇本身的菌菇味，该产品的金针菇经前期熟化处理已祛除菌菇味，所以获得的产品本身无任何异味，经风味增香剂的作用，可很好的模拟肉类风味，且无其他异味感。
(2)该产品本身呈白色，食用色素可很好地赋予其肉类色彩，使其在外观上更加像肉。
(3)该产品跟植物蛋白肉所不相同的地方在于，传统植物蛋白肉多为高温挤压技术压制而成，其内部结构多为层状，跟肉类差异较大。本产品是经由捶打过程而具有的类肉纤维结构，其紧致性、弹性、内部纤维结构都更加像肉，无挤压技术造成的层状缺陷。
附图说明
图1是金针菇子实体显微结构图。
图2是金针菇前处理脱水的流程图。
图3是新鲜金针菇脱水后搅打成松的实物图。
图4是新鲜金针菇脱水后搅打成糜的实物图。
图5是人造肉饼的加工工艺流程。
图6是金针菇糜的添加量对人造肉饼品质的影响。
图7是谷朊粉的添加量对人造肉饼品质的影响。
图8是花生组织蛋白添加量对人造肉饼品质的影响。
图9是复配胶的添加量对人造肉饼品质的影响。
图10是豌豆蛋白的添加量对人造肉饼品质的影响。
图11是水的添加量对人造肉饼品质的影响。
图12是植物油的添加量对人造肉饼品质的影响。
图13是TG酶的添加量对人造肉饼品质的影响。
图14是海藻酸钠的添加量对人造肉饼品质的影响。
图15是4种单因素对响应值影响的响应面图。
图16是经由捶打工艺获得的人造肉实物图。
图17是未经捶打工艺而形成的人造肉实物图。
图18是经加工烹饪后得的人造肉实物图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
下列实施例中未注明具体实验条件的试验方法，通常按照常规实验条件或按照制造厂所建议的实验条件。所使用的材料、试剂、设备等，如无特殊说明，为从商业途径得到的试剂、材料和设备。
金针菇子实体显微结构图，如图1所示。
实施例中所用的植物油为食用花生油；TG酶的酶活为450U/g。
实施例1
1主要材料与试剂
金针菇鲜品购自广州市华南农业大学三角市场；花生组织蛋白购于山东御馨生物科技有限公司；谷朊粉购于太康粮食深加工有限公司；卡拉胶购于新源生物科技有限公司；刺槐豆胶、黄原胶购于强森有限公司；豌豆分离蛋白购于山东亿宝莱生物科技有限公司；马铃薯变性淀粉(磷酸酯淀粉)购于法国罗盖特公司；TG酶购于东圣生物科技有限公司；食用花生油、风味剂等市售。
2实验设备
JJ1000Y电子天平：广州绿向称量仪器公司；DHG-9070A电热鼓风干燥箱：上海精宏有限公司；自动锤肉机、石臼：市售；TA2XTplus型质构分析仪：英国Stable Micro System公司；KSM45搅打机：美国厨宝Kitchenaid公司
3 实验方法
3.1 金针菇前处理方法
新鲜金针菇水分含量较大，菌菇味较重，需经前处理脱去水分及去味。选用新鲜水分含量高的当日金针菇，将其洗净，切去根部。金针菇前处理脱水的流程如图2所示。
前处理1：将食品粉(粘米粉)与新鲜金针菇以15g：100g的比例混合，将金针菇均匀裹上食品粉，置于60℃烘箱中，脱水至水分含量在40％-60％(90min)后取出，切成小段(长度约为0.5～5厘米)，用搅拌机以2500rpm的转速将金针菇搅打成松(绒毛状)，时间约为90s，过60目筛，筛去残留的食品粉。将搅打出的金针菇松置于锅上，小火炒制熟化。新鲜金针菇脱水后搅打成松的实物图，如图3所示。
前处理2：将新鲜金针菇开水沸煮90s后捞出，沥干表面水分，置于60℃烘箱中，脱水90min，切成小段(长度约为0.5～5厘米)，不另外加水的情况下用搅拌机以2000rpm的转速将金针菇打成糜状(会有细丝)，即金针菇糜。新鲜金针菇脱水后搅打成糜的实物图，如图4所示。
其中，前处理1、2中的新鲜金针菇是指新鲜金针菇子实体全组分。
3.2金针菇基人造肉饼的基础参考配方
经前处理的金针菇松20g，金针菇糜4g，花生组织蛋白8g，谷朊粉5g，豌豆蛋白2g，TG酶1g，植物油7g，水18g，甜菜根粉2g、海藻酸钠0.2g；复配胶(卡拉胶：刺槐豆胶：黄原胶＝2：3：3)的用量为上述所有组分总质量的1.4％。
3.3人造肉饼的加工工艺流程，如图5所示。
工艺要点
1.花生组织蛋白的复水
将粒装花生组织蛋白(直径约为5mm)完全浸泡于蒸馏水中，复水至内无硬芯后取出，再加水漂洗，重复多次，直至沥出的水分澄清无色。将其脱水至复水前重量的3倍。
2.金针菇鲜品的预处理
新鲜金针菇水分含量较大，菌菇味较重，需经前处理脱去水分及去味。选用新鲜水分含量高的当日金针菇，将其洗净，切去根部。
前处理1：将辅助粉(粘米粉)与新鲜金针菇以15g：100g的比例混合，将金针菇均匀裹上食品粉，置于60℃烘箱中，脱水至水分含量在40％-60％(90min)后取出，切成小段(长度约为0.5～5厘米)，用搅拌机以2500rpm的转速将金针菇搅打成松(绒毛状)，时间约为90s，过60目筛，筛去残留的食品粉。将搅打出的金针菇松置于锅上，小火炒制熟化。
前处理2：将新鲜金针菇开水沸煮90s后捞出，沥干表面水分，置于60℃烘箱中，脱水90min，切成小段(长度约为0.5～5厘米)，不另外加水的情况下用搅拌机以2000rpm的转速将金针菇打成糜状(会有细丝)，即金针菇糜；
3.辅料确定：
按比例依次加入花生组织蛋白、谷朊粉、复配胶、豌豆蛋白、植物油、水、甜菜根粉、海藻酸钠，与熟化的金针菇松、金针菇糜充分搅拌混合，将谷氨酰胺转氨酶(TG酶)溶于温水后少量多次的添加到混合物中，边加水边搅拌，使水分充分渗入得到混合物中。
4.混合：
利用预处理后的金针菇松和金针菇糜与辅料(花生组织蛋白、谷朊粉、复配胶、豌豆蛋白、甜菜根粉、海藻酸钠、TG酶、水)混合均匀，放入自动锤肉机或石臼中捶打5min，使其水分充分混合，蛋白质基本乳化后可成整体细腻的团状物后，置于37℃中孵育30min，给予酶充分的反应时间，使谷氨酰胺转氨酶充分发挥作用。孵育30min后取出团状物置于自动锤肉机或石臼中捶打十分钟后，加入植物油，继续捶打约20min后，可观察到产品已出现“肉筋”，形成结构紧致细腻的整体，表面细腻，粘性大，弹性好，跟真实肉馅非常接近的状态。
5.成型：
将捶打好的产品置于模具成型，每个人造肉饼质量约70g，直径7.2cm，厚约2.5cm。
6.冷却：将人造肉饼可进行下一步加工烹饪；也可将人造肉饼放入蒸煮锅中进行蒸煮，在蒸煮温度为100℃条件下蒸煮10分钟，取出蒸煮好的素肉饼，置于室温冷却后，采用塑料托盘加真空包装，冷冻储藏。
3.4试验设计
3.4.1单因素试验设计
对金针菇糜、花生组织蛋白、谷朊粉、复配胶、豌豆蛋白、水、TG酶以及植物油、海藻酸钠的添加量分别进行试验，通过质构性质检测和品质模糊综合评价法，进行单因素实验，确定辅料的最佳添加量范围。
3.4.2影响人造肉饼品质的显著因素筛选
采用Plackett-Burman试验设计，以结合质构感官评分的模糊综合评分为响应值，筛选出其显著因素。
选用次数N＝12、7个影响因素的试验设计，Plackett-Burman试验设计见表1。
表1 Plackett-Burman试验设计的因素水平和编码
Figure BDA0002982844400000091
3.4.3最陡爬坡试验设计
根据Plackett-Burman试验结果，获得4个影响试验的显著性因素，由效应值设计爬坡方向和步长。进行最陡爬坡试验以逼近最优配方条件。
3.4.4Box-Behnken试验设计
依据Plackett-Burman试验和最陡爬坡试验结果，确定响应面试验的因素和水平，试验因素水平如下表2。
表2响应面试验因素及代码水平
Figure BDA0002982844400000092
3.4.5模型的有效性验证
响应面试验得到的模型可预测最优配方，按最优预测配方制备样品，进行3次平行试验，测定质构进行感官评价后的模糊综合评分，取平均值，与预测最优配方的响应值进行对比，验证模型是否有效。
3.5指标与检测方法
3.5.1人造肉饼质构的测定方法
将制备好的人造肉置于蒸锅中蒸煮10min熟化，将熟制后的人造肉平均切成三小块测定全质构。质构采用TA2Xplus物性测试仪进行测定，选用P50柱形探头对熟制的人造肉饼进行硬度、黏结性、咀嚼性等指标的测定。下降速度设置为2mm/s，测试速度为1mm/s，上升速度为2mm/s，下降距离为50％，接触力为5g。每种样品重复三次，取三次测定的平均值。
3.5.2人造肉饼感官评定标准
将制备好的人造肉置于蒸锅中蒸煮10min熟化，切成均匀小块用于感官评定。由9名感官评价的专业同学组成评定小组，按照产品的感官指标要求进行感官评定，主要评定指标为风味、多汁性、外部以及内部结构和口感，评分标准见表3。
表3感官评分标准
Figure BDA0002982844400000101
3.5.3综合评价标准
采用模糊数学综合评判法进行评价，该方法是利用数学方法处理边界不清、不易定量等模糊现象的方法。在模糊建模过程中，通过构建因素集、评语集及权重之间的关系建立理论化评价模式，其结果更为可靠、准确和科学。
3.5.3.1因素集和权重系数的确定
因素集定义为感官评价和质构组成指标的集合。本试验以硬度、粘结性、内聚性、弹性、咀嚼性、感官评定为指标组成因素集，即因素集U＝{U1,U2,U3,U4,U5,U6}＝{硬度，粘结性，内聚性，弹性，咀嚼性，感官评分}
权重是衡量每个因素对整体品质的重要程度，根据经验确定每个因素对应的权重系数分别为a1＝0.1，a2＝0.1，a3＝0.1，a4＝0.2，a5＝0.1，a6＝0.4。
3.5.3.2建立模糊关系矩阵
Figure BDA0002982844400000102
3.5.3.3模糊综合评价值的计算
品质综合评分为：Y＝P(U1)*a1+P(U2)*a2+P(U3)*a3+P(U4)*a4+P(U5)*a5+P(U6)*a6，其中U为评价项目；a为各指标在评价体系中所占的比重，由经验确定a1＝0.1，a2＝0.1，a3＝0.1，a4＝0.2，a5＝0.1，a6＝0.4。
3.6人造肉饼营养成分的测定
按所确定的最优配方条件进行人造肉饼的营养成分进行测定。
3.6.1蛋白质、氮(N)的测定
参考GB5009.5-2016食品中蛋白质、氮(N)的测定，采用第三法燃烧法。
3.6.2氨基酸的测定
参考GB5009.124-2016食品中氨基酸的测定。
4结果与分析
4.1单因素实验结果分析
4.1.1金针菇糜的添加量对人造肉饼品质的影响
金针菇糜的添加可以增加产品的粘结性及弹性，可补充水分减少水的添加，有利于形成粘结性的发挥形成完整的整体，由图6可知糜的添加量的增加对质构无明显影响，但对感官及综合评分仍有影响，说明金针菇糜的添加对质构性质影响不大，但会明显改善其产品的口感，由图知，最优添加量在4g。
4.1.2谷朊粉添加量对人造肉饼品质的影响
谷朊粉的添加量对产品的质构以及感官评定的影响如图7所示，与空白组相比可以看出谷朊粉对人造肉饼的整体品质有显著影响，这是由于谷朊粉吸水后，分子内和分子间通过二硫键链接，形成网状结构，提高的产品的弹性，而小麦蛋白具有高温硬化(热凝固)效果，因此产品的硬度和咀嚼性也有所升高。当添加量大于9g时，综合评分有所下降，原因是添加量过大，产品过硬过干，与肉制品口感相差较大。由此可以得出，人造肉饼中谷朊粉的添加量在9g左右。
4.1.3花生组织蛋白添加量对人造肉饼品质的影响
组织蛋白的结构是纤维状，与肉相似，有较强的吸水吸油性，是一种理想的低脂高蛋白原料。由图8可得随着添加量的增加其质构性是逐渐降低的，这是因为以金针菇松和谷朊粉构成的产品主体若无花生组织蛋白的加入硬度会非常的高，组织蛋白的加入可以提高持水性，使硬度降低，粘着性增加，起到彭润，填充的效果降低产品硬度，提高产品感官特性。由综合评分，添加量在5～10g时最优。
4.1.4复配胶添加量对人造肉饼品质的影响
亲水胶体的加入对产品质构影响很大，随着量增加，其咀嚼度、硬度、模糊综合评分等显著增加，见图9。复配胶中存在卡拉胶分子的自交联，刺槐豆胶的甘露聚糖链与卡拉胶分子的单螺旋体发生的交联，刺槐豆胶和黄原胶＝1：1时形成网状结构侧链相互作用形成凝胶结构，所以复配胶的添加促使产品内部形成凝胶网络，使其硬度增加，咀嚼性提高。
4.1.5豌豆蛋白添加量对人造肉饼品质的影响
豌豆蛋白添加量对人造肉饼质构和感官评分的影响如图10所示。豌豆蛋白可以与水、油、酶等发生反应，当添加量小于2g时，其蛋白亲水基与水结合，疏水基与油结合，形成稳定的乳化体系，增加了产品的内聚性，评分及特性逐渐增加，继续增加，豌豆蛋白无法完全附水，导致其功能不能完全发挥所以其特性及评分降低。
4.1.6水的添加量对人造肉饼品质的影响
水的加入可以溶解配料，并可以使分离蛋白充分吸湿，最大程度的发挥乳化、凝胶特性、强化产品组织结构，但水量过多会导致游离水过剩，降低凝胶结构的牢固性，从而使产品变软，质构性变差，见图11。由综合评分确定最优添加量在20g。
4.1.7植物油的添加量对人造肉饼品质的影响
油的添加量对人造肉饼品质的影响如图12所示。随着油的添加产品的质构特性先降低再升高，这是因为油在产品中起到润滑和连接的作用，当油由0加到6g时因量太少其只能起到润滑的作用，所以其硬度咀嚼性等因润滑作用而降低，随着油量的继续增加，其发挥了连接的作用，可以与分离单边等进行乳化，使内部成分之间连接紧密，其质构性逐渐增加，当添加过多。其油腻感较重，感官评分大福下降。由此得出，人造肉饼油的最适添加量为9g。
4.1.8TG酶的添加量对人造肉饼品质的影响
TG酶(转谷氨酰胺酶)，是一种蛋白质改良剂，能够催化蛋白质分子内、分子间连接交联，蛋白质和氨基酸之间的连接以蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解，同时改善蛋白质的功能和性质。由图13可知TG酶的添加显著提高了产品的硬度、粘结性、内聚性和弹性，能够与水充分吸湿的过程中发挥粘结的作用，使得整个产品更加紧实和富有弹性。在每克(g)肉饼添加0～5U范围内，质构随着TG酶的增加而显著增大，每g肉饼添加量超过5U范围内，质构和感官有所下降。可能使由于过量的TG酶使得产品产生过黏、质地过软，口感不足的问题，因此，每g肉饼TG酶的添加量控制在2.5～5U范围内，折合为质量则为每个肉饼(约70g)TG酶的添加量控制在0.39～0.78g范围内较为合适。
4.1.9海藻酸钠的添加量对人造肉饼品质的影响
海藻酸钠又名褐藻胶，是一种从深海褐藻(海带、巨藻等)中提取的天然高分子多糖，其具有优良的增稠性、稳定性、持水性、凝胶性、乳化性、成膜性等性能，与胶体复配使用可以显著改善肉制品持水性、弹性、内聚性。如图14所示随着海藻酸钠添加量的增加，海藻酸钠发挥作用，产品的硬度、咀嚼性和粘结性等也有很大提升，在0.2g时达到最好，感官评价也是在0.2g达到最好，随着添加量的增加产品的质构和综合评分反而下降，说明海藻酸钠过量添加会影响产品的质构性和感官体验，所以，综上海藻酸钠最优添加量在0.2g。
4.2Placket-Burman试验设计筛选关键因素结果
利用Placket-Burman试验设计，对可能影响人造肉饼综合品质的因素进行分析，以模糊综合评分为响应值，筛选出主要的影响因素，为进一步试验提供依据，试验结果如表4所示。
表4 Placket-Burman试验设计各因素影响结果
Figure BDA0002982844400000131
利用Design-expert软件对得到的试验结果进行统计学显著性分析，分析结果如表5所示。该模型P＝0.0366＜0.05，说明回归方程显著；该模型决定系数R2＝0.9275＞0.9，校正系数R2＝0.8006，说明该模型数据拟合度好，能对PB实验进行拟合和解释，在P值＜0.05的显著水平上，谷朊粉、复配胶、水、植物油皆影响显著(P＜0.05)，其他均不显著，因此确定该四个为显著因素。
Plackett-Burman试验设计回归方程为：
Y＝+0.5075-0.0142X1-0.0425X2+0.0592X3-0.0192X4+0.0608X5+0.0742X6-0.0742X7
表5 Plackett-Buman实验设计显著性分析
因素 系数 方差 标准误差 P值 显著性水平 重要性排序
模型 0.2469 0.0353 0.0366
X<sub>1</sub> -0.0142 0.0024 0.0024 0.5189 6
X<sub>2</sub> -0.0425 0.0217 0.0217 0.1014 5
X<sub>3</sub> +0.0592 0.0420 0.0420 0.0419 * 4
X<sub>4</sub> -0.0192 0.0044 0.0044 0.3933 7
X<sub>5</sub> +0.0608 0.0444 0.0444 0.0386 * 3
X<sub>6</sub> +0.0742 0.0660 0.0660 0.0209 ** 1
X<sub>7</sub> -0.0742 0.0660 0.0660 0.0209 ** 1
4.3最陡爬坡试验
表6最陡爬坡路径实验设计及结果
谷朊粉 复配胶 水 植物油 模糊综合评分
1 4g 0.5％ 10g 18g 0.11
2 6g 0.8％ 14g 14.25g 0.29
3 8g 1.1％ 18g 10.5g 0.61
4 10g 1.4％ 22g 6.75g 0.56
5 12g 1.7％ 26g 3g 0.44
依据Placket-Burman试验结果，根据各因素的变化方向及步长，设置五个实验梯度实验设计及表格见表6，随着显著因素添加量的不同变化，模糊综合评分先升高后降低，第三组的综合评分值达到最高，故采用第三组为中心点进行响应面实验。
4.4Box-Behnken试验
依据Placket-Burman试验和最陡爬坡试验，选择谷朊粉、复配胶、水、植物油4个因素进行29次试验。由X1、X2、X3、X4构成自变量取值；剩下的为区域中心点，重复5次中心点试验以估计试验误差，采用以模糊综合评分为响应值设计Box-Behnken试验，Box-Behnken试验设计及其结果如表7所示。
表7 Box-Behnken试验结果
Figure BDA0002982844400000141
Figure BDA0002982844400000151
利用Box-Behnken设计综合品质评分与各个响应因素之间的矩阵回归拟合方程，得出的二次多项回归方程如下：
Y＝+0.8300+0.0325A+0.0100B-0.0950C+0.0050D+0.0000AB+0.0300AC+0.0000AD-0.0175BC-0.0275BD+0.0000CD-0.1900A2-0.1525B2-0.1312C2-0.1463D2-0.0450A2B-0.0300A2C-0.0600A2D+0.0875AB2+0.0525B2C-0.0875B2D
对该回归方程进行方差分析，结果如表8、表9所示。对实验结果进行方差分析检验，由表8可知模型P值＜0.0001，回归项极显著，说明本模型有效，失拟项P值＝0.0513，不显著，说明模型自变量与因变量之间的函数关系极显著，几乎不存在失拟现象。本模型的决定系数R2为0.9026，校正决定系数R2adj为0.8052，说明模型显著，拟合度好，可用于预测最优值，F值的大小与因素对响应值的影响的强弱呈正比关系，F越大影响越大，因此影响程度大小为：水＞谷朊粉＞油＞复配胶；二次项的P值极显著，说明对结果影响很显著。
表8回归模型方差分析
Figure BDA0002982844400000161
表9方程相关系数
项目 标准差 平均值 C.V.％ R<sup>2</sup> R<sup>2</sup>adj R<sup>2</sup>pred Adeq Precision
数值 0.0295 0.5734 5.15 0.9892 0.9621 0.8746 20.2473
根据回归方程，做出用于预测4种单因素对响应值影响的响应面图。利用design-expert软件分析得到各因素交互作用对人造肉饼品质综合评分影响的响应面图(图15)。响应面图的坡度大小及等高线密集程度，直接反应了综合评分与各因素以及各个因素之间的关系，因素之间的交互作用越大，响应面的坡度越陡、等高线越密集成椭圆形。
图15的6个响应面图均为开口向下的凸形曲线，故在所设计的因素水平范围内存在最优水平，响应值存在极大值。根据回归模型预测得出金针菇子实体全组分人造肉的最佳配方为：金针菇松20g、金针菇糜4g、花生组织蛋白8g、海藻酸钠0.2g、谷朊粉8.58g、豌豆蛋白2g、TG酶0.78g、水20g、植物油8.625g、甜菜根粉2g，其中，复配胶的用量为上述所有组分总质量的1.4％；即金针菇松26.9％、金针菇糜5.4％、花生组织蛋白10.8％、海藻酸钠0.3％、谷朊粉11.6％、豌豆蛋白2.7％、TG酶1％、水27.0％、植物油11.6％、甜菜根粉2.7％，其中，复配胶的用量为上述所有组分总质量的1.4％。
最佳配方下的金针菇子实体全组分人造肉(即经由捶打工艺获得的人造肉)实物图，如图16所示；经加工烹饪后得的人造肉实物图，如图18所示。而未经捶打工艺而形成的人造肉实物图，如图17所示。由图16～18可知，捶打工艺可以很好的改善产品的粘结性及内聚性，使产品成分之间结合更加紧密，质地更加紧实，使其弹性及咀嚼性更像肉类。
最佳配方下的金针菇子实体全组分人造肉饼综合品质与市售猪肉饼的质构比较的结果，如表10所示，结果表明金针菇人造肉产品的硬度、粘结性、咀嚼性均优于猪肉饼，而其弹性、内聚性则与猪肉饼差别不大。
表10最佳配方下的金针菇子实体全组分人造肉饼综合品质结果
Figure BDA0002982844400000171
注：市售猪肉饼，由市场购买的新鲜猪肉搅打成泥后，磨具成型，经同样加工，同样条件测定得此数据。
最佳配方下的金针菇子实体全组分人造肉后续进行营养成分测定。
4.5金针菇子实体全组分人造肉的营养成分分析
4.5.1金针菇子实体全组分人造肉的蛋白质含量
经最优配方制得的人造肉产品与猪肉、鸡肉、牛肉的蛋白质含量如表11所示。测得金针菇基人造肉产品中的含N量在4.6％左右，折合成蛋白质含量为28.75％。由表11可见，金针菇子实体全组分人造肉的蛋白质含量远大于动物肉。
表11金针菇子实体全组分人造肉的蛋白质含量
种类 蛋白质含量
鸡肉<sup>a</sup> 20g/100g
猪肉<sup>a</sup> 17g/100g
牛肉<sup>a</sup> 19.4g/100g
金针菇子实体全组分人造肉 28.75g/100g
a数据来源粮农组织统计数据库FAOSTAT的数据库，http://www.fao.org/ag/。
4.5.2金针菇子实体全组分人造肉的氨基酸组成及营养价值评价
金针菇子实体全组分人造肉人造肉蛋白质总量为28.75％，含有常见的16种氨基酸，其中必需氨基酸占氨基酸总量达32.19％，是一种优质的蛋白源食品。由表12可知，金针菇子实体全组分人造肉相对于纯肉而言总氨基酸含量较高，必需氨基酸含量与纯肉相近。其中必需氨基酸亮氨酸(Leu)含量最高；其次为苯丙氨酸(Phe)、缬氨酸(Val)和赖氨酸(Lys)。此外，鲜味氨基酸的含量也是评价蛋白质质量的一种方式，金针菇子实体全组分人造肉中天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、苯丙氨酸(Phe)、酪氨酸(Tyr)这6种鲜味氨基酸占总氨基酸量达57.24％。
表12金针菇子实体全组分人造肉人造肉与三种纯肉氨基酸组成对比(g/100g样品)
Figure BDA0002982844400000181
a数据来源FAOSTAT数据库，http://www.fao.org/ag/。
必须氨基酸的种类、数量和组成比例决定了食物蛋白质的营养价值高低。金针菇子实体全组分人造肉必需氨基酸总量为32.19％，与FAP/WHO所推荐的36％接近。以FAO/WHO模式和全鸡蛋模式的必需氨基酸含量为标准，可得出金针菇子实体全组分人造肉中必需氨基酸AAS和CS值，见表13可得，按照AAS评价，第1限制氨基酸为缬氨酸(Val)，第2限制氨基酸为赖氨酸(Lys)。将金针菇子实体全组分人造肉中必需氨基酸与FAO/WHO提出的理想蛋白质中必须氨基酸含量进行比较，缬氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)、异亮氨酸(Ile)高于小孩摄入推荐值，甲硫氨酸+半胱氨酸(Met+Cys)与小孩推荐值接近。AAS评分中除限制氨基酸外，其余氨基酸均在0.80以上，说明金针菇子实体全组分人造肉中必需氨基酸的组成和含量都是较理想模式。
表13蛹虫草人造肉饼必需氨基酸3种模式的比较(g/100g蛋白质)
Figure BDA0002982844400000191
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)取新鲜金针菇洗净、切去根部，得到金针菇子实体；
(2)将步骤(1)的金针菇子实体裹上食品粉，热烘脱水，切成小段，搅打成松，过筛，得到金针菇松，然后炒制熟化，备用；
(3)将步骤(1)的金针菇子实体开水捞煮，沥干表面水分，脱水，切成小段，不另外加水的情况下搅打成糜，得到金针菇糜；
(4)花生组织蛋白前处理
将花生组织蛋白复水至无硬芯，沥干水分，再加水漂洗，重复多次直至沥出水分澄清无色；脱水后的花生组织蛋白打散成直径为1～10mm的小块；
(5)加工过程：将熟化的金针菇松、金针菇糜、前处理后的花生组织蛋白与谷氨酰胺转氨酶、谷朊粉、豌豆蛋白、海藻酸钠、复配胶、水、甜菜根粉按比例混合后，第一次物理捶打，孵育，第二次物理捶打，加入植物油，第三次物理捶打至有明细“肉筋”出现，形成均匀、具有粘性的团状物；
(6)成型：将步骤(5)的团状物置于模具成型，制得人造肉饼；
(7)将人造肉饼进行下一步加工烹饪；或者，将人造肉饼进行蒸煮，取出蒸煮好的素肉饼，冷却后，真空包装，冷冻储藏，即得基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉；
金针菇松20质量份，金针菇糜3～8质量份，花生组织蛋白4～12质量份，谷朊粉3～12质量份，豌豆蛋白1～4质量份，TG酶0.3～0.8质量份，植物油3～13质量份，水12～25质量份，甜菜根粉1～10质量份、海藻酸钠0.2～0.6质量份；复配胶的用量为上述所有组分总质量的1～4％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
金针菇松20质量份，金针菇糜4～8质量份，花生组织蛋白5～10质量份，谷朊粉6～12质量份，豌豆蛋白2～4质量份，TG酶0.39～0.78质量份，植物油6～12质量份，水12～20质量份，甜菜根粉1～8质量份、海藻酸钠0.2质量份；复配胶的用量为上述所有组分总质量的1～2％。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
金针菇松20质量份，金针菇糜4～8质量份，花生组织蛋白5～10质量份，谷朊粉8～9质量份，豌豆蛋白2～3质量份，TG酶0.78质量份，植物油8～12质量份，水16～20质量份，甜菜根粉1～5质量份、海藻酸钠0.2质量份；复配胶的用量为上述所有组分总质量的1～1.5％。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
金针菇松20质量份、金针菇糜4质量份、花生组织蛋白8质量份、谷朊粉8.58质量份、豌豆蛋白2质量份、TG酶0.78质量份、水20质量份、植物油8.625质量份、甜菜根粉2质量份、海藻酸钠0.2质量份，其中，复配胶的用量为上述所有组分总质量的1.4％。
5.根据权利要求1～4所述的制备方法，其特征在于：
所述的TG酶的酶活为450U/g；
复配胶包括卡拉胶、刺槐豆胶和黄原胶，其中，卡拉胶：刺槐豆胶：黄原胶的质量比为2：(3～4)：(3～4)。
6.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中，金针菇子实体与食品粉的质量比为100g：(10～50)g；
所述的食品粉为粘米粉；
步骤(2)中，热烘脱水的条件为60～80℃热烘脱水70～100min；
步骤(2)中，搅打成松的条件为1000～3000rpm搅打60～300s；
步骤(2)中，过筛为过30～100目筛，筛去残留的食品粉。
7.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于：
步骤(3)中，开水捞煮的时间为40～150s；
步骤(3)中，脱水的条件为60～80℃脱水70～100min；
步骤(3)中，搅打成糜的转速为1000～3000rpm；
步骤(2)、(3)中，切成小段为切成0.5～5厘米的小段。
8.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于：
步骤(4)中，打散所用的转速为1000～3000rpm；
步骤(5)中，
第一次物理捶打的时间为3～20min；
孵育的条件为30～45℃孵育30～90min；
第二次物理捶打的时间为10～30min。
9.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于：
步骤(7)中，所述的蒸煮的条件为在蒸煮温度为95～100℃条件下蒸煮6～20分钟；
步骤(7)中，真空包装为采用塑料托盘加真空包装。
10.一种基于金针菇子实体全组分的植物基人造肉，其特征在于：通过权利要求1～9任一项所述的制备方法制备得到。
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