CN115644410B - 一种利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法及用途 - Google Patents
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Abstract
本发明属于调味品的技术领域，公开了一种利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法及用途。方法：1)将香菇柄粉和大豆分离蛋白在水中混匀，灭菌，得灭菌物料；2)将灭菌物料与曲霉和葡萄糖混匀，发酵，获得发酵曲料；3)将发酵曲料与水混合，剪切，酶解，灭酶，离心，取上清液，浓缩或喷雾干燥，得到高鲜呈味基料。本发明以香菇柄和大豆分离蛋白为培养基进行发酵，粉碎的香菇柄增加了发酵培养基的表面积，具有更好的发酵效果；添加大豆分离蛋白使培养基的营养组成更加利于发酵菌种生长产酶并且提供更多的滋味物质来源；通过控温酶解提取曲料的营养物质和滋味成分。本发明的方法原料利用率高，产品风味独特，具有较强鲜味，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及低值资源香菇柄的高值化利用技术，具体涉及一种利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法及呈味基料的应用。
背景技术
香菇是世界上食用菌生产和消费的第一大品种。香菇的子实体由菌盖和菌柄组成，其中菌柄占整个子实体质量的25％。香菇柄中虽然含有丰富的营养成分，但香菇柄纤维素含量高，直接食用口感差，极少被直接食用。目前，有很多对香菇柄进行开发和利用的探索，包括使用香菇柄开发出香菇酱汁、酱油、饮料、蜜饯等食品。但是除少量用于酱制品和汤料的制作外，大部分香菇柄资源都被浪费掉。
发酵技术已经广泛运用于食品、医药和饲料等领域，我国利用发酵技术来制备调味品也有几千年的历史，并且已经积累丰富的经验。米曲霉是传统酿造食品酱和酱油制作的常用菌种，其酶系复杂，可以分泌淀粉酶，纤维素酶、果胶酶和多种蛋白酶等。黑曲霉是重要的工业发酵菌种，可生产酸性蛋白酶和纤维素酶等，可用于食醋和白酒的生产制曲等。
食品的基本滋味由制作食品的原料和加工过程决定。大豆分离蛋白经过水解可以产生大量的鲜味肽和氨基酸，使用蛋白酶水解大豆分离蛋白会产生具有鲜味的酶解液。香菇柄中含有多种氨基酸，且含量丰富。
采用酶水解法虽然可以提取香菇中营养成分和滋味物质，但香菇柄中纤维素会影响水解酶的水解效率，降低蛋白质水解度和原料的回收率，加大提取的难度和成本。本发明结合发酵和酶解技术来提取香菇柄中营养成分和滋味物质，一方面原料利用率高、产品品质好；另一方面环保无污染、安全可靠。而且本发明方法可制备出高鲜呈味基料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜味呈味基料的方法。目前人们对于香菇柄利用率低，利用成本大。为了克服改难点，本发明以经干燥粉碎的香菇柄和大豆分离蛋白为培养基，采用混合曲霉进行发酵，然后控温酶解获得高鲜酶解液，最后通过浓缩或喷雾干燥得到高鲜呈味基料，以实现对低值资源香菇柄的高值化利用。本发明方法能极大的提高发酵曲料的蛋白酶活力，促进营养成分和滋味物质的提取；提高原料的固形物回收率、蛋白质回收率、水解度，以及提升提取物的风味品质，缩短呈味基料生产周期；采用优化的混合曲霉对香菇梗进行固态发酵，曲料中所产中性蛋白酶和酸性蛋白酶活力均较高，有利于提高原料的利用率和产品的风味品质。
本发明的另一目的是提供由上述方法制得的高鲜呈味基料在调味食品中的应用。本发明制得的高鲜呈味基料可用于增强食品的风味和改善口感。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜味呈味基料的方法，包括以下步骤：
(1)将香菇柄粉和大豆分离蛋白在水中混匀，灭菌处理，获得灭菌物料；所述香菇柄粉和大豆分离蛋白的质量比为6～9:1；所述水的用量为香菇柄粉和大豆分离蛋白总质量的0.8～1.2倍；所述灭菌处理为高温灭菌处理，具体115～121℃下保温15～30min；灭菌处理完后，取出冷却至30～40℃，将其打散至无10mm以上结块；步骤(1)中香菇柄粉是将干香菇柄粉碎，过40～60目筛得到；
(2)将灭菌物料与曲霉和葡萄糖混匀，发酵，获得发酵曲料；所述曲霉的加入量为香菇柄粉和大豆分离蛋白总质量的0.04～0.06％，所述葡萄糖的加入量为香菇柄粉和大豆分离蛋白总质量的0.8～1.2％；所述发酵的条件：发酵温度29～33℃，湿度88～95％，发酵时间为36～44h；曲霉为米曲霉和黑曲霉混合物，米曲霉：黑曲霉质量比＝3～5:1；
(3)将发酵曲料与水混合，剪切，然后升温至50～60℃后保温搅拌20～26h，灭酶处理，离心，取上清液，获得香菇柄-大豆蛋白酶解液；所述发酵曲料与水的质量比为1:8～12；所述剪切的条件：以6000～10000r/min的转速剪切20～40s；所述灭酶处理是指升温至90～95℃持续15～30min进行灭酶处理；
(4)将香菇柄-大豆蛋白酶解液浓缩至固形物60～65％，得到膏状高鲜呈味基料；或浓缩至固形物30～40％进行喷雾干燥，得到粉状高鲜呈味基料。
步骤(2)中发酵过程中，开始发酵的12～14h和16～19h分别进行两次翻曲，辅助曲料散热。
步骤(3)中离心条件为8000～10000×g，20～30min。
上述方法制得的高鲜呈味基料可用于增强食品的香味和改善口感。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明将香菇柄干燥后粉碎，并加入大豆分离蛋白来促进其发酵产酶，粉碎可使香菇柄与大豆分离蛋白能够混合得更加均匀，粉碎的香菇柄可以增加曲料的表面积并使其更加松散透气；大豆分离蛋白的添加使得培养基的营养成分更加适合接种的曲霉的生长；可以极大的提高发酵曲料的蛋白酶活力，促进营养成分和滋味物质的提取；此外，大豆分离蛋白也可以作为滋味物质的来源生产鲜味更强的呈味基料。
(2)本发明采用先发酵后酶解的方法提取原料中营养成分和滋味物质，且发酵工艺和酶解工艺经过多次优化所得，发酵产生了种类繁多且含量丰富的酶系，再结合控温控时酶解提高发酵曲料的固形物回收率、蛋白质回收率、水解度和提取物的风味品质，缩短了呈味基料生产周期。
(3)本发明发酵菌种为米曲霉和黑曲霉，米曲霉酶系复杂，可以产生丰富的酶类，特别是高活力的中性蛋白酶，有利于原料营养成分的释放和大分子蛋白质的降解；而黑曲霉可以分泌更多的酸性蛋白酶，有利于鲜味肽和氨基酸的释放。两种曲霉的比例经过优化，所产中性蛋白酶和酸性蛋白酶活力均较高，有利于提高原料的利用率和产品的风味品质。
(4)本发明工艺操作简单、生产成本低、没有任何污染、原料回收率高，所得呈味基料风味好，安全性高，可用于低值资源香菇柄的高值化利用。
具体实施方式
下面结合实施例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。
本发明实施例中所涉及的试验指标其实验方法如下：
蛋白质回收率：采用凯氏定氮法分别测定原料混合料和呈味基料的总氮含量，呈味基料的蛋白质回收率计算公式如下：
蛋白回收率(％)＝呈味基料中总氮含量/原料混合料总氮含量×100％。
水解度的测定：采用甲醛电位滴定法测定呈味基料中氨基酸态氮含量，采用凯氏定氮法测定原料混合料的总氮含量，呈味基料水解度的计算公式如下：
水解度(％)＝呈味基料中氨基酸态氮含量/原料混合料总氮含量×100％。
感官评价方法：挑选11名经过训练的品评人员(5男6女，年龄在20-45岁之间)对各个呈味基料的鲜味进行感官评价。将呈味基料稀释至蛋白浓度5mg/mL，品评人员对每个样品进行感官评价，评价完样品后，使用温水漱口再进行下一个样品的品尝。鲜味的标准品为0.5％味精，以标准品的感官评分为7分，采用7点线性坐标，0(极弱)到7(极强)对感官样品进行打分，取品评人员打分的平均分作为呈味基料的鲜味评分。
实施例1
一种利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法，包括以下步骤：
(1)使用粉碎机将干香菇柄粉碎，过60目筛得到香菇柄粉。
(2)香菇柄粉和大豆分离蛋白(购于山东嘉华生物科技股份有限公司)作为原料按照9:1的质量比例混匀，加入原料混合料同等质量的去离子水搅匀，然后在121℃下保温15min进行灭菌处理，晾凉至35℃，将其打散至无10mm以上结块，获得灭菌物料。
(3)往灭菌物料中加入原料(香菇柄粉和大豆分离蛋白)质量0.05％的曲霉混合物(米曲霉：黑曲霉＝3:1，质量比)和原料质量1.0％的葡萄糖，搅拌混合混匀；然后将物料放置于培养箱，控制发酵温度29～30℃，湿度90～92％，发酵36h后收料(开始发酵的13h和17h分别进行翻曲，辅助曲料散热)，得到发酵曲料A。
(4)将发酵曲料A以料液比为1:8加水搅拌，用剪切机以10000r/min的转速剪切20s；再将其升温至50℃保温搅拌26h，结束后将物料升温至95℃持续15min进行灭酶处理，然后在8000×g下离心30min，取上清液，得到香菇柄-大豆蛋白酶解液。
(5)将香菇柄-大豆蛋白酶解液经真空浓缩至固形物30％(是指固形物的质量为30％)进行喷雾干燥，得到粉状高鲜呈味基料A。
香菇柄发酵曲料A的蛋白酶活力结果见表1；
呈味基料A的鲜味评分、固形物回收率、水解度和蛋白回收率结果见表2。
实施例2
一种利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法，包括以下步骤：
(1)使用粉碎机将干香菇柄粉碎，过40目筛得到香菇柄粉。
(2)香菇柄粉和大豆分离蛋白作为原料按照6:1的质量比例混匀，加入原料混合料质量1.2倍的去离子水搅匀，然后在115℃下保温30min进行灭菌处理，晾凉至40℃，将其打散至无10mm以上结块。
(3)往灭菌物料中加入原料(香菇柄粉和大豆分离蛋白)质量0.06％的曲霉混合物(米曲霉：黑曲霉的质量比＝5:1)和原料质量1.2％的葡萄糖，搅拌混合混匀；然后将物料放置于培养箱，控制发酵温度30～31℃，湿度92～95％，发酵42h后收料(开始发酵的14h和18h分别进行翻曲，辅助曲料散热)，得到发酵曲料B。
(4)发酵曲料B以料液比为1:12加水搅拌，用剪切机以8000r/min的转速剪切30s；再将其升温至60℃保温搅拌20h，结束后将物料升温至90℃持续30min进行灭酶处理，然后在10000×g下离心20min，取上清液，得到香菇柄-大豆蛋白酶解液。
(5)将香菇柄-大豆蛋白酶解液经真空浓缩至固形物40％进行喷雾干燥得到粉状高鲜呈味基料B。
香菇柄发酵曲料B的蛋白酶活力结果见表1；
呈味基料B的鲜味评分、固形物回收率、水解度和蛋白回收率结果见表2。
实施例3
一种利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法，包括以下步骤：
(1)使用粉碎机将干香菇柄粉碎，过60目筛得到香菇柄粉。
(2)香菇柄粉和大豆分离蛋白作为原料按照7:1的质量比例混匀，加入原料混合料质量0.8倍的去离子水搅匀，然后在121℃下保温15min进行灭菌处理，晾凉至38℃，将其打散至无10mm以上结块。
(3)往灭菌物料中加入原料(香菇柄粉和大豆分离蛋白)质量0.04％的曲霉混合物(米曲霉：黑曲霉质量比＝4:1)和0.8％的葡萄糖，搅拌混合混匀；然后将物料放置于培养箱，控制发酵温度32～33℃，湿度92～95％，发酵44h后收料，得到发酵曲料C。
(4)发酵曲料C以料液比为1:10加水搅拌，用剪切机以6000r/min的转速剪切40s；再将其升温至55℃保温搅拌24h，结束后将物料升温至95℃持续15min进行灭酶处理，然后在8000×g下离心30min，取上清液，得到香菇柄-大豆蛋白酶解液。
(5)将香菇柄-大豆蛋白酶解液经真空浓缩至固形物35％进行喷雾干燥得到粉状高鲜呈味基料C。
香菇柄发酵曲料C的蛋白酶活力结果见表1；
呈味基料C的鲜味评分、固形物回收率、水解度和蛋白回收率结果见表2。
对比例1
一种利用香菇柄制备呈味基料的方法，包括以下步骤：
(1)使用粉碎机将干香菇柄粉碎，过60目筛得到香菇柄粉。
(2)香菇柄粉加入其质量0.8倍的去离子水搅匀，然后在121℃下保温15min进行灭菌处理，晾凉至38℃，将其打散至无10mm以上结块。
(3)往灭菌物料中加入原料(香菇柄粉)质量0.04％的曲霉混合物(米曲霉：黑曲霉＝4:1)和0.8％的葡萄糖，搅拌混合混匀；然后将物料放置于培养箱，控制发酵温度32～33℃，湿度92～95％，发酵44h后收料，得到发酵曲料1。
(4)发酵曲料1以料液比为1:10加水搅拌，用剪切机以6000r/min的转速剪切40s；再将其升温至55℃保温搅拌24h，结束后将物料升温至95℃持续15min进行灭酶处理，然后在8000×g下离心30min，取上清液，得到香菇柄酶解液。
(5)将香菇柄酶解液经真空浓缩至固形物35％进行喷雾干燥得到粉状呈味基料1。
香菇柄发酵曲料1的蛋白酶活力结果见表1；
呈味基料1的鲜味评分、固形物回收率、水解度和蛋白回收率结果见表2。
对比例2
一种利用香菇柄制备呈味基料的方法，包括以下步骤：
(1)使用粉碎机将干香菇柄粉碎，过60目筛得到香菇柄粉。
(2)香菇柄粉和大豆分离蛋白作为原料按照1:1的质量比例混匀，加入原料混合料同等质量的去离子水搅匀，然后在121℃下保温20min进行灭菌处理，晾凉至30℃，将其打散至无10mm以上结块。
(3)往灭菌物料中加入原料质量0.05％的曲霉混合物(米曲霉：黑曲霉＝1:1)和1％的葡萄糖，搅拌混合混匀；然后将物料放置于培养箱，控制发酵温度32℃，湿度92％，发酵40h后收料，得到发酵曲料2。
(4)发酵曲料以料液比为1:8加水搅拌，用剪切机以10000r/min的转速剪切40s；再将其升温至55℃保温搅拌18h，结束后将物料升温至95℃持续15min进行灭酶处理，然后进行离心，取上清液，得到香菇柄-大豆蛋白酶解液。
(5)将酶解液经真空浓缩至固形物35％进行喷雾干燥得到粉状呈味基料2。
香菇柄发酵曲料2的蛋白酶活力结果见表1；
呈味基料2的鲜味评分、固形物回收率、水解度和蛋白回收率结果见表2。
对比例3
一种利用香菇柄制备呈味基料的方法，包括以下步骤：
(1)使用粉碎机将干香菇柄粉碎，过60目筛得到香菇柄粉。
(2)香菇柄粉和大豆分离蛋白作为原料按照17:3的质量比例混匀，加入原料混合料(香菇柄粉和大豆分离蛋白)质量0.2％的风味蛋白酶和0.2％的胰酶，再加入原料混合料12倍质量的去离子水搅匀。
(3)混合物料用剪切机以10000r/min的转速剪切40s，再将其升温至55℃保温搅拌22h，结束后将物料升温至95℃持续15min进行灭酶处理，然后进行离心，取上清液，得到香菇柄-大豆蛋白酶解液。
(5)将上述酶解液经真空浓缩至固形物35％进行喷雾干燥得到粉状呈味基料3。
呈味基料3的鲜味评分、固形物回收率、水解度和蛋白回收率结果见表2。
表1发酵曲料蛋白酶活力
由表1可发现，采用本发明方法(实施例1、2和3)得到的发酵曲料具有较高的蛋白酶活力(中性蛋白酶活力：3237-3799U/g；酸性蛋白酶活力：472-496U/g)，同时由表2可知，采用本发明方法得到的呈味基料的蛋白回收率可达65.66％-66.82％，并且具有较高的固形物回收率(47.35％-50.98％)，水解度(29.65-31.95％)和较高的鲜味得分(5.5-6.0)。
表2呈味基料评价指标
由表1可知，对比例1中不使用大豆分离蛋白作为补充氮源进行发酵得到的发酵曲料1的中性蛋白酶活力仅为1737U/g，而对比例2过量添加大豆分离蛋白作为原料得到的发酵曲料2的中性蛋白酶活力仅为939U/g，发酵曲料1和2的酸性蛋白酶活力分别为332和266U/g。本发明方法的实施例1、2和3中发酵曲料1、2、3可获得较高的中性蛋白酶活力(3799、3237和3416U/g)和酸性蛋白酶活力(472-496U/g)。由表2可知，不添加大豆分离蛋白作为原料得到的呈味基料1的蛋白回收率、固形物回收率和水解度分别为48.96％、35.26％和27.43％，鲜味评分为2.1分。与对比例1相比，采用本发明方法的实施例2得到的呈味基料B的蛋白回收率，固形物回收率和水解度分别为66.82％、50.98％和31.95％，分别比对比例1高出36.48％、44.58％和16.48％；呈味基料B的鲜味评分6.0分比呈味基料1的2.1分高了近两倍。但当大豆分离蛋白在原料中的比例高于30％时，香菇柄中营养成分和滋味物质的提取效果则较差。如表1发酵曲料2和表2中呈味基料2的结果所示，发酵曲料蛋白酶活力下降，呈味基料水解度、固形物回收率降低，酶解液鲜味减弱。说明在一定比例范围内添加大豆分离蛋白可以使发酵培养基的营养组成更加利于发酵菌种生长产酶并且可以提供更多的滋味物质来源，从而提高香菇柄营养和滋味物质提取效果，提高原料的利用率和产品的风味。
由表2可知，采用酶解的方法得到的呈味基料3的蛋白回收率、固形物回收率和水解度分别为43.78％、34.75％和13.98％，鲜味评分为3.5分，而采用本发明方法得到的呈味基料A、B和C的各评价指标均优于呈味基料3。这可能是由于香菇柄中纤维素含量太高，仅添加蛋白酶的作用效果较弱，导致呈味基料的蛋白回收率和水解度下降，进一步影响到鲜味。并且仅添加蛋白酶无法对纤维素进行有效的利用，从而导致产品的固形物回收率也不高。而本发明方法利用混合霉菌发酵，生产的酶种类多、含量丰富，可以促进香菇柄中营养物质的提取。
上述实施例1、2和3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技术与原理下所作的修改、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都属于本发明的技术支撑范围内。
Claims (8)
1.一种利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将香菇柄粉和大豆分离蛋白在水中混匀，灭菌处理，获得灭菌物料；所述香菇柄粉和大豆分离蛋白的质量比为6～9:1；所述水的用量为香菇柄粉和大豆分离蛋白总质量的0.8～1.2倍；
(2)将灭菌物料与曲霉和葡萄糖混匀，发酵，获得发酵曲料；所述曲霉的加入量为香菇柄粉和大豆分离蛋白总质量的0.04～0.06％，所述葡萄糖的加入量为香菇柄粉和大豆分离蛋白总质量的0.8～1.2％；所述发酵的条件：发酵温度29～33℃，湿度88～92％，发酵时间为36～44h；曲霉为米曲霉和黑曲霉混合物，米曲霉：黑曲霉的质量比＝(3～5):1；
(3)将发酵曲料与水混合，剪切，然后升温至50～60℃保温搅拌20～26h，灭酶处理，离心，取上清液，得到香菇柄-大豆蛋白酶解液；所述发酵曲料与水的质量比为1:(8～12)；
(4)将香菇柄-大豆蛋白酶解液浓缩至固形物60～65％，得到膏状高鲜呈味基料；或浓缩至固形物30～40％进行喷雾干燥，得到粉状高鲜呈味基料。
2.根据权利要求1所述利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法，其特征在于：步骤(2)中控制发酵过程中，开始发酵的12-14h和16-19h分别进行两次翻曲，辅助曲料散热。
3.根据权利要求1所述利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法，其特征在于：
步骤(3)中所述剪切的条件：以6000～10000r/min的转速剪切20～40s；所述灭酶处理是指升温至90～95℃持续15～30min进行灭酶处理。
4.根据权利要求1所述利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法，其特征在于：
步骤(1)中所述灭菌处理为高温灭菌处理，具体115～121℃下保温15～30min；灭菌处理完后，冷却至30～40℃，将其打散至无10mm以上结块；
步骤(1)中香菇柄粉是将干香菇柄粉碎，过40～60目筛得到。
5.根据权利要求1所述利用香菇柄和大豆分离蛋白制备高鲜呈味基料的方法，其特征在于：步骤(3)中离心条件为8000-10000×g，20-30min。
6.一种高鲜呈味基料，其特征在于：是由权利要求1～5任一项所述的方法制备得到。
7.根据权利要求6所述高鲜呈味基料在食品领域中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述高鲜呈味基料用于制备调味食品。
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