变温压差膨化干燥对秀珍菇鲜香味的影响

包秀婧，刘新宇，辛 广*，许贺然，张志勇，孙丽斌，魏云云

（沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866）

秀珍菇（Pleurotus geesteranus）学名肺形侧耳，又名袖珍菇、姬菇等[1]，属真菌门，担子菌纲，伞菌目，侧耳科，侧耳属[2]，是一种具有高经济价值的食用菌。现已广泛种植于辽宁、江西、福建等地，其富含蛋白质、微量元素，氨基酸种类齐全[3]，脂肪含量低，且含有黄酮、多糖等活性成分[4]。具有抗氧化[5]、抗肿瘤[6]、免疫调节活性[7]等生物活性。秀珍菇因其味道鲜美，有“味精菇”之称，其风味主要由鲜味和香味物质组成[8]，其中鲜味物质主要有核苷酸、氨基酸、可溶性糖等[9-10]，Kuninaka[11]在核苷酸类物质结构和鲜味关系的研究中发现只有5’-核苷酸才具有独特的鲜味；香味物质主要包括八碳化合物及其衍生物、含硫化合物以及醛类、酮类和酯类化合物等。

秀珍菇属于呼吸跃变型真菌，且含水量较高[12]，常温条件下极易腐烂[13]，常对其进行干燥加工。食用菌主要的干燥方式有自然干燥、真空冷冻干燥、微波干燥、热风干燥、热泵干燥等[14-15]，但单一干燥方式各有不足，真空冷冻干燥生产周期长、能耗高、成本高[16]；热风干燥产品的感官性状和复水能力差[17]；微波干燥因干燥不均常影响菌品品质，且存在大功率微波源散热的问题[18]，因此为降低成本，减少能耗，更好保持产品风味，国内外学者对变温压差膨化干燥进行研究。变温压差膨化干燥是根据相变和气体的热压效应原理，使果蔬原料生成多孔状酥脆型物质的一种新型非油炸膨化干燥技术[19-20]。该技术克服了油炸果蔬制品含油量高、营养成分损失较多和贮藏困难等问题。Kozempel等[21]对苹果、甜菜、菠萝等果蔬产品的变温压差膨化干燥工艺参数进行了较为全面的研究，国内对番木瓜[22]、脐橙[23]等果蔬变温压差膨化干燥进行了研究。目前，变温压差膨化干燥技术的研究主要集中在果蔬，对食用菌的研究较少。

本实验运用变温压差膨化技术将秀珍菇进行深加工，并对其加工过程中鲜香味成分的变化进行分析，为进一步生产出高质量的秀珍菇干燥产品提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

新鲜秀珍菇由辽宁岫岩新咏菌业科技有限公司提供，蘑菇样品在采收后4 h内运到实验室。样品蘑菇成熟度、颜色、形状和大小均匀，且无机械损伤。

5’-鸟苷酸（5’-guanosine monophosphate，5’-GMP）、5’-肌苷酸（5’-inosine monophosphate，5’-IMP）、5’-黄苷酸（5’-xanthosine monophosphate，5’-XMP）、5’-腺苷酸（5’-adenosine monophosphate，5’-AMP）上海源叶生物科技有限公司。

600高效液相色谱仪 美国Waters公司；WGL-65B电热鼓风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司；L-8900氨基酸自动分析仪 日本日立公司；SA402B电子舌北京盈生恒泰科技有限公司；PH600C果蔬变温压差膨化设备 天津市勤德新材料科技有限公司；7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 样品前处理

选取长度为8 cm左右的新鲜秀珍菇进行清洗、沥水，晾干备用。将样品置于热风干燥箱中预干燥，温度60 ℃、时间3.6 h。将预干燥后的样品进行膨化干燥，膨化温度90 ℃，膨化压力0.2 MPa，抽空温度70 ℃，抽空时间2 h。

1.2.2 5’-核苷酸含量的测定

参照Tsai等[24]的方法稍作修改。取3 种样品各20.00 g，加25 mL蒸馏水，煮至微沸并保持1 min，11 000 r/min离心20 min，取上清液，滤渣加入20 mL蒸馏水，按以上步骤再次提取，合并上清液，过0.45 μm滤膜。待高效液相色谱仪分析。

高效液相色谱条件：LiChrospher RP-18色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相为10 mmol/L缓冲盐磷酸二氢钾（pH 4.6）；紫外检测波长250 nm；柱温30 ℃；进样量20 µL。

1.2.3 游离氨基酸含量的测定

参照Li Wen等[9]的方法稍作修改。取3.00 g鲜样，1.00 g预干燥样，1.00 g膨化后样，加入50 mL 0.01 mol/L HCl溶液，超声振荡20 min，取5 mL滤液，等体积加入5%磺基水杨酸溶液，暗环境静置30 min，11 000 r/min离心15 min，过0.22 μm滤膜，使用氨基酸分析仪测定。

1.2.4 EUC值

味精当量（equivalent umami concentration，EUC）值[25]表示在100 g干物质的食物中，由谷氨酸钠（monosodium glutamate，MSG）的含量表示该食物所含鲜味物质的含量，计算公式如下：

式中：Y为等效鲜味含量/%；ai和aj分别为鲜味氨基酸和风味核苷酸含量/（mg/g）；bi和bj分别为鲜味氨基酸（Glu=1、Asp=0.077）和风味核苷酸的相对呈鲜系数（5’-IMP=1、5’-GMP=2.3、5’-XMP=0.61、5’-AMP=0.18）；12.18为协同作用常数。

1.2.5 电子舌的测定

参照Dong Wenjiang等[26]的方法稍作修改。分别称取20.00、3.51 g和0.93 g鲜样、预干燥样，膨化后样研磨，加入100 mL蒸馏水浸泡20 min，滤纸过滤，装入测量杯，每个样品分别测定3 次，取平均值用于后续分析。

1.2.6 挥发性成分的测定

1.2.6.1 顶空固相微萃取

参照Papasotiriou等[27]的方法稍作修改。取20.00 g鲜样，切碎，加5 g NaCl研磨至泥状，过滤至40 mL采样瓶中；预干燥及变温压差膨化后样品，磨粉，过60 目筛，各取3.00 g于40 mL采样瓶中，加入20.0 mL蒸馏水和3.00 g NaCl，混匀后用聚四氟乙烯隔垫密封后置于60 ℃磁力搅拌器中平衡10 min后，用萃取头顶空吸附40 min，完成后将萃取头插入气相色谱-质谱进样口，解吸5 min后进行分析。

1.2.6.2 气相色谱-质谱分析条件

参考殷朝敏等[28]的测定方法，进行探索和优化，最终确定条件如下：

色谱条件：HP-5ms非极性毛细管柱（60 m×250 μm，0.25 μm）；程序升温：初始温度40 ℃，保持2 min；以3 ℃/min升至180 ℃，保持2 min，再以10 ℃/min升至260 ℃，保持1 min；载气为高纯氦（He），流速1.0 mL/min；进样口温度250 ℃，不分流模式。

质谱条件：电子电离源；接口温度280 ℃；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；起始时间3 min；终止时间59.67 min；电子能量70 eV；质量扫描范围m/z50～450。

1.3 数据处理

所有实验重复3 次，实验数据使用Excel 2007和SPSS Statistics 17.0进行统计分析[29]，P＜0.05，差异显著。以不同小写字母表示差异性，相同字母表示差异不显著。基于3 种样品含水量不同，经换算均折合成鲜样当量。

2 结果与分析

2.1 5’-核苷酸含量测定结果

图1 干燥过程对秀珍菇5’-核苷酸含量的影响Fig. 1 Effects of drying and subsequent puf fing on 5’-nucleotide content of P. geesteranus

如图1所示，在3 种样品中均检测到5’-GMP、5’-IMP、5’-XMP和5’-AMP。总5’-核苷酸含量随着干燥过程的进行逐渐增加，由0.528 mg/g增至1.694 mg/g，膨化后达到最大值。Tsai等[30]将5’-GMP、5’-IMP和5’-XMP鉴定为风味5’-核苷酸。风味5’-核苷酸在膨化后含量最高为1.278 mg/g，含量显著高于预干燥样和鲜样（P＜0.05），鲜样含量最低为0.220 mg/g。5’-XMP、5’-IMP预干燥样含量最高，鲜样含量最低，其中5’-IMP在膨化后含量下降，可能由于5’-IMP是热敏性肌苷酸，加热过程中分解速率大于合成速率。5’-GMP随着干燥的进行含量逐渐增加，可能是由于干燥过程中秀珍菇的DNA或RNA发生了热降解[31]。5’-GMP与风味5’-核苷酸含量变化趋势相似，这与Pei Fei等[17]对双孢菇干燥的研究结果一致。5’-AMP与5’-XMP、5’-IMP含量变化趋势相同，膨化后样与鲜样含量无显著性差异。

2.2 游离氨基酸含量测定结果

表1 干燥过程对秀珍菇游离氨基酸含量的影响Table 1 Effects of drying and subsequent puffing on free amino acid content of P. geesteranu

由表1可知，样品中共检测到17 种游离氨基酸，总游离氨基酸在膨化后含量为19.171 mg/g，高于鲜样和预干燥样，而膨化样和预干燥样的两者游离氨基酸含量差异较小。Yang等[32]将游离氨基酸分为鲜味、甜味、苦味和无味，其中鲜味氨基酸包括天冬氨酸和谷氨酸。鲜味氨基酸在预干燥和膨化后含量均高于鲜样，其中预干燥样中鲜味氨基酸含量最高，为8.820 mg/g。鲜味氨基酸含量在干燥过程中增加，原因可能是样品在加热过程中发生美拉德反应和蛋白质分解，使产生的氨基酸比消耗的多[33]。其中天冬氨酸膨化后含量最高；谷氨酸含量在预干燥后显著升高，膨化后下降，但膨化后含量仍高于鲜样。Li Xiaobei等[34]在干燥方法对杏鲍菇风味化合物影响的研究中发现，在热风干燥条件下，谷氨酸含量与鲜样相比显著增加，这与本实验预干燥过程的变化趋势相同。韩娜等[35]在植物谷氨酰胺合成酶研究进展中提到，在生物体内谷氨酸、α-酮戊二酸与谷氨酰胺存在相互转化关系，同时谷氨酸还可以转化为精氨酸和脯氨酸。因此膨化后谷氨酸含量下降原因可能是由于谷氨酸转化为其他物质，也可能是由于膨化温度过高影响酶的活性，从而影响氨基酸的合成和代谢。但氨基酸代谢复杂，具体原因有待于进一步分析。

2.3 EUC值测定结果

图2 干燥过程对秀珍菇EUC值的影响Fig. 2 Effects of drying and subsequent puffing on EUC value of P. geesteranus

Yamaguchi等[25]发现鲜味氨基酸与风味5’-核苷酸的协同作用可能会大大增加蘑菇的鲜味。Mau[36]将EUC值分为4 个水平，依次为：第1水平：EUC值大于1 000%；第2水平：EUC值为100%～1 000%；第3水平：EUC值为10%～100%；第4水平：EUC值小于10%。由图2所示，随着干燥时间的延长，EUC值在膨化后由第4水平升至第3水平。预干燥样和膨化后样EUC值均显著高于鲜样（P＜0.05），预干燥样EUC值为27.211%，在三者中最高；鲜样EUC值最低，为1.839%。EUC值与5’-XMP、5’-IMP、5’-AMP和Glu的变化趋势相同，均在预干燥后含量最高。

2.4 味觉值测定结果

图3 干燥过程对味觉值的影响Fig. 3 Effects of drying and subsequent puffing on tastes score of P. geesteranus

如图3所示，使用电子舌分析5 种味觉指标，包括酸味、苦味、鲜味、咸味和涩味，将鲜样指标作为对照，并与预干燥样和膨化后样进行比较。结果表明：膨化后样和预干燥样与鲜样相比均具有更高的鲜味和咸味；鲜样的酸味高于预干燥样和膨化后样；涩味和苦味味觉值3 个样品间均无明显差异。电子舌与EUC鲜味结果一致，均可以对鲜味进行较好的表达。鲜味经分析比较可知，预干燥样＞膨化后样＞鲜样。

2.5 挥发性成分测定结果

如表2、3所示，3 种样品共检测出29 种挥发性成分。预干燥样和膨化后样分别鉴定出16 种和13 种，鲜样鉴定出18 种。将所得挥发性成分进行分类，主要有醛类、醇类、酮类、酯类、烃类和呋喃类物质。从相对含量看，醇类为鲜样中相对含量最高的挥发性物质，但在预干燥后醇类物质的相对含量由75.51%降至5.15%，膨化后未检出。醛类物质在膨化后相对含量最高为53.5%，对秀珍菇风味起主要贡献作用。

醇类物质在鲜样挥发性成分中占有重要比例，以1-辛烯-3-醇（20.03%）和3-辛醇（55.12%）为主，随着干燥过程的进行，醇类物质的种类及相对含量均降低。唐秋实等[14]对杏鲍菇研究发现，随着干燥的进行其醇类物质种类增加。这与本实验研究结果不一致，具体原因还有待进一步研究。

酮类物质膨化后相对含量由19.22%降至3.89%，原因可能是多不饱和脂肪酸在干燥过程中发生降解[37]。已知醛类和酮类物质都属于羰基类化合物，膨化后醛类物质相对含量最高，生成的大量醛类物质可能来自脂肪的氧化和降解[14]。膨化后醛类物质以己醛和苯甲醛为主。其中己醛具有青草味，苯甲醛具有杏仁味，其赋予秀珍菇特殊的香味。

表2 秀珍菇膨化前后风味物质的相对含量Table 2 Relative contents of volatile compounds in P. geesteranus subjected to drying and subsequent explosion puffing at variable temperatures and pressures

表3 各样品中香气成分的种类及相对含量Table 3 Type and relative amounts of volatile compounds in P. geesteranus samples

酯类物质在鲜样和预干燥样中相对含量均较低，膨化后未检测到。在干燥过程中还检测到其他化合物，3 种样品中均检测到2-正戊基呋喃，膨化后相对含量最高。该物质具有果香、青香味[38]，对秀珍菇整体风味有一定影响。

3 结 论

秀珍菇经预干燥和变温压差膨化干燥后，主要鲜味和香味成分发生了不同程度的变化。从鲜味上看，膨化后风味5’-核苷酸含量显著高于鲜样和预干燥样（P＜0.0 5）、鲜味氨基酸含量显著高于鲜样（P＜0.05）；预干燥和变温压差膨化后EUC值均显著高于鲜样（P＜0.05），其中预干燥样EUC值最高。从香味上看，鲜样、预干燥样和膨化后样共鉴定出29 种挥发性成分，3 种样品分别检测出18、16 种和13 种。鲜样中醇类物质相对含量最高，主要为1-辛烯-3-醇、3-辛醇；预干燥和膨化后醛类物质相对含量最高，主要为己醛和苯甲醛，与此同时还检测到酮类、酯类、烯烃类以及少量其他物质。经膨化干燥后鲜味物质均增加，香味物质中醛类、烯烃类和呋喃类化合物相对含量增加，醇类、酮类物质相对含量降低。综上所述，变温压差膨化干燥能提升秀珍菇的鲜味，同时膨化后增加的己醛、苯甲醛具有青草味和杏仁味，赋予其特殊的香味。变温压差膨化干燥是秀珍菇较为合适的一种加工方式，为将来开发以鲜香味物质为基础的食用菌产业的发展提供依据。