猴头菇冬菜香辣酱配方优化及挥发性风味物质分析

2023-05-30 13:13粟立丹唐丹熊得全熊双丽丁捷吴华昌
中国调味品 2023年4期
关键词:猴头菇

粟立丹 唐丹 熊得全 熊双丽 丁捷 吴华昌

摘要:为开发冬菜精深加工产品,提高其附加值,该研究以特色四川冬菜和猴头菇为原料,开发一种即食猴头菇冬菜香辣酱。通过单因素试验和正交试验,结合感官评分确定其最佳工艺配方,采用气质联用技术(GC-MS)分析鉴定其挥发性风味物质。结果表明,基础配方不变,以冬菜质量100 g为基准,猴头菇添加量25%、菜籽油添加量210%、辣椒粉添加量20%、白砂糖添加量6%,产品的感官评分最高。GC-MS共检测出挥发性物质78种,其中猴头菇冬菜香辣酱77种,占总挥发性物质的94.25%;冬菜香辣酱55种,占总挥发性物质的91.71%。猴头菇冬菜香辣酱的主要挥发性物质为醇类、醛类、醚类和萜烯类,其中芳樟醇、1-辛烯-3-醇、(E)-2-庚烯醛、壬醛、(E)-2-癸烯醛、金合欢烯、红没药烯、D-柠檬烯、茴香脑、2-戊基呋喃、2,5-二甲基吡嗪可能是样品的主要特征风味物质。该试验为猴头菇冬菜香辣酱的工业化生产及风味物质的深入研究提供了数据参考。

關键词:猴头菇;冬菜;香辣酱;配方优化;挥发性风味物质

中图分类号:TS264.24      文献标志码:A     文章编号:1000-9973(2023)04-0176-07

Abstract: In order to develop the deep-processed products of Dongcai and increase its added value, in this study, a kind of instant spicy sauce of Hericium erinaceus and Dongcai is developed with special Sichuan Dongcai and Hericium erinaceus as the raw materials.Through single factor test and orthogonal test, combined with sensory score, the optimum process formula is determined, and its volatile flavor substances are analyzed and identified by GC-MS. The results show that the basic formula remains unchanged, and the sensory score of the product is the highest with the addition amount of Hericium erinaceus, rapeseed oil, chili powder and white granulated sugar is 25%, 210%, 20%, 6% respectively with 100 g Dongcai as the basis. A total of 78 kinds of volatile substances are detected by GC-MS, including 77 kinds in Hericium erinaceus and Dongcai spicy sauce, accounting for 94.25% of the total volatile substances, and 55 kinds in Dongcai spicy sauce, accounting for 91.71% of the total volatile substances. The main volatile substances of Hericium erinaceus and Dongcai spicy sauce are alcohols, aldehydes, ethers and terpenes, among which, linalool, 1-octen-3-ol, (E)-2-heptenal, nonanal, (E)-2-decenal, farnesene, bisabolene, D-limonene, anethole, 2-pentylfuran and 2,5-dimethylpyrazine may be the main characteristic flavor substances of the sample. This test has provided data references for the industrial production of Hericium erinaceus and Dongcai spicy sauce and the in-depth study of flavor substances.

Key words: Hericium erinaceus; Dongcai; spicy sauce; formula optimization; volatile flavor substances

猴头菇(Hericium erinaceus),又名猴头菌,属担子菌门、猴头菌科,子实体圆而厚,形似金丝猴头,故而得名,是一种珍贵的药食两用菌[1]。猴头菇因营养丰富、味道鲜美而受到人们的喜爱,其不仅含有丰富的氨基酸、多糖、维生素和多种矿物质,还富含多肽、甾醇和萜类等生物活性物质[2],具有保护胃黏膜、清除自由基、消炎、抗肿瘤等多种生理功效[3-4]。

冬菜是一种半干态发酵型腌制品,因其加工制作多在冬季而得名[5]。按种植加工地域可将其分为四川冬菜、天津冬菜、北京冬菜、上海五香冬菜等,我国冬菜以天津冬菜和四川冬菜为代表[6]。四川冬菜是四川省特色农产品,名列“四大名腌菜”之首,以芥菜为原料,花椒、八角等香辛料为辅料,经晾干、脱水、腌制、密封、后熟发酵等工序制成[7]。通过微生物发酵形成的氨基酸、醇类、醛类、酯类等成分,使四川冬菜具有独特的酱香味,不仅香气浓郁,味道鲜美,质地爽脆,还富含氨基酸、维生素和矿物质等营养成分,具有开胃健脑的作用,深受消费者喜爱[8-9]。悠久的历史、独特的风味、成熟的加工技术和良好的社会声誉使得四川冬菜产业持续稳定发展,冬菜产量逐年增长[10]。目前,冬菜的烹饪方式主要是炒制、蒸制、拌菜、炖汤、做馅料等[11],精深加工产品较少,工业化程度低,产品附加值低,严重阻碍了冬菜产业的进一步发展。

本研究以四川冬菜为主要原料,添加猴头菇、豆瓣酱、白砂糖及香辛料等,经炒制、调味等工艺研制出一款风味独特、营养健康、食用方便的即食香辣酱,不仅丰富了冬菜精深加工产品种类,扩大了其消费市场,还增加了冬菜产品的附加值和经济效益,为猴头菇冬菜香辣酱的工业化生产提供了理论和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

干猴头菇:北大荒营销股份有限公司;四川冬菜:四川省资中县丰源食品有限责任公司;压榨浓香菜籽油:北大荒集团;郫县豆瓣酱:四川省郫县豆瓣股份有限公司;二荆条干辣椒粉:四川省青川县川珍实业有限公司;白砂糖:太古糖业有限公司;小黄姜、大葱、蒜、八角、桂皮、香叶、小茴香、花椒粉、食盐、味精:均为食品级,市售。

1.2 仪器与设备

SD HCB9E10-210电磁炉 浙江苏泊尔股份有限公司;AX124ZH电子分析天平 梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司;TP101食品温度计 佳明仪器仪表有限公司;QP2010 Ultra气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

猴头菇冬菜香辣酱制作工艺流程:

1.3.2 基础配方

经过预试验得到猴头菇冬菜香辣酱的基础配方:以冬菜质量100 g为基准,其他辅料按冬菜质量的百分比进行计算,小黄姜10%、大葱20%、蒜15%、郫县豆瓣酱30%、八角3%、桂皮3%、香叶1%、小茴香1%、花椒粉2%、五香粉1%、盐1%、鸡精1%。以干猴头菇、菜籽油、干辣椒粉、白砂糖添加量为单因素变量。

1.3.3 操作要点

1.3.3.1 原料预处理

挑选颜色金黄、质地均匀、无破裂霉变的干猴头菇,于0.6%的NaCl溶液中浸泡1 h,用清水除去表面泥沙等杂质,沥干水分,切成3 mm3的均匀碎粒备用。选择形态完好、颜色均匀、无腐烂变质的四川冬菜,用清水洗净,沥干水分后,切成3 mm3的均匀碎粒备用。小黄姜、大葱、蒜、郫县豆瓣酱等剁成碎末备用。

1.3.3.2 配料

按照试验基础配方,准确称取各原辅料的用量,备用。

1.3.3.3 炒制

开启电磁炉,向锅中倒入菜籽油,大火加熱至150 ℃,转小火使温度降至100 ℃左右,加入大葱,炸至表面金黄时捞出,加入姜末、蒜末、八角、桂皮、香叶、小茴香,炸出香味后去掉香辛料渣,加入郫县豆瓣酱,不断翻炒至郫县豆瓣酱散发出香味时,加入辣椒粉,待炒出香辣味且颜色红亮时加入冬菜、猴头菇,小火炒制5 min,辣椒粉炒制时间不宜过长,避免出现焦糊味。最后按比例加入白砂糖、花椒粉、五香粉、盐、鸡精调味,继续翻炒1 min,关火冷却,炒制过程中均使用小火不断翻炒,避免糊锅。

1.3.3.4 包装、杀菌

将炒制好的猴头菇冬菜香辣酱冷却后,装入真空包装袋中,定量200 g,真空密封后于100 ℃水浴灭菌20 min,杀菌完成后采用分段冷却的方法冷却至室温即可。

1.3.4 试验设计

1.3.4.1 单因素试验设计

在100 g冬菜的基础上,以不同比例的猴头菇、菜籽油、辣椒粉、白砂糖为单因素进行试验,加入猴头菇占冬菜质量的10%、15%、20%、25%、30%,菜籽油占冬菜质量的150%、170%、190%、210%、230%,辣椒粉占冬菜质量的15%、20%、25%、30%、35%,白砂糖占冬菜质量的2%、4%、6%、8%、10%。以感官评分为评价指标,确定各因素适宜的添加比例。

1.3.4.2 正交试验设计

在单因素试验的基础上,以猴头菇添加量、菜籽油添加量、辣椒粉添加量、白砂糖添加量4个主要因素进行四因素三水平的正交试验,以感官评分为指标,采用L9(34)正交分析,确定猴头菇冬菜香辣酱的最优工艺配方。正交试验因素水平见表1。

1.4 指标测定

1.4.1 感官评分

参照周泽林等[12]的方法并略作修改,由10位(5男5女)食品专业的评价员组成评定小组,对产品的色泽、香味、滋味、组织状态进行感官评分,综合评分后取平均值,感官评分标准见表2。

1.4.2 挥发性风味物质检测

在最佳工艺配方条件下制作出猴头菇冬菜香辣酱和冬菜香辣酱(将猴头菇换成等质量的冬菜),参照乔明锋等[13]的方法并略作修改,采用GC-MS对产品中的挥发性风味物质进行检测分析。

萃取条件:将最佳工艺配方下制得的猴头菇冬菜香辣酱搅打成蓬松碎末,搅打均匀后准确称取2.0 g样品装入15 mL顶空瓶中,在45 ℃电热恒温水浴锅中平衡30 min,插入老化后的固相微萃取头萃取60 min,迅速插入GC-MS进样口,解吸10 min,进行气质联用分析。

GC条件:色谱柱载气为氦气,流速1 mL/min,不分流进样;进样口温度:240 ℃;升温程序:起始温度45 ℃,保持3 min,以3 ℃/min 的速度升温至180 ℃,保持3 min,再以12 ℃/min的速度升温至220 ℃,保持3 min。

MS条件:EI电离源,电子能量70 eV,离子源温度200 ℃,接口温度240 ℃,质量扫描范围35~500 m/z;全扫描模式。

1.5 数据处理

将GC-MS总离子流图与NIST 11标准数据库进行对比,选择相似度大于80的挥发性风味物质进行定性分析,确定各挥发性风味物质,采用峰面积归一化法确定化合物的相对含量。其他试验数据采用Microsoft Excel和Origin 9.0绘制图表。

2 结果分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 猴头菇添加量对产品感官品质的影响

猴头菇添加量对产品感官品质的影响见图1。

猴头菇中含有丰富的氨基酸和挥发性风味物质,对猴头菇冬菜香辣酱的滋味和香味有明显影响。由图1可知,随着猴头菇添加量的增加,感官评分呈先上升后下降的趋势,当猴头菇添加量为25%时,产品色泽红润且褐中带金黄,具有浓郁的菇香和冬菜的清香味,风味协调,此时感官评分最高。猴头菇添加量小于25%时,产品色泽偏暗,冬菜酱香偏重,猴头菇香味被掩盖,风味不协调。当猴头菇添加量增至30%时,感官评分开始下降,此时菇香味过重,冬菜清香味不足,且产品略微出现猴头菇的苦味。因此,选择猴头菇适宜的添加量为25%。

2.1.2 菜籽油添加量对产品感官品质的影响

菜籽油添加量对产品感官品质的影响见图2。

菜籽油添加量对猴头菇冬菜香辣酱的色泽、香味和组织状态具有显著影响。由图2可知,当菜籽油添加量为190%时,产品的感官评分最高,此时产品色泽油亮,有光泽,油香味浓郁,能激发出猴头菇的菇香和冬菜的清香,风味协调,酱体均匀,组织细腻。当菜籽油添加量小于190%时,产品色泽发暗,无光泽,香辣味不足,口感粗糙干瘪,酱体分离。当菜籽油添加量大于190%时,产品过于油腻,严重掩盖了猴头菇和冬菜的香味,感官評分也开始下降。因此,选择菜籽油适宜的添加量为190%。

2.1.3 辣椒粉添加量对产品感官品质的影响

辣椒粉添加量对产品感官品质的影响见图3。

辣椒粉中含有丰富的辣椒素和挥发油,具有芬芳的辛辣味,对猴头菇冬菜香辣酱的色泽、香味和滋味具有显著影响。由图3可知,辣椒粉添加量为20%时,产品色泽红亮,辣味适中,香辣味浓郁,感官评分最高。随着辣椒粉添加量的不断增加,感官评分逐渐下降,辣椒粉添加过多,产品过于辛辣,掩盖了猴头菇和冬菜的鲜味,滋味变差。当辣椒粉添加量小于20%时,产品色泽偏暗,香辣味不足。因此,选择辣椒粉适宜的添加量为20%。

2.1.4 白砂糖添加量对产品感官品质的影响

白砂糖添加量对产品感官品质的影响见图4。

白砂糖在烹饪中具有协调口味、提鲜增香、增加味道层次感等作用,对产品的滋味影响显著。由图4可知,随着白砂糖添加量的增加,产品的感官评分先升高后降低,当白砂糖添加量为8%时,感官评分最高,此时产品滋味柔和,略带回甘,当白砂糖添加量增至10%时,感官评分开始下降,产品色泽偏暗,过于甜腻,影响滋味。因此,选择白砂糖适宜的添加量为8%。

2.2 正交试验结果与分析

参照表1,采用L9(34)正交试验对猴头菇冬菜香辣酱的配方进行优化,正交试验结果见表3。

根据表3中各试验因素R值的大小可以得出影响猴头菇冬菜香辣酱感官评分的因素主次顺序为B>A>C>D,即菜籽油添加量对产品感官评分的影响最大,其次是猴头菇添加量、辣椒粉添加量,影响最小的是白砂糖添加量。进一步分析各试验因素的k值可知,最优组合为A2B3C1D2,即猴头菇添加量为25%,菜籽油加量为210%,辣椒粉添加量为20%,白砂糖添加量为6%。以此配方制作的猴头菇冬菜香辣酱色泽红亮,有光泽,香辣味浓郁,猴头菇和冬菜风味协调,滋味醇厚,酱体均匀,品质较好。

2.3 挥发性风味物质分析

根据“1.4.2”中的方法,采用顶空固相微萃取结合GC-MS技术分析猴头菇冬菜香辣酱(YP1)和冬菜香辣酱(YP2)中的挥发性风味成分,检测鉴定结果见表4。

由表4可知,两种样品中共鉴定出78种挥发性物质,其中猴头菇冬菜香辣酱77种,冬菜香辣酱55种,分别占挥发性物质总量的94.25%和91.71%。这些挥发性物质中醛类最多,为20种,其次是烯烃类10种,醇类9种,酸类9种,酯类8种,酮类6种,酚类5种,烷烃类4种、杂环类4种,醚类2种。

两种样品中挥发性物质种类和含量对比分析见表5。

由表5可知,两种样品中挥发性物质种类和含量存在差异,在检测出的10类物质中,猴头菇冬菜香辣酱中占比较大的是醚类(28.53%)、醇类(24.54%)和醛类(19.13%),冬菜香辣酱中占比较大的是醚类(38.64%)、醛类(20.69%)和醇类(13.38%),原因可能是冬菜本身含有较丰富的醚类和醛类物质。

猴头菇冬菜香辣酱和冬菜香辣酱中分别鉴定出10种和7种烯烃类物质,占挥发性物质的3.65%和2.52%,且猴头菇冬菜香辣酱中烯烃类物质的相对含量略高于冬菜香辣酱。这些烯烃化合物以萜烯类为主,具有较低的阈值且气味强烈,对产品的风味贡献较大[14]。其中,D-柠檬烯和α-蒎烯在两种样品中均有检出,且相对含量较高,具有柠檬香、青草香和油脂香气,而香橙烯、金合欢烯、红没药烯只在猴头菇冬菜香辣酱中检测出,表现出花香、果香、木香,这3种物质可能来源于猴头菇。

醛类物质在猴头菇冬菜香辣酱和冬菜香辣酱中的种数和含量都较高,分别为20种和17种,占挥发性物质的19.13%和20.69%,猴头菇冬菜香辣酱中醛类物质种类略多于冬菜香辣酱,但相对含量略低。醛类物质普遍具有较低的嗅觉阈值,对样品的风味贡献大,通常被认为是构成肉类风味的主要成分[15]。(E)-2-庚烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、肉桂醛等在两种样品中均被检出,相对含量高于其他醛类,呈现出蘑菇香和肉香[16]。苯甲醛、4-甲氧基苯甲醛为丙氨酸的Strecker降解产物[17],肉桂醛来源于香辛料,己醛、辛醛、壬醛、癸醛主要来自油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸的氧化,具有花香、果香、清香、脂肪香,对产品的风味形成具有较大贡献[18-20]。

醇类物质分为饱和醇和不饱和醇,不饱和醇的嗅觉阈值较低,对风味的贡献较大。两种样品中均检测出2,3-丁二醇、α-松油醇、苯甲醇、苯乙醇和肉桂醇,这些醇类物质主要来源于香辛料,赋予样品花果香、紫丁香花香、甜芳香味[21]。其中芳樟醇在两种样品中的含量最高,分别为23.27%和12.71%,它不仅具有铃兰香味和酱香味,还有消炎、抗菌等药理活性[22]。1-辛烯-3-醇、1-庚醇和香叶醇只在猴头菇冬菜香辣酱中检测出,1-辛烯-3-醇又称蘑菇醇,主要来源于脂肪氧化,在低浓度下具有蘑菇香、泥土香气[23],可能是猴头菇冬菜香辣酱的特征挥发性风味成分。

猴头菇冬菜香辣酱和冬菜香辣酱中分别鉴定出8种和6種酯类物质,占挥发性物质的6.55%和4.02%。两种样品中的酯类物质种类和含量相对较少,但酯类物质阈值低,是一类非常重要的呈香物质,对样品的风味起到一定的协调作用[24]。这些酯类物质中大多为乙酸酯类,如乙酸芳樟酯、乙酸松油酯、乙酸香叶酯、乙酸橙花酯等,可能由冬菜中的乙酸在高温下与香辛料中的醇类物质反应生成,从而掩盖了样品中乙酸带来的令人不愉快的刺激气味,对样品整体风味有重要的修饰作用。

两种样品中均检测出5种酚类物质,分别占挥发性物质的4.31%和5.06%。酚类物质一方面由辣椒原料产生,另一方面来自于木质素和阿魏酸的降解反应[25],其中3-甲基苯酚、4-乙基-2,6-二甲基苯酚、4-乙烯基愈创木酚阈值较低,是郫县豆瓣酱的特征风味物质,具有焦香、辛香气味[26]。

两种样品中的醚类物质种类较少,但含量较高,分别为28.53%和38.64%,可能来源于冬菜、八角、小茴香等。酮类化合物含量较低,分别为0.64%和0.13%,酮类物质的来源多为不饱和脂肪酸氧化降解,阈值较高,对风味整体贡献不大,但却是形成杂环化合物的重要中间体[27]。酸类物质中含量较多的为乙酸,分别为2.92%和5.28%,具有强烈的刺激性酸味,主要来源于冬菜发酵。其中苯甲酸只在猴头菇冬菜香辣酱中检测出,具有一定的增香作用。烷烃类物质普遍具有较高的阈值,对产品的风味贡献较小,其主要来源于脂肪酸烷氧基的均裂,是杂环化合物形成的中间体[28]。两种样品均检测出呋喃类物质和吡咯类物质,且含量相近,呋喃类物质是典型的美拉德反应产物,呈现出甜香和坚果香,对产品的风味起着平衡和调和的作用[29]。2,5-二甲基吡嗪只在猴头菇冬菜香辣酱中检测到,赋予猴头菇冬菜香辣酱烧烤和肉类香气。

3 结论

本研究以感官评分为指标,通过单因素试验和正交试验对猴头菇冬菜香辣酱的配方工艺进行了优化,并结合GC-MS分析最佳配方样品的挥发性风味物质。结果表明,保持基础配方不变,以冬菜的质量100 g为基准,猴头菇添加量为25%、菜籽油添加量为210%、辣椒粉添加量为20%、白砂糖添加量为6%时,制得的猴头菇冬菜香辣酱感官评分最高。通过GC-MS分析鉴定,从猴头菇冬菜香辣酱和冬菜香辣酱中分别检测到77种和55种挥发性风味物质,占总挥发性风味物质的94.25%和91.71%。猴头菇冬菜香辣酱的挥发性风味物质种类和含量均高于冬菜香辣酱。冬菜香辣酱中共检测出14种特征性风味物质,如芳樟醇、1-辛烯-3-醇、丁香酚、(E)-2-庚烯醛、壬醛、(E)-2-癸烯醛、金合欢烯、红没药烯、D-柠檬烯、茴香脑、2-戊基呋喃、2,5-二甲基吡嗪等,这些物质赋予猴头菇冬菜香辣酱花香、果香、青香、焦香、甜芳香和蘑菇香。研究表明,猴头菇冬菜香辣酱具有独特的食用价值和风味特征,本研究为冬菜的精深加工和工业化生产提供了配方优化和风味特征等理论基础。

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