元蘑谷物膨化食品的最佳配方研究

孔祥辉，张秋雪，王笑庸，韩冰，张介驰，*

（1.黑龙江省科学院微生物研究所，黑龙江哈尔滨150010；2.黑龙江省科学院高技术研究院，黑龙江哈尔滨150020；3.哈尔滨商业大学，黑龙江哈尔滨150076）

元蘑（Hohenbuehelia serotina），学名亚侧耳，又名冬蘑、黄蘑、冻蘑，属于担子菌亚门伞菌目侧耳科，是东北特色真菌之一[1-2]。元蘑肉厚，滋味鲜美，营养丰富，富含蛋白质、碳水化合物、粗纤维、微量元素以及多种氨基酸等[3-4]。元蘑还具有良好的药用价值[5]。中医认为，元蘑性甘、温，能强筋壮骨、清热燥湿、祛风活络，轻身延年，适用于腰腿疼痛、肝硬化腹水、肌肉痛、癫痫、目赤肿痛、风湿痛、手足麻木、筋络不舒等症[5]。元蘑多糖[6-7]可增强人体免疫、抑肿瘤、抗氧化、防辐射[8]，清除体内自由基[9]，预防和治疗心脏病、老年痴呆、帕金森病等多种疾病。

目前，元蘑在我国各地普遍种植，以东北林区最多[1-2]。目前国内市场上的元蘑产品大多为干制元蘑[10]，采用元蘑加工的产品仅有元蘑饼干，利用元蘑进行食品加工的研究极少，如元蘑饮料、元蘑营养粥[11]等。随着生活水平提高和生活节奏加快，人们在关注食品营养的同时，越来越重视便捷的食用方式，对食品的要求由温饱型向便捷和休闲型转变。膨化食品选料广泛、膨松香脆、风味鲜美、无饱腹感，适合人们休闲时食用。传统膨化食品之所以被称为“垃圾食品”是由于其能量较高、粗纤维少，长期食用会引起肥胖[12]；其主要原料为谷类或马铃薯，存在蛋白质含量较低、缺乏人体必需微量元素和氨基酸等缺陷[13]。而元蘑中蛋白质和粗纤维含量较高，若和谷物食材搭配制作膨化食品则会弥补传统膨化食品的营养缺陷，达到营养互补[14]，将是未来膨化食品健康的发展方向。随着现代膨化技术的不断发展也会促动谷物膨化新品井喷，改善产品营养构成，彻变“垃圾食品”印象[15]。本研究以元蘑、大米和小米为主要原料制得的元蘑谷物膨化食品有元蘑气味和谷物天然香气，口感酥脆，鲜美，具有食用品质佳、食用方便、生产设备简单、生产效率高、耗能低等优势，其市场开发前景非常广阔。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料

元蘑：黑龙江省科学院微生物研究所食用菌基地；大米、小米、食盐：均购自新一百超市；鲜味剂为组合物：单品均购自食品添加剂商店。

1.1.2 仪器

DBC-9040A型电热恒温干燥箱：上海一恒科技有限公司；FW135型粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；LDZX-50KBS型立式压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂；KDY-9820型凯氏定氮仪：上海洪纪仪器公司；UV757CRT型紫外分光度计：上海精密仪器有限公司；TSE型单杆挤压膨化设备：济南盛润机械有限公司；WFX-120型原子吸收分光光度计：日本岛津；MDS-2002型压力自控密闭微波消解系统：上海新仪微波化学科技有限公司。

1.1.3 试剂

生化试剂：蛋白胨：青岛高科园海博生物技术有限公司；琼脂粉：北京敖博星生物技术责任有限公司；牛肉膏：北京奥博星生物技术责任有限公司；猪胆盐：湖南省益阳生化试剂厂。

分析纯试剂：葡萄糖、氯化钠、硫酸、硫酸钾、氢氧化钠、乳糖、磷酸二氢钾、乙酸锌、无水硫酸铜：天津市恒兴化学试剂制造有限公司；溴甲酚紫：新中化学厂；盐酸、乙醇95%、冰醋酸：北京化工厂；亚铁氰化钾、蒽酮：沈阳圣隆试剂厂。

1.2 方法

1.2.1 元蘑谷物膨化食品的制作工艺流程

1.2.2 元蘑谷物膨化食品制作的操作要点

1.2.2.1 选材除杂

选择无病虫害的干燥优质元蘑，将石头、杂质除掉，放入粉碎机内粉碎至一定粒度，备用。将新鲜大米、小米除杂备用。

1.2.2.2 样品混匀

将定量元蘑、大米、小米、鲜味剂倒入容器中，加入适量水混合均匀。

1.2.2.3 膨化

连接单杆挤压膨化机的外置加热套管，接通电源，外置加热时间约40 min左右，断开电源并取下外置加热套管，打开挤压膨化的按钮，压力调至3 MPa～8 MPa，温度200℃，将物料投入物料口，完成膨化操作后断开设备电源并清理。

1.2.2.4 切分

经过热挤压膨化出来的元蘑膨化食品，根据需要用高速切刀切成大约2.5 cm长的膨化制品，冷却至室温，包装成成品。

1.2.3 元蘑谷物膨化食品最优配方确定

1.2.3.1 元蘑谷物膨化食品的感官评价标准

对元蘑谷物休闲膨化食品的综合品质进行感官品质鉴评。感官品质评价在国内外食品科学研究中广泛应用，目前尚无能完全取代感官鉴评的测试机械[16]。评分小组成员由10名有感官鉴评经验者组成，评价方法采用加权评分法[17]，评价指标包括膨化食品的色泽、气味、形态组织、口感4项，其权重分别占25%（满分为100分）。具体评价标准依据表1进行。

表1 元蘑谷物休闲膨化食品感官评价标准Table 1 The sensory evaluation criteria of H.Serotina cereal puffed food

1.2.3.2 元蘑添加量对食品品质的影响

元蘑添加量分别为：10、15、20、25、30 g。大米添加量150 g，小米添加量100 g，水分含量为13.0%。各原辅料混匀膨化，以感官评分为评价指标，研究元蘑添加量对元蘑谷物休闲膨化食品品质的影响。

1.2.3.3 水分含量对食品品质的影响

试验原料大米和小米水分含量经测定分别为：9.82%和8.73%。经过调解加水量使混合物料总的水分含量分别为：11%、12%、13%、14%、15%。大米的添加量150 g，元蘑添加量为20 g，小米的添加量为100 g。以感官评分作为评价指标，研究水分含量对元蘑谷物膨化食品品质的影响。

1.2.3.4 小米添加量对食品品质的影响

小米添加量分别为：0、20、40、60、80 g。大米添加量150 g，元蘑添加量20 g，水分含量11%。以感官评分作为评价指标，研究小米添加量对元蘑谷物休闲膨化食品品质的影响。

1.2.3.5 鲜味剂添加量对食品品质的影响

鲜味剂添加量分别为：0.02%、0.06%、0.10%、0.14%、0.18%。大米添加量150 g，元蘑添加量20 g，小米添加量40 g，盐添加量1.5%。以感官试验为评价指标，研究鲜味剂添加量对元蘑谷物休闲膨化食品品质的影响。

1.2.3.6 正交实验确定元蘑谷物膨化食品最优配方

依据以上单因素试验，以影响产品的主要因素（A：元蘑添加量、B：水分含量、C：小米添加量、D：鲜味剂添加量）为试验因素，采用四因素三水平正交试验设计即L9（34），以感官分数为评价指标，确定最佳配方，试验因素与水平设计见表2。

表2 元蘑谷物膨化食品正交试验因素水平表Table 2 The orthogonal factor level of H.Serotina cereal puffed food

1.2.4 元蘑谷物膨化食品理化及微生物指标的测定

水分含量测定参照GB/T5009.3-2010《食品安全国家标准-食品中水分的测定》；蛋白质含量测定参照GB/5009.5-2010《食品安全国家标准-食品中蛋白质的测定》；总糖含量的测定参照GB/T5009.7/8-2003[18]《国家标准-食品中还原糖的测定》；微生物指标的检验方法细菌总数的测定参照GB 4789.2-2010[19]《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》，大肠菌群测定参照GB 4789.3-2010[19]《食品微生物学检验大肠菌群计数》；铅含量测定采用微波消解—火焰原子吸收法[20]。

2 结果与讨论

2.1 元蘑添加量、水分含量、小米添加量和鲜味剂添加量对产品品质的影响

元蘑添加量、水分含量、小米添加量和鲜味剂添加量对产品品质的影响见图1所示。

图1 元蘑添加量、水分含量、小米添加量和鲜味剂添加量对产品的影响Fig.1 The effects of H.Serotina additives，moisture，millet additives and flavors additives to puffed food

由图1-A可知，随元蘑添加量增加，感官评分先逐渐上升后又降低。元蘑添加量20 g时，感观评分最高。试验过程中发现元蘑添加量过低，元蘑风味无法体现；当元蘑添加量超过20 g时，元蘑的味道过重从而影响产品的品质，感官评分明显下降。

由图1-B可知，随水分含量增加，感官评分逐渐下降。当水分含量11%时，感观评分最高。当水分含量超过11%时，淀粉不能完全膨化而变硬，影响膨化食品的口感。

由图1-C可知，小米添加量对产品的感官评价结果有较大影响。随着小米添加量增加，感官评分先逐渐上升至最大值后下降至趋平。当小米添加量40 g时，谷物香味最好且未掩盖元蘑风味，感官评分最高。当小米超过40 g时，感官评分开始下降，当小米达到60 g时感官评分趋平，原因是过多小米使膨化食品滋气味改变，使元蘑味道降低且香味不变。

由图1-D可知，鲜味剂添加量对产品感官评价影响明显，可以明显增加产品滋气味。随着鲜味剂增加，感官评分逐渐上升，达到一定值后逐渐下降，然后又上升，直至达到最大值。当鲜味剂为0.18%时，其感官评价得分最高。

2.2 元蘑膨化产品最优配方的确定

以感官评价得分为衡量指标，通过正交试验获得优化生产配方。元蘑膨化最优配方正交试验结果见表3。

表3 元蘑谷物休闲膨化食品正交试验表Table 3 The orthogonal test of H.Serotina cereal puffed food

表3可见，各因素对元蘑谷物休闲膨化食品品质的影响程度依次为 A＞B＞C＞D ，最佳配方为：A2B1C2D3，即元蘑20 g，水分含量11%，小米40 g，鲜味剂0.18%，盐1.5%。元蘑谷物休闲膨化食品呈浅棕色，质地均匀，有元蘑自然香气，又有谷物的香味，口感酥脆。第4组实验恰好为实验的最佳组合，感官评分最高。

2.3 元蘑谷物膨化食品指标检验

对最佳配方生产的元蘑谷物膨化食品进行各项指标检验，结果如下：（1）色泽：呈浅棕色，均匀一致，无焦色。（2）组织形态：成品呈现直管状，无碎片，内部呈多孔型，基本没有结块，无杂质。（3）气味：具有元蘑和谷物特有的香味，风味适口，无异味。（4）口感：酥松，软脆，不粘牙。（5）理化指标测定：水分含量为6.85%（≤7.0%）；蛋白质含量为13.0%；总糖含量为74.75%；铅含量为 0.052 mg/kg，远低于国家标准（0.5 mg/kg）。（6）微生物指标符合GB 17401-2014《膨化食品的规定》[21]（细菌总数为20 cfu/100 g；大肠菌群未检出）。

3 结论与讨论

3.1 结论

以元蘑、大米和小米为主要原料，添加鲜味剂、盐作为配料，采用单因素和正交的试验方法，通过感官评价得到了组织结构较好，色、香、味、型俱佳，而且符合国家膨化食品标准的营养、健康、安全性高的新型元蘑谷物膨化食品。

3.2 讨论

在膨化类食品领域中，美国的膨化小食品发展最为迅速，年产值已达10多亿美元[15]。在国内，随着人们饮食习惯的改变，口味新鲜且食用方便的膨化产品越来越受到消费者欢迎，呈现稳定上升趋势，年均消费增长率为7%～9%，年销售额达几十亿元人民币。其中谷物膨化食品的年产量约20万吨。未来发展的方向将是营养性谷物膨化食品和低热量膨化食品[15]。元蘑营养丰富且具有药用价值，本研究高效开发利用东北地区丰富的元蘑资源，开发元蘑谷物休闲膨化食品，不仅改变了目前膨化食品市场产品品种单一的现象，而且元蘑的添加大幅增加了膨化产品中的蛋白质、纤维素和微量元素的含量，比传统膨化食品更具有营养性，迎合了消费者的需求，具有较强的市场竞争力。

大多数膨松香脆的膨化食品在生产地过程中使用膨松剂等添加剂，导致膨化食品含铅量比较高[20]，而本生产工艺采用纯天然食材和环保设备，不带入含铅物质，因此铅含量远远低于我国膨化食品卫生标准。本研究制备的元蘑谷物膨化食品属于非油炸型（油炸型膨化食品丙烯酰胺和羰基价含量均偏高[22]），安全性高，有十分广阔的开发利用前景。

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