專利名稱：螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于食用菌加工技術領域，特別涉及螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法。
背景技術：
食用菌被推薦為十大健康食品之一，不僅具有較高的營養(yǎng)和保健價值，還具有獨特的風味，深受消費者青睞。如草菇味道鮮美、香味濃郁，素有“放一片、香一鍋”之美譽；杏鮑菇以“香味濃郁似杏仁，味道鮮美如鮑魚”而得名；真姬菇具有獨特的蟹香味等等。作為諸多表達食用菌獨特鮮味物質成分之一的游離氨基酸，在食用菌中占氨基酸總量的25%-35%。其中天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等鮮味氨基酸的含量在食用菌中極為豐富，尤其是在香菇、金針菇、雙孢蘑菇中，含量占氨基酸總量的40%以上。此外食用菌中的一些氨基酸 如天冬氨酸、甘氨酸、絲氨酸、脯氨酸，能呈現(xiàn)出較強的甜味，并有助鮮作用。香菇是食用菌中呈鮮性最強的，主要是其所含的核苷酸物質較多，國外報道香菇浸出液中鳥苷酸的含量占4%以上。這類鮮味物質主要為非揮發(fā)性可溶性含氮化合物。食品擠壓加工技術是集混合、攪拌、破碎、加熱、蒸煮、殺菌、膨化及成型為一體的高新技術，是指物料經預處理(粉碎、調濕、混合等)后，通過機械作用迫使其通過一個專門的模具孔，以形成一定形狀和組織狀態(tài)的產品。該技術的應用，徹底改變了傳統(tǒng)的谷物食品加工方法，不僅減化了谷物食品的加工工藝、縮短了生產周期、降低了產品生產成本和勞動強度，而且還豐富了谷物食品的花色品種、使物料主要組分發(fā)生了復雜理化反應，在結構、組織和外觀上都發(fā)生了很大的變化，改善了產品的組織狀態(tài)和口感、提高了產品質量，是一種經濟實用的新型加工技術。位于食用菌的菌體內部的有效成分的利用均需破壞菌體細胞結構，目前要想充分利用食用菌的菌體內部的有效成分，普遍采用的方法多為酶解法，國內有關酶解文獻報道(以香菇為例)主要從醬或者抽提物角度研究，而且研究方法以纖維素酶結合蛋白酶居多；物理方法中高壓均質或超聲波處理及其結合蛋白酶破壞菌體細胞結構也見報道。申請?zhí)枮?01010237045. 2的中國發(fā)明專利申請公開了一種食藥用菌細胞組分的綜合提取法及提取物的應用，該綜合提取法首先對食藥用菌細胞進行酶法結合超聲破壁，然后分別對提取液和菌渣采用不同順序的水提、醇提和脂提工藝進行提取，獲得纖維素、蛋白質、核酸、多糖、脂肪酸等多種營養(yǎng)組分和生物活性組分。上述綜合提取法忽略了在破壁過程中酶對于超聲波處理前、后的食藥用菌細胞均有作用的特點，使超聲波破壁后暴露的酶解位點不能合理利用，不能發(fā)揮酶解的優(yōu)勢。而且，擠壓膨化處理菌渣制得的產物為食藥用菌膳食纖維。目前，在食用菌可溶性膳食纖維改性方面已有研究，但對食用菌可溶性含氮化合物的提取方法卻研究較少
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種克服食用菌加工領域技術薄弱的缺點的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的。螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，它包括以下方法步驟
(a)原料處理取新鮮食用菌烘干或者取干品食用菌，去除雜質，粉碎后備用；
(b)螺桿擠壓膨化預處理將經過步驟(a)處理的原料，按原料含水量的重量百分比的(T20%噴灑水分，并混合攪拌均勻，然后通過雙螺桿擠壓機進行梯度加熱式擠壓膨化加工，冷卻后粉碎為粉狀物，備用； (C)酶解取經過步驟(b)處理的粉狀物，加水混合均勻，然后加入蛋白酶，進行酶解，得到酶解液；
Cd)離心將經過步驟(c)處理的酶解液進行滅酶處理，然后進行離心分離，即可得到可溶性含氮化合物的上清液及食用菌殘渣。其中，所述步驟(b)螺桿擠壓膨化預處理中，螺桿筒體的末端溫度為12(T16(TC，螺桿的轉速為25 45rpm，喂料速度為9 15rpm，擠壓膨化加工后的物料的含水量為0 20%。其中，所述步驟(b)螺桿擠壓膨化預處理中，梯度加熱式擠壓膨化加工具體為原料依次通過螺桿筒體中四個加熱區(qū)域傳輸，四個加熱區(qū)域的溫度逐漸升高，四個加熱區(qū)域的溫度具體為I區(qū)的溫度為40°C、II區(qū)的溫度為60n00°C、III區(qū)的溫度為IOO0C 140°C、IV的溫度為 120。。 160。。。其中,所述步驟(C)酶解中，蛋白酶為胰蛋白酶,胰蛋白酶的酶活力為4000U/g。其中，所述胰蛋白酶的用量為新鮮食用菌的重量百分比的0.5 3%或者為干品食用菌的重量百分比的0. 5飛％。其中，所述步驟(C)酶解中，蛋白酶為由菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶、酸性蛋白酶、外切蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、復合蛋白酶、復合風味蛋白酶篩選出的胰蛋白酶。其中，所述步驟(C)酶解中，酶解的溫度35 60°C，酶解的初始pH值為5. 5 10. 5，酶解的時間為0. 5 3.0小時；原料為新鮮食用菌時，料液比為1:3 1:13 ;原料為干品食用菌時，料液比為1:40 1:120。其中，所述步驟(a)原料處理具體為取新鮮食用菌烘干或者取干品食用菌，去除雜質，粉碎至95%以上，過60目篩，冷卻備用。粉碎至95%以上是指粉碎后物料過60目篩的通過率在95%以上。其中，所述步驟(d)離心處理中，酶解液滅酶具體為酶解液在90°C的水浴中滅酶IOmin0其中，所述食用菌包括香菇、猴頭菇、雞腿菇、金針菇、雙孢蘑菇、茶樹菇、杏鮑菇、草燕、真姬燕、木耳、靈芝、姬松鸞中的一種或者兩種以上的混合物。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明利用螺桿擠壓的改性破壁和進一步蛋白酶酶解相聯(lián)合的方式，結合了二者的優(yōu)勢，既有效地釋放食用菌的菌體內的鮮美滋味物質，又提高食用菌的可溶性含氮化合物的提取率，綠色環(huán)保。相較單一螺桿擠壓或蛋白酶酶解均有提高和改善，尤其是一些具有特殊風味的風味物質(如氨基酸和核苷酸)的釋放效果明顯，香味濃郁，利于消化吸收利用，改善了食用菌產品風味，且得到的殘渣可作為諸如調味料、藥物、化妝品等的基料或輔料，使食用菌得到高效利用。本發(fā)明采用了梯度加熱式擠壓膨化加工并結合了蛋白酶酶解，前者預處理產生了物理改性效果，后者通過深度酶解可獲得大量游離氨基酸，可作為美拉德反應良好的氨基酸來源，為改善食品風味提供了條件。蛋白質水解物可用于各類食品和方便食品調味料中，酶法水解蛋白質具有效率高、條件溫和、營養(yǎng)成分不破壞等優(yōu)點，而分離出的殘渣也屬于可利用的高營養(yǎng)基料或輔料。采用梯度加熱式擠壓膨化加工并結合了蛋白酶酶解，二者聯(lián)合顯著改善了多肽、核苷酸、氨基酸等可溶性含氮化合物的溶出及溶解性，提高了人體對可溶性含氮化合物的消化和吸收能力，本發(fā)明的方法安全、操作簡單，容易實施，工藝成品低，易于工業(yè)規(guī)?；瘧?。采用本發(fā)明的方法提取的可溶性含氮化合物的上清液，可以為多種產品提供原液，特別是用于增強調味品的鮮味；同時食用菌殘渣可作為多種產品的基料或輔料，使食用菌得到高效的利用。所得產物可通過噴霧干燥或真空濃縮處理得到相 應的粉末狀或膏狀深加工原料。
具體實施例方式
下面以具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明不受下述實施例的限定。對比例f 2及實施例f 3選取香菇，分別通過胰蛋白酶酶解的方法提取香菇可溶性含氮化合物、只螺桿擠壓不蛋白酶酶解的方法提取香菇可溶性含氮化合物及本發(fā)明的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取香菇的可溶性含氮化合物進行對比實驗。香菇應無污染、無異味、無蟲蛀、無腐敗變質，清理去除砂質等雜質。調pH (鮮香菇)過程中采用了氫氧化鈉溶液和檸檬酸溶液，打漿后的原始PH在5. 5飛.5之間。對比例I (胰蛋白酶酶解的方法提取香菇可溶性含氮化合物)。取新鮮香菇(包括菌蓋和菌柄)，去除雜質，切碎混勻，按料液比1:11加水組織搗碎，并混合攪拌均勻；在酶解時間I. 5h、酶解溫度50°C、胰蛋白酶的用量為新鮮香菇的重量百分比的0. 5%、酶解初始pH為5. 5飛.5的條件下進行胰蛋白酶酶解，然后在90°C的水浴中滅酶lOmin，自然冷卻至室溫之后，于4000r/min的條件下離心lOmin，分離收集含可溶性含氮化合物的上清液，測得上清液中可溶性氮的提取率為0. 49%。對比例2 (只螺桿擠壓不蛋白酶酶解的方法提取香菇可溶性含氮化合物)。取新鮮香菇(包括菌蓋和菌柄)，60°C烘干，粉碎至95%以上，過60目篩；在螺桿轉速25rpm、原料含水量10% (重量百分比)、筒體為溫度160°C、喂料速度為9rpm的條件下擠壓膨化，冷卻后，粉碎至95%以上，過60目篩；然后取5g擠壓膨化的香菇粉溶解于IOOmL的容量瓶中定容，制得溶解液，取30g溶解液，于4000r/min條件下離心lOmin，分離收集含可溶性含氮化合物的上清液，測得上清液中可溶性氮的提取率為I. 05%。實施例I。取新鮮香菇(包括菌蓋和菌柄)于60°C烘干，去除雜質后，粉碎至95%以上，過60目篩；在螺桿轉速25rpm、按原料含水量的重量百分比的10%噴灑水分、筒體溫度160°C、喂料速度9rpm的條件下擠壓膨化，原料依次通過螺桿筒體中四個加熱區(qū)域傳輸，四個加熱區(qū)域的溫度逐漸升高，四個加熱區(qū)域的溫度具體為I區(qū)的溫度為40°C、II區(qū)的溫度為100°C、III區(qū)的溫度為140°C、IV的溫度為160°C。冷卻后粉碎至95%以上，過60目篩；按1:10料液比混合并充分溶解后，在酶解時間I. 5h，酶解溫度50°C，胰蛋白酶的用量為新鮮香菇0. 5%(重量百分比)的條件下進行胰蛋白酶酶解，然后在90°C水浴中滅酶lOmin，自然冷卻至室溫之后，于4000r/min條件下離心lOmin，分離收集含可溶性含氮化合物的上清液。本實施例制得的上清液中可溶性含氮化合物的提取率達I. 35%，其較對比例I的胰蛋白酶酶解提取香菇可溶性含氮化合物的可溶性氮提取率提高了 175. 51%，其較對比例2的只螺桿擠壓不蛋白酶酶解提取香菇可溶性含氮化合物的可溶性含氮化合物的提取率提高了 28. 57%。實施例2。取干品香菇(包括菌蓋和菌柄)，去除雜質后，粉碎至95%以上，過60目篩，在螺桿轉速25rpm、筒體溫度160°C、喂料速度9rpm的條件下擠壓膨化,原料依次通過螺桿筒體中 四個加熱區(qū)域傳輸，四個加熱區(qū)域的溫度逐漸升高，四個加熱區(qū)域的溫度具體為I區(qū)的溫度為40°C、II區(qū)的溫度為100°C、III區(qū)的溫度為140°C、IV的溫度為160°C。冷卻后粉碎至95%以上，過60目篩，按1:120料液比混合并充分溶解后，在酶解時間3h、酶解溫度60°C、胰蛋白酶的用量為干品香菇的6% (重量百分比)的條件下進行胰蛋白酶酶解，然后在90°C的水浴中滅酶lOmin，自然冷卻至室溫之后，于4000r/min條件下離心lOmin，分離收集含可溶性含氮化合物的上清液。本實施例制得的上清液中可溶性含氮化合物的提取率達I. 64%，其較對比例I的胰蛋白酶酶解提取香菇可溶性含氮化合物的可溶性氮提取率提高了 234. 69%，其較對比例2的只螺桿擠壓不蛋白酶酶解提取香菇可溶性含氮化合物的可溶性氮提取率提高了56. 19%。實施例3。取干品香菇(包括菌蓋和菌柄)，去除雜質后，粉碎至95%以上，過60目篩，在螺桿轉速25rpm、按原料含水量的重量百分比的20%噴灑水分、筒體溫度160°C、喂料速度9rpm的條件下擠壓膨化，原料依次通過螺桿筒體中四個加熱區(qū)域傳輸，四個加熱區(qū)域的溫度逐漸升高，四個加熱區(qū)域的溫度具體為I區(qū)的溫度為40°C、II區(qū)的溫度為100°C、III區(qū)的溫度為140°C、IV的溫度為160°C。冷卻后粉碎至95%以上，過60目篩，按1:40料液比混合并充分溶解后，在酶解時間0. 5h、酶解溫度35°C、胰蛋白酶的用量為干品香菇的0. 5%(重量百分比)的條件下進行胰蛋白酶酶解，然后在90°C水浴中滅酶lOmin，自然冷卻至室溫之后，于4000r/min條件下離心lOmin，分離收集含可溶性含氮化合物的上清液。本實施例制得的上清液中可溶性含氮化合物的提取率達I. 34%，其較對比例I的胰蛋白酶酶解提取香菇可溶性含氮化合物的可溶性氮提取率提高了 173. 47%，其較對比例2的只螺桿擠壓不蛋白酶酶解提取香菇可溶性含氮化合物的可溶性氮提取率提高了27. 62%。實施例4飛選取其它食用菌，分別通過本發(fā)明的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取香菇的可溶性含氮化合物的方法進行實驗。實施例4。取新鮮杏鮑菇于60°C烘干，去除雜質后，粉碎至95%以上，過60目篩，在螺桿轉速35rpm、按原料含水量的重量百分比的15%噴灑水分、筒體溫度150°C、喂料速度12rpm的條件下擠壓膨化，原料依次通過螺桿筒體中四個加熱區(qū)域傳輸，四個加熱區(qū)域的溫度逐漸升高，四個加熱區(qū)域的溫度具體為I區(qū)的溫度為40°C、II區(qū)的溫度為80°C、III區(qū)的溫度為1200C、IV的溫度為150°C。冷卻后粉碎至95%以上，過60目篩，按1:13料液比混合并充分溶解后，在酶解時間lh、酶解溫度35°C、胰蛋白酶的用量為新鮮杏鮑菇的1% (重量百分比)的條件下進行胰蛋白酶酶解，然后在90°C水浴中滅酶lOmin，自然冷卻至室溫之后，于4000r/min條件下離心lOmin，分離收集含可溶性含氮化合物的上清液。本實施例制得的上清液 中可溶性含氮化合物的提取率達I. 51%。實施例5。取干品雞腿菇和草菇，去除雜質后，粉碎至95%以上，過60目篩，在螺桿轉速45rpm、按原料含水量的重量百分比的8%噴灑水分、筒體溫度130°C、喂料速度15rpm的條件下擠壓膨化，原料依次通過螺桿筒體中四個加熱區(qū)域傳輸，四個加熱區(qū)域的溫度逐漸升高，四個加熱區(qū)域的溫度具體為I區(qū)的溫度為40°C、II區(qū)的溫度為70°C、III區(qū)的溫度為110°C、IV 的溫度為 130°C。冷卻后粉碎至95%以上，過60目篩，按1:100料液比混合并充分溶解后，在酶解時間2h、酶解溫度55°C、胰蛋白酶的用量為干品雞腿菇和草菇的4% (重量百分比)的條件下進行胰蛋白酶酶解，然后在90°C水浴中滅酶lOmin，自然冷卻至室溫之后，于4000r/min條件下離心lOmin，分離收集含可溶性含氮化合物的上清液。本實施例制得的上清液中可溶性含氮化合物的提取率達I. 42%。實施例6。取新鮮的猴頭菇、金針菇和雙孢蘑菇，于60°C烘干，去除雜質后，粉碎至95%以上，過60目篩，在螺桿轉速30rpm、按原料含水量的重量百分比的20%噴灑水分、筒體溫度120°C、喂料速度12rpm的條件下擠壓膨化，原料依次通過螺桿筒體中四個加熱區(qū)域傳輸，四個加熱區(qū)域的溫度逐漸升高，四個加熱區(qū)域的溫度具體為I區(qū)的溫度為40°C、II區(qū)的溫度為60°C、III區(qū)的溫度為100°C、IV的溫度為120°C。冷卻后粉碎至95%以上，過60目篩，按1:3料液比混合并充分溶解后，在酶解時間2h、酶解溫度55°C、胰蛋白酶的用量為新鮮的猴頭菇、金針菇和雙孢蘑菇的3% (重量百分比)的條件下進行胰蛋白酶酶解，然后在90°C水浴中滅酶lOmin，自然冷卻至室溫之后，于4000r/min條件下離心lOmin，分離收集含可溶性含氮化合物的上清液。本實施例制得的上清液中可溶性含氮化合物的提取率達I. 63%。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施例，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內。
權利要求
1.螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在于它包括以下方法步驟 (a)原料處理取新鮮食用菌烘干或者取干品食用菌，去除雜質，粉碎后備用； (b)螺桿擠壓膨化預處理將經過步驟(a)處理的原料，按原料含水量的重量百分比的(Γ20%噴灑水分，并混合攪拌均勻，然后通過雙螺桿擠壓機進行梯度加熱式擠壓膨化加工，冷卻后粉碎為粉狀物，備用； (C)酶解取經過步驟(b)處理的粉狀物，加水混合均勻，然后加入蛋白酶，進行酶解，得到酶解液； Cd)離心處理將經過步驟(c)處理的酶解液進行滅酶處理，然后進行離心分離，即可得到可溶性含氮化合物的上清液及食用菌殘渣。
2.根據權利要求I所述的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在于所述步驟(b)螺桿擠壓膨化預處理中，螺桿筒體的末端溫度為12(T16(TC，螺桿的轉速為25 45rpm，喂料速度為9 15rpm，擠壓膨化加工后的物料的含水量為0 20%。
3.根據權利要求I所述的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在于所述步驟(b)螺桿擠壓膨化預處理中，梯度加熱式擠壓膨化加工具體為原料依次通過螺桿筒體中四個加熱區(qū)域傳輸，四個加熱區(qū)域的溫度逐漸升高，四個加熱區(qū)域的溫度具體為I區(qū)的溫度為40°C、II區(qū)的溫度為60°C 100°C、III區(qū)的溫度為100°C 140°C、IV的溫度為120°C 160°C。
4.根據權利要求I所述的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在干所述步驟(c)酶解中，蛋白酶為胰蛋白酶，胰蛋白酶的酶活力為4000U/g。
5.根據權利要求4所述的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在干所述胰蛋白酶的用量為新鮮食用菌的重量百分比的O. 5 3%或者為干品食用菌的重量百分比的O. 5 6%。
6.根據權利要求4所述的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在于所述步驟(C)酶解中，胰蛋白酶為由菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶、酸性蛋白酶、外切蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、復合蛋白酶、復合風味蛋白酶篩選出的胰蛋白酶。
7.根據權利要求I所述的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在于所述步驟(c)酶解中，酶解的溫度35飛(TC，酶解的初始pH值為5. 5^10. 5，酶解的時間為O. 5 3. O小吋；原料為新鮮食用菌時，料液比為1:3 1:13 ;原料為干品食用菌時，料液比為1:40 1:120。
8.根據權利要求I所述的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在于所述步驟(a)原料處理具體為取新鮮食用菌烘干或者取干品食用菌，去除雜質，粉碎至95%以上，過60目篩，冷卻備用。
9.根據權利要求I所述的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在于所述步驟(d)離心處理中，酶解液滅酶具體為酶解液在90°C的水浴中滅酶IOmin0
10.根據權利要求Γ9任意一項所述的螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，其特征在于所述食用菌包括香菇、猴頭菇、雞腿菇、金針菇、雙孢蘑菇、茶樹燕、杏鮑燕、草燕、真姬燕、木耳、靈芝、姬松鸞中的ー種或者兩種以上的混合物 。
全文摘要
本發(fā)明屬于食用菌加工技術領域，特別涉及螺桿擠壓聯(lián)合酶解提取食用菌的可溶性含氮化合物的方法，它包括以下方法步驟(a)原料處理；(b)螺桿擠壓膨化預處理；(c)酶解；(d)離心處理，得到可溶性含氮化合物的上清液及食用菌殘渣。本發(fā)明利用螺桿擠壓的改性破壁和進一步蛋白酶酶解相聯(lián)合的方式，結合了二者的優(yōu)勢，既有效地釋放食用菌的菌體內的鮮美滋味物質，又提高香菇可溶性含氮化合物的提取率，綠色環(huán)保。
文檔編號A23L1/28GK102657328SQ201210176098
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權日2012年5月31日
發(fā)明者吳克剛, 唐忠盛, 柴向華, 潘顯宗, 王勝利 申請人:東莞市百味佳食品有限公司