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摘要[目的]从莲藕中提取能够替代味精的天然鲜味成分。[方法]通过单因素试验和正交试验，确定α-淀粉酶酶解莲藕对鲜味物质释放的影响条件，采用感官評分的方法确定酶解效果。[结果]在α-淀粉酶添加量为2%、酶解温度55 ℃、酶解时间1.5 h、酶解pH为5时，鲜味物质释放量达到最大。莲藕经酶解后粉碎干燥，得到的莲藕粉具有天然鲜味，在使用中可替代40%味精。[结论]该研究可为莲藕的精深加工提供参考。
关键词莲藕；酶解；鲜味；味精
中图分类号TS264.2文献标识码
A文章编号0517-6611（2018）28-0155-03
Study on the Technology of Releasing Fresh Matter from Lotus Root by Enzyme and Substitution of MSG
DING Hongmei1，2， DENG Li1，2，LI Wenfang1，2 et al（1.Tianjin Chunfa Biotechnology Group Co.， Ltd.， Tianjin 300300；2.Tianjin Key Laboratory of Flavor Food Ingredients Enterprise，Tianjin 300300 ）
Abstract[Objective]To extract natural flavor components from lotus roots and replace monosodium glutamate.[Method]Single factor experiment and orthogonal experiment were used to determine the effect of enzymatic hydrolysis with alphaamylase on the release of flavor substances from lotus root.The effect of enzymatic hydrolysis was determined by sensory scoring.[Result]When the addition of alphaamylase was 2%， the hydrolysis temperature was 55 ℃，the hydrolysis time was 1.5 h and the hydrolysis pH was 5， the release of flavor substances reached the maximum.Lotus root powder was crushed and dried after enzymatic hydrolysis.The lotus root powder has natural flavor and can replace 40% monosodium glutamate in use.[Conclusion]This study can provide reference for the deep processing of lotus root.
Key wordsNelumbo nucifera Gaertn；Enzymolysis；Umami；Monosodium glutamate
莲藕（Nelumbo nucifera Gaertn.）是睡莲科莲属多年生水生草本植物，以膨大的根状茎和莲籽为主要食用器官，主要分为子莲、藕莲和花莲3种类型[1-2]。原产于亚洲南部，主要分布在中国、日本和东南亚，栽培面积近2.22万hm2[3-4]。莲藕是我国重要的水生蔬菜，在我国南北各地都有种植，长江流域以南栽培比较多，广泛利用水田、低洼田、池塘和湖荡种植。莲藕性平、味甘、无毒，具有清热生津、健脾开胃、补心生血、滋养强壮之功效[5-6]。藕中除淀粉外，还含有氨基酸和L-谷氨酸钠、5′-鸟苷酸二钠（GMP）、5′-肌苷酸二钠（IMP）、腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）等鲜味物质。由于莲藕的鲜美，常被人们用于炖汤、凉拌，制成各式菜肴。笔者通过酶解淀粉使莲藕中的固体物质转化为溶于水的成分，使得鲜味物质更好地释放出来，作为天然鲜味物质应用于烹调、调味料、食品香精等方面。
1材料与方法
1.1材料、试剂与仪器
1.1.1材料。市售的新鲜莲藕；α-淀粉酶（4万U/g，广西南宁庞博生物工程有限公司）。
1.1.2试验仪器。电子分析天平FA1004，上海精密仪器仪表有限公司；PB-10精密pH仪，上海宁商仪器有限公司； DS-1高速组织捣碎机，上海标本模型厂；DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；万能粉碎机，南京国民机械科技有限公司。
1.2方法
1.2.1感官品评方法。请12名本专业人员，首先对感官品评方法进行解释和培训[7-10]。采取描述分析和感官评分相结合的方式，评价总分为10分。风味感官评分标准：没有鲜味，0～2分；略有鲜味，2～4分；感觉鲜味明显，4～6分；较鲜，6～8分；非常鲜，8～10分。
1.2.2单因素试验。
影响酶解的主要因素为酶添加量、酶解时间、酶解温度、pH值，分别对各个单因素进行试验，选择效果最佳的试验条件。 莲藕清洗后粉碎，称取适量，加入一定量的酶，在不同温度、pH下进行酶解，灭酶[11-15]。酶解后的物质干燥、粉碎得到莲藕粉。称取1 g，加入99 g 80 ℃饮用水，配制成1%的水溶液进行感官品评。
1.2.2.1α-淀粉酶的添加量。 酶的添加量分别按照莲藕粉碎物质量的0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%进行试验，酶解温度为60 ℃，pH为莲藕粉碎物的自然pH，酶解时间为1.0 h，90 ℃保持10 min进行灭酶，研究酶的添加量对酶解后鲜度感官评分的影响。 1.2.2.2酶解温度。酶的添加量按照莲藕粉碎物质量的2.0%，pH为莲藕粉碎物的自然pH，酶解时间为1.0 h，酶解温度分别为50、55、60、65、70、75 ℃，酶解完成后 90 ℃保持10 min进行灭酶，研究酶解温度对酶解后鲜度感官评分的影响。
1.2.2.3酶解时间。酶的添加量按照莲藕粉碎物质量的2.0%，pH为莲藕粉碎物的自然pH，酶解温度60 ℃，酶解时间为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，酶解完成后 90 ℃保持10 min进行灭酶，研究酶解时间对酶解后鲜度感官评分的影响。
1.2.2.4酶解pH。酶的添加量按照莲藕粉碎物质量的2.0%，酶解温度60 ℃，酶解时间1.0 h，莲藕粉碎物的体系pH分别为4、5、6、7、8，酶解完成后 90 ℃保持10 min进行灭酶，研究酶解pH对酶解后鲜度感官评分的影响。
1.2.3正交试验。为确定莲藕酶解释放鲜味物质的较佳工艺参数，根据单因素试验结果，设计了4因素3水平的正交试验（表1），评价指标为鲜度感官评分。
1.2.4应用选择。选择鲜味较高的样品和味精按照一定的比例进行配比，和味精进行鲜味对比。
2结果与分析
2.1单因素试验
2.1.1 α-淀粉酶添加量对莲藕酶解物鲜度的影响。由图1可见，鲜度的感官评分随着酶添加量的增加而增加，但是在酶添加量为莲藕粉碎物的2.0%时，鲜度感官评分基本达到了最大值，后随着酶添加量的增加鲜度并没有大幅度提高。因此酶的添加量选择为莲藕粉碎物质量的2.0%。
图1酶添加量对莲藕酶解物鲜度的影响
Fig.1Effect of enzyme addition on the freshness of enzyme hydrolysate of lotus root
2.1.2酶解温度对莲藕酶解物鲜度的影响。由图2可见，在温度低于60 ℃时，随着温度的增加，酶解程度增加，体系释放出来的鲜味物质增加，鲜度感官评分随之增加，但是当温度高于60 ℃时，随着温度的增加，鲜度感官评分反而降低，说明酶解程度也在降低。所以确定最佳酶解温度为60 ℃。
2.1.3酶解时间对莲藕酶解物鲜度的影响。由图3可见，酶解时间小于1.0 h时，随着酶解时间的增加，鲜度的感官评分增加，说明酶解程度在增加，但是当时间大于1.0 h后，鲜度感官评分不再增加，说明此后延长时间对酶解没有影响。说明酶解已经彻底结束，故酶解时间确定为1.0 h。
2.1.4酶解pH对莲藕酶解物鲜度的影响。由图4可见，pH小于6时，鲜度的感官评分随着pH的升高而增加，但是pH大于7后，鲜度的感官评分随着pH的增高而降低。最适pH为6～7。过酸、过碱都会使酶本身变性失活。
2.2正交及验证试验从表2的结果及极差分析可知，酶添加量因素影响最大，其次是时间，再次是pH，影响最小的是温度；最佳组合是A2B1C3D1。选择正交试验确定的最佳条件做验证试验，莲藕粉的鲜度为6.89，达到试验条件下的最高值。
2.3莲藕酶解物的添加对味精呈味的影响按照上述最佳酶解工艺进行莲藕酶解，酶解后的物质经充分粉碎后进行喷雾干燥，形成莲藕粉。莲藕粉和味精按照表3所示质量比例
进行充分混合配成鲜味剂，然后各称取0.5 g分别溶于99.5 g水中形成溶液A1、A2、A3、A4、A5、A6，即味精替代率分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%。另外称取味精0.5 g溶于99.5 g水中形成溶液B，将溶液A1、A2、A3、A4、A5、A6分别与溶液B进行鲜味感官评价比较，找到能够等量替代味精的最大比例。
莲藕经过酶解后，粉碎喷粉形成莲藕粉，莲藕粉具有天然鲜味，能够部分替代味精使用，在不影响整体鲜味的情况下替代量可达到味精使用量的40%（图5）。
3结论
通过单因素试验和正交试验，确定了α-淀粉酶酶解莲藕对鲜味物质释放的影响，采用感官评分的方法确定酶解效果。结果表明：在α-淀粉酶添加量为2%、酶解温度55 ℃、酶解时间1.5 h、酶解pH为5时，鲜味物质释放量达到最大。莲藕经酶解后粉碎干燥，得到的莲藕粉具有天然鲜味，在使用中可替代40%味精。该研究可为莲藕的精深加工提供参考。
参考文献
[1]
刘义满，柯卫东.关于提高莲产业效益的建议[J].长江蔬菜，2012（16）：134-137.
[2] 李效尊，尹静静，杜绍印，等.水生蔬菜营养及药用价值研究进展[J].长江蔬菜，2015（22）：25-30.
[3] 张长贵，董加宝，王祯旭，等.莲藕的营养保健功能及其开发利用[J].中国食物与营养，2006（1）：22-24.
[4] LIU J B，ZHANG M，WANG S J.Processing characteristics and flavour of full lotus root powder beverage[J].Journal of the science of food and agriculture，2010，90（14）：2482-2489.
[5] 汪芳安，王展，赵芳芳，等.莲藕双歧因子功能饮料的研制[J].食品工业科技，2004，25（6）：98-99.
[6] 许金蓉，王清章，何建军，等.莲藕（地下膨大茎）贮藏及其生理生化研究进展[J].氨基酸与生物资源，2003，25（2）：4-7.
[7] 夏熠珣，钟芳，李玥.描述性分析在食品感官评定中应用进展[J].粮食与油脂，2011，23（8）：4-6.
[8] 吴澎，贾朝爽，孙东晓.食品感官评价科学研究进展[J].饮料工业，2017，20（5）：58-63.
[9] 肖立中，陈洋洋，田怀香，等.鸡精人工感官评价与电子舌评价的相关模型研究[J].中国调味品，2017，42（3）：45-48，58.
[10] 王錫茂.产品设计评价中感官评价方法的应用研究[J].现代食品，2017，23（3）：67-69.
[11] 孔祥佳，连至楠.杨梅清汁加工中的酶解工艺研究[J].江苏农业科学，2017，45（12）：131-134.
[12] 吴威，赵天明，张振，等.白芨中天然化合物的酶解法提取[J].江苏农业科学，2017，45（17）：175-178.
[13] 张汆，陈志宏，陈静，等.鸡肉和猪肉蛋白质酶解动力学及产物性质分析[J].食品研究与开发，2017，38（24）：15-19.
[14] 陈智理，杨昌鹏，郭静婕.香蕉果酒制备酶解条件的优化[J].食品研究与开发，2017，38（22）：81-84.
[15] 何登基，杨明，杨振泉.乳酸菌发酵莲藕汁制备工艺研究[J].美食研究，2016，33（4）：56-59.
关键词莲藕；酶解；鲜味；味精
中图分类号TS264.2文献标识码
A文章编号0517-6611（2018）28-0155-03
Study on the Technology of Releasing Fresh Matter from Lotus Root by Enzyme and Substitution of MSG
DING Hongmei1，2， DENG Li1，2，LI Wenfang1，2 et al（1.Tianjin Chunfa Biotechnology Group Co.， Ltd.， Tianjin 300300；2.Tianjin Key Laboratory of Flavor Food Ingredients Enterprise，Tianjin 300300 ）
Abstract[Objective]To extract natural flavor components from lotus roots and replace monosodium glutamate.[Method]Single factor experiment and orthogonal experiment were used to determine the effect of enzymatic hydrolysis with alphaamylase on the release of flavor substances from lotus root.The effect of enzymatic hydrolysis was determined by sensory scoring.[Result]When the addition of alphaamylase was 2%， the hydrolysis temperature was 55 ℃，the hydrolysis time was 1.5 h and the hydrolysis pH was 5， the release of flavor substances reached the maximum.Lotus root powder was crushed and dried after enzymatic hydrolysis.The lotus root powder has natural flavor and can replace 40% monosodium glutamate in use.[Conclusion]This study can provide reference for the deep processing of lotus root.
Key wordsNelumbo nucifera Gaertn；Enzymolysis；Umami；Monosodium glutamate
莲藕（Nelumbo nucifera Gaertn.）是睡莲科莲属多年生水生草本植物，以膨大的根状茎和莲籽为主要食用器官，主要分为子莲、藕莲和花莲3种类型[1-2]。原产于亚洲南部，主要分布在中国、日本和东南亚，栽培面积近2.22万hm2[3-4]。莲藕是我国重要的水生蔬菜，在我国南北各地都有种植，长江流域以南栽培比较多，广泛利用水田、低洼田、池塘和湖荡种植。莲藕性平、味甘、无毒，具有清热生津、健脾开胃、补心生血、滋养强壮之功效[5-6]。藕中除淀粉外，还含有氨基酸和L-谷氨酸钠、5′-鸟苷酸二钠（GMP）、5′-肌苷酸二钠（IMP）、腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）等鲜味物质。由于莲藕的鲜美，常被人们用于炖汤、凉拌，制成各式菜肴。笔者通过酶解淀粉使莲藕中的固体物质转化为溶于水的成分，使得鲜味物质更好地释放出来，作为天然鲜味物质应用于烹调、调味料、食品香精等方面。
1材料与方法
1.1材料、试剂与仪器
1.1.1材料。市售的新鲜莲藕；α-淀粉酶（4万U/g，广西南宁庞博生物工程有限公司）。
1.1.2试验仪器。电子分析天平FA1004，上海精密仪器仪表有限公司；PB-10精密pH仪，上海宁商仪器有限公司； DS-1高速组织捣碎机，上海标本模型厂；DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；万能粉碎机，南京国民机械科技有限公司。
1.2方法
1.2.1感官品评方法。请12名本专业人员，首先对感官品评方法进行解释和培训[7-10]。采取描述分析和感官评分相结合的方式，评价总分为10分。风味感官评分标准：没有鲜味，0～2分；略有鲜味，2～4分；感觉鲜味明显，4～6分；较鲜，6～8分；非常鲜，8～10分。
1.2.2单因素试验。
影响酶解的主要因素为酶添加量、酶解时间、酶解温度、pH值，分别对各个单因素进行试验，选择效果最佳的试验条件。 莲藕清洗后粉碎，称取适量，加入一定量的酶，在不同温度、pH下进行酶解，灭酶[11-15]。酶解后的物质干燥、粉碎得到莲藕粉。称取1 g，加入99 g 80 ℃饮用水，配制成1%的水溶液进行感官品评。
1.2.2.1α-淀粉酶的添加量。 酶的添加量分别按照莲藕粉碎物质量的0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%进行试验，酶解温度为60 ℃，pH为莲藕粉碎物的自然pH，酶解时间为1.0 h，90 ℃保持10 min进行灭酶，研究酶的添加量对酶解后鲜度感官评分的影响。 1.2.2.2酶解温度。酶的添加量按照莲藕粉碎物质量的2.0%，pH为莲藕粉碎物的自然pH，酶解时间为1.0 h，酶解温度分别为50、55、60、65、70、75 ℃，酶解完成后 90 ℃保持10 min进行灭酶，研究酶解温度对酶解后鲜度感官评分的影响。
1.2.2.3酶解时间。酶的添加量按照莲藕粉碎物质量的2.0%，pH为莲藕粉碎物的自然pH，酶解温度60 ℃，酶解时间为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，酶解完成后 90 ℃保持10 min进行灭酶，研究酶解时间对酶解后鲜度感官评分的影响。
1.2.2.4酶解pH。酶的添加量按照莲藕粉碎物质量的2.0%，酶解温度60 ℃，酶解时间1.0 h，莲藕粉碎物的体系pH分别为4、5、6、7、8，酶解完成后 90 ℃保持10 min进行灭酶，研究酶解pH对酶解后鲜度感官评分的影响。
1.2.3正交试验。为确定莲藕酶解释放鲜味物质的较佳工艺参数，根据单因素试验结果，设计了4因素3水平的正交试验（表1），评价指标为鲜度感官评分。
1.2.4应用选择。选择鲜味较高的样品和味精按照一定的比例进行配比，和味精进行鲜味对比。
2结果与分析
2.1单因素试验
2.1.1 α-淀粉酶添加量对莲藕酶解物鲜度的影响。由图1可见，鲜度的感官评分随着酶添加量的增加而增加，但是在酶添加量为莲藕粉碎物的2.0%时，鲜度感官评分基本达到了最大值，后随着酶添加量的增加鲜度并没有大幅度提高。因此酶的添加量选择为莲藕粉碎物质量的2.0%。
图1酶添加量对莲藕酶解物鲜度的影响
Fig.1Effect of enzyme addition on the freshness of enzyme hydrolysate of lotus root
2.1.2酶解温度对莲藕酶解物鲜度的影响。由图2可见，在温度低于60 ℃时，随着温度的增加，酶解程度增加，体系释放出来的鲜味物质增加，鲜度感官评分随之增加，但是当温度高于60 ℃时，随着温度的增加，鲜度感官评分反而降低，说明酶解程度也在降低。所以确定最佳酶解温度为60 ℃。
2.1.3酶解时间对莲藕酶解物鲜度的影响。由图3可见，酶解时间小于1.0 h时，随着酶解时间的增加，鲜度的感官评分增加，说明酶解程度在增加，但是当时间大于1.0 h后，鲜度感官评分不再增加，说明此后延长时间对酶解没有影响。说明酶解已经彻底结束，故酶解时间确定为1.0 h。
2.1.4酶解pH对莲藕酶解物鲜度的影响。由图4可见，pH小于6时，鲜度的感官评分随着pH的升高而增加，但是pH大于7后，鲜度的感官评分随着pH的增高而降低。最适pH为6～7。过酸、过碱都会使酶本身变性失活。
2.2正交及验证试验从表2的结果及极差分析可知，酶添加量因素影响最大，其次是时间，再次是pH，影响最小的是温度；最佳组合是A2B1C3D1。选择正交试验确定的最佳条件做验证试验，莲藕粉的鲜度为6.89，达到试验条件下的最高值。
2.3莲藕酶解物的添加对味精呈味的影响按照上述最佳酶解工艺进行莲藕酶解，酶解后的物质经充分粉碎后进行喷雾干燥，形成莲藕粉。莲藕粉和味精按照表3所示质量比例
进行充分混合配成鲜味剂，然后各称取0.5 g分别溶于99.5 g水中形成溶液A1、A2、A3、A4、A5、A6，即味精替代率分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%。另外称取味精0.5 g溶于99.5 g水中形成溶液B，将溶液A1、A2、A3、A4、A5、A6分别与溶液B进行鲜味感官评价比较，找到能够等量替代味精的最大比例。
莲藕经过酶解后，粉碎喷粉形成莲藕粉，莲藕粉具有天然鲜味，能够部分替代味精使用，在不影响整体鲜味的情况下替代量可达到味精使用量的40%（图5）。
3结论
通过单因素试验和正交试验，确定了α-淀粉酶酶解莲藕对鲜味物质释放的影响，采用感官评分的方法确定酶解效果。结果表明：在α-淀粉酶添加量为2%、酶解温度55 ℃、酶解时间1.5 h、酶解pH为5时，鲜味物质释放量达到最大。莲藕经酶解后粉碎干燥，得到的莲藕粉具有天然鲜味，在使用中可替代40%味精。该研究可为莲藕的精深加工提供参考。
参考文献
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[8] 吴澎，贾朝爽，孙东晓.食品感官评价科学研究进展[J].饮料工业，2017，20（5）：58-63.
[9] 肖立中，陈洋洋，田怀香，等.鸡精人工感官评价与电子舌评价的相关模型研究[J].中国调味品，2017，42（3）：45-48，58.
[10] 王錫茂.产品设计评价中感官评价方法的应用研究[J].现代食品，2017，23（3）：67-69.
[11] 孔祥佳，连至楠.杨梅清汁加工中的酶解工艺研究[J].江苏农业科学，2017，45（12）：131-134.
[12] 吴威，赵天明，张振，等.白芨中天然化合物的酶解法提取[J].江苏农业科学，2017，45（17）：175-178.
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