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不同干燥方式對香菇品質的影響
摘 要：以新鮮香菇為原料，采用熱風干燥、冷凍干燥、膨化干燥等3種方式對其進行干燥處理，研究不同干燥方式對香菇品質的影響，旨在為開發不同香菇產品選擇合適的干燥工藝提供理論依據。結果表明：經不同干燥工藝處理的香菇品質有較大差異，其中冷凍干燥的香菇在顏色、膨化效果、復水性方面較好;膨化干燥速度快，香菇水分含量低、結構酥脆、復水性好、香氣純正濃郁、多糖含量最高;而經熱風干燥的香菇品質最差。3種膨化工藝中Ⅱ處理的香菇品質最好，其工藝流程為鮮香菇經清洗、切片、預干燥、復水，再經冷凍、解凍，然后進行變溫壓差氣流膨化干燥。生產方便面蔬菜包、香菇湯料等對復水性要求較高的產品可選擇復水性好的冷凍干燥;而香菇風味醬、五香粉等對風味要求高，可選用膨化干燥。
關鍵詞：香菇;干燥方式;品質;影響
香菇(Lentinus edodes)，香菇屬，又名冬菇、花菇、香蕈、香菌等，是著名的食藥兼用菌。味道鮮美，香氣沁人，營養豐富，富含蛋白質、礦物質、不飽和脂肪酸、多種維生素，素有“植物皇后”、“菇中之王”的美譽[1-2]。我國對香菇的認識較早，《本草綱目》認為香菇“甘、平、無毒”，《醫林篡要》認為香菇“甘、寒、可托痘毒”，《日用本草》認為香菇“益氣，不饑，治風破血”[3]。現代研究表明，香菇不僅是美味佳肴，且具有降血脂、抗血栓，降膽固醇，防治腫瘤，增強免疫力，健胃、保肝等保健藥用功能，是延年益壽的珍品[4-6]。
香菇是世界第2大食用菌，也是我國出口的拳頭產品，早在1997年我國香菇的產量就達到115萬t，占到世界總產量的87.2%，成為世界上最大的香菇生產、出口和消費國[2]。鮮香菇質地細嫩，采收后鮮度迅速下降，引起開傘、菌褶褐變、菇體萎縮等，影響風味和商品價值[7]。干燥是食品重要的加工和保藏方式之一，經干制后可方便運輸、延長貯藏期、減少損失。鮮香菇經干制后可增加風味，改善色澤，提高商品價值。干燥后的香菇味更香，這是由于干燥過程中發生的一系列復雜的變化，產生了香菇特有的揮發性風味物質[8-10]。
目前，香菇干燥的主要方式為傳統的自然晾曬和熱風干燥，干燥時間長、外觀品質、營養成分破壞較嚴重，傳統干燥方式的缺點促使發展新型干燥技術。冷凍干燥是先將菇體中的水分凍成冰晶，在高真空下將冰直接汽化而除去[11]，因脫水時的溫度在冰點以下，故在脫水過程中不改變本身的固體骨架即物理結構，化學物質變化也很小，但冷凍干燥時間長、能耗大、設備較貴[12]。膨化干燥是利用相變和氣體的熱壓效應，使被加工物料內部的液體迅速升溫汽化、增壓膨脹，同時依靠氣體的膨脹力，帶動組分中高分子物質結構變性，從而使之成為具有網狀組織結構特征的、定型的多孔狀物質的過程[13-14]。本試驗對香菇的熱風干燥、冷凍干燥、膨化干燥等幾種干燥工藝和干燥品質進行綜合評價，旨在為開發不同產品如香菇粉、調味品、休閑食品等選擇合適的干燥工藝方式提供理論依據。
1 材料和方法
1.1 材料與試劑
新鮮香菇：采于河南省西峽香菇示范基地;葡萄糖：購于國藥集團化學試劑有限公司，分析純;苯酚：購于天津市江天化工技術有限公司，分析純。
1.2 儀器與設備
DGX-9073B-2型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海福瑪實驗設備公司;FD-1A-50冷凍干燥機，北京博醫康實驗儀器有限公司;QDPH10-1變溫壓差果蔬膨化干燥機，天津市勤德新材料科技有限公司;SMY-2000型色彩色差儀，北京盛名揚科技開發有限責任公司;TA.XT.plus質構儀，英國SMS公司;900-多功能塑料薄膜封口機，溫州市甌海郭溪劍海包裝機械廠;TDL-5型離心機，上海安亭科學儀器廠;TU-1901雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司;SL-100高速多功能粉碎機，浙江省永康市松青五金廠;WHY-2型電熱恒溫水浴鍋，天津市華北實驗儀器有限公司。
1.3 試驗方法
1.3.1 原料前處理 選擇菇蓋中等大小、色澤自然、菇形完整、無病蟲斑點的鮮菇，除掉沾附的雜質，用清水沖洗干凈后自然晾干表面水分。分5份，每份500 g進行干燥處理。
1.3.2 干燥工藝條件 (1)熱風干燥工藝：香菇→前處理→熱風干燥(電熱恒溫鼓風干燥箱60 ℃條件下干燥至香菇達到可安全儲藏的安全含水率)→包裝。(2)冷凍干燥工藝：香菇→前處理→冷凍(-20 ℃)→冷凍干燥(冷凍干燥機進行冷凍干燥)→包裝。冷凍干燥條件：真空冷凍干燥冷阱溫度為-45 ℃、真空度為0.01 kPa，auto 模式自動解析和干燥，干燥時間為36 h。(3)膨化干燥工藝：膨化Ⅰ，香菇→前處理→預干燥→測水分，復水至40% →膨化干燥→包裝;膨化Ⅱ，香菇→前處理→預干燥→測水分，復水至40% →冷凍→解凍→膨化干燥→包裝;膨化Ⅲ：香菇→前處理→冷凍→預干燥→測水分，復水至40% →膨化干燥→包裝。膨化干燥條件：在真空100 Pa條件下，升溫至膨化溫度105 ℃(表壓力)保持5 min后泄壓，管道中蒸汽不排出(自然降溫)，抽空處理60 min后，脈沖氣壓處理11次，干燥溫度70～75 ℃，抽真空干燥時間150 min工藝進行。
1.4 品質指標測定方法
1.4.1 干燥后香菇水分測定 采用直接干燥法[15]。
1.4.2 膨化效果測定 采用比容法，即用超細石英砂填埋的方法測定膨化產品的體積[16-17]。稱取一定質量的香菇放入量筒中，倒入石英砂，沒過香菇，讀出量筒刻度記為V1，取出香菇再讀石英砂體積數，記為V2。膨化效果用下式計算：
膨化效果(ρ)=
式中，m為香菇質量，g;V1為香菇與石英砂總體積，mL;V2為石英砂體積，mL。
1.4.3 色澤測定 采用色彩色差計直接測定[18]。儀器白板色澤為標準，依亨特表色系統測量不同干燥工藝處理的香菇明度指數L、色品指數a、b。其中L表示黑白(亮暗)，范圍從0(黑)到100(白);a表示紅綠，b表示黃藍。用亮度指數(L)間接反映色澤好壞，色澤(L)值越大，說明產品顏色越好。
1.4.4 脆度測定 采用TA.XT.plus型物性測定儀進行質構(硬度)測定，參照畢金峰等[17]的方法。測試模式為：下壓過程中測量力;測試前速度：5 mm・s-1;測試速度：1 mm・s-1;測試后速度：2 mm・s-1;測試距離：15 mm;數據采集速率：500次・s-1;閾值：5 g;探頭：球型P/100。線性距離即代表酥脆性，線性距離越大，說明酥性越好;峰值表示硬度。
1.4.5 復水性測定 參照王榮梅[19]方法，分別向200 mL燒杯注入100 mL蒸餾水，稱一定質量(不同工藝稱取質量相同)的香菇沒入其中，15 min后取出，置于篩簍上瀝去表面水分，稱質量。
復水比( R) =
式中，mf表示復水后樣品質量;mg表示復水前樣品質量。
1.4.6 粉碎度測定 把各種不同處理的香菇放入粉碎機中相同條件下粉碎，過孔徑0.19 mm的篩，分別稱量篩上與篩下質量，按以下公式計算粉碎度，粉碎度越大，粉碎效果越好。
粉碎度=篩下質量/總質量×100%
1.4.7 香菇多糖測定 采用苯酚―硫酸法[20-21]。
(1)樣液制備：將制備的香菇成品用粉碎機粉碎，經孔徑0.19 mm的篩，準確稱取5.000 g于錐形瓶，按料液比1∶20向錐形瓶內加入100 mL水，然后將樣品一并放入90 ℃水浴鍋中浸提3 h，冷卻，4 000 r・min-1離心10 min，取上清液10 mL于100 mL容量瓶中定容，備用。
(2)標準曲線繪制：準確吸取1 mg・mL-1葡萄糖標準溶液1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL置于50 mL容量瓶定容。分別吸取該系列溶液2 mL于具塞試管中，各加入苯酚試液1 mL，搖勻，迅速加入濃硫酸5 mL，放置5 min后，置于沸水浴，加熱60 min，冷卻后于490 nm比色，繪制標準曲線。得到曲線方程為y=0.261 8x+0.034 52，R2=0.999 6。
(3)香菇多糖的含量測定：取樣液1 mL，于50 mL容量瓶中定容，按(2)方法測定吸光度，計算含量。
多糖含量(%)=c×N×10-4
式中，c為從回歸方程求得的多糖濃度，ppm;N為稀釋倍數;為將ppm換算為%的系數。
1.4.8 感官評價 由10名經過培訓的感官評價員對經不同方式干燥的香菇進行感官評分，主要包括外觀、質地、風味和總體可接受性(OAA)。感官評價采用9分制，平均分低于5，該樣品不可接受，表1為具體的感官評分標準。
2 結果與分析
2.1 不同干燥方式的干燥效率
不同干燥方式干燥香菇至可安全儲藏的安全含水率(≤13%)所需時間分別為：熱風干燥24 h，冷凍干燥36 h，膨化干燥工藝僅215 min。說明在此試驗條件下，膨化干燥脫水速度快，脫水效果最好。由于膨化是利用相變和氣體的熱壓效應原理，使被加工物料內部的液體迅速升溫汽化，干燥速度快。3種不同膨化預處理中Ⅱ組先經冷凍再膨化干燥的含水量最低，由于膨化干燥條件一樣，說明Ⅱ流程脫水速度快。
2.2 不同干燥工藝對膨化效果的影響
在不同干燥方式和工藝下，香菇的膨化效果如圖1所示。由膨化效果計算公式知，越小膨化效果越好，熱風干燥、冷凍干燥、膨化Ⅰ、膨化Ⅱ、膨化Ⅲ的值依次為：0.495，0.092，0.295，0.265， 0.393，即膨化效果依次為冷凍干燥>膨化干燥Ⅱ>膨化Ⅰ>膨化Ⅲ>熱風干燥。冷凍干燥膨化效果顯著高于熱風干燥及膨化干燥(P<0.05)，由于冷凍干燥是先將香菇體中的水分凍成冰晶，在高真空下將冰直接汽化除去，體積不發生變化，與新鮮香菇體積基本相同。膨化干燥幾種方式中Ⅰ和Ⅱ之間無差異，與Ⅲ差異顯著(P<0.05)，其中Ⅱ處理組膨化效果較好。
2.3 不同工藝對香菇色澤的影響
不同干燥方式下香菇色澤參數值如表2所示，由表2可知3種干燥方式顏色由淺到深(即L值由大到小)依次為：冷凍干燥、膨化干燥Ⅰ、膨化干燥Ⅱ、熱風干燥、膨化干燥Ⅲ。其中冷凍干燥L值最大，產品顏色最好;膨化干燥Ⅲ的色澤顏色最黑，說明膨化處理工藝中進行先冷凍后預干燥褐變明顯，質地變化較大，對產品色澤影響較大。
2.4 不同工藝對香菇質構的影響
不同干燥方式和工藝條件對香菇質構的影響如表3所示，可以看出不同干燥方式下峰值和線性距離由大到小依次為膨化干燥、熱風干燥、冷凍干燥，說明膨化干燥產品硬度、酥脆性最好�？赡苡捎谂蚧抢孟嘧兒蜌怏w的熱壓效應原理，使被加工物料內部的液體迅速升溫汽化、增壓膨脹，同時依靠氣體的膨脹力，帶動組分中高分子物質的結構變性，從而使之成為具有網狀組織、多孔狀物質的過程[13]。3種膨化工藝線性距離和最大值由大到小依次為Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ，說明膨化工藝Ⅱ處理較好。
2.5 不同工藝對香菇復水性的影響
不同干燥方式和工藝下香菇復水性的測定結果如圖2所示，可知冷凍干燥復水比最大為4.63，膨化干燥次之，熱風干燥最小僅為1.29。采用SPSS18.0數據處理軟件對結果進行分析，3種干燥方式復水比差異顯著(P<0.05)，3種膨化工藝之間差異不顯著(P >0.05)。由于復水速率與香菇質量、體積即與水接觸面積有關，相同質量的香菇冷凍處理時的體積最大，可能是原因之一。通過香菇的復水性可以預測它的溶解性、可沖調性，為后續產品深加工提供參考。
2.6 不同工藝對粉碎效果的影響
不同干燥方式對香菇粉碎度的影響如圖3所示。粉碎度越大，粉碎效果越好，由圖4可看出冷凍干燥粉碎效果最好，達到84.43%，膨化干燥次之，熱風干燥最小，3種干燥方式之間差異顯著(P<0.05)。3種膨化干燥工藝中Ⅱ與Ⅲ差異不顯著(P >0.05)，而與Ⅰ有顯著差異。可能由于采用冷凍干燥的香菇柄也能夠粉碎的很細碎，可以通過篩子，而膨化處理的香菇菇蓋很容易粉碎并且顆粒很微小，但菇柄質地堅硬不易粉碎，進而導致總的粉碎效果次于冷凍干燥。
2.7 不同干燥工藝對香菇多糖含量的影響
綜合以上檢測指標分析結果知，3種膨化工藝中Ⅱ處理效果最好，僅選該組與另外兩種干燥方式比較多糖含量，結果如圖4所示。采用數據處理軟件對結果進行分析，各干燥工藝的多糖含量無顯著差異(P >0.05)。由于這幾種物理工藝處理并不會造成香菇多糖的損失，多糖含量從數值上由高到低依次為膨化干燥2.81%，冷凍干燥2.51%，熱風干燥2.49%。說明經膨化干燥的香菇多糖溶出量稍高，這可能是因為膨化干燥時造成細胞的瞬間膨脹、破裂使多糖釋放出來。
2.8 感官評價
根據表1中具體感官評價標準，對香菇的外觀、質地、風味和總體可接受性進行評價。采用9分制，分數越高，評價越好，香菇的感官品質越好。由表4可以看出，除冷凍干燥的外觀評分較高外，膨化干燥的香菇在質地、風味、總體可接受性方面的評分均高于熱風干燥及冷凍干燥。其中膨化干燥的香菇香氣最為濃厚純正，芳香撲鼻，菇體表面平整，色澤均勻，質地松脆;熱風干燥香味次之;冷凍干燥還保留新鮮香菇的氣味，芳香味最淡。3種干燥方式雖然外觀、質地和風味各有差異，但總體可接受性評分均在5.0以上，即都在人們的可接受范圍內。
3 結論與討論
筆者以新鮮香菇為原料，采用熱風干燥、冷凍干燥、膨化干燥等幾種不同干燥工藝對其進行干燥處理，通過對香菇干燥后的品質進行綜合評價，得出經不同干燥工藝處理的香菇品質有較大差異，其中冷凍干燥的香菇在顏色、膨化效果、復水性方面較好;膨化干燥速度快，香菇水分含量低，質構酥脆，復水性好，香氣純正濃郁，多糖含量高;而經熱風干燥的香菇各項品質指標均不如冷凍干燥及膨化干燥。3種膨化工藝Ⅱ中香菇的品質最好，其流程即為鮮香菇經前處理→預干燥→復水→冷凍→解凍→變溫壓差氣流膨化干燥。
由于不同干燥工藝對香菇品質的影響有較大差異，同時在生產中不同產品對干制香菇的品質要求不盡相同，可根據需要選擇最合適的方式，如方便面蔬菜包、香菇湯料等產品對復水性要求較高，可選擇復水性最好的冷凍干燥;香菇風味醬、五香粉等對風味要求高，可選用膨化干燥。另外，膨化干燥的工藝流程簡單，對生產設備沒有特別的要求，產量高，成本合理，并且香菇酥脆性最好，營養素損失少，容易儲藏及易于消化吸收，與休閑食品的要求――口感好、香濃、酥脆、口味豐富，易于消化吸收等特點相符，具有極好的開發與應用價值。本研究可以為開發不同香菇產品選擇合適的干燥工藝提供理論依據。隨著人們生活水平的不斷提高，香菇的國內國際市場將會日益擴大，對香菇及其加工品、保健品的需求量迅速增加，香菇制品前景誘人。
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