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不同干燥方式對(duì)香菇品質(zhì)的影響
摘 要:以新鮮香菇為原料,采用熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、膨化干燥等3種方式對(duì)其進(jìn)行干燥處理,研究不同干燥方式對(duì)香菇品質(zhì)的影響,旨在為開發(fā)不同香菇產(chǎn)品選擇合適的干燥工藝提供理論依據(jù)。結(jié)果表明:經(jīng)不同干燥工藝處理的香菇品質(zhì)有較大差異,其中冷凍干燥的香菇在顏色、膨化效果、復(fù)水性方面較好;膨化干燥速度快,香菇水分含量低、結(jié)構(gòu)酥脆、復(fù)水性好、香氣純正濃郁、多糖含量最高;而經(jīng)熱風(fēng)干燥的香菇品質(zhì)最差。3種膨化工藝中Ⅱ處理的香菇品質(zhì)最好,其工藝流程為鮮香菇經(jīng)清洗、切片、預(yù)干燥、復(fù)水,再經(jīng)冷凍、解凍,然后進(jìn)行變溫壓差氣流膨化干燥。生產(chǎn)方便面蔬菜包、香菇湯料等對(duì)復(fù)水性要求較高的產(chǎn)品可選擇復(fù)水性好的冷凍干燥;而香菇風(fēng)味醬、五香粉等對(duì)風(fēng)味要求高,可選用膨化干燥。
關(guān)鍵詞:香菇;干燥方式;品質(zhì);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(yíng)養(yǎng)豐富,富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、不飽和脂肪酸、多種維生素,素有“植物皇后”、“菇中之王”的美譽(yù)[1-2]。我國(guó)對(duì)香菇的認(rèn)識(shí)較早,《本草綱目》認(rèn)為香菇“甘、平、無毒”,《醫(yī)林篡要》認(rèn)為香菇“甘、寒、可托痘毒”,《日用本草》認(rèn)為香菇“益氣,不饑,治風(fēng)破血”[3],F(xiàn)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(qiáng)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(guó)出口的拳頭產(chǎn)品,早在1997年我國(guó)香菇的產(chǎn)量就達(dá)到115萬t,占到世界總產(chǎn)量的87.2%,成為世界上最大的香菇生產(chǎn)、出口和消費(fèi)國(guó)[2]。鮮香菇質(zhì)地細(xì)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(fēng)味和商品價(jià)值[7]。干燥是食品重要的加工和保藏方式之一,經(jīng)干制后可方便運(yùn)輸、延長(zhǎng)貯藏期、減少損失。鮮香菇經(jīng)干制后可增加風(fēng)味,改善色澤,提高商品價(jià)值。干燥后的香菇味更香,這是由于干燥過程中發(fā)生的一系列復(fù)雜的變化,產(chǎn)生了香菇特有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[8-10]。
目前,香菇干燥的主要方式為傳統(tǒng)的自然晾曬和熱風(fēng)干燥,干燥時(shí)間長(zhǎng)、外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分破壞較嚴(yán)重,傳統(tǒng)干燥方式的缺點(diǎn)促使發(fā)展新型干燥技術(shù)。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(shí)的溫度在冰點(diǎn)以下,故在脫水過程中不改變本身的固體骨架即物理結(jié)構(gòu),化學(xué)物質(zhì)變化也很小,但冷凍干燥時(shí)間長(zhǎng)、能耗大、設(shè)備較貴[12]。膨化干燥是利用相變和氣體的熱壓效應(yīng),使被加工物料內(nèi)部的液體迅速升溫汽化、增壓膨脹,同時(shí)依靠氣體的膨脹力,帶動(dòng)組分中高分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)變性,從而使之成為具有網(wǎng)狀組織結(jié)構(gòu)特征的、定型的多孔狀物質(zhì)的過程[13-14]。本試驗(yàn)對(duì)香菇的熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、膨化干燥等幾種干燥工藝和干燥品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),旨在為開發(fā)不同產(chǎn)品如香菇粉、調(diào)味品、休閑食品等選擇合適的干燥工藝方式提供理論依據(jù)。
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(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,分析純;苯酚:購(gòu)于天津市江天化工技術(shù)有限公司,分析純。
1.2 儀器與設(shè)備
DGX-9073B-2型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備公司;FD-1A-50冷凍干燥機(jī),北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;QDPH10-1變溫壓差果蔬膨化干燥機(jī),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(yáng)科技開發(fā)有限責(zé)任公司;TA.XT.plus質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)SMS公司;900-多功能塑料薄膜封口機(jī),溫州市甌海郭溪?jiǎng)0b機(jī)械廠;TDL-5型離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì),北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;SL-100高速多功能粉碎機(jī),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(shí)驗(yàn)儀器有限公司。
1.3 試驗(yàn)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(diǎn)的鮮菇,除掉沾附的雜質(zhì),用清水沖洗干凈后自然晾干表面水分。分5份,每份500 g進(jìn)行干燥處理。
1.3.2 干燥工藝條件 (1)熱風(fēng)干燥工藝:香菇→前處理→熱風(fēng)干燥(電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱60 ℃條件下干燥至香菇達(dá)到可安全儲(chǔ)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(jī)進(jìn)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(dòng)解析和干燥,干燥時(shí)間為36 h。(3)膨化干燥工藝:膨化Ⅰ,香菇→前處理→預(yù)干燥→測(cè)水分,復(fù)水至40% →膨化干燥→包裝;膨化Ⅱ,香菇→前處理→預(yù)干燥→測(cè)水分,復(fù)水至40% →冷凍→解凍→膨化干燥→包裝;膨化Ⅲ:香菇→前處理→冷凍→預(yù)干燥→測(cè)水分,復(fù)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(shí)間150 min工藝進(jìn)行。
1.4 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法
1.4.1 干燥后香菇水分測(cè)定 采用直接干燥法[15]。
1.4.2 膨化效果測(cè)定 采用比容法,即用超細(xì)石英砂填埋的方法測(cè)定膨化產(chǎn)品的體積[16-17]。稱取一定質(zhì)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(shù),記為V2。膨化效果用下式計(jì)算:
膨化效果(ρ)=
式中,m為香菇質(zhì)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(cè)定 采用色彩色差計(jì)直接測(cè)定[18]。儀器白板色澤為標(biāo)準(zhǔn),依亨特表色系統(tǒng)測(cè)量不同干燥工藝處理的香菇明度指數(shù)L、色品指數(shù)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(lán)。用亮度指數(shù)(L)間接反映色澤好壞,色澤(L)值越大,說明產(chǎn)品顏色越好。
1.4.4 脆度測(cè)定 采用TA.XT.plus型物性測(cè)定儀進(jìn)行質(zhì)構(gòu)(硬度)測(cè)定,參照畢金峰等[17]的方法。測(cè)試模式為:下壓過程中測(cè)量力;測(cè)試前速度:5 mm・s-1;測(cè)試速度:1 mm・s-1;測(cè)試后速度:2 mm・s-1;測(cè)試距離:15 mm;數(shù)據(jù)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(fù)水性測(cè)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(zhì)量(不同工藝稱取質(zhì)量相同)的香菇?jīng)]入其中,15 min后取出,置于篩簍上瀝去表面水分,稱質(zhì)量。
復(fù)水比( R) =
式中,mf表示復(fù)水后樣品質(zhì)量;mg表示復(fù)水前樣品質(zhì)量。
1.4.6 粉碎度測(cè)定 把各種不同處理的香菇放入粉碎機(jī)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(zhì)量,按以下公式計(jì)算粉碎度,粉碎度越大,粉碎效果越好。
粉碎度=篩下質(zhì)量/總質(zhì)量×100%
1.4.7 香菇多糖測(cè)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(jī)粉碎,經(jīng)孔徑0.19 mm的篩,準(zhǔn)確稱取5.000 g于錐形瓶,按料液比1∶20向錐形瓶?jī)?nèi)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(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:準(zhǔn)確吸取1 mg・mL-1葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(cè)定:取樣液1 mL,于50 mL容量瓶中定容,按(2)方法測(cè)定吸光度,計(jì)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(shù);為將ppm換算為%的系數(shù)。
1.4.8 感官評(píng)價(jià) 由10名經(jīng)過培訓(xùn)的感官評(píng)價(jià)員對(duì)經(jīng)不同方式干燥的香菇進(jìn)行感官評(píng)分,主要包括外觀、質(zhì)地、風(fēng)味和總體可接受性(OAA)。感官評(píng)價(jià)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。
2 結(jié)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(chǔ)藏的安全含水率(≤13%)所需時(shí)間分別為:熱風(fēng)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(yàn)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(yīng)原理,使被加工物料內(nèi)部的液體迅速升溫汽化,干燥速度快。3種不同膨化預(yù)處理中Ⅱ組先經(jīng)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(duì)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(jì)算公式知,越小膨化效果越好,熱風(fēng)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(fēng)干燥。冷凍干燥膨化效果顯著高于熱風(fēng)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(fā)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(duì)香菇色澤的影響
不同干燥方式下香菇色澤參數(shù)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(fēng)干燥、膨化干燥Ⅲ。其中冷凍干燥L(fēng)值最大,產(chǎn)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(jìn)行先冷凍后預(yù)干燥褐變明顯,質(zhì)地變化較大,對(duì)產(chǎn)品色澤影響較大。
2.4 不同工藝對(duì)香菇質(zhì)構(gòu)的影響
不同干燥方式和工藝條件對(duì)香菇質(zhì)構(gòu)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(fēng)干燥、冷凍干燥,說明膨化干燥產(chǎn)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(yīng)原理,使被加工物料內(nèi)部的液體迅速升溫汽化、增壓膨脹,同時(shí)依靠氣體的膨脹力,帶動(dòng)組分中高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)變性,從而使之成為具有網(wǎng)狀組織、多孔狀物質(zhì)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(duì)香菇復(fù)水性的影響
不同干燥方式和工藝下香菇復(fù)水性的測(cè)定結(jié)果如圖2所示,可知冷凍干燥復(fù)水比最大為4.63,膨化干燥次之,熱風(fēng)干燥最小僅為1.29。采用SPSS18.0數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,3種干燥方式復(fù)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(fù)水速率與香菇質(zhì)量、體積即與水接觸面積有關(guān),相同質(zhì)量的香菇冷凍處理時(shí)的體積最大,可能是原因之一。通過香菇的復(fù)水性可以預(yù)測(cè)它的溶解性、可沖調(diào)性,為后續(xù)產(chǎn)品深加工提供參考。
2.6 不同工藝對(duì)粉碎效果的影響
不同干燥方式對(duì)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(dá)到84.43%,膨化干燥次之,熱風(fēng)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(xì)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(zhì)地堅(jiān)硬不易粉碎,進(jìn)而導(dǎo)致總的粉碎效果次于冷凍干燥。
2.7 不同干燥工藝對(duì)香菇多糖含量的影響
綜合以上檢測(cè)指標(biāo)分析結(jié)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(jié)果如圖4所示。采用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)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(huì)造成香菇多糖的損失,多糖含量從數(shù)值上由高到低依次為膨化干燥2.81%,冷凍干燥2.51%,熱風(fēng)干燥2.49%。說明經(jīng)膨化干燥的香菇多糖溶出量稍高,這可能是因?yàn)榕蚧稍飼r(shí)造成細(xì)胞的瞬間膨脹、破裂使多糖釋放出來。
2.8 感官評(píng)價(jià)
根據(jù)表1中具體感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)香菇的外觀、質(zhì)地、風(fēng)味和總體可接受性進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用9分制,分?jǐn)?shù)越高,評(píng)價(jià)越好,香菇的感官品質(zhì)越好。由表4可以看出,除冷凍干燥的外觀評(píng)分較高外,膨化干燥的香菇在質(zhì)地、風(fēng)味、總體可接受性方面的評(píng)分均高于熱風(fēng)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(zhì)地松脆;熱風(fēng)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(zhì)地和風(fēng)味各有差異,但總體可接受性評(píng)分均在5.0以上,即都在人們的可接受范圍內(nèi)。
3 結(jié)論與討論
筆者以新鮮香菇為原料,采用熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、膨化干燥等幾種不同干燥工藝對(duì)其進(jìn)行干燥處理,通過對(duì)香菇干燥后的品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),得出經(jīng)不同干燥工藝處理的香菇品質(zhì)有較大差異,其中冷凍干燥的香菇在顏色、膨化效果、復(fù)水性方面較好;膨化干燥速度快,香菇水分含量低,質(zhì)構(gòu)酥脆,復(fù)水性好,香氣純正濃郁,多糖含量高;而經(jīng)熱風(fēng)干燥的香菇各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)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(zhì)最好,其流程即為鮮香菇經(jīng)前處理→預(yù)干燥→復(fù)水→冷凍→解凍→變溫壓差氣流膨化干燥。
由于不同干燥工藝對(duì)香菇品質(zhì)的影響有較大差異,同時(shí)在生產(chǎn)中不同產(chǎn)品對(duì)干制香菇的品質(zhì)要求不盡相同,可根據(jù)需要選擇最合適的方式,如方便面蔬菜包、香菇湯料等產(chǎn)品對(duì)復(fù)水性要求較高,可選擇復(fù)水性最好的冷凍干燥;香菇風(fēng)味醬、五香粉等對(duì)風(fēng)味要求高,可選用膨化干燥。另外,膨化干燥的工藝流程簡(jiǎn)單,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備沒有特別的要求,產(chǎn)量高,成本合理,并且香菇酥脆性最好,營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失少,容易儲(chǔ)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(diǎn)相符,具有極好的開發(fā)與應(yīng)用價(jià)值。本研究可以為開發(fā)不同香菇產(chǎn)品選擇合適的干燥工藝提供理論依據(jù)。隨著人們生活水平的不斷提高,香菇的國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)將會(huì)日益擴(kuò)大,對(duì)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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