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不同干燥方式对香菇品质的影响
摘 要：以新鲜香菇为原料，采用热风干燥、冷冻干燥、膨化干燥等3种方式对其进行干燥处理，研究不同干燥方式对香菇品质的影响，旨在为开发不同香菇产品选择合适的干燥工艺提供理论依据。结果表明：经不同干燥工艺处理的香菇品质有较大差异，其中冷冻干燥的香菇在颜色、膨化效果、复水性方面较好;膨化干燥速度快，香菇水分含量低、结构酥脆、复水性好、香气纯正浓郁、多糖含量最高;而经热风干燥的香菇品质最差。3种膨化工艺中Ⅱ处理的香菇品质最好，其工艺流程为鲜香菇经清洗、切片、预干燥、复水，再经冷冻、解冻，然后进行变温压差气流膨化干燥。生产方便面蔬菜包、香菇汤料等对复水性要求较高的产品可选择复水性好的冷冻干燥;而香菇风味酱、五香粉等对风味要求高，可选用膨化干燥。
关键词：香菇;干燥方式;品质;影响
香菇(Lentinus edodes)，香菇属，又名冬菇、花菇、香蕈、香菌等，是著名的食药兼用菌。味道鲜美，香气沁人，营养丰富，富含蛋白质、矿物质、不饱和脂肪酸、多种维生素，素有“植物皇后”、“菇中之王”的美誉[1-2]。我国对香菇的认识较早，《本草纲目》认为香菇“甘、平、无毒”，《医林篡要》认为香菇“甘、寒、可托痘毒”，《日用本草》认为香菇“益气，不饥，治风破血”[3]。现代研究表明，香菇不仅是美味佳肴，且具有降血脂、抗血栓，降胆固醇，防治肿瘤，增强免疫力，健胃、保肝等保健药用功能，是延年益寿的珍品[4-6]。
香菇是世界第2大食用菌，也是我国出口的拳头产品，早在1997年我国香菇的产量就达到115万t，占到世界总产量的87.2%，成为世界上最大的香菇生产、出口和消费国[2]。鲜香菇质地细嫩，采收后鲜度迅速下降，引起开伞、菌褶褐变、菇体萎缩等，影响风味和商品价值[7]。干燥是食品重要的加工和保藏方式之一，经干制后可方便运输、延长贮藏期、减少损失。鲜香菇经干制后可增加风味，改善色泽，提高商品价值。干燥后的香菇味更香，这是由于干燥过程中发生的一系列复杂的变化，产生了香菇特有的挥发性风味物质[8-10]。
目前，香菇干燥的主要方式为传统的自然晾晒和热风干燥，干燥时间长、外观品质、营养成分破坏较严重，传统干燥方式的缺点促使发展新型干燥技术。冷冻干燥是先将菇体中的水分冻成冰晶，在高真空下将冰直接汽化而除去[11]，因脱水时的温度在冰点以下，故在脱水过程中不改变本身的固体骨架即物理结构，化学物质变化也很小，但冷冻干燥时间长、能耗大、设备较贵[12]。膨化干燥是利用相变和气体的热压效应，使被加工物料内部的液体迅速升温汽化、增压膨胀，同时依靠气体的膨胀力，带动组分中高分子物质结构变性，从而使之成为具有网状组织结构特征的、定型的多孔状物质的过程[13-14]。本试验对香菇的热风干燥、冷冻干燥、膨化干燥等几种干燥工艺和干燥品质进行综合评价，旨在为开发不同产品如香菇粉、调味品、休闲食品等选择合适的干燥工艺方式提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料与试剂
新鲜香菇：采于河南省西峡香菇示范基地;葡萄糖：购于国药集团化学试剂有限公司，分析纯;苯酚：购于天津市江天化工技术有限公司，分析纯。
1.2 仪器与设备
DGX-9073B-2型电热恒温鼓风干燥箱，上海福玛实验设备公司;FD-1A-50冷冻干燥机，北京博医康实验仪器有限公司;QDPH10-1变温压差果蔬膨化干燥机，天津市勤德新材料科技有限公司;SMY-2000型色彩色差仪，北京盛名扬科技开发有限责任公司;TA.XT.plus质构仪，英国SMS公司;900-多功能塑料薄膜封口机，温州市瓯海郭溪剑海包装机械厂;TDL-5型离心机，上海安亭科学仪器厂;TU-1901双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司;SL-100高速多功能粉碎机，浙江省永康市松青五金厂;WHY-2型电热恒温水浴锅，天津市华北实验仪器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 原料前处理 选择菇盖中等大小、色泽自然、菇形完整、无病虫斑点的鲜菇，除掉沾附的杂质，用清水冲洗干净后自然晾干表面水分。分5份，每份500 g进行干燥处理。
1.3.2 干燥工艺条件 (1)热风干燥工艺：香菇→前处理→热风干燥(电热恒温鼓风干燥箱60 ℃条件下干燥至香菇达到可安全储藏的安全含水率)→包装。(2)冷冻干燥工艺：香菇→前处理→冷冻(-20 ℃)→冷冻干燥(冷冻干燥机进行冷冻干燥)→包装。冷冻干燥条件：真空冷冻干燥冷阱温度为-45 ℃、真空度为0.01 kPa，auto 模式自动解析和干燥，干燥时间为36 h。(3)膨化干燥工艺：膨化Ⅰ，香菇→前处理→预干燥→测水分，复水至40% →膨化干燥→包装;膨化Ⅱ，香菇→前处理→预干燥→测水分，复水至40% →冷冻→解冻→膨化干燥→包装;膨化Ⅲ：香菇→前处理→冷冻→预干燥→测水分，复水至40% →膨化干燥→包装。膨化干燥条件：在真空100 Pa条件下，升温至膨化温度105 ℃(表压力)保持5 min后泄压，管道中蒸汽不排出(自然降温)，抽空处理60 min后，脉冲气压处理11次，干燥温度70～75 ℃，抽真空干燥时间150 min工艺进行。
1.4 品质指标测定方法
1.4.1 干燥后香菇水分测定 采用直接干燥法[15]。
1.4.2 膨化效果测定 采用比容法，即用超细石英砂填埋的方法测定膨化产品的体积[16-17]。称取一定质量的香菇放入量筒中，倒入石英砂，没过香菇，读出量筒刻度记为V1，取出香菇再读石英砂体积数，记为V2。膨化效果用下式计算：
膨化效果(ρ)=
式中，m为香菇质量，g;V1为香菇与石英砂总体积，mL;V2为石英砂体积，mL。
1.4.3 色泽测定 采用色彩色差计直接测定[18]。仪器白板色泽为标准，依亨特表色系统测量不同干燥工艺处理的香菇明度指数L、色品指数a、b。其中L表示黑白(亮暗)，范围从0(黑)到100(白);a表示红绿，b表示黄蓝。用亮度指数(L)间接反映色泽好坏，色泽(L)值越大，说明产品颜色越好。
1.4.4 脆度测定 采用TA.XT.plus型物性测定仪进行质构(硬度)测定，参照毕金峰等[17]的方法。测试模式为：下压过程中测量力;测试前速度：5 mm・s-1;测试速度：1 mm・s-1;测试后速度：2 mm・s-1;测试距离：15 mm;数据采集速率：500次・s-1;阈值：5 g;探头：球型P/100。线性距离即代表酥脆性，线性距离越大，说明酥性越好;峰值表示硬度。
1.4.5 复水性测定 参照王荣梅[19]方法，分别向200 mL烧杯注入100 mL蒸馏水，称一定质量(不同工艺称取质量相同)的香菇没入其中，15 min后取出，置于筛篓上沥去表面水分，称质量。
复水比( R) =
式中，mf表示复水后样品质量;mg表示复水前样品质量。
1.4.6 粉碎度测定 把各种不同处理的香菇放入粉碎机中相同条件下粉碎，过孔径0.19 mm的筛，分别称量筛上与筛下质量，按以下公式计算粉碎度，粉碎度越大，粉碎效果越好。
粉碎度=筛下质量/总质量×100%
1.4.7 香菇多糖测定 采用苯酚―硫酸法[20-21]。
(1)样液制备：将制备的香菇成品用粉碎机粉碎，经孔径0.19 mm的筛，准确称取5.000 g于锥形瓶，按料液比1∶20向锥形瓶内加入100 mL水，然后将样品一并放入90 ℃水浴锅中浸提3 h，冷却，4 000 r・min-1离心10 min，取上清液10 mL于100 mL容量瓶中定容，备用。
(2)标准曲线绘制：准确吸取1 mg・mL-1葡萄糖标准溶液1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL置于50 mL容量瓶定容。分别吸取该系列溶液2 mL于具塞试管中，各加入苯酚试液1 mL，摇匀，迅速加入浓硫酸5 mL，放置5 min后，置于沸水浴，加热60 min，冷却后于490 nm比色，绘制标准曲线。得到曲线方程为y=0.261 8x+0.034 52，R2=0.999 6。
(3)香菇多糖的含量测定：取样液1 mL，于50 mL容量瓶中定容，按(2)方法测定吸光度，计算含量。
多糖含量(%)=c×N×10-4
式中，c为从回归方程求得的多糖浓度，ppm;N为稀释倍数;为将ppm换算为%的系数。
1.4.8 感官评价 由10名经过培训的感官评价员对经不同方式干燥的香菇进行感官评分，主要包括外观、质地、风味和总体可接受性(OAA)。感官评价采用9分制，平均分低于5，该样品不可接受，表1为具体的感官评分标准。
2 结果与分析
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储藏的安全含水率(≤13%)所需时间分别为：热风干燥24 h，冷冻干燥36 h，膨化干燥工艺仅215 min。说明在此试验条件下，膨化干燥脱水速度快，脱水效果最好。由于膨化是利用相变和气体的热压效应原理，使被加工物料内部的液体迅速升温汽化，干燥速度快。3种不同膨化预处理中Ⅱ组先经冷冻再膨化干燥的含水量最低，由于膨化干燥条件一样，说明Ⅱ流程脱水速度快。
2.2 不同干燥工艺对膨化效果的影响
在不同干燥方式和工艺下，香菇的膨化效果如图1所示。由膨化效果计算公式知，越小膨化效果越好，热风干燥、冷冻干燥、膨化Ⅰ、膨化Ⅱ、膨化Ⅲ的值依次为：0.495，0.092，0.295，0.265， 0.393，即膨化效果依次为冷冻干燥>膨化干燥Ⅱ>膨化Ⅰ>膨化Ⅲ>热风干燥。冷冻干燥膨化效果显著高于热风干燥及膨化干燥(P<0.05)，由于冷冻干燥是先将香菇体中的水分冻成冰晶，在高真空下将冰直接汽化除去，体积不发生变化，与新鲜香菇体积基本相同。膨化干燥几种方式中Ⅰ和Ⅱ之间无差异，与Ⅲ差异显著(P<0.05)，其中Ⅱ处理组膨化效果较好。
2.3 不同工艺对香菇色泽的影响
不同干燥方式下香菇色泽参数值如表2所示，由表2可知3种干燥方式颜色由浅到深(即L值由大到小)依次为：冷冻干燥、膨化干燥Ⅰ、膨化干燥Ⅱ、热风干燥、膨化干燥Ⅲ。其中冷冻干燥L值最大，产品颜色最好;膨化干燥Ⅲ的色泽颜色最黑，说明膨化处理工艺中进行先冷冻后预干燥褐变明显，质地变化较大，对产品色泽影响较大。
2.4 不同工艺对香菇质构的影响
不同干燥方式和工艺条件对香菇质构的影响如表3所示，可以看出不同干燥方式下峰值和线性距离由大到小依次为膨化干燥、热风干燥、冷冻干燥，说明膨化干燥产品硬度、酥脆性最好。可能由于膨化是利用相变和气体的热压效应原理，使被加工物料内部的液体迅速升温汽化、增压膨胀，同时依靠气体的膨胀力，带动组分中高分子物质的结构变性，从而使之成为具有网状组织、多孔状物质的过程[13]。3种膨化工艺线性距离和最大值由大到小依次为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ，说明膨化工艺Ⅱ处理较好。
2.5 不同工艺对香菇复水性的影响
不同干燥方式和工艺下香菇复水性的测定结果如图2所示，可知冷冻干燥复水比最大为4.63，膨化干燥次之，热风干燥最小仅为1.29。采用SPSS18.0数据处理软件对结果进行分析，3种干燥方式复水比差异显著(P<0.05)，3种膨化工艺之间差异不显著(P >0.05)。由于复水速率与香菇质量、体积即与水接触面积有关，相同质量的香菇冷冻处理时的体积最大，可能是原因之一。通过香菇的复水性可以预测它的溶解性、可冲调性，为后续产品深加工提供参考。
2.6 不同工艺对粉碎效果的影响
不同干燥方式对香菇粉碎度的影响如图3所示。粉碎度越大，粉碎效果越好，由图4可看出冷冻干燥粉碎效果最好，达到84.43%，膨化干燥次之，热风干燥最小，3种干燥方式之间差异显著(P<0.05)。3种膨化干燥工艺中Ⅱ与Ⅲ差异不显著(P >0.05)，而与Ⅰ有显著差异。可能由于采用冷冻干燥的香菇柄也能够粉碎的很细碎，可以通过筛子，而膨化处理的香菇菇盖很容易粉碎并且颗粒很微小，但菇柄质地坚硬不易粉碎，进而导致总的粉碎效果次于冷冻干燥。
2.7 不同干燥工艺对香菇多糖含量的影响
综合以上检测指标分析结果知，3种膨化工艺中Ⅱ处理效果最好，仅选该组与另外两种干燥方式比较多糖含量，结果如图4所示。采用数据处理软件对结果进行分析，各干燥工艺的多糖含量无显著差异(P >0.05)。由于这几种物理工艺处理并不会造成香菇多糖的损失，多糖含量从数值上由高到低依次为膨化干燥2.81%，冷冻干燥2.51%，热风干燥2.49%。说明经膨化干燥的香菇多糖溶出量稍高，这可能是因为膨化干燥时造成细胞的瞬间膨胀、破裂使多糖释放出来。
2.8 感官评价
根据表1中具体感官评价标准，对香菇的外观、质地、风味和总体可接受性进行评价。采用9分制，分数越高，评价越好，香菇的感官品质越好。由表4可以看出，除冷冻干燥的外观评分较高外，膨化干燥的香菇在质地、风味、总体可接受性方面的评分均高于热风干燥及冷冻干燥。其中膨化干燥的香菇香气最为浓厚纯正，芳香扑鼻，菇体表面平整，色泽均匀，质地松脆;热风干燥香味次之;冷冻干燥还保留新鲜香菇的气味，芳香味最淡。3种干燥方式虽然外观、质地和风味各有差异，但总体可接受性评分均在5.0以上，即都在人们的可接受范围内。
3 结论与讨论
笔者以新鲜香菇为原料，采用热风干燥、冷冻干燥、膨化干燥等几种不同干燥工艺对其进行干燥处理，通过对香菇干燥后的品质进行综合评价，得出经不同干燥工艺处理的香菇品质有较大差异，其中冷冻干燥的香菇在颜色、膨化效果、复水性方面较好;膨化干燥速度快，香菇水分含量低，质构酥脆，复水性好，香气纯正浓郁，多糖含量高;而经热风干燥的香菇各项品质指标均不如冷冻干燥及膨化干燥。3种膨化工艺Ⅱ中香菇的品质最好，其流程即为鲜香菇经前处理→预干燥→复水→冷冻→解冻→变温压差气流膨化干燥。
由于不同干燥工艺对香菇品质的影响有较大差异，同时在生产中不同产品对干制香菇的品质要求不尽相同，可根据需要选择最合适的方式，如方便面蔬菜包、香菇汤料等产品对复水性要求较高，可选择复水性最好的冷冻干燥;香菇风味酱、五香粉等对风味要求高，可选用膨化干燥。另外，膨化干燥的工艺流程简单，对生产设备没有特别的要求，产量高，成本合理，并且香菇酥脆性最好，营养素损失少，容易储藏及易于消化吸收，与休闲食品的要求――口感好、香浓、酥脆、口味丰富，易于消化吸收等特点相符，具有极好的开发与应用价值。本研究可以为开发不同香菇产品选择合适的干燥工艺提供理论依据。随着人们生活水平的不断提高，香菇的国内国际市场将会日益扩大，对香菇及其加工品、保健品的需求量迅速增加，香菇制品前景诱人。
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