熱風干燥制作雙孢蘑菇粉工藝

黃 凡，劉 瑩，張晶晶，袁 巖，黃 文*

(華中農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，湖北 武漢 430070)

雙孢蘑菇(Agaricus bisporus)又名口蘑、白蘑菇、洋蘑菇，是一種高蛋白、低脂肪、低熱能、高營養(yǎng)價值的保健食品。雙孢蘑菇是目前唯一全球性栽培的食用菌，其產(chǎn)量占食用菌總量的70%，雖然產(chǎn)量很大，但是由于雙孢蘑菇達到生理成熟后的子實體保鮮期短且容易褐變，導致其商品性降低[1-5]。目前雙孢菇的加工一直沿襲傳統(tǒng)的加工方法，如罐頭、腌制品等，這些已難以滿足消費者的需求，而且也難以獲得更高效益，因此，急需開發(fā)新型的雙孢蘑菇產(chǎn)品來滿足市場的需求。雙孢蘑菇粉具有果蔬粉，營養(yǎng)豐富，食用和保藏方便，以及便于后期加工等特點，能夠添加到面條、餅干等食品中，雙孢蘑菇粉的開發(fā)對于提高其市場價值有著極其重要的意義。

目前，中國出口雙孢蘑菇的干制方法，以常壓熱風干燥法和真空冷凍干燥法為主[6]，研究發(fā)現(xiàn)[7]，不同的干燥方式對雙孢蘑菇的色澤影響很大，例如：冷凍干燥的雙孢蘑菇色澤均一，呈純白色，而熱風干燥的則菇體色澤發(fā)黃，營養(yǎng)成分相比前者有明顯降低；林啟訓等[8]運用氣調(diào)干制設備，N2、CO2替代一部分O2能有效的降低雙孢蘑菇在脫水過程中的褐變和營養(yǎng)成分的損失；楊薇等[9]比較了熱風干燥、微波對流干燥和微波真空干燥對雙孢蘑菇色澤的影響，發(fā)現(xiàn)熱風干燥蘑菇的顏色最接近新鮮蘑菇，其次是微波真空干燥，微波對流干燥的色質(zhì)最差。目前，熱風干燥對雙孢蘑菇粉的影響則未有報道。

真空冷凍干燥法相比熱風干燥法，所生產(chǎn)的蘑菇粉質(zhì)量好，但因其設備投資高，且耗電量要比熱風干燥大得多，因此限制了其在雙孢蘑菇粉加工過程中的應用。本實驗研究熱風干燥制作雙孢蘑菇粉的工藝，有效地抑制了雙孢蘑菇粉加工過程中的褐變，制作出了一種色澤與營養(yǎng)俱佳的雙孢蘑菇粉，以期為雙孢蘑菇粉的熱風干燥技術的應用和工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮雙孢蘑菇 華中農(nóng)業(yè)大學集貿(mào)市場；檸檬酸(食品級)、抗壞血酸(食品級)、異抗壞血酸鈉(食品級) 市售；L-半胱氨酸、亞硫酸鈉、濃硫酸、石油醚、氫氧化鈉、苯酚均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設備

722型分光光度計 上海光譜儀器有限公司；1712型精密分析天平 美國Sarterius 公司；TCS-200電子天平 武漢電子秤重儀器公司；HH-6型恒溫水浴鍋 常州市國華電器有限公司；數(shù)顯鼓風干燥箱 上海博訊實業(yè)有限公司；Ultra Scan XE型色度測定儀 美國Hunter Lab公司。

1.3 方法

1.3.1 雙孢蘑菇粉加工工藝流程

新鮮雙孢蘑菇→清洗→切片→護色→熱風干燥→粉碎→過篩→包裝

1.3.2 操作要點

原料的選擇與預處理：選擇新鮮的雙孢蘑菇，清洗干凈，然后切成蘑菇片。

粉碎：干燥制得的蘑菇片用多功能粉碎機進行粉碎，過100目篩，即制成雙孢蘑菇粉。

1.3.3 單因素及正交試驗設計

將瀝干后的蘑菇片放入鼓風干燥箱中干燥，干燥箱的風速為1m/s，干燥時間為7h，分別考察熱風干燥溫度、切片厚度和裝料量對雙孢蘑菇色度的影響。

將VC、L-半胱氨酸、亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸等作為護色劑，配制成護色液，將切好的蘑菇片浸泡在護色液中，進行單因素試驗。在單因素試驗基礎上，選取亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉和檸檬酸作三因素三水平正交試驗，以雙孢蘑菇色度作為考察指標。

1.3.4 指標測定

營養(yǎng)成分的測定：參照食品分析[10]和糖復合物生化研究技術[11]進行測定。

色度的測定：將雙孢蘑菇粉裝入自封袋，采用色度儀讀取雙孢蘑菇粉的L*值(白度)、a*值(紅度)、b*值(黃度)。

密度的測定：取10g雙孢蘑菇粉，裝入50mL量筒中，振蕩量筒，使其分布均勻，然后靜置1h，讀取10g蘑菇粉的體積，由公式ρ=m/V，計算雙孢蘑菇粉的密度。

流動性的測定：取10g雙孢蘑菇粉，按照范方宇[12]的方法進行測定。

吸水性和吸油性的測定[13]：稱取0.5g雙孢蘑菇粉于離心管中，分別加入水或油10mL振蕩混合30s，室溫靜置30min后，以3000r/min離心30min，計算每克樣品的吸水和吸油體積。

乳化性和乳化穩(wěn)定性的測定：參照Coffman[14]、張旻[15]等的方法進行測定。

2 結果與分析

2.1 干燥溫度對雙孢蘑菇粉色度的影響

雙孢蘑菇切成厚3mm的片狀，裝料量為40g/dm2條件時，采用不同的干燥溫度制作雙孢蘑菇粉，測定干燥后雙孢蘑菇粉的色度L*值，其結果如圖1所示。

圖 1 干燥溫度對雙孢蘑菇粉色澤的影響Fig.1 Effect of drying temperature on color of Agaricus bisporus powder

由圖1可知，干燥溫度顯著影響蘑菇粉的L*值(白度)，在50℃時，蘑菇粉的L*值最大，色澤最好，隨著溫度升高，蘑菇粉的L*值顯著降低。其原因是：溫度是影響褐變的重要因素，溫度越高，褐變速率越快，雙孢蘑菇粉色澤越差。因此，選擇50℃為最佳干燥溫度。

2.2 切片厚度對雙孢蘑菇粉色度的影響

熱風干燥溫度50℃，裝料量40g/dm2的條件下，采用不同切片厚度的雙孢蘑菇片制作雙孢蘑菇粉，測定干燥后雙孢蘑菇粉的色度L*值，結果如圖2所示。

圖 2 切片厚度對雙孢蘑菇粉色澤的影響Fig.2 Effect of slice thickness on color of Agaricus bisporus powder

由圖2可知，雙孢蘑菇片的厚度影響雙孢蘑菇粉的色度，隨著厚度的增加，L*值降低。當厚度從2mm增加到3mm時，L*值降低了1.7，但是當厚度增加到4mm時，L*值則降低了4.2，降低趨勢比較顯著。其原因是：雙孢蘑菇片的厚度越大，在干燥過程中水分遷移距離增大，所需的干燥時間增長，褐變程度加深，雙孢蘑菇粉色澤降低。因此，選擇雙孢蘑菇切片厚度為2mm。

2.3 裝料量對雙孢蘑菇粉色度的影響

熱風干燥溫度50℃、雙孢蘑菇切成厚3mm的片狀條件下，在不同雙孢蘑菇裝料量的條件下制作雙孢蘑菇粉，測定其色度L*值，其結果如圖3所示。

圖 3 裝料量對雙孢蘑菇粉色澤的影響Fig.3 Effect of loading volume on color of Agaricus bisporus powder

由圖3可知，單位面積裝料量影響雙孢蘑菇粉的L*值，隨著裝料量的增加，L*值逐漸降低，裝料量在20～40g/dm2時，L*值降低速率緩慢，但是超過40g/dm2時，下降速率則比較顯著。其原因是：裝料量過多，阻礙了水蒸氣的擴散，干燥箱中的濕度變大，所需干燥時間變長，加劇了雙孢蘑菇的褐變。因此，選擇裝料量為40g/dm2。

2.4 燙漂處理對雙孢蘑菇粉色度的影響

圖 4 燙漂工藝對蘑菇粉色澤的影響Fig.4 Effect of blanching on color of Agaricus bisporus powder

許多學者對食用菌脫水干制過程的褐變機理進行實驗分析，認為多酚氧化酶和過氧化物酶是導致干燥過程食用菌褐變的主要原因[16-17]。一般采用滅酶的方式來抑制其發(fā)生酶促褐變。雙孢蘑菇片經(jīng)燙漂處理，多酚氧化酶等酶失活，能有效的抑制雙孢蘑菇在干燥過程中的酶促褐變，所以理論上燙漂處理對雙孢蘑菇粉色澤有一定的保護作用[18]。

雙孢蘑菇切片厚度3mm、裝料量為40g/dm2條件下，采用不同的燙漂時間的雙孢蘑菇片制作蘑菇粉，測定50℃和60℃干燥后蘑菇粉的色度(L*值和b*值)，其結果如圖4所示。

由圖4可知，干燥溫度50℃和60℃條件下，經(jīng)燙漂處理制得的蘑菇粉的L*值相對于未燙漂的都降低，而且燙漂時間越長，L*值越低；b*值也是隨著燙漂時間增加不斷的升高。燙漂處理使得干燥后的蘑菇粉白度降低，黃度增加，褐變更加嚴重，原因可能是：1)高溫燙漂使得雙孢蘑菇組織結構破壞，更多內(nèi)部的組織暴露在空氣中，加劇了褐變[19]；2)熱風干燥過程中，非酶促褐也起著關鍵的作用，而燙漂處理則加劇了非酶促褐變的速率。

2.5 雙孢蘑菇護色劑的選擇

雙孢蘑菇粉加工過程中不適合進行燙漂處理，為了抑制雙孢蘑菇在干燥過程中酶促和非酶促褐變，分別選擇VC、L-半胱氨酸、亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸作為護色劑，研究每種護色劑的護色效果，篩選出護色效果較好的護色劑，然后進行復配，研究出較適宜的護色劑配方，其結果如表1所示。

表1 不同護色劑對雙孢蘑菇粉色澤的影響Table 1 Effect of color-protection solution on color of Agaricus bisporus powder

由表1可知，VC、L-半胱氨酸、亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸5種護色劑都能在一定程度上提高雙孢蘑菇粉的色澤，其中經(jīng)檸檬酸、亞硫酸鈉和D-異抗壞血酸鈉溶液護色的雙孢蘑菇粉色澤最好，L*值更高，b*值更低，所以選擇這3種進行復配，對雙孢蘑菇進行護色。

2.6 復合護色劑對雙孢蘑菇粉色度的影響

采用亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸進行復配，測定復合護色劑對雙孢蘑菇粉色度的影響，其結果如表2所示。

由表2可知：當護色液組合為A2B2C1，即亞硫酸鈉為0.1g/100mL、D-異抗壞血酸鈉0.3g/100mL、檸檬酸0.05g/100mL時，雙孢蘑菇粉具有最高的L*值，即蘑菇粉的色澤越白。由極差值可知，3種護色劑中，亞硫酸鈉對L*值的影響最大，其次是檸檬酸，最后是D-異抗壞血酸鈉。

當護色液組合為A2B3C1，即亞硫酸鈉為0.1g/100mL、D-異抗壞血酸鈉0.4g/100mL、檸檬酸0.05g/100mL時，雙孢蘑菇粉具有最低的b*值，即雙孢蘑菇的黃度越小。由極差值可知，3種護色劑中，檸檬酸對b*值的影響最大，其次是亞硫酸鈉，最后是異抗壞血酸鈉。

表2 正交試驗設計與結果Table 2 Results of orthogonal test

綜合考慮L*值和b*值，選擇亞硫酸鈉0.1g/100mL、D-異抗壞血酸鈉0.3g/100mL、檸檬酸0.05g/100mL作為最適宜的護色劑，對雙孢蘑菇進行護色處理。經(jīng)驗證，經(jīng)該護色劑處理得到的蘑菇粉的色澤是L*值85.24、a*值2.05、b*值13.14，明顯優(yōu)于其他的組合。

2.7 雙孢蘑菇粉品質(zhì)特性的分析

表3 熱風干燥和冷凍干燥對雙孢蘑菇粉營養(yǎng)成分和色度的影響Table 3 Comparison of the effect of hot air drying and freeze-drying on nutritional components and chrominance of Agaricus bisporus powder

由表3可知，熱風干燥相比冷凍干燥，雙孢蘑菇粉的營養(yǎng)成分都略有降低，但是除了粗多糖之外，其他的成分的減少都不明顯；在色澤方面，兩者差距還是比較明顯的，熱風干燥的雙孢蘑菇粉色澤略差，白度出現(xiàn)降低，黃度略有增加，但是L*值達到了85.24，色澤已較為理想。

表4 熱風干燥和冷凍干燥對雙孢蘑菇粉功能特性的影響Table 4 Effect of hot air drying and freeze-drying on functional properties of Agaricus bisporus powder

由表4可知，不同干燥方式對蘑菇粉密度、流動性、吸水性和吸油性有明顯的影響，其中冷凍干燥的雙孢蘑菇粉的密度較小，流動性好，吸水性和吸油性也是明顯優(yōu)于熱風干燥的雙孢蘑菇粉，其原因是因為凍干的蘑菇粉組織結構比較疏松，內(nèi)部還是依然保留了微孔結構[20]。干燥方式對雙孢蘑菇粉的乳化性和乳化穩(wěn)定性的影響不明顯，差異微小。

3 結 論

3.1 雙孢蘑菇粉生產(chǎn)的最佳工藝條件為熱風干燥溫度50℃、雙孢蘑菇切片厚度2mm、裝載量40g/dm2；雙孢蘑菇適宜的護色液配方是為亞硫酸鈉0.1g/100mL、D-異抗壞血酸鈉0.3g/100mL、檸檬酸0.05g/100mL。

3.2 燙漂處理會加劇雙孢蘑菇在干燥過程中的褐變，雙孢蘑菇粉加工過程中不適合燙漂處理。

3.3 熱風干燥制得的雙孢蘑菇粉與冷凍干燥的相比，色澤、營養(yǎng)價值和功能特性都略微降低。

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