不同干燥方式對(duì)金針菇品質(zhì)及多酚氧化酶活性的影響

王曉敏,呂瑞娜,黃 靜,李長(zhǎng)田

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食藥用菌教育部工程研究中心,吉林長(zhǎng)春 130118)

金針菇[Flammulinafiliformis]是我國(guó)主要的栽培食用菌之一,2015年產(chǎn)量在我國(guó)食用菌中排名第四達(dá)261萬噸[1]。金針菇營(yíng)養(yǎng)豐富,包括碳水化合物,維生素,蛋白質(zhì),無機(jī)鹽,脂肪,膳食纖維,胡蘿卜素,微量元素等[2]。新鮮金針菇保質(zhì)期短,通常采摘三天后就會(huì)發(fā)生褐變,多酚氧化酶是導(dǎo)致其酶促褐變的主要酶類,主要存在于金針菇體內(nèi),酶促褐變嚴(yán)重影響金針菇的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和商品價(jià)值。生產(chǎn)中通過降低多酚氧化酶的活來抑制酶促褐變[3-4],干燥是抑制多酚氧化酶活性的有效方法之一[5-6],也是食品深加工中被廣泛用到的方式[7]。金針菇經(jīng)干制后便于運(yùn)輸、延長(zhǎng)保質(zhì)期、降低損失,干燥后的食品可增加風(fēng)味,改善色澤,從而提高商品價(jià)值[8-10]。

目前金針菇的干燥方式有熱風(fēng)干燥,真空冷凍干燥,自然干燥,微波干燥等方法。唐秋實(shí)等[11]通過不同的干燥方式對(duì)金針菇子實(shí)體揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥能較好保持鮮金針菇風(fēng)味。張明等[12]研究了不同干燥方式對(duì)金針菇菇根粉物理性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥下菇根粉色澤保持最好。辛燕花[13]通過不同干燥方式對(duì)金針菇進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥對(duì)金針菇的品質(zhì)和抗氧化酶活性影響最小。卜召輝[14]通過對(duì)金針菇脫水干燥工藝的研究,得出相應(yīng)脫水干燥工藝參數(shù),建立了快速有效的脫水干燥工藝。楊德等[15]通過不同的干燥方式對(duì)金針菇進(jìn)行比較,真空冷凍干燥樣品品質(zhì)最好。

本研究通過恒溫?zé)犸L(fēng)干燥,變溫?zé)犸L(fēng)干燥,真空冷凍干燥,自然干燥,微波干燥這5種干燥方式對(duì)金針菇進(jìn)行干燥,對(duì)金針菇的感官品質(zhì)、復(fù)水率、膨化率、粉碎率,營(yíng)養(yǎng)成分以及多酚氧化酶活性進(jìn)行了測(cè)定比較,對(duì)金針菇的保藏和進(jìn)深加工選擇適宜的干燥方式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮金針菇 購于吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)北門地下超市;葡萄糖,2,4-二硝基苯肼,抗壞血酸,分析純 均購于國(guó)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司;85%磷酸,濃硫酸,苯酚,無水乙醇,鄰苯二酚,磷酸氫二鉀,磷酸二氫鉀,分析純 均購于北京化工廠;考馬斯亮藍(lán) 分析純,上海源葉生物公司;牛血清蛋白粉末 分析純,飛凈生物公司。80目石英砂粉末 智力環(huán)保公司。

HH-3A型數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國(guó)宇儀器制造廠;TG16W型離心機(jī) 湘智離心機(jī)儀器有限公司;352型酶標(biāo)儀 芬蘭Labsystems Multiskan;GZX-9070MBE型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博訊公司;FW100型高速萬能粉碎機(jī) 天津華鑫儀器廠;FD-2C型冷凍干燥機(jī) 北京博弈康儀器有限公司;BS210型電子天平 蘇州賽恩斯儀器有限公司;NN-K587WS型微波爐 松下電器株式會(huì)社。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 金針菇的干燥

1.2.1.1 恒溫?zé)犸L(fēng)干燥 取200 g金針菇平鋪于烘箱中,以50 ℃于鼓風(fēng)干燥箱中,測(cè)定該溫度下的樣品質(zhì)量,30 min測(cè)量一次樣品質(zhì)量,至兩次稱量變化小于0.1 g取出備用。

1.2.1.2 變溫?zé)犸L(fēng)干燥 取200 g金針菇樣品平鋪于烘箱中,溫度設(shè)定為40 ℃,每1 h測(cè)定一次樣品的質(zhì)量,每2 h將干燥溫度提高5 ℃,最高將溫度提高到60 ℃,至兩次稱量變化小于0.1 g取出備用。

1.2.1.3 真空冷凍干燥 取200 g金針菇平鋪于冷凍干燥機(jī)托盤內(nèi),冷井溫度-50 ℃,每3 h稱重一次,至兩次稱量變化小于0.1 g取出備用。

1.2.1.4 微波干燥 參考唐秋實(shí)的方法[11]:啟動(dòng)微波爐,金針菇子實(shí)體放入微波爐中加熱,功率700 W,每5 min稱量一次,至質(zhì)量無明顯變化取出備用。

1.2.1.5 自然干燥 試驗(yàn)時(shí)氣溫12～24 ℃,東北風(fēng)3級(jí),相對(duì)濕度28%,將200 g金針菇平鋪于陽光直接照射的平面上,每間隔30 min稱量一次,保證陽光會(huì)直射樣品。至兩次稱量變化小于0.1 g取出備用。

甲洛洛便抱著小阿布坐在營(yíng)業(yè)部門口的木樁上，他今天特別開心：小阿布，你的糖是從哪兒來的啊，是不是爺爺給你的留著沒舍得吃。小阿布認(rèn)真起來：這是阿爸給害病的哥哥吃的，讓我看見了，阿爸才給了我一小點(diǎn)，讓我吃完才準(zhǔn)出門，還不許我告訴任何人家里有糖，不然餓鬼會(huì)把我吃掉。我想到爺爺，就悄悄的把糖藏了一半。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

1.2.2.1 感官評(píng)價(jià) 感官評(píng)價(jià)參照張樂[16]的方法,請(qǐng)10名感官評(píng)價(jià)員,對(duì)不同方式干燥的金針菇的外觀、質(zhì)地、風(fēng)味和可接受性進(jìn)行評(píng)測(cè)。評(píng)價(jià)采用10分制,表1為具體的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria of sensory evaluation

1.2.2.2 復(fù)水率 復(fù)水率參照王榮梅[17]的方法,稱取一定質(zhì)量的干燥樣品,使樣品沒入蒸餾水中,10 min后取出,瀝去表面水分,測(cè)定復(fù)水后的質(zhì)量。復(fù)水率計(jì)算公式如下:

式(1)

式中:R表示復(fù)水率,%;m1表示復(fù)水前樣品質(zhì)量,g;m2表示復(fù)水后樣品質(zhì)量,g。

1.2.2.3 膨化率 膨化率采用比容法[18-19]測(cè)定,將金針菇樣品干燥前后分別放入量筒中,倒入80目超細(xì)石英砂,完全淹沒樣品,再取出金針菇,兩次刻度的差值即為樣品的體積。膨化率計(jì)算公式如下:

式(2)

式中:ρ表示膨化率,%;V1表示干燥前樣品體積,mL;V表示干燥后樣品體積,mL。

1.2.2.4 粉碎率 粉碎度參照參考張樂[17]的方法,稱取一定質(zhì)量不同處理的金針菇樣品,在相同條件下用粉碎機(jī)粉碎5 min,過孔徑0.18 mm的篩,測(cè)定過篩的質(zhì)量,按粉碎度公式計(jì)算粉碎度,粉碎度公式如下:

式(3)

式中:C表示粉碎率,%;m1表示粉碎前樣品質(zhì)量,g;m2表示過篩樣品質(zhì)量,g。

1.2.2.6 粗多糖含量 采用苯酚-酸法[20]測(cè)定。取0.1 g干菇粉末加入10 mL蒸餾水研磨,90 ℃水浴3 h,5000 r/min離心10 min,取上清液5 mL加入15 mL無水乙醇,閉蓋醇沉24 h,5000 r/min離心10 min,取沉淀加40 mL蒸餾水溶解,取溶液2 mL加入5%苯酚1 mL混勻,緩慢加入濃硫酸5 mL搖勻冷卻20 min,放入酶標(biāo)儀于490 nm比色。標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.0401x+0.1442,R2=0.9909。

1.2.2.7 粗蛋白含量 采用考馬斯亮藍(lán)法[21]測(cè)定。取0.1 g干菇粉末加入1 mL 0.9% NaCl溶液研磨,4 ℃放置24 h后12000 r/min離心10 min,取上清液0.1 mL加入0.9 mL 0.9% NaCl溶液混勻,加入5 mL考馬斯亮藍(lán)染色,放入酶標(biāo)儀中于595 nm比色。標(biāo)準(zhǔn)曲線:y=0.0041x+1.2951,R2=0.9959。

1.2.2.8 維生素C含量 采用2.4-二硝基苯肼法[22]測(cè)定。取10 g干菇粉末加入10 mL 1%草酸研磨,用1%草酸配平至100 mL后過濾,取25 mL濾液加入2 g活性炭振搖2 min,取10 mL氧化提取液加入10 mL 2%硫脲。在3個(gè)試管中加入4 mL稀釋液,1個(gè)試管作為空白,其余試管中加入1 mL 2% 2,4-二硝基苯肼溶液,37 ℃水浴3h,空白管取出冷到室溫,加入2 mL 2% 2,4-二硝基苯肼溶液,室溫放置15 min后冰浴,其余管直接放入冰水冷卻,加入5 mL 90%硫酸,室溫放置30 min,于500 nm處比色。標(biāo)準(zhǔn)曲線:y=0.157x-0.0009,R2=0.9905。

式(4)

式中:U表示維生素C保留率,%;w1新鮮樣品維生素C含量,mg/100 g;w2干燥后樣品維生素C含量,mg/100 g。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 23.0數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,并用鄧肯多重檢驗(yàn)(Duncan’s multiple range test)對(duì)不同樣品間的顯著差異性(P<0.05)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥工藝對(duì)金針菇的感官影響評(píng)價(jià)

根據(jù)表1的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)不同處理的金針菇干制品的質(zhì)地,外觀,口感和可接受性上進(jìn)行評(píng)價(jià)得到表2中的評(píng)分。真空冷凍干燥的干制品在外觀與口感和可接受性上,均高于其他方式干燥的樣品。真空冷凍干燥的樣品呈現(xiàn)白色,菇體表面平整基本無收縮,金針菇結(jié)構(gòu)完整,復(fù)水后口感較好,菇香最濃,質(zhì)地柔軟;自然干燥次之,子實(shí)體呈現(xiàn)淡黃色,收縮較小,香味較濃。兩種熱風(fēng)干燥樣品呈黃色,結(jié)構(gòu)收縮較多,質(zhì)地密,復(fù)水后口感一般;微波干燥,菇體呈深褐色,結(jié)構(gòu)收縮嚴(yán)重,質(zhì)地堅(jiān)硬,香味明顯變淡,口感最差。與文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)論一致[13],分析原因?yàn)椴煌稍锓绞綔囟拳h(huán)境不同,對(duì)干制品的膨化率,粉碎率和復(fù)水率產(chǎn)生影響,進(jìn)而導(dǎo)致其感官評(píng)價(jià)產(chǎn)生差異。

表2 不同干制方法金針菇干制品的感官評(píng)價(jià)(分)Table 2 Sensory evaluation of dried F. filiformisunder different drying methods(score)

2.2 不同干燥方式對(duì)金針菇收縮率、復(fù)水率和粉碎率的影響

膨化率方面,由表3可知,在不同干制條件下,金針菇樣品的膨化率差異顯著(P<0.05)。真空冷凍干燥樣品的膨化率最高(84.52%),其次是自然干燥(29.62%)。冷凍干燥的原理是將金針菇樣品中的水分在低溫狀態(tài)下凍成冰晶,再在真空狀態(tài)下將冰直接汽化除去[24],體積發(fā)生變化較低,使得金針菇樣品的細(xì)胞結(jié)構(gòu)得到了較為完整的保存,因此膨化率較高。自然干燥時(shí)間雖然較長(zhǎng),但在自然環(huán)境中并沒有受到較大外界作用力的破壞,使得其細(xì)胞結(jié)構(gòu)較為完整。而恒溫?zé)犸L(fēng)干燥(18.89%),變溫?zé)犸L(fēng)干燥(17.48%)和微波干燥(22.74%)由于長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境下,使得金針菇的細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到了破壞,結(jié)構(gòu)皺縮,導(dǎo)致其膨化率變低。粉碎率方面,在不同干制條件下,金針菇樣品的粉碎率差異顯著(P<0.05)。粉碎率最高的為真空冷凍干燥(76.37%),其次為自然干燥(46.36%)。由于膨化率較高,細(xì)胞結(jié)構(gòu)較為完整,干制品密度更低,結(jié)構(gòu)更為疏松,因此粉碎率較高。而恒溫?zé)犸L(fēng)干燥(35.65%),變溫?zé)犸L(fēng)干燥(36.88%)和微波干燥(29.16%),由于干燥過程中溫度較高,干制品的細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞,細(xì)胞結(jié)構(gòu)坍塌較為嚴(yán)重,相同質(zhì)量的干制品體積越小密度更高,因此干粉碎率較低。復(fù)水率方面,在不同干制條件下,金針菇樣品的復(fù)水率差異顯著(P<0.05)。由于真空冷凍干燥的樣品細(xì)胞結(jié)構(gòu)較為完整,相同質(zhì)量的干制品體積更大,從而表現(xiàn)出了更高的復(fù)水率(358.75%),其次為自然干燥(210.67%)。恒溫?zé)犸L(fēng)干燥(154.25%),變溫?zé)犸L(fēng)干燥(144.25%)和微波干燥(128.67%)的過程中,較多的細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞,導(dǎo)致其復(fù)水率較低。綜上,真空冷凍干燥的金針菇膨化率,粉碎率和復(fù)水率較高,這與張樂[17],趙圓圓[25]的研究結(jié)果一致。

表3 不同干制方式的干制品的膨化率、粉碎率和復(fù)水率比較Tabel 3 Effect of different drying methods on expansion ration,crushing ration and rehydration ration of dried F. filiformis

注:同列小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

表5 不同干燥方式對(duì)金針菇營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響Tabel 5 Effect of different drying methods on nutrients of F. filiformis

注:同列小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同干燥方式對(duì)金針菇多酚氧化酶含量的影響

由表4可知,5種干燥方式均可降低樣品中多酚氧化酶活性,均顯著(P<0.05)低于鮮樣中多酚氧化酶活性37.2 U/min。其中,真空冷凍干燥(20.8 U/min),恒溫?zé)犸L(fēng)干燥(19.8 U/min),變溫?zé)犸L(fēng)干燥(19.2 U/min)和微波干燥(20.9 U/min)對(duì)樣品中的多酚氧化酶活性影響互不顯著(P>0.05);自然干燥樣品中的多酚氧化酶活性為32.9 U/min,顯著(P<0.05)高于其他干燥樣品。推測(cè)原因,自然干燥過程中,由于外界溫度為常溫,對(duì)多酚氧化酶活性影響較低,抑制效果最小;低溫環(huán)境下酶促反應(yīng)減慢,高溫環(huán)境下會(huì)促使酶的蛋白變性,破壞活性部位三維結(jié)構(gòu),降低酶活性[26]。

表4 不同干燥方式對(duì)金針菇多酚氧化酶活性的影響Tabel 4 Effect of different drying methodson polyphenol oxidase activity of F. filiformis

注:同行小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.4 不同干燥方式對(duì)金針菇營(yíng)養(yǎng)成分的影響

表5比較了不同干燥方式對(duì)于金針菇品質(zhì)的影響,可以看出,在不同干制條件下,金針菇樣品中的多糖、粗蛋白、維生素C的含量有差異。真空冷凍干燥樣品中的粗多糖含量為34.22 mg/g,粗蛋白含量為12.07 mg/g,均高于其他干燥方式,這與辛燕花[13]的研究結(jié)果一致。其次是自然干燥。熱風(fēng)干制與微波干制由于加熱過程中長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境下,造成一定程度粗蛋白和多糖結(jié)構(gòu)的破壞。另外在高溫的條件多糖和粗蛋白會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng),部分美拉德反應(yīng)產(chǎn)物不可逆[27-28],因此會(huì)損失一部分粗蛋白和多糖。真空冷凍干燥干制品的維生素C含量為17.18 mg/100 g,維生素C保留率最高,為74.98%,維生素C是一種水溶性維生素,也是熱敏性的營(yíng)養(yǎng)成分[29],造成其在高溫干燥過程受到了一定的損失。恒溫?zé)犸L(fēng)干燥的多糖和粗蛋白含量多余變溫?zé)犸L(fēng)干燥,分析這可能是因?yàn)樽儨馗稍镏休^高的溫度使金針菇中多糖和蛋白的美拉德更劇烈[30],導(dǎo)致其分解消耗的更多。自然干燥過程中溫度較熱風(fēng)干燥與微波干燥更低,因此粗多糖,粗蛋白,維生素含量高于熱風(fēng)與微波干燥。

3 結(jié)論

本研究基于5種干燥方式,探究了不同干燥方式對(duì)金針菇感官評(píng)價(jià),復(fù)水率,膨化率,粉碎率,營(yíng)養(yǎng)成分和多酚氧化酶活性的影響。結(jié)果表明,真空冷凍干燥的金針菇感官評(píng)價(jià)優(yōu)于其他干燥樣品,其干制品顏色潔白,外表完整,菇香濃郁,可接受性最高,與文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)論一致[13]。不同的干燥工藝對(duì)金針菇復(fù)水率,膨化率,粉碎率影響較大,真空冷凍干燥的金針菇樣品復(fù)水率,粉碎率和膨化率均顯著高于其他干燥方式,這與張樂[17],趙圓圓[25]的研究結(jié)果一致。營(yíng)養(yǎng)成分含量方面,真空冷凍干燥樣品中的含量顯著高于其他干燥方式樣品,真空冷凍干燥能較好保留金針菇營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),這與辛燕花[13]的研究結(jié)果一致。本研究還對(duì)不同金針菇樣品的多酚氧化酶活性進(jìn)行測(cè)定,真空冷凍干燥,熱風(fēng)干燥和微波干燥的多酚氧化酶活性無顯著差異,但均顯著低于自然干燥。綜合分析,自然干燥的干制品感官評(píng)價(jià)和營(yíng)養(yǎng)成分僅次與真空冷凍干燥干制品,但其多酚氧化酶活性最高,干制品保存時(shí)間短。兩種熱風(fēng)干燥和微波干燥樣品中的多酚氧化酶活性低,保存時(shí)間長(zhǎng),但其營(yíng)養(yǎng)成分和感官評(píng)價(jià)較低。真空冷凍干燥在感官評(píng)價(jià),復(fù)水率,膨化率,粉碎率和營(yíng)養(yǎng)成分表現(xiàn)最佳,具有較高的商品價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,且多酚氧化酶活性較低,提高了干制品保存時(shí)間。綜上所述,五種干制方法中,真空冷凍干燥最適宜用于金針菇的干制。