不同熱風(fēng)干燥溫度對西藏黃蘑菇品質(zhì)的影響*

許 斌，高 潔，于翠翠，侯麗真，高雅鑫，張蒙冉，王鳳忠**，李淑英**

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)與食品科學(xué)研究所，西藏 拉薩 850000；3.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院南疆特色農(nóng)產(chǎn)品深加工兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300）

黃蘑菇又名皇菇、黃環(huán)菌，學(xué)名黃綠蜜環(huán)菌（Armillaria luteovirens），屬擔(dān)子菌門 （Basidiomycota）層 菌綱 （Hymenomycetes）傘菌目 （Agaricales）口蘑科 （Tricholomataceae）蜜環(huán)菌屬 （Armillaria）[1]。作為一種稀有野生資源[2]，黃蘑菇兼具食用、藥用價(jià)值。黃蘑菇不僅含有豐富的多糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素等營養(yǎng)成分，還含有甾體三萜類、生物堿、有機(jī)酸等功能性成分[3]，其中作為對抗癌癥最有效功能成分的“硒”含量尤為突出[4-5]，且在抗氧化、抵御流感、防治神經(jīng)炎和促進(jìn)兒童生長發(fā)育方面有良好的保健功效[6]。

黃蘑菇分布范圍非常局限，主要生長在西藏、青海等海拔3 000 m～5 000 m的高原草地；而且有很強(qiáng)的季節(jié)性，子實(shí)體集中在7月中旬至8月下旬雨季生長[7]。野生黃蘑菇的馴化和培育也非常困難[8-9]，因此黃蘑菇資源有限。資源的稀缺，加上黃蘑菇本身鮮美的味道、獨(dú)特的香氣和極高的營養(yǎng)價(jià)值，使得黃蘑菇的價(jià)格非常昂貴[10]。然而新鮮黃蘑菇在采后極易發(fā)生失水、軟化和腐敗變質(zhì)，嚴(yán)重降低了其食用品質(zhì)和商品價(jià)值。為了提高這種珍稀食用菌的保存時(shí)間，解決黃蘑菇在推廣銷售過程中時(shí)間和空間上的限制，對黃蘑菇的儲藏研究變得尤為重要。

常用的低溫冷藏和氣調(diào)保鮮技術(shù)，只能將黃蘑菇的儲藏時(shí)間延長至1個(gè)月左右，且需要消耗較大的能源，也不利于運(yùn)輸。干燥技術(shù)，一方面通過抑制原料體內(nèi)的生物酶活性[13]，防止原料變質(zhì)；另一方面，通過降低原料本身的水分含量，增加了可溶性物質(zhì)的濃度[11]，防止腐敗微生物的生長[12]，最終達(dá)到延長物料儲藏期的效果。將黃蘑菇脫水干制，能夠極大地延長儲存時(shí)間，且重量減輕約90%，運(yùn)輸成本也極大地降低。

現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的干燥技術(shù)是熱風(fēng)干燥，利用空氣作為介質(zhì)，使用風(fēng)機(jī)和加熱器將熱空氣不斷吹入干燥室，對干燥室內(nèi)的物料進(jìn)行干燥[14]。其基本原理是熱空氣將熱量傳遞到物料表面，表面水分受熱汽化，而內(nèi)部水分含量高，形成水分梯度，導(dǎo)致水分向表面擴(kuò)散；同時(shí)表面溫度高而內(nèi)部溫度低，形成溫度梯度，導(dǎo)致熱量向內(nèi)部傳遞，進(jìn)而加速內(nèi)部水分逃逸[15-16]。熱風(fēng)干燥技術(shù)具有成本低、干燥速度快等優(yōu)點(diǎn)，而溫度則是影響熱風(fēng)干燥效果的重要因素，若溫度過高則會導(dǎo)致食品中的營養(yǎng)成分被破壞，產(chǎn)品色澤也會產(chǎn)生較大變化[17-18]。

通過設(shè)置不同熱風(fēng)干燥溫度對黃蘑菇進(jìn)行處理，以探究不同干燥溫度下黃蘑菇干燥特性、感官品質(zhì)、加工品質(zhì)和營養(yǎng)成分的變化，以期為西藏地區(qū)黃蘑菇熱風(fēng)干燥貯藏提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮黃蘑菇，由西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)與食品科學(xué)研究所提供。

無水乙醇、氫氧化鈉，購于北京市萃峰科技有限公司；硫酸鉀、硫酸銅、硫酸、硝酸、硼酸，購于北京市通廣精細(xì)化工公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

DLTG-9145A電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；LD-Y96A酶標(biāo)儀，山東萊恩德智能科技有限公司；JC-987CC0A全自動(dòng)凱氏定氮儀，青島聚創(chuàng)科技環(huán)保有限公司；YQ109-03原子吸收光譜儀，深圳市博瑞康科技有限公司；Digieye AC11電子眼，上海韻鼎國際貿(mào)易有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

選擇無損傷、無病蟲害、無霉變腐爛且子實(shí)體飽滿的新鮮黃蘑菇，均勻平鋪于托盤內(nèi)；將其置于烘箱中，烘箱初始溫設(shè)置為35℃；干燥2 h后，分別將其置于50℃、60℃、70℃的烘箱中繼續(xù)干燥[19]；干燥12 h，每隔1小時(shí)取樣稱重，每隔4小時(shí)取樣測定相關(guān)參數(shù)。

1.3.2 參數(shù)測定

通過單位時(shí)間內(nèi)物料含水率降低程度表示干燥速率（P，g·100-1g-1h-1），其計(jì)算公式為：

式中：dx表示物料含水量（g·100-1g-1）；dt表示干燥時(shí)間（h）。

復(fù)水比的計(jì)算方法：為干制黃蘑菇在40℃熱水中浸泡1 h，撈出后瀝水20 min，并用吸水紙吸干其表面水分，計(jì)算復(fù)水后與復(fù)水前的質(zhì)量之比[19]。將干制黃蘑菇平鋪在白色拍照板上，用電子眼設(shè)備對樣品拍照，取多個(gè)點(diǎn)讀數(shù)，以記錄其平均色值。含水量的測定參照GB 5009.3-2016直接干燥法[20]；蛋白質(zhì)的測定參照GB 5009.5-2016凱氏定氮法[21]；多糖的測定參照SN/T 4260-2015苯酚-硫酸法[22]；礦物質(zhì)鐵、銅、鈣、鎂、鋅、錳、鉀和鈉、硒元素的測定分別參照GB 5009.90-2016食品中鐵的測定、GB 5009.13-2017食品中銅的測定、GB 5009.92-2016食品中鈣的測定、GB 5009.241-2017食品中鎂的測定、GB 5009.14-2017食品中鋅的測定、GB 5009.242-2017食品中錳的測定、GB 5009.91-2017食品中鉀、鈉的測定、GB 5009.93-2017食品中硒的測定[23-30]。每個(gè)樣品重復(fù)3次。

1.4 統(tǒng)計(jì)與分

數(shù)據(jù)采用GraphPad Prism 7.0作圖，用SPSS 11進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥特性分析

不同干燥溫度下黃蘑菇含水量及干燥速率的變化情況見圖1。

圖1 不同干燥溫度對黃蘑菇含水量及干燥速率的影響Fig.1 Effects of different drying temperatures on water content and drying rate of Armillaria luteovirens

由圖1可知，在不同干燥溫度下，隨著干燥時(shí)間的延長，黃蘑菇含水量呈下降趨勢，根據(jù)黃蘑菇含水量的變化進(jìn)一步解析得出其干燥速率的變化。黃蘑菇經(jīng)過0～2 h預(yù)熱及2 h～3 h不同溫度干燥期間，干燥速率呈上升趨勢；3 h～4 h干燥期間，干燥速率增速緩慢，處于平臺期；3 h 70℃條件下干燥速率最快，為18.08 g·100-1g-1h-1，其次是4 h 50℃為13.93 g·100-1g-1h-1，最低的是 60℃為 12.93 g-1·100-1g-1h-1；從4 h起至干燥結(jié)束，黃蘑菇干燥速率呈下降趨勢，并且在干燥后期，70℃條件下黃蘑菇的干燥速率低于50℃和60℃。

根據(jù)整個(gè)干燥過程中黃蘑菇干燥速率的變化，發(fā)現(xiàn)其并不符合常規(guī)所認(rèn)為的“溫度越高，干燥速率越快”的特點(diǎn)。黃蘑菇干燥至2 h～6 h時(shí)，60℃條件下的干燥速率低于50℃。黃蘑菇經(jīng)過初期預(yù)熱后，隨著干燥溫度的變化，干燥時(shí)間的延長，使得水分向表面擴(kuò)散、熱量向內(nèi)部傳遞的作用加劇，導(dǎo)致溶質(zhì)伴隨水分遷移至表面形成結(jié)晶；同時(shí)黃蘑菇表面水分快速蒸發(fā)，其表面形成一層薄薄的硬殼，致使內(nèi)部水分遷移速度慢于表面蒸發(fā)速度；既而加劇了表面硬化而影響水分蒸發(fā)和熱量的傳遞，從而影響了黃蘑菇的干燥速率[31]。由此可見，當(dāng)黃蘑菇在60℃條件下干燥時(shí)，其表面硬化現(xiàn)象劇烈，影響了水分的蒸發(fā)和熱量的傳遞，從而導(dǎo)致其干燥速率明顯降低。根據(jù)黃蘑菇干燥速率的變化并結(jié)合含水量的變化，當(dāng)黃蘑菇在70℃條件下干燥時(shí)，盡管在干燥前期可保持較快的干燥速率，但在干燥后期由于大量自由水的喪失，使得內(nèi)部水分遷移的速度慢于水分蒸發(fā)的速度，從而使其干燥速率明顯降低；而當(dāng)黃蘑菇在50℃下干燥時(shí)，內(nèi)部水分遷移的速度與水分蒸發(fā)的速度相對平衡，因此對黃蘑菇有較好的干燥效果。

2.2 感官品質(zhì)分析

色澤作為干燥產(chǎn)品重要的商品品質(zhì)，可直接決定消費(fèi)者的接受程度，同時(shí)也是直觀衡量干燥產(chǎn)品品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)[32-33]。黃蘑菇因其顏色金黃、鮮艷亮麗而受到消費(fèi)者的喜愛。因此，經(jīng)過干燥處理后的黃蘑菇能否保持色澤的穩(wěn)定對于黃蘑菇干制品的推廣銷售具有重要意義。不同干燥溫度對黃蘑菇色澤的影響見圖2a，利用電子眼設(shè)備將其變化顏色以數(shù)據(jù)形式量化結(jié)果見圖2b～2d。

由圖2a可知，隨著干燥時(shí)間的增加，黃蘑菇的顏色逐漸加深。由圖2b可知，在整個(gè)干燥過程中，黃蘑菇的亮度值、紅度值以及黃度值均呈下降趨勢，且亮度值和黃度值下降明顯。圖2c為不同干燥溫度下黃蘑菇的亮度值（L*）變化，黃蘑菇亮度的變化反應(yīng)了其在干燥過程中的褐變程度。在高溫條件下樣品主要發(fā)生非酶促褐變，即美拉德反應(yīng)[34]。在70℃條件下，干燥至12 h時(shí)，黃蘑菇亮度降低了27.8%，變化程度最大，表明在該溫度下黃蘑菇褐變嚴(yán)重；60℃和50℃亮度變化相似，分別降低了25.0%和24.9%。結(jié)合黃蘑菇干燥特性試驗(yàn)結(jié)果可知，干燥溫度為70℃時(shí)，黃蘑菇表面硬化現(xiàn)象明顯，硬化與溶質(zhì)從內(nèi)部向外部遷移有關(guān)，遷移至表面的溶質(zhì)為美拉德反應(yīng)提供了豐富的化合物，從而使得美拉德反應(yīng)劇烈，導(dǎo)致樣品褐變嚴(yán)重。由圖2d不同干燥溫度下黃蘑菇色差值（ΔE）的變化可以明顯看出，當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，黃蘑菇的色差值變化最小，表明干制黃蘑菇的色澤越接近鮮樣。結(jié)合圖2a、2b、2c試驗(yàn)結(jié)果表明，黃蘑菇在50℃下干燥時(shí)，對其色澤的影響最小。

圖2 不同干燥溫度對黃蘑菇色澤的影響Fig.2 Effects of different drying temperatures on the color of Armillaria luteovirens

2.3 加工品質(zhì)分析

當(dāng)水分含量低于12%時(shí)，食用菌中的生物酶活性被抑制，且不易滋生微生物而引起腐敗變質(zhì)，因此，12%含水量常常作為衡量干制品品質(zhì)的規(guī)范和依據(jù)[35]。干燥時(shí)間和復(fù)水比是食用菌干制過程中的2個(gè)重要指標(biāo)。干燥時(shí)間是指不同溫度下將食用菌干燥至含水量12%以下所用的時(shí)間[35]。干燥時(shí)間越短，能源消耗越少，對于減輕加工成本有極其重要的意義。復(fù)水比則體現(xiàn)干制品泡發(fā)后的復(fù)原情況，直接影響食用菌的食用口感。不同干燥溫度對黃蘑菇干燥時(shí)間和復(fù)水性能的影響結(jié)果見表1。

表1 不同干燥溫度對黃蘑菇干燥時(shí)間和復(fù)水性能的影響Tab.1 Effects of different drying temperatures on drying time and rehydrating performance of Armillaria luteovirens

如表1所示，熱風(fēng)干燥過程中，隨著干燥溫度的升高，干燥時(shí)間明顯縮短。70℃條件下的干燥時(shí)間最短，其次為60℃，時(shí)間相對較長的是50℃，且三者差異極顯著（P＜0.01）。干制黃蘑菇復(fù)水比分析發(fā)現(xiàn)，70℃條件下干燥樣品復(fù)水比最高（2.97），復(fù)水后黃蘑菇的含水量為66.33%；其次為50℃，復(fù)水后黃蘑菇的含水量為61.54%；復(fù)水比最低的是60℃，復(fù)水后黃蘑菇的含水量為52.83%。干制黃蘑菇的復(fù)水能力主要與黃蘑菇的物質(zhì)組成和組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，新鮮黃蘑菇的水分含量普遍高于90%，干物質(zhì)含量相對較少，干燥后組織結(jié)構(gòu)發(fā)生極大變化，疏松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞[36]，不利于水分重新吸收。不同干燥溫度對黃蘑菇的組織結(jié)構(gòu)破壞程度不同，從而影響水分的傳遞。

2.4 營養(yǎng)品質(zhì)分析

2.4.1 不同干燥溫度對黃蘑菇蛋白質(zhì)和多糖含量的影響

黃蘑菇中蛋白質(zhì)和多糖含量豐富且具備良好的功能特性，對提高免疫力、預(yù)防癌癥等有著良好的效果，而且蛋白質(zhì)和多糖的含量也是評價(jià)農(nóng)產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)[37]。不同干燥溫度下黃蘑菇蛋白質(zhì)和多糖的含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖3。

圖3 不同干燥溫度對黃蘑菇蛋白質(zhì)和多糖含量的影響Fig.3 Effects of different drying temperatures on protein and polysaccharide contents of Armillaria luteovirens

由圖3可知，蛋白質(zhì)含量在干燥過程中呈下降趨勢，當(dāng)干燥至12 h時(shí)，60℃和70℃條件下黃蘑菇蛋白質(zhì)含量分別降低了5.90%和5.67%，而50℃條件下黃蘑菇蛋白質(zhì)含量降低了5.03%，損失最少。黃蘑菇多糖含量隨干燥時(shí)間的增加呈先下降后上升的變化趨勢，總體來看，黃蘑菇在50℃條件下干燥時(shí)，多糖含量損失最少，其次是70℃。黃蘑菇在干燥過程中蛋白質(zhì)和多糖含量的變化主要與美拉德反應(yīng)有關(guān)[38]，美拉德反應(yīng)的本質(zhì)是醛、酮、還原糖的羰基與氨基酸、肽等含氮化合物的游離氨基之間發(fā)生的反應(yīng)[39]，而這種反應(yīng)極易在高溫下發(fā)生。因此，使得黃蘑菇在干燥過程中蛋白質(zhì)含量降低，以及干燥前期多糖含量的損失，且在不同干燥溫度下，損失程度不同。

2.4.2 不同干燥溫度對黃蘑菇礦物質(zhì)含量的影響

黃蘑菇中除了含有蛋白質(zhì)、多糖等營養(yǎng)成分外，還含有豐富的礦物質(zhì)元素，測定并分析了黃蘑菇中鉀、鈣、鈉、鎂4種常量元素和鐵、錳、鋅、硒、銅5種微量元素在不同干燥溫度下的變化情況見圖4。

由圖4可知，在整個(gè)干燥過程中，鉀、鈉、鎂、錳4種元素的含量變化較小；其中在60℃和70℃條件下干燥時(shí)，4種元素含量的變化高于50℃，表明在50℃條件下干燥黃蘑菇對這4種元素的含量影響較小。而鐵、鈣、鋅、硒、銅這5種元素在整個(gè)干燥過程中的含量變化較大，且主要集中在8 h～12 h，含量大幅降低；這可能與在干燥至8 h時(shí)自由水幾乎全部蒸發(fā)至干燥結(jié)束這一階段，大量結(jié)合水蒸發(fā)，從而使礦物質(zhì)元素得不到結(jié)合水的保護(hù)而損失。硒元素作為人體所必須的微量元素，對人體具有良好的保健作用，而食用菌對硒元素有著較好的富集效果[40]。新鮮黃蘑菇中硒含量極高，達(dá)到2.91 μg·g-1，經(jīng)70℃干燥后，含量降低了21.4%，其次是50℃（降低18.4%）和60℃（降低15.0%）。綜合整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，黃蘑菇中的礦物質(zhì)含量損失最小，而干燥溫度為70℃時(shí)，黃蘑菇中的礦物質(zhì)含量損失最大。

圖4 不同干燥溫度對黃蘑菇礦物質(zhì)含量的影響Fig.4 Effect of different drying temperatures on mineral content of A.luteovirens

3 結(jié)論

熱風(fēng)干燥技術(shù)作為現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛、效率最高的干燥技術(shù)，在各類食品原料的干制加工中有著重要的地位，而干燥溫度的選擇對食品原料的品質(zhì)有較大的影響。研究采用不同干燥溫度干制黃蘑菇，并探究在不同干燥溫度下對黃蘑菇干燥特性、感官品質(zhì)、加工品質(zhì)以及營養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，干燥溫度越高越有利于水分的擴(kuò)散，樣品干燥速率也就越快，干燥時(shí)間越短，然而溫度越高也會使樣品因美拉德反應(yīng)而造成營養(yǎng)物質(zhì)的流失。當(dāng)干燥溫度為70℃時(shí)，盡管黃蘑菇干燥速率快、干燥所需時(shí)間短、復(fù)水性能好，但黃蘑菇的色澤、營養(yǎng)成分均受到一定影響；當(dāng)干燥溫度為60℃時(shí)，黃蘑菇不僅干燥速率慢、產(chǎn)品復(fù)水性能差且褐變明顯，營養(yǎng)成分流失嚴(yán)重；當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，黃蘑菇的干燥速率與復(fù)水性能優(yōu)于60℃，干制后的樣品與新鮮黃蘑菇的色差值最小且營養(yǎng)成分損失較少。因此，50℃是黃蘑菇熱風(fēng)干燥相對適宜的溫度。試驗(yàn)僅初步研究了熱風(fēng)干燥溫度對黃蘑菇干制品品質(zhì)的影響，對其貯藏品質(zhì)方面的影響還未涉及，后續(xù)將結(jié)合黃蘑菇干制品貯藏方面進(jìn)一步討論，以便更好地探尋適宜溫度，為黃蘑菇熱風(fēng)干燥加工提供基礎(chǔ)理論支撐。