不同干燥方式對(duì)花菇品質(zhì)的影響

陳冰潔,劉貴閣,路 遙,喬勇進(jìn)*

(1 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工研究中心,上海農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工工程技術(shù)研究中心,上海 201403;2 上海市奉賢中學(xué),上海 201400)

花菇是香菇在特定生長(zhǎng)環(huán)境下的特殊形態(tài),因其菌蓋有褐白相間的花紋,故稱為花菇。 花菇富含蛋白質(zhì)、必需氨基酸、多糖及維生素等多種生物活性物質(zhì)[1],是香菇中的上品,以肉厚、細(xì)嫩、鮮美而享譽(yù)海內(nèi)外,具有調(diào)節(jié)人體新陳代謝、促消化、降血壓、預(yù)防肝硬化、消除膽結(jié)石、防治佝僂病等功效。 鮮花菇呼吸速率快、含水量高,采摘后極易出現(xiàn)萎蔫、褐變、腐爛等問題[2],失去商品價(jià)值,工業(yè)化應(yīng)用嚴(yán)重受限,所以需采取合適的方法延長(zhǎng)保質(zhì)期。

干燥是維持產(chǎn)品質(zhì)量和延長(zhǎng)保質(zhì)期的重要方法,廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。 熱風(fēng)干燥具有成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),同時(shí),高溫產(chǎn)生的美拉德反應(yīng)能夠賦予香菇獨(dú)特的香味,是香菇最常見的干燥方式[3]。 微波干燥速率快、效率高,能使物料內(nèi)外同時(shí)加熱[4-5],廣泛應(yīng)用于食品的干燥、殺菌。 近年來,真空冷凍干燥成為流行的干燥方式,物料的水分從固態(tài)直接升華為氣態(tài),能較好地保持原料的外觀和形狀[6]。 目前,已有很多專家對(duì)香菇的干燥方式進(jìn)行了研究,但未見對(duì)花菇干燥方式的研究。 本試驗(yàn)擬比較熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空冷凍干燥對(duì)花菇品質(zhì)的影響,以期為不同用途花菇適宜的干燥方式提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮花菇購于奉賢區(qū)金水苑蔬菜果品市場(chǎng),挑選大小一致、菇體直徑約62 mm、無腐爛及機(jī)械損傷的花菇。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9240A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);EV923MF-7-NRH 微波爐(廣東美的電器制造有限公司);TF-LFD-真空冷凍干燥箱(上海田楓實(shí)業(yè)有限公司);BP301S 型電子天平(德國(guó)賽多利斯集團(tuán));SPECTROPHOTOMETER CM-5 全自動(dòng)色差儀(杭州柯盛行儀器有限公司);UV2450 紫外-可見分光光度計(jì)(日本島津株式會(huì)社)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 花菇干燥

熱風(fēng)干燥:鮮花菇5 kg,干燥溫度60 ℃,干燥至花菇水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%時(shí)記錄干燥時(shí)間和干燥能耗。

微波干燥:鮮花菇5 kg,微波功率1 000 W,干燥至花菇水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%時(shí)記錄干燥時(shí)間和干燥能耗。

真空冷凍干燥:鮮花菇5 kg,-80 ℃預(yù)凍12 h,再在冷阱溫度-40 ℃、真空度50 Pa 干燥條件下干燥至水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%時(shí)記錄干燥時(shí)間和干燥能耗。

1.3.2 干燥能耗的測(cè)定

記錄設(shè)備功率及干燥時(shí)間,干燥能耗指干燥量為1.0 kg 時(shí)的能耗。

1.3.3 微觀結(jié)構(gòu)觀察

參照張海偉等[7]的方法,采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察花菇的微觀結(jié)構(gòu)。 將樣品切成3 mm ×3 mm ×3 mm 立方體,鍍膜后在加速電壓1.5 kV 下將樣品放大100 倍、500 倍和1 000 倍采集圖像。

1.3.4 復(fù)水比的測(cè)定

復(fù)水比的測(cè)定參考趙圓圓等[8]的方法并稍作修改。 將干花菇50 g 置于40 倍體積的45 ℃蒸餾水中,每隔10 min 取出,吸水紙吸去表面的水分后稱重,3 次重復(fù),結(jié)果取平均值。 復(fù)水比的計(jì)算按式(1)。

式中:M1為復(fù)水后花菇樣品的質(zhì)量(g);M0為干花菇樣品的質(zhì)量(g)。

1.3.5 收縮率的測(cè)定

采用游標(biāo)卡尺測(cè)定花菇的菌蓋直徑,干燥結(jié)束后測(cè)定相應(yīng)位置花菇的菌蓋直徑,重復(fù)測(cè)定3 次。 收縮率的計(jì)算按式(2)。

式中:d0和dt分別為干燥前后花菇菌蓋直徑大小(mm)。

1.3.6 硬度的測(cè)定

參照王婭等[9]的方法,采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)復(fù)水花菇的硬度進(jìn)行測(cè)定。 測(cè)定條件:探頭P2,測(cè)前速率1 mm∕s,測(cè)中速率2 mm∕s,測(cè)后速率10 mm∕s,測(cè)試壓縮比75%,觸發(fā)力為0.098 N。 每組試驗(yàn)測(cè)10 次,結(jié)果取平均值。

1.3.7 色澤測(cè)定

花菇顏色由色差計(jì)測(cè)定。 以儀器白板色澤為標(biāo)準(zhǔn),測(cè)定香菇干制品的L*、a*、b*及新鮮香菇菌蓋的L1*、a1*、b1*值,根據(jù)式(3)計(jì)算色差ΔE,每組選取10 個(gè)樣品,結(jié)果取平均值。

1.3.8 可溶性糖含量的測(cè)定

參考Ye 等[10]和蘇倩倩等[11]的方法,采用蒽酮試劑法,以蔗糖作為標(biāo)準(zhǔn)品,測(cè)定可溶性糖含量。

1.3.9 可溶性蛋白含量的測(cè)定

參考黃菊[12]的方法,采用考馬斯亮藍(lán)法,以牛血清白蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),測(cè)定蛋白質(zhì)含量。

1.3.10 感官評(píng)價(jià)

參照張樂等[13]的評(píng)價(jià)方法,由訓(xùn)練有素的感官小組(30 人)對(duì)干燥后的花菇的外觀(10 分)、質(zhì)地(10分)、風(fēng)味(10 分)和總體可接受性(10 分)進(jìn)行盲測(cè)[7]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Origin 8.0 軟件繪圖,采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行方差分析,P＜0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 花菇不同干燥方式的干燥時(shí)間和能耗

由表1 可知,干燥時(shí)間長(zhǎng)短排序?yàn)檎婵绽鋬龈稍铮緹犸L(fēng)干燥＞微波干燥,且真空冷凍干燥的干燥能耗最大,顯著高于熱風(fēng)干燥及微波干燥,這主要是因?yàn)檎婵绽鋬龈稍镌O(shè)備功率較大,且花菇需經(jīng)過預(yù)凍處理,耗時(shí)長(zhǎng);熱風(fēng)干燥由于干燥功率小,干燥耗能較小;微波干燥速率最快,干燥時(shí)間最短,干燥能耗最小。

表1 不同干燥方式的干燥時(shí)間和干燥能耗Table 1 Drying time and energy consumption of different drying methods

2.2 不同干燥方式對(duì)花菇微觀結(jié)構(gòu)的影響

干燥過程中毛細(xì)管結(jié)構(gòu)的破壞會(huì)對(duì)食物的質(zhì)地、復(fù)水能力和表面性質(zhì)產(chǎn)生不良影響[14],所以有必要通過SEM 圖像評(píng)價(jià)不同干燥方式對(duì)花菇結(jié)構(gòu)的影響。 由圖1 可以看出,熱風(fēng)干燥的花菇多孔蜂窩狀空隙明顯,菌絲斷裂;微波干燥的花菇菌絲聚集收縮形成了片層狀結(jié)構(gòu);真空冷凍干燥的花菇呈均勻的蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),細(xì)胞結(jié)構(gòu)疏松,纖維束表面光滑。 綜合來看,真空冷凍干燥對(duì)花菇結(jié)構(gòu)損傷最小。

圖1 不同干燥方式對(duì)花菇微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.1 Effects of different drying methods on microstructure of L.edodes

2.3 不同干燥方式對(duì)花菇復(fù)水比的影響

復(fù)水性是表征干制品重新吸收水分后恢復(fù)到原來狀態(tài)的重要指標(biāo)[8],是由花菇的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的[15]。 由圖2 可知,干燥的花菇初時(shí)復(fù)水速率較高,之后逐漸進(jìn)入穩(wěn)定的吸水階段并最終達(dá)到最大復(fù)水比。 其中,微波干燥的花菇約在160 min 達(dá)到穩(wěn)定復(fù)水比2.65,相較其他兩種方式,復(fù)水時(shí)間較長(zhǎng)且復(fù)水比較低。 熱風(fēng)干燥與真空冷凍干燥的花菇復(fù)水比差異不明顯,但均顯著高于微波干燥。 真空冷凍干燥的花菇在復(fù)水的前30 min 快速吸水,復(fù)水比在90 min 后保持在4.71 左右,明顯高于微波干燥,具有較好的復(fù)水性。

圖2 不同干燥方式對(duì)花菇復(fù)水比的影響Fig.2 Effects of different drying methods on rehydration ratio of L.edodes

2.4 不同干燥方式對(duì)花菇物理特性的影響

物料干燥時(shí)由于水分蒸發(fā),通常會(huì)引起體積收縮,收縮率越大,表明收縮越嚴(yán)重。 由表2 可知,不同干燥方式的花菇收縮率存在顯著差異。 微波干燥的花菇收縮嚴(yán)重,收縮率高達(dá)(51.95 ±0.45)%;真空冷凍干燥的花菇收縮率最小,僅為(15.13 ±0.28)%;花菇熱風(fēng)干燥時(shí),熱量從外部向內(nèi)部傳播,干燥速率慢,孔徑處水分蒸發(fā)較慢,因此,與真空冷凍干燥的花菇收縮率差異較小。

由表2 可知,真空冷凍干燥的花菇復(fù)水后硬度較小,為(6.11 ±0.72)N;熱風(fēng)干燥的花菇由于長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱,復(fù)水后硬度較大;而微波干燥樣品失水較多,復(fù)水后質(zhì)地最硬,硬度高達(dá)(12.33 ±1.00)N。

表2 不同干燥方式對(duì)花菇物理特性的影響Table 2 Effects of different drying methods on physical characteristics of L.edodes

不同干燥方式處理的花菇,其亮度值L*為真空冷凍干燥＞熱風(fēng)干燥＞微波干燥,與新鮮香菇原樣色澤差異(ΔE值)為真空冷凍干燥＜熱風(fēng)干燥＜微波干燥,ΔE值越大、L*值越小,表明樣品色澤褐變?cè)絿?yán)重,色澤越暗[16]。 可見,微波干燥的花菇褐變程度較嚴(yán)重,真空冷凍干燥的花菇色澤品質(zhì)最佳。

2.5 不同干燥方式對(duì)花菇營(yíng)養(yǎng)成分的影響

如表3 所示,不同干燥方式的花菇可溶性糖和可溶性蛋白含量存在顯著差異。 其中,真空冷凍干燥利于花菇中蛋白和可溶性糖的保留,可溶性糖和可溶性蛋白含量分別為(12.36 ± 0.01)% 和(15.49 ±0.02) mg∕g;熱風(fēng)干燥次之;微波干燥最差,可溶性糖和可溶性蛋白含量?jī)H為(5.27 ±0.01)%和(1.43 ±0.01) mg∕g。

表3 不同干燥方式對(duì)花菇可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響Table 3 Effects of different drying methods on soluble sugar content and soluble protein content of L.edodes

2.6 不同干燥方式對(duì)花菇感官評(píng)定結(jié)果的影響

由表4 可知,真空冷凍干燥的花菇在外觀、質(zhì)地、口感和可接受性方面均高于其他2 種干燥方式,菇蓋呈棕色,表面平整,邊緣規(guī)整,色澤均勻,質(zhì)地酥脆,氣味清新;熱風(fēng)干燥次之,菇蓋呈棕褐色,子實(shí)體收縮較少,質(zhì)地密,香味較濃;微波干燥的花菇顏色呈黑褐色,結(jié)構(gòu)收縮嚴(yán)重,邊緣不規(guī)整,質(zhì)地堅(jiān)硬,香味明顯變淡,口感最差。 可見,不同的干燥方式對(duì)花菇的色澤、硬度和復(fù)水率的影響不同,進(jìn)而導(dǎo)致其感官評(píng)價(jià)產(chǎn)生差異。

表4 不同干燥方式花菇干制品的感官評(píng)價(jià)(分)Table 4 Sensory evaluation of dried L.edodes products with different drying methods

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)比較熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空冷凍干燥對(duì)花菇品質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表明:熱風(fēng)干燥的花菇細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)坍塌,樣品結(jié)構(gòu)被破壞[17];微波干燥的花菇皺縮交疊形成片層狀,結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重;而真空冷凍干燥的花菇呈均勻的蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)完整性較高,這與Chen 等[18]和Xu 等[19]研究結(jié)果一致。 微波干燥的花菇復(fù)水時(shí)間較長(zhǎng)且復(fù)水比較低,可能是因?yàn)榛ü皆诟邷貤l件下,樣品皺縮嚴(yán)重且質(zhì)地緊密,阻礙了其吸水過程[20];熱風(fēng)干燥的花菇復(fù)水比顯著高于微波干燥,主要是因?yàn)闊犸L(fēng)干燥時(shí)間長(zhǎng),內(nèi)部水分遷移至表面的速率低,傳熱特性好,物料收縮不嚴(yán)重,從而使其具有較快的復(fù)水速度和較高的復(fù)水能力;真空冷凍干燥的花菇復(fù)水比最好,主要是因?yàn)檎婵绽鋬龈稍锏幕ü娇紫毒鶆蚍植记沂杷?物料的吸水能力較強(qiáng)[21]。 微波干燥的花菇收縮最嚴(yán)重,主要是因?yàn)楣襟w表面水分急劇蒸發(fā),內(nèi)部擠壓引起組織結(jié)構(gòu)變形,王曉敏等[22]也有此證實(shí);真空冷凍干燥的花菇收縮率最小,主要得益于干燥過程中花菇的冰晶直接升華,能夠最大限度地保持原料形態(tài)[23]。 質(zhì)構(gòu)特征參數(shù)——硬度是評(píng)價(jià)感官品質(zhì)的重要指標(biāo)[24],硬度越高,咀嚼越困難[25]。 真空冷凍干燥的花菇復(fù)水后硬度最小,主要是因?yàn)榛ü叫螒B(tài)結(jié)構(gòu)破壞較小,容易恢復(fù)花菇原有的質(zhì)地;熱風(fēng)干燥的花菇由于長(zhǎng)時(shí)間的高溫加熱,組織結(jié)構(gòu)變得更緊密,復(fù)水后硬度較大[26];而微波干燥樣品復(fù)水后質(zhì)地最硬,這主要與微波干燥后花菇收縮嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)致密和復(fù)水差有關(guān)。 色澤是農(nóng)產(chǎn)品一個(gè)關(guān)鍵的質(zhì)量指標(biāo),對(duì)消費(fèi)者的接受度及產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值起著重要作用[27]。 通過L*和ΔE值比較得出微波干燥的花菇褐變最嚴(yán)重,可能是因?yàn)槊览路磻?yīng)及脂肪氧化產(chǎn)生較多的類黑素,同時(shí),微波吸收的不均勻性導(dǎo)致花菇局部溫度過高,易出現(xiàn)焦糊現(xiàn)象,影響花菇顏色[7],許洋等[28]也有類似報(bào)道;真空冷凍干燥的花菇顏色與新鮮花菇最接近,主要是因?yàn)槠涮幵谡婵盏蜏丨h(huán)境中,可有效避免氧化褐變[29];熱風(fēng)干燥的花菇在色澤的保留上優(yōu)于微波干燥,但劣于真空冷凍干燥,說明熱風(fēng)干燥也會(huì)造成花菇輕微褐變。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),真空冷凍干燥利于花菇中蛋白質(zhì)和可溶性糖的保留,熱風(fēng)干燥次之,微波干燥最差,主要是因?yàn)楦邷乜蓪?dǎo)致蛋白質(zhì)變性或降解為氨基酸[7],同時(shí)引發(fā)的美拉德和焦糖化反應(yīng)會(huì)使可溶性糖含量下降[21],且微波干燥過程中水分蒸發(fā)較快,結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失較快,而真空冷凍干燥的花菇在冷凍干燥下水分由冰晶狀態(tài)直接升華,結(jié)構(gòu)破壞較小,所以營(yíng)養(yǎng)成分流失最少[30]。

綜上,真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥的花菇收縮率小,復(fù)水比高,花菇外觀、質(zhì)地、顏色、口感等可接受度均較高,且真空冷凍干燥的花菇在結(jié)構(gòu)完整性及可溶性蛋白和可溶性糖的保留率方面優(yōu)于熱風(fēng)干燥。 真空干燥成本較高,適合高品質(zhì)的花菇生產(chǎn);熱風(fēng)干燥能耗低,適合工業(yè)化大規(guī)模制備花菇制品;微波干燥效率高,能耗小,但干燥后的花菇收縮嚴(yán)重,復(fù)水比低,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失嚴(yán)重,目前不適用于花菇干燥。