熱風(fēng)微波聯(lián)合干制對香菇品質(zhì)及風(fēng)味的影響

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(1.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研究所,重慶 401329; 2.重慶市墊江縣農(nóng)業(yè)委員會,重慶 408300; 3.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,重慶 401329)

熱風(fēng)微波聯(lián)合干制對香菇品質(zhì)及風(fēng)味的影響

高倫江1,曾順德1,李晶2,刁源1,尹旭敏1,程楊3,*

(1.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研究所,重慶 401329; 2.重慶市墊江縣農(nóng)業(yè)委員會,重慶 408300; 3.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,重慶 401329)

分析比較熱風(fēng)干燥、熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥對香菇干燥速率、復(fù)水比、色澤及風(fēng)味成分的影響。結(jié)果顯示,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥其微波干燥階段的干燥速率明顯高于熱風(fēng)干燥后期干燥速率,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥的香菇復(fù)水比好于熱風(fēng)干燥,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥和熱風(fēng)干燥L(fēng)*、b*值差異顯著,而a*不顯著。頂空固相微萃取和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析發(fā)現(xiàn)兩種干制方式的香菇風(fēng)味組成存在差異,主要體現(xiàn)在含硫化合物、醇類、酯類和烴類。熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥和熱風(fēng)干燥的香菇中含硫化合物分別為10.07%和5.60%;醇類分別為5.08%和12.09%;酯類分別為4.15%和10.16%;烴類分別為3.17%和0.68%。且熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥產(chǎn)生了干香菇重要風(fēng)味化合物二甲基三硫醚、二甲基四硫醚及香菇素。因此,綜合以上實驗結(jié)果,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥香菇品質(zhì)優(yōu)于熱風(fēng)干燥。

香菇,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥,干燥速率,復(fù)水比,色澤,風(fēng)味化合物

香菇(Lentinus edodes)為世界第二大菇類[1],具有鮮美口味、濃郁香味、豐富營養(yǎng)、顯著藥用及滋補作用[2]。由于鮮香菇不易長時間儲存,市面上的香菇多以干制品的形式銷售[3],干香菇令人愉悅的獨特風(fēng)味產(chǎn)生與其干燥過程密切相關(guān)[4],干燥方式是影響香菇品質(zhì)的重要因素,而揮發(fā)性成分是其品質(zhì)的重要指標(biāo)。干燥對香菇形狀、色澤、香味起關(guān)鍵作用,干制既能使各種營養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味有效富集,產(chǎn)生特殊的菇香味,還能延長保存期限[5]。香菇干燥方式包括傳統(tǒng)自然曬干、熱風(fēng)干燥、紅外輻射干燥、微波干燥、真空冷凍干燥、熱泵干燥等。自然曬干能達(dá)到干制效果,但不利于揮發(fā)性化合物的形成,真空冷凍干燥營養(yǎng)保存雖佳,但由于無熱干燥過程,也不利于揮發(fā)性化合物的形成。熱風(fēng)干燥過程較為緩慢,溫度和排濕較難控制,易造成營養(yǎng)成分散失,色澤變深和革質(zhì)化,而微波干燥加熱不均勻,物料外表散熱不及時,使得物料內(nèi)部溫度過高,影響產(chǎn)品品質(zhì)[6],生產(chǎn)中迫切需要對現(xiàn)有香菇干制工藝及方法進(jìn)行改進(jìn),獲得經(jīng)濟(jì)有效的香菇干燥方式。本文比較了傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥、熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥對香菇干制干燥速率、復(fù)水比、色澤及風(fēng)味成分的影響,為香菇干制工藝改良提供技術(shù)參數(shù)和指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

鮮香菇 購自江津區(qū)重百超市;乙醚 分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;正戊烷 分析純,天津光復(fù)精細(xì)化工研究所;無水Na2SO4無錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司。

DHG-9053J型精密恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海三發(fā)科學(xué)食品有限公司;JDH-7.5GF微波干燥殺菌機 廣州永澤微波能設(shè)備有限公司;JA31002電子天平 上海精天電子儀器廠;Trace 1300、GC-MS ISQ 美國賽默飛世爾科技公司(Thermo Fisher Scientific);手動固相微萃取進(jìn)樣器 美國鉑金-埃爾默公司。100 μm PDMS/DVB/CAR萃取纖維頭 美國SUPELCO公司;PAL System 三合一進(jìn)樣器 瑞士CTC公司。

1.2實驗方法

稱取相同質(zhì)量(500.00 g)鮮香菇6份,菌蓋朝下,單層平鋪,各取3份,分別進(jìn)行熱風(fēng)干燥(60 ℃)、熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥(60 ℃熱風(fēng)干燥+微波輸出功率2.5 kW的微波干燥),干燥至香菇干基含水率13%以下備用。干基含水率測定按《食品中水分的測定方法》(GB/T 5009.3-2010)進(jìn)行。香菇干制評價指標(biāo)包括干燥速率、復(fù)水比、色差分析和風(fēng)味化合物等。

1.2.1 干燥速率測定方法

干基含水率ω(%)=(m0-mg)/mg×100

式(1)

干燥速率η=Δm/Δt

式(2)

式中:mg表示干物質(zhì)質(zhì)量;m0物料初始質(zhì)量;Δm表示相鄰2次測量的失水質(zhì)量;Δt表示相鄰2次測量的時間間隔[7]。

1.2.2 復(fù)水比測定方法 復(fù)水比[8-9]:分別取各種干制品樣品5.00 g于燒杯中,加蒸餾水150 mL,置于60 ℃恒溫水浴鍋中,每隔10 min撈出試樣置于篩網(wǎng)上瀝水3 min,瀝干后用干燥濾紙拭干表面稱重,重復(fù)3次。

復(fù)水比(Rf)=Gf/Gg

式(3)

式中:Rf為復(fù)水比;Gf為樣品復(fù)水后瀝干質(zhì)量(g);Gg為干制品試樣質(zhì)量(g)。

1.2.3 色差測定方法 色澤測定方法參照林啟訓(xùn)等[10]和黃建立等[11]提出方法進(jìn)行,測定干制樣品總色差(ΔE)、亮度(L*)、紅綠色(±a*)和黃藍(lán)色(±b*);為克服香菇菌體結(jié)構(gòu)及不同部位褐變程度不均勻性,客觀反映菌體樣品色澤差異,將干制樣品粉碎過60目篩,將粉狀樣品放入粉體壓樣器中,加壓將樣品壓實,再用測色色差計測定色澤,3次重復(fù)。

1.2.4 香菇香氣成分分析 香氣物質(zhì)的提取：取7.0 g的樣品分別置于15 mL樣品瓶中,加入2.0 g的氯化鈉,蓋緊瓶蓋。插入100 μm PDMS萃取纖維頭,于40 ℃條件下頂空萃取50 min(轉(zhuǎn)速250 r/min)后,將萃取頭插入氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口,分析。

1.2.4.1 色譜條件 參照安晶晶等[1]方法,色譜柱為DB-5毛細(xì)管柱子(30 m×0.25 mm×0.25 μm);載氣為He,流速1 mL/min,不分流;進(jìn)樣溫度為240 ℃,柱箱溫度為50 ℃;升溫程序為起始溫度為50 ℃,保持2 min,以4 ℃/min,升至240 ℃,保持5 min。

1.2.4.2 質(zhì)譜條件 EI電離源,能量70 eV,倍增電壓1400 V;離子源溫度200 ℃,接口溫度250 ℃,四級桿溫度150 ℃,掃描范圍40～450 m/z,間隔0.3 s。

1.2.4.3 定性、定量方法 采集到的質(zhì)譜圖利用計算機譜庫進(jìn)行檢索,鑒定樣品中的揮發(fā)性成分,并用峰面積歸一化法分析各成分的相對含量,采用Origin 8.5軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1不同干制方法對香菇干燥速率的影響

干制是一個降速過程,隨著干燥進(jìn)行,干基含水量逐漸降低,干燥速率也隨之下降。圖1、圖2顯示,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥在前期(360 min前)同熱風(fēng)干制無明顯差異,后期微波干燥速率明顯高于熱風(fēng)干燥速率。

圖1 熱風(fēng)干燥對香菇干制速率的影響Fig.1 Effect of hot air drying on the drying rate of lentinus edodes

圖2 熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥對香菇干制速率的影響Fig.2 Effect of hot air-microwave drying on the drying rate of lentinus edodes

2.2不同干制方法對干制香菇復(fù)水比的影響

復(fù)水比是衡量干制品恢復(fù)到新鮮品質(zhì)的重要指標(biāo)。熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥和熱風(fēng)干燥對香菇復(fù)水比的影響如圖3所示。熱風(fēng)干燥在0～20 min復(fù)水較快,后期趨于平緩;而熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥0～30 min復(fù)水較快,后期趨于平緩。熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥復(fù)水比優(yōu)于熱風(fēng)干燥,原因是熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥因后期香菇干燥速率明顯高于熱風(fēng)干燥,導(dǎo)致香菇體積收縮較大;另一方面是由于熱風(fēng)干燥后期,干燥速率緩慢,植物組織結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞,導(dǎo)致其恢復(fù)能力降低[8]。

圖3 不同干制方法對香菇復(fù)水比的影響Fig.3 Effect of different drying methods on rehydration ratio of lentinus edodes

2.3不同干制方法對香菇色澤的影響

表1顯示，熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥和熱風(fēng)干燥其干制終點干基含水率無明顯差異,說明兩者均可滿足香菇干制需求;色澤是評價干制香菇品質(zhì)的重要因素,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥和熱風(fēng)干燥對香菇色澤的影響如表1所示。由色澤變化可知,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥效果優(yōu)于熱風(fēng)干燥。L*值代表亮度,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥L(fēng)*值與熱風(fēng)干燥L(fēng)*值相比差異顯著,反映出前者亮度優(yōu)于后者,這與熱風(fēng)干燥長時間置于高溫下發(fā)生非酶褐變有關(guān);a*值代表紅綠值,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥樣品偏紅,但與熱風(fēng)干燥樣品相比,差異不顯著;b*值代表黃藍(lán)值,越大顏色越偏向于黃色,熱風(fēng)微波干燥與熱風(fēng)干燥差異顯著。與鮮香菇相對,兩種干燥方法干制香菇色澤差異顯著。

表1 不同干制方法香菇樣品色澤比較Table 1 Coloration comparison of dehydrated lentinus edodes by different drying methods

注：用Duncan法進(jìn)行多重比較,同行標(biāo)有不同小寫字母表示不同組間差異顯著(p<0.05)。

2.4不同干制方法對香菇風(fēng)味成分的影響

GC-MS分析檢測干制香菇組分,其總離子流圖如圖4、圖5所示,經(jīng)計算機譜庫檢索,并參考相關(guān)文獻(xiàn),鑒定出熱風(fēng)干燥香菇揮發(fā)性香氣成分18種、熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥香菇揮發(fā)性香氣成分19種,如表2所示。

圖4 熱風(fēng)干燥香菇揮發(fā)性香氣成分GC-MS總離子流圖譜Fig.4 GC-MS total ion chromatogram of volatile aroma components in extract of hot air drying lentinus edodes

圖5 熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥香菇揮發(fā)性香氣成分 GC-MS總離子流圖譜Fig.5 GC-MS total ion chromatogram of volatile aroma components in extract of hot air and microwave drying lentinus edodes

表2 不同干制方法香菇揮發(fā)性香氣成分的GC-MS分析結(jié)果Table 2 GC-MS analysis result of volatile aroma components in flavor extract of lentinus edodes by different drying methods

注：“-”表示未檢出。

熱風(fēng)干燥和熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥香菇揮發(fā)性成分包括含硫化合物、醇類、醛類、酯類、酮類、呋喃、烴類等。陳昭君等[12]報道香菇中主要揮發(fā)性物質(zhì)包括含硫化合物二甲基二硫醚(C2H6S2)、二甲基三硫醚、甲基(甲硫基)甲基二硫醚、1,2-乙二硫醇、1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷、1,2,4,5-四硫雜環(huán)己烷、1,2,4,6-四硫雜環(huán)庚烷、1,2,3,5,6-五硫雜環(huán)庚烷(香菇精);醇類化合物1-辛醇、3-辛醇、1-辛烯-3-醇、2-辛烯-1-醇;其他揮發(fā)性化合物2-甲基噻吩、己醛、苯甲醛、苯乙醛、3-辛酮、正十七烷、亞油酸、十六酸等。含硫化合物賦予干香菇特征風(fēng)味,通常能影響菇體的整體香味,是香菇風(fēng)味最重要的組分,表2結(jié)果顯示，含硫化合物包括甲硫醇、二硫化碳、二甲基三硫醚、二甲基四硫醚等,總量分別為5.60%和10.07%,熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥含硫化合物含量與熱風(fēng)干燥相比差異明顯;亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸在O2存在的條件下,經(jīng)菇類自身的脂肪氧合酶、氫過氧化物裂解酶的連續(xù)作用形成八碳化合物[13-14],這類化合物風(fēng)味閾值較低,因此提供了濃郁的蘑菇風(fēng)味。表2結(jié)果顯示:醇類化合物為2-己醇、異戊醇、2-壬醇、2-甲基丁醇、2,3-丁二醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲氧基-1,2-丙二醇、2-甲基哌啶醇、2,6-二甲基哌啶醇,總量分別為12.09%和5.08%,由于醇類化合物揮發(fā)性較強,穩(wěn)定性不高,干制過程損失嚴(yán)重,可能原因是熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥微波干制段干制溫度高有關(guān);由于人體對于各種揮發(fā)性物質(zhì)的敏感度、閾值不同,香菇(食品)的風(fēng)味是不能以組分的絕對含量來考量的,風(fēng)味是不同成分及含量的集體貢獻(xiàn),有些含量極低的成分可能是其主香成分。醛、酯、酮、呋喃、烴類等物質(zhì),在香菇風(fēng)味中起著調(diào)和、協(xié)同或互補的作用。醛類化合物賦予香菇青草的香味[15];酯類化合物在香菇中含量較為豐富,調(diào)和香菇風(fēng)味;酮類化合物賦予香菇特征風(fēng)味;烴類化合物在干制過程中可能發(fā)生裂解或聚合反應(yīng)[1]。表2結(jié)果顯示醛類主要包括異丁醛、異戊醛、2-甲基丁醛,總量分別為14.51%和14.95%;酯類主要包括2-甲烯基丁內(nèi)酯、丙交酯、乙酸異丁酯、1,5-戊內(nèi)酯、2-氧代-1-吡咯烷乙酸甲酯,含量為10.16%和4.15%;酮類包括仲辛酮、1-丙基-2-吡咯烷酮,含量為1.11%和0.95%;呋喃為2,5-二甲基四氫呋喃,含量為1.65%和1.43%;烴類包括十四烷、二十烷、苯、4-甲基鄰苯二酚、香菇素等,含量為0.68%和3.17%,“香菇精”(Lenthionine)被認(rèn)為是香菇最重要的風(fēng)味化合物,由前體物質(zhì)(香菇酸)在谷氨酸轉(zhuǎn)肽酶的作用下產(chǎn)生二硫雜環(huán)丙烷中間體聚合而成[16],聯(lián)合干制香菇素濃度高達(dá)0.53%,可能原因是熱風(fēng)干制采取的溫度不利于香菇特征風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生。

3 結(jié)論

熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥平均干燥速率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥,復(fù)水比也優(yōu)于傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥,兩者色澤差異顯著。GC-MS共檢測出29種風(fēng)味化合物質(zhì),熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥更是產(chǎn)生了干香菇重要風(fēng)味化合物二甲基三硫醚、二甲基四硫醚及香菇素,顯示出熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥方式可作為香菇干制改良手段之一加以利用。

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Effectofhotair-microwavedryingonthequalityandflavorofmushroom

GAOLun-jiang1,ZENGShun-de1,LIJing2,DIAOYuan1,YINXu-min1,CHENGYang3,*

(1.Agro-product Storage and Processing Institute,Chongqing Academy of Agricultural Science,Chongqing 401329,China; 2.Chongqing Dianjiang Agricultural Commission,Chongqing 408300,China; 3.Chongqing Academy of Agricultural Science,Chongqing 401329,China)

The effect of hot air drying and hot air-microwave drying on the drying rate,rehydration rate,color and flavor components of dried mushroom was analysized and compared in this paper. The results showed that the average drying rate of hot air-microwave drying,especially in microwave drying stage,was significantly higher than the average drying rate of hot air drying. The rehydration rate of hot air-microwave drying was better than hot air drying.TheL*andb*value were significant difference on air-microwave drying and hot air drying,buta*was not signficant. There were some differences in the flavor of the two kinds of dried mushroom through headspace solid-phase micro-extraction and gas chromatography mass spectrometry analysis,which mainly embodied in sulfur compounds,alcohols,esters and hydrocarbons. Sulfur compounds in hot air-microwave drying and hot air drying were 10.07% and 5.60%,respectively,alcohols were 5.08% and 12.09%,respectively,esters were 4.15% and 10.16%,respectively,hydrocarbons were 3.17% and 0.68%. And the important flavor compounds(dimethyl trisulfide,dimethyl tetrapsulphide and lentinacin)were produced by hot air-microwave drying in dried mushroom. Therefore,above all the results,the quality of hot air-microwave drying mushroom was superior to hot air drying.

mushroom;hot air-microwave drying;drying rate;rehydration rate;color;flavor compounds

2017-05-08

高倫江(1979-)，男，碩士，副研究員，研究方向：果蔬貯藏與精深加工，E-mail:58008826@qq.com。

*

程楊(1979-)，女，本科，助理研究員，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工，E-mail:124676727@qq.com。

重慶市財政良種創(chuàng)新專項(2015-8)。

TS205.1

A

1002-0306(2017)21-0080-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.21.016