不同干燥方法對香菇片品質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)的影響

許洋，徐茂，蔣和體*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)2(食品科學(xué)與工程國家級實驗教學(xué)示范中心(西南大學(xué))，重慶，400715)

香菇(Lentinulaedodes)是世界上第二大食用菌，在中國、日本等東亞地區(qū)有悠久的食用歷史[1]。其含有18種氨基酸[2]，豐富的維生素B群、維生素C[1]、麥角固醇、植物甾醇[3]、礦物質(zhì)、香菇多糖等，是必需氨基酸的良好來源[4]，還具有抗腫瘤、降血壓[3]、降血脂[2]、增強(qiáng)免疫力[5]等保健功能。鮮香菇的含水量高，約為85%～90 %，采摘后代謝旺盛，在室溫下儲藏1～3 d就可能出現(xiàn)開傘、失水、菌蓋褐變、腐爛等品質(zhì)劣變問題[6]。因此普遍的加工方式是將香菇加工成干制品，香菇干制后便于儲運(yùn)，且風(fēng)味有所增加[3]，可廣泛應(yīng)用于各種配料、菜肴、小吃中[2, 7]。

微波干燥時，物料中水分的耗散因子較大，能大量吸收微波能，使物料內(nèi)部升溫，此時溫度梯度與水分梯度一致，促進(jìn)內(nèi)部水分向外擴(kuò)散蒸發(fā)，具有干燥速度快、效率高等優(yōu)點[8]。但不規(guī)則的形狀易使物料內(nèi)電磁場分布不均，出現(xiàn)“熱點”或“尖角效應(yīng)”，導(dǎo)致熱量局部積累，若控制不合理，會使產(chǎn)品品質(zhì)差甚至局部焦化[9]。DEHGHANNYA等[10]、BOTHA等[11]利用間歇微波干燥方式制備榅桲、菠蘿干制品，有效克服了這一不足。張志勇等[9]通過調(diào)整不同干燥階段的微波功率和蘇緩時間，控制干燥過程中香菇的溫度，有效減緩了香菇的“熱失控”現(xiàn)象。近年來，對微波干燥與熱風(fēng)干燥、真空干燥、真空冷凍干燥等聯(lián)合對物料進(jìn)行干燥的研究報道有所增多。張慧等[12]利用響應(yīng)面法優(yōu)化香菇熱風(fēng)-微波分段聯(lián)合干燥工藝，相比于單一熱風(fēng)干燥，產(chǎn)品營養(yǎng)成分更高，且時間和能耗更低。ZHAO等[13]采用低功率微波-熱風(fēng)兩段式聯(lián)合干燥，制得色澤、復(fù)水性好，胡蘿卜素保留率高的胡蘿卜片。真空冷凍干燥制得的產(chǎn)品營養(yǎng)保留率高、疏松多孔、復(fù)水性好，但該法耗時長、成本高[14]。凍干過程存在升華和解析階段，解析階段含水量下降十分緩慢，卻耗時長。段續(xù)等[15]通過真空冷凍-微波聯(lián)合干燥制得接近凍干品質(zhì)的海參干制品，且降低了約40%的能耗。黃略略[16]在干燥蘋果片時對比了真空微波-凍干和凍干-真空微波的效果，發(fā)現(xiàn)2種方法均能節(jié)約無效能耗，且后者品質(zhì)更接近單純凍干產(chǎn)品。但真空冷凍-微波聯(lián)合干燥工藝的水分轉(zhuǎn)換點和干燥終點較難控制，而微波-真空冷凍聯(lián)合干燥控制難度更低[16]。朱彩平等[17]利用微波-真空冷凍聯(lián)合干燥制得了品質(zhì)高的平菇干制品。

將香菇切片后干制增大了物料與空氣的接觸面積，能夠降低能耗、提高效率，同時也使干香菇片便于儲存、使用更加靈活方便。目前已有多種分段聯(lián)合干燥應(yīng)用于香菇干制的研究報道，但有關(guān)幾種分段聯(lián)合干燥方法對香菇片品質(zhì)影響的比較研究較少。此外，將灰色關(guān)聯(lián)度分析法應(yīng)用于干香菇片品質(zhì)綜合分析的研究還比較少見，這是一種建立在多形狀定量分析基礎(chǔ)上的綜合評價方法，相比單一指標(biāo)的直觀評價，更具可靠性和客觀性。楊雷等[18]和高琦等[19]利用該方法對草莓和蕪菁脆片進(jìn)行了品質(zhì)分析，實現(xiàn)了品質(zhì)的綜合分析評價。本研究旨在探究5種不同干燥方法對香菇片理化指標(biāo)、色澤、質(zhì)構(gòu)、外觀及微觀結(jié)構(gòu)的影響，并利用加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分析法選出品質(zhì)較優(yōu)的干燥工藝，以期為香菇干制品的生產(chǎn)加工和品質(zhì)評價提供思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮香菇購于重慶市北碚區(qū)永輝超市天生店，挑選無腐爛、成熟度一致、菇蓋直徑為(6±1) cm的香菇用于干燥試驗。所用化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

G70F20N2L-DG微波爐，格蘭仕微波爐電器有限公司；TF-LFD-1真空冷凍干燥箱，上海田楓實業(yè)有限公司；DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；UltraScan PRO 全自動色差儀，美國Hunter Lab公司；UV2450紫外-可見分光光度計，日本島津公司；TA.XT Plus 質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司；Phenom臺式掃描電鏡，美國FEI公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 生產(chǎn)工藝流程

工藝流程：

新鮮香菇→清洗→去炳→切片→燙漂3 min→瀝干→干燥→干香菇片

1.3.2 干燥方法

在預(yù)實驗的基礎(chǔ)上，將香菇切成5 mm薄片，經(jīng)燙漂預(yù)處理后進(jìn)行5組干燥試驗，具體干燥方法如下：

真空冷凍干燥(freeze-drying，F(xiàn)D)：400 g菇片于-18 ℃下冷凍12 h，再真空冷凍干燥至含水量13%以下。真空冷凍干燥條件：冷阱溫度-40 ℃，10 Pa。

熱風(fēng)-微波分段聯(lián)合干燥(hot air followed by microwave drying，HAD+MD)：400 g菇片65 ℃熱風(fēng)干燥至含水量為30%～35%，然后置于保鮮袋中密封，4 ℃均濕12 h，使菇片內(nèi)部水分均勻分布，然后在450 W下微波干燥30 s，再移至65 ℃下熱風(fēng)干燥至含水量13%以下。

變功率間歇微波干燥(intermittent microwave drying at different power，IMD)：100 g菇片進(jìn)行四段變功率間歇微波干燥，700 W干燥至含水量為80%～85%(約10 min)，600 W干燥至含水量為70%～75%(約15 min)，450 W干燥至含水量為45%～50%(約15 min)，300 W干燥至含水量13%以下(約15 min)。整個過程中，每干燥20 s，間歇一段時間，間歇比為3～5.5，控制菇片表面溫度不高于80 ℃。

真空冷凍-微波聯(lián)合干燥(freeze drying followed by microwave drying，F(xiàn)D+MD)：400 g菇片-18 ℃下冷凍12 h，然后真空冷凍干燥12 h左右(含水量45%～50%)，然后取出，300 W間歇微波干燥至含水量13%以下(同IMD)。

微波-真空冷凍聯(lián)合干燥(microwave drying followed by freeze drying，MD+FD)：400 g菇片進(jìn)行變功率間歇微波干燥(同IMD)，干燥至含水量為45%～50%，然后置于-18℃下冷凍12 h，再真空冷凍干燥至含水量13%以下。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 含水率及轉(zhuǎn)換點質(zhì)量

1.4.1.1 含水率

參考GB 5009.3—2016直接干燥法，含水率計算如公式(1)所示：

(1)

式中：C，含水率，%；M1，干燥前總質(zhì)量，g；M2，干燥后總質(zhì)量，g；M3，稱量瓶質(zhì)量，g。

1.4.1.2 轉(zhuǎn)換點質(zhì)量

轉(zhuǎn)換點質(zhì)量計算如公式(2)所示：

(2)

式中：M1，處理前香菇質(zhì)量，g；C1，處理前香菇含水率，%；M2，處理終點對應(yīng)質(zhì)量，g；C2，處理終點含水率設(shè)定值，%。

1.4.2 色澤[20]

用UtraScan PRO全自動色差儀測定各處理組菇片切面中心處的亮度值L*、紅綠值a*、黃藍(lán)值b*，以鮮香菇片作為對照，按公式(3)、公式(4)、公式(5)分別計算總色差(ΔE)、彩度(c*)、色相角(h°)。h°值對應(yīng)的顏色如下：紅紫色0°；黃色90°；藍(lán)綠色180°；藍(lán)紫色270°。每組樣品測量5次，取平均值。

(3)

(4)

(5)

式中：L0、a0、b0，鮮香菇片色度值；L*、a*、b*，處理組菇片色度值。

1.4.3 皺縮率和表觀密度

參考錢革蘭等[21]的方法，利用超細(xì)石英砂體積置換法測香菇干燥前后體積，每次測定6片樣品(2片正片、4片邊片)，分別按公式(6)、公式(7)、公式(8)[22]測菇片體積、皺縮率和表觀密度。

(6)

(7)

(8)

式中：V，菇片體積(下標(biāo)0、1分別表示干燥前、后)，mL；Sr，皺縮率，%；Bd，表觀密度，g/mL；M0，排出的石英砂的質(zhì)量，g；ρ0，超細(xì)石英砂密度，(3.359 7±0.079 3)g/mL；M1，干燥后菇片質(zhì)量，g。

1.4.4 粉碎度

參考張樂等[23]的方法，取10 g菇片放于粉碎機(jī)中，按相同的粉碎程序粉碎(粉碎10 s，間歇20 s，共4次)，用60目篩，以平面回轉(zhuǎn)的軌跡篩分，粉碎度按公式(9)測定：

(9)

式中：Fr，粉碎度，%；Mx，篩下質(zhì)量，g；M，總質(zhì)量，g。

1.4.5 復(fù)水比和復(fù)重系數(shù)

參考張海偉等[24]的方法并做一定修改，取1～2 g菇片，浸泡于25 ℃純水中進(jìn)行階段復(fù)水比測定，前10 min每2 min測1次，后每5 min測1次直到40 min，然后每10 min測1次直到60 min，并測定最終的復(fù)重系數(shù)[25]，每次測定前，用吸水紙吸干表面多余水分。如公式(10)、公式(11)所示：

(10)

(11)

式中：Rr，復(fù)水比；Rc，復(fù)重系數(shù)，%；Mb、Mf，復(fù)水前后質(zhì)量，g；M復(fù)，復(fù)水后最終質(zhì)量，g；C原、C干，干燥前后含水率，%。

1.4.6 質(zhì)構(gòu)

稱取2 g菇片于50 mL水中，在60 ℃下恒溫復(fù)水3 h，然后將復(fù)水后的菇片制成2 cm×1 cm的長方塊，采用TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀測定各處理組菇片質(zhì)構(gòu)。測試條件：P/0.5探頭，TPA測試，測前速度1.00 mm/s，測試速度0.50 mm/s，測后速度10.00 mm/s，壓縮比40%，2次壓縮間隔時間5 s，觸發(fā)類型自動，觸發(fā)力4.00 g。每組重復(fù)測定5次，結(jié)果取平均值。

1.4.7 營養(yǎng)成分測定

粗蛋白：參考GB 5009.5—2016分光光度法；還原糖：采用3，5-二硝基水楊酸比色法；香菇多糖：參考NY/T 1676—2008硫酸-苯酚法，各營養(yǎng)成分含量以干基計算。

1.4.8 甲醛含量測定

參考NY/T 1283—2007 乙酰丙酮比色法測定。

1.4.9 外觀和微觀結(jié)構(gòu)觀察

各取4片菇片(正片)在同樣位置及光照條件下拍攝外觀圖片。并將各組菇片制成3 mm×3 mm×2 mm小塊，固定于樣品臺，噴金后觀察其縱切面的微觀結(jié)構(gòu)，放大倍數(shù)為500和150 0倍。

1.5 綜合評分

參考楊雷等[18]、高琦等[19]的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度綜合分析法，在多指標(biāo)定量分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合ΔE值、皺縮率、表觀密度、粉碎度、復(fù)重系數(shù)、硬度、彈性、咀嚼性、回復(fù)性、粗蛋白含量、香菇多糖含量、還原糖含量、甲醛含量13個指標(biāo)進(jìn)行綜合性評價。各指標(biāo)的權(quán)重計算如公式(12)、公式(13)所示：

(12)

(13)

結(jié)合試驗數(shù)據(jù)，構(gòu)建理想?yún)⒖紨?shù)列，各干燥方法得到的試驗數(shù)據(jù)構(gòu)成比較數(shù)列,如公式(14)：

Xi={Xi(1),Xi(2),…,Xi(K)}

(14)

式中：K，檢測指標(biāo)，K=1,2,3,…,13；i，不同干燥方法，i=0,1,…,4,5(其中0表示理想?yún)⒖紨?shù)列)。

按公式(15)進(jìn)行無量綱化處理：

(15)

關(guān)聯(lián)系數(shù)和加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分別由公式(16)、公式(17)計算：

δi(K)=

(16)

Mi=∑δi(K)·WK

(17)

式中：δi(K)，Ti與T0關(guān)于第K個指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)；ρ，分辨系數(shù)，0.5；Mi第i種干燥方法的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度。

1.6 數(shù)據(jù)分析

每組數(shù)據(jù)做3次重復(fù)試驗，結(jié)果用X±SD表示，使用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行方差分析，用Origin 2019b軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方法對香菇片色澤的影響

色澤是影響干制品感官接受度的重要指標(biāo)。如表1所示，L*值表示亮度，其大小可間接反映樣品的受熱程度[25]。相比于鮮樣，各處理組樣品的L*值呈下降趨勢，且存在顯著差異(P<0.05)，說明干燥后樣品的亮度有所下降，這可能與干燥失水和褐變反應(yīng)有關(guān)。FD(84.94±1.25)和FD+MD(77.79±2.07)組的L*值最接近鮮樣(89.18±2.07)。而IMD組L*值(58.93±1.56)最小，這可能是因為持續(xù)微波處理，導(dǎo)致內(nèi)部水分大量擴(kuò)散至表面，而表面水分來不及蒸發(fā)，進(jìn)而引發(fā)褐變。c*值表示顏色的強(qiáng)度或飽和度，各處理組樣品的c*值呈上升趨勢，且鮮樣的c*值顯著低于(P<0.05)其他處理組，說明干燥后樣品的顏色均有所增強(qiáng)。各組的h°值均小于且接近90°，而FD組的h°值(84.09±1.08)最大，這和ANTAL等[20]研究菊芋干燥時的結(jié)果相似。FD和FD+MD組的h°值顯著大于鮮樣，色澤為黃偏綠，而IMD、HAD+MD和MD+FD組顯著小于鮮樣(P<0.05)，色澤為黃偏紅。這可能是因為后3組處理溫度較高，促進(jìn)了美拉德和焦糖化反應(yīng)等非酶褐變反應(yīng)。從總色差來看，F(xiàn)D組的ΔE值(10.76±0.83)最小，其次是FD+MD組(16.39±1.72)，而其他3組樣品ΔE值均>30，這可能是因為凍干處理環(huán)境是低溫、真空的，能抑制酶促和非酶褐變反應(yīng)[3]。綜合來看，F(xiàn)D和FD+MD對色澤的保留較有利。

表1 五種干燥方法對香菇片色澤的影響Table 1 Effects of five drying methods on the color of shiitake slices

2.2 不同干燥方法對香菇片皺縮率、表觀密度和粉碎度的影響

如圖1所示，菇片干燥后均有不同程度的皺縮，皺縮率越大，皺縮越嚴(yán)重。HAD+MD組[(79.31±2.85)%]皺縮率最高，其次是IMD組[(72.85±1.21)%]，而FD(4.06±3.43)%、FD+MD[(4.84±4.46)%]、MD+FD[(8.87±2.25)%]三組無顯著差異(P<0.05)，這和謝靜等[26]的研究結(jié)果相似。表觀密度是物體質(zhì)量與實體體積和物體內(nèi)部間隙體積和的比值，表觀密度小，即內(nèi)部孔隙多，產(chǎn)品疏松。皺縮率和表觀密度成正比，且均與干燥溫度和時間相關(guān)[3]。相比于單一熱風(fēng)處理，HAD+MD組結(jié)合微波處理從內(nèi)部加熱，使內(nèi)部水分快速蒸發(fā)擴(kuò)散，起到一定膨脹作用，但干燥時間長，體積仍嚴(yán)重收縮。與張志勇等[9]的研究結(jié)果一致，間歇微波處理能有效抑制香菇干燥過程中的“熱點”問題，但I(xiàn)MD組皺縮率較大。這可能是因為干燥過程中環(huán)境的水蒸氣分壓過高，導(dǎo)致由內(nèi)部擴(kuò)散至表面的水分難以蒸發(fā)除去，從而引起組織坍塌，干燥后菇體質(zhì)地堅硬。FD處理時，固態(tài)的冰直接升華除去，而其他物質(zhì)截留在冰架中，菇片體積保留率高。和段續(xù)等[15]的研究結(jié)果相似，F(xiàn)D+MD組在感官上接近FD組，這可能是因為FD+MD組在前期凍干過程中，大部分水分除去，組織結(jié)構(gòu)基本固定，后期微波處理對其體積影響不大。對于MD+FD組，前期的微波處理對其體積的影響不大，但感官上使菇片顏色加深。從粉碎度來看，粉碎度高，表示菇片的粉碎效果好，脆性高；粉碎度低，則菇片內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，硬度高。MD+FD組粉碎度[(78.79±1.59)%]最高，顯著高于FD和FD+MD組(P<0.05)，這說明在干燥前期微波處理能提高菇片的脆度。而IMD組粉碎度[(37.17±4.26)%]最低，這和菇片在干燥過程中迅速失水皺縮，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)致密，硬度大有關(guān)?？傮w來看，F(xiàn)D、FD+MD和MD+FD組對菇片體積影響較小。

a-皺縮率和表觀密度；b-粉碎度圖1 五種干燥方法對香菇片皺縮率、表觀密度和粉碎度的影響Fig.1 Effects of five drying methods on the shrinkage, bulk density and fragmentation of shiitake slices注：不同小寫字母表示具有顯著性差異(P<0.05)(下同)

2.3 不同干燥方法對香菇片復(fù)水比和復(fù)重系數(shù)的影響

復(fù)水性是評價產(chǎn)品干燥后外觀形態(tài)恢復(fù)至原來狀態(tài)的重要指標(biāo)之一[27]，復(fù)水性與菇片孔隙率密切相關(guān)[28]。復(fù)水比和復(fù)重系數(shù)大、復(fù)水時間短，說明菇片的親水性好，內(nèi)部孔隙大。如圖2所示，在復(fù)水開始階段，水分快速填充菇片表面和內(nèi)部的毛細(xì)管孔和空腔，復(fù)水速率快，復(fù)水比快速增大，然后逐漸趨于飽和，在40 min內(nèi)，各組菇片復(fù)水比基本平衡。由于菇片與水的接觸面積大，復(fù)水平衡時間比張海偉等[24]、趙圓圓等[29]研究整干香菇時的復(fù)水平衡時間短。而復(fù)重系數(shù)按降序依次為：FD[(59.09±3.91)%]、FD+MD[(53.32±3.71)%]、MD+FD[(40.90±1.26)%]、HAD+MD[(33.17±0.85)%]、IMD[(30.27±0.19)%]，與皺縮率基本一致。在FD組的預(yù)凍階段，采用-18℃慢速冷凍，形成的冰晶大，相互之間孔隙大[30]，而凍干階段對菇片的組織結(jié)構(gòu)影響小，利于復(fù)水時水分快速進(jìn)入，因此FD組的復(fù)水時間最短，復(fù)重系數(shù)顯著大于其他各組(P<0.05)。而FD+MD和MD+FD組中的微波處理均對菇片的復(fù)水性有一定影響，其中MD+FD組的影響更大，這說明在高水分含量階段進(jìn)行微波處理可能更容易形成硬殼或?qū)M織結(jié)構(gòu)損傷更大。這可能是因為水吸收微波的能力強(qiáng)，在高水分含量階段，微波處理易使溫度快速上升，出現(xiàn)“熱點”甚至硬殼。而HAD+MD和IMD組的復(fù)重系數(shù)顯著低于其他3組，且2組間無顯著性差異(P<0.05)，這與粉碎度的結(jié)果一致。可能是因為HAD+MD組干燥時間長，組織皺縮嚴(yán)重，而IMD組表面水分蒸發(fā)過快，形成硬殼，使水分無法擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)部。

a-復(fù)水比；b-復(fù)重系數(shù)圖2 五種干燥方法對香菇片復(fù)水比和復(fù)重系數(shù)的影響Fig.2 Effects of five drying methods on the rehydration ratio and rehydration coefficient of shiitake slices

2.4 不同干燥方法對香菇片質(zhì)構(gòu)的影響

復(fù)水后香菇質(zhì)構(gòu)是決定香菇口感的重要指標(biāo)。硬度可用于表示牙齒咬斷菇片所需的力，硬度大小取決于干燥方式對菇片組織結(jié)構(gòu)的影響[25]，樣品干燥過程中形成的結(jié)構(gòu)越疏松，復(fù)水時水分越容易進(jìn)入，菇片越接近新鮮時的柔軟質(zhì)地。彈性和回復(fù)性則表示菇片擠壓后回復(fù)原狀的能力，咀嚼性是硬度、彈性和內(nèi)聚性的綜合表現(xiàn)[31]。各組菇片的質(zhì)構(gòu)如表2所示，F(xiàn)D組的硬度、彈性、咀嚼性、回復(fù)性均最小，表現(xiàn)為FD組口感綿軟，壓縮后不易恢復(fù)，這與康明等[32]的結(jié)果一致。而IMD和HAD+MD組復(fù)水后質(zhì)地較硬，咀嚼性差，這和趙圓圓等[31]的結(jié)果相似，這與2組菇片皺縮變形嚴(yán)重、復(fù)水性差有關(guān)。FD+MD和MD+FD組的硬度較小，與FD組沒有顯著性差異(P<0.05)，但微波處理使水分快速蒸發(fā)，菇片結(jié)構(gòu)更加致密，彈性和咀嚼性適中，質(zhì)構(gòu)特性更好。

表2 五種干燥方法對香菇片質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effects of five drying methods on the texture of shiitake slices

2.5 不同干燥方法對香菇片營養(yǎng)成分的影響

蛋白質(zhì)和香菇多糖是香菇中重要的成分物質(zhì)，其中香菇多糖是一種具有多種生理功能的活性多糖，在研究香菇干燥時，常將粗蛋白和糖類的含量作為營養(yǎng)評價指標(biāo)[31]。如表3所示，F(xiàn)D組利于菇片中粗蛋白和糖類的保留，優(yōu)于干燥溫度較高的IMD和HAD+MD組，說明粗蛋白和糖類的損耗與加熱溫度可能有一定關(guān)系[24]。從粗蛋白含量來看，F(xiàn)D組保留率最高，其次是IMD、MD+FD、FD+MD、HAD+MD。高溫會促使蛋白質(zhì)降解為氨基酸[25]或?qū)е碌鞍踪|(zhì)變性。IMD組保留率相對較高可能得益于干燥速度快、耗時短，而HAD+MD組長時間暴露于相對高溫的環(huán)境，粗蛋白損失嚴(yán)重，保留率顯著降低(P<0.05)。從糖類含量來看，香菇多糖和還原糖含量與溫度和加熱時間密切相關(guān)。溫度升高，引發(fā)美拉德和焦糖化反應(yīng)，一部分多糖轉(zhuǎn)化為低聚糖和部分焦糖使含量下降[3]。FD+MD組中多糖含量顯著低于FD組，而還原糖含量顯著高于FD組(P<0.05)，這可能是因為干燥后期微波處理時，溫度升高促進(jìn)多糖分解，但干燥后期菇片含水量降低，微波吸收能力減弱，溫度不至于過度升高，還原糖的保留率較高。相反，在MD+FD組干燥前期的微波處理中，菇片含水量高，由微波引起的熱效應(yīng)強(qiáng)，易引發(fā)美拉德和焦糖化反應(yīng)，使MD+FD組中還原糖保留率低。這也表現(xiàn)為FD+MD組的褐變程度低于MD+FD組，與ΔE結(jié)果一致。而IMD和HAD+MD組處理溫度高，促進(jìn)多糖分解，但I(xiàn)MD組的干燥速度快、耗時短，還原糖保留率優(yōu)于HAD+MD組。

表3 五種干燥方法對香菇片營養(yǎng)成分的影響Table 3 Effects of five drying methods on the nutrient retention of shiitake slices

2.6 不同干燥方法對香菇片甲醛含量的影響

干制過程中，在半胱氨酸亞砜裂解酶和谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶的影響下，香菇的獨(dú)特風(fēng)味物質(zhì)逐漸形成，但同時促進(jìn)了副產(chǎn)物甲醛的生成。甲醛具有發(fā)育和生殖毒性，長期低劑量暴露可能引發(fā)慢性呼吸道疾病，其含量的高低是衡量香菇干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[33]。如圖3所示，各組甲醛含量按升序依次為：IMD[(28.02±0.62)mg/kg]、MD+FD[(31.49±1.05)mg/kg]、HAD+MD[(46.39±0.22)mg/kg]、FD[(55.46±1.25)mg/kg]、FD+MD[(55.84±0.40)mg/kg]。各組的甲醛含量低于60 mg/kg，遠(yuǎn)低于刁恩杰等[34]研究中提及的干香菇甲醛含量≤300 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)，這可能是因為燙漂預(yù)處理利于C-Slyase、γ-GGT失活以及甲醛的溶出[34]。IMD和MD+FD組甲醛含量顯著低于其他各組(P<0.05)，可能是微波處理時，溫度快速升高，使酶失活。而HAD+MD組在65 ℃下恒溫干燥，溫度不太高，干燥溫和，不易使酶失活，但熱風(fēng)利于帶走甲醛，因此含量適中。在冷凍過程中，酶的活性僅被抑制并沒有失活，在升華干燥及貯藏階段，酶的活性再次激發(fā)，促進(jìn)甲醛生成[34]，因此FD和FD+MD組甲醛含量顯著高于其他各組(P<0.05)。

圖3 五種干燥方法對香菇片甲醛含量的影響Fig.3 Effects of five drying methods on the formaldehyde content of shiitake slices

2.7 外觀和微觀結(jié)構(gòu)分析

不同干燥方法對菇片外觀和微觀結(jié)構(gòu)有較大影響如圖4所示。通過菇片外觀可直觀看出不同干燥方法對色澤、皺縮率的影響。如圖4-a所示，F(xiàn)D和FD+MD組的顏色和形狀接近鮮香菇，但是FD+MD組有輕微皺縮。與MD+FD組相比，F(xiàn)D+MD組更接近單純凍干產(chǎn)品，因為在前期凍干過程中，物料的微孔結(jié)構(gòu)已基本形成，后期微波干燥對其外形和品質(zhì)影響較小，這與黃略略[16]的結(jié)果一致。而IMD和HAD+MD組的皺縮、褐變較嚴(yán)重，尤其是IMD組，短時高功率的微波處理使菇片溫度迅速升高，水分快速蒸發(fā)，表面產(chǎn)生硬殼，同時引發(fā)了美拉德和焦糖化反應(yīng)。值得注意的是，經(jīng)過HAD+MD處理，菇片上出現(xiàn)許多空泡。這可能是因為前期熱風(fēng)處理使內(nèi)部水分分布不均，后期微波處理時水分快速蒸發(fā)，進(jìn)而菇片局部膨脹形成空泡?？张菔构狡櫩s減緩，利于復(fù)水，同時增加了菇片的硬度，利于制粉等后續(xù)加工。但空泡對菇片外觀影響較大。

菇片的皺縮率、復(fù)水特性及復(fù)水后的質(zhì)構(gòu)與內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)[24]，對比前面研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，茗菇片組織結(jié)構(gòu)完整性好，則皺縮率低、復(fù)水性好、質(zhì)地綿軟，質(zhì)構(gòu)特性較好。香菇菌蓋內(nèi)部由許多不定向的膨脹的管狀菌絲組成，這些菌絲相互交聯(lián)形成許多空洞，且菌絲很脆弱易變形[35]。通過觀察微觀結(jié)構(gòu)，可直觀比較不同干燥方法對菌絲破壞程度的大小。如圖4-b和圖4-c所示，在各組縱切面的微觀結(jié)構(gòu)中均觀察到大量的孔和蜂窩狀結(jié)構(gòu)，菌絲扁平塌陷，且部分?jǐn)嗔?，這與WANG等[14]、GARCA-SEGOVIA等[36]的研究結(jié)果一致。從IMD組來看，內(nèi)部空洞小而致密，放大1 500倍觀察，菌絲皺縮交疊，表面粗糙，且很多菌絲斷裂，這和高蒸汽壓差和高溫密切相關(guān)。而HAD+MD組有許多絲狀交聯(lián)，放大觀察發(fā)現(xiàn)是菌絲急劇收縮所致。與IMD組相比，HAD+MD處理對菌絲的破壞程度更小，這是因為熱風(fēng)干燥條件更溫和。綜合來看，IMD和HAD+MD組組織皺縮變形嚴(yán)重，表現(xiàn)為質(zhì)構(gòu)分析時兩組的皺縮率、硬度和咀嚼性顯著高于另3組(P<0.05)。FD、FD+MD和MD+FD三組的微觀結(jié)構(gòu)相似，內(nèi)部空洞飽滿且均勻，菌絲破壞小，復(fù)水性好。一般香菇干制品以外觀接近鮮香菇，內(nèi)部空洞飽滿均勻，組織完整性好，菌絲表面平滑為優(yōu)。綜合來看， FD組品質(zhì)最好，其次是FD+MD組，IMD組品質(zhì)最差。

a-外觀；b-微觀結(jié)果(×500)；c-微觀結(jié)構(gòu)(×1 500)圖4 五種干燥方法對香菇片外觀和微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.4 Effects of five drying methods on the appearance and microstructure of shiitake slices

2.8 不同干燥方法下香菇片的綜合評價

綜合所得數(shù)據(jù)，參考數(shù)列中各指標(biāo)依次為ΔE10.76、皺縮率4.06%、表觀密度0.25 g/mL、粉碎度78.79%、復(fù)重系數(shù)59.09%、硬度332.425 g、彈性1.376、咀嚼性396.496 g、回復(fù)性0.428、粗蛋白含量287.37 mg/g、香菇多糖含量36.00 mg/g、還原糖含量4.87 mg/g、甲醛含量28.02 mg/g。同時各指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重分別為8.87%、22.96%、14.37%、5.52%、5.85%、6.9%、7.00%、9.61%、6.69%、1.88%、2.31%、1.91%、6.11%。如表4所示為各組綜合分析后的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度，各組按降序依次為：FD+MD>FD>MD+FD>HAD+MD>IMD。綜合來看，F(xiàn)D+MD組品質(zhì)最優(yōu)，而HAD+MD和IMD組品質(zhì)相對較差。

表4 五種干燥方法對香菇片綜合評分的影響Table 4 Effects of five drying methods on the comprehensive evaluation of shiitake slices

3 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，5種干香菇片在理化指標(biāo)、色澤、質(zhì)構(gòu)、外觀和微觀結(jié)構(gòu)上均有顯著差異(P<0.05)。IMD和HAD+MD組的ΔE、皺縮率、硬度最高(P<0.05)，且粉碎度、復(fù)水性、香菇多糖含量最低(P<0.05)，褐變嚴(yán)重，微觀組織結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，皺縮坍塌，質(zhì)構(gòu)特性較差，因此綜合評分明顯低于另3組，說明該工藝條件可能不適合加工干香菇片，有待進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件。FD、MD+FD和FD+MD組利于菇片色澤、體積和營養(yǎng)成分的保留，組織結(jié)構(gòu)完整，復(fù)水性良好。其中FD組能耗大，口感綿軟無彈性。MD+FD組能耗降低，且甲醛含量顯著低于FD和FD+MD菇片(P<0.05)。FD+MD組的外觀和微觀結(jié)構(gòu)接近FD組，質(zhì)構(gòu)特性優(yōu)于FD組，且能耗降低，綜合評分最高。綜合品質(zhì)由高到低為FD+MD>FD>MD+FD>HAD+MD>IMD。綜上，5種干燥方法中，F(xiàn)D+MD最適合加工干香菇片。本研究為香菇干制品加工及品質(zhì)評價提供了思路。