不同干燥方式對雙孢菇理化特性影響的研究

朱家明，劉 詠，王雨萱，王向東，丁 曼

（合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

0 引言

雙孢菇（Agaricus bisporus） 又名白蘑菇、口蘑、洋蘑菇等[1]，口味鮮美、營養(yǎng)豐富[2]。新鮮雙孢菇組織柔嫩，在采摘和貯藏過程中容易受損，進(jìn)而引起腐爛和變質(zhì)[3]。

干燥技術(shù)目前已廣泛用于食用菌加工中以延長貯藏期。常用的干燥技術(shù)有熱風(fēng)干燥、冷凍真空干燥、真空干燥和遠(yuǎn)紅外干燥等[4]。但熱風(fēng)干燥過程中，會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)（如酶促褐變反應(yīng)和美拉德反應(yīng)），導(dǎo)致色澤變差和營養(yǎng)損失。

因此，尋找一種適合雙孢菇的干燥方式，并探究不同干燥方式對雙孢菇理化性質(zhì)的影響，比較5 種方式干燥后樣品的體積收縮率、復(fù)水率、總糖、維C、氨基酸等指標(biāo)。研究結(jié)果可為食用菌的精深加工及工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料

雙孢菇，購自安徽合肥當(dāng)?shù)爻小?/p>

1.2 儀器與設(shè)備

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、遠(yuǎn)紅外干燥箱、真空干燥箱、冷凍真空干燥機(jī)、物性測試儀、氨基酸分析儀等。

2 試驗方法

2.1 不同干燥方法對雙孢菇的處理

將新鮮的雙孢菇洗凈、切薄片，取5 個干燥篩，每個篩上平鋪500 g 雙孢菇片，分別用5 種干燥方式進(jìn)行干燥處理，干燥結(jié)束以水分含量為5%以下為準(zhǔn)：熱風(fēng)干燥的初溫為35 ℃，每小時升高5 ℃，溫度至60 ℃時保持到干燥結(jié)束；真空干燥采用真空度0.1 MPa，溫度升至50 ℃干燥至結(jié)束；冷凍真空干燥是在-20 ℃冰箱中預(yù)凍12 h，取出后置于冷凍干燥機(jī)內(nèi)（抽真空至20 Pa，冷阱溫度-50 ℃）；遠(yuǎn)紅外干燥將雙孢菇薄片置于溫度70 ℃，功率1 200 W條件下干燥至結(jié)束；熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥先對菇片進(jìn)行熱風(fēng)干燥，初始溫度為35 ℃，每小時升高5 ℃，溫度升至45 ℃時取出，再將菇片放入遠(yuǎn)紅外干燥箱，在溫度70 ℃，功率1 200 W 條件下干燥至結(jié)束。

2.2 物理品質(zhì)特性測定

收縮率參考Huang L L 等人[5]的方法測量體積收縮率。復(fù)水比參考Wang H C 等人[6]的方法測量復(fù)水率。微觀結(jié)構(gòu)是將不同干燥方式處理后的樣品固定在樣品臺上，在真空條件下進(jìn)行噴金處理后放入掃描電鏡中放大3 000 倍觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu)。

2.3 總糖含量

參照GB/T 15672—2009 中的方法測定雙孢菇總糖含量[7]。

2.4 維C 含量

維C 含量的測定方法參照采用2,6 -二氯酚靛滴定法[8]。

2.5 氨基酸成分

參照Li Y 等人[9]的方法測定分析樣品的游離氨基酸組成。

2.6 揮發(fā)性化合物成分

將DVB/CAR/PDMS 固相微萃取頭在氣相色譜儀進(jìn)樣口老化，老化溫度為270 ℃，時間為60 min。準(zhǔn)確稱取3 g 雙孢菇樣品，置于15 mL 頂空萃取瓶中，用聚四氟乙烯襯里的硅膠墊密封后置于60 ℃水浴鍋中平衡20 min。將活化后的SPME 萃取纖維頭插入頂空萃取瓶中并推出纖維頭，使雙孢菇上表面與纖維頭下端間距為0.5 cm，頂空吸附50 min 后將萃取頭插入GC 進(jìn)樣口，于250 ℃條件下熱解析10 min。GC 條件：DB-5MS 毛細(xì)管色譜柱（60 m×1 mm×0.32 μm）；初始溫度50 ℃，保持2 min，以4 ℃/min 升到220 ℃，保留10 min，載氣為氦氣，其流速為1.5 mL/min，進(jìn)樣口溫度250 ℃，不分流進(jìn)樣。

MS 條件：離子源溫度250 ℃，電離方式（EI），電子能70 eV，質(zhì)譜接口溫度250 ℃，掃描范圍（m/z） 為30～550 u。

圖譜分析：通過分析總離子色譜峰圖，結(jié)合NIST Library 質(zhì)譜圖庫匹配、人工譜圖解析和保留指數(shù)RI 值比較，進(jìn)行定性分析，選擇綜合匹配度最高的化學(xué)結(jié)構(gòu)為最終結(jié)果。采用面積歸一化法計算百分含量。

2.7 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素ANOVA 分析，利用Origin 8.0 軟件繪制圖表，數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（SD） 表示；顯著水平p＜0.05，不同字母表示差異顯著。

3 結(jié)果與分析

3.1 物理品質(zhì)特性分析

不同干燥方式對雙孢菇片收縮率和復(fù)水率的影響見表1。

表1 不同干燥方式對雙孢菇片收縮率和復(fù)水率的影響

由表1 可知，冷凍真空干燥后的樣品收縮率最小，為25.82%，其外觀品質(zhì)最好。熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥后的樣品表現(xiàn)出較小的尺寸收縮率（69.02%）。

不同干燥方式對雙孢菇復(fù)水比影響較大，復(fù)水比為2.08%～4.17%。其中，冷凍真空干燥制品的復(fù)水能力最好，為4.17%，遠(yuǎn)紅外干燥產(chǎn)品復(fù)水比最低。

不同干燥方法雙孢菇SEM 電鏡圖見圖1。

圖1 不同干燥方法雙孢菇SEM 電鏡圖

不同干燥方式得到的雙孢菇樣品組織結(jié)構(gòu)差異明顯，組織間空隙大小和疏松程度不同。遠(yuǎn)紅外干燥后的雙孢菇片表面出現(xiàn)了明顯的皺縮現(xiàn)象；真空干燥后的雙孢菇片表面較為致密，這與其收縮率升高一致（見表1）；冷凍真空干燥后的雙孢菇樣品組織疏松，有很多小孔，基本保持原來的結(jié)構(gòu)，這可能是其復(fù)水率較高的原因之一；熱風(fēng)干燥和熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥后的樣品組織更疏松，內(nèi)部形成多孔狀，與遠(yuǎn)紅外干燥和真空干燥的雙孢菇相比，其物理性能更好。

3.2 總糖含量分析

不同干燥方式對雙孢菇片總糖和維C 含量的影響見表2。

表2 不同干燥方式對雙孢菇片總糖和維C 含量的影響

冷凍真空干燥后的雙孢菇總糖含量最高，為135.83 μg/g，真空干燥處理組的總糖含量最低，為100.83 μg/g。不同干燥處理后雙孢菇總糖含量的差異表明其美拉德反應(yīng)程度不同[10]。

3.3 維C 含量分析

由表2 可知，冷凍真空干燥后雙孢菇維C 含量最高，達(dá)6.35 mg/100 g，其次是熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥，維C 含量為5.26 mg/100 g，遠(yuǎn)紅外干燥后維C含量最低，僅2.90 mg/100 g。

3.4 氨基酸成分分析

不同干燥方式對雙孢菇片游離氨基酸含量的影響見表3。

表3 不同干燥方式對雙孢菇片游離氨基酸含量的影響

由表3 可知，共檢測出15 種游離氨基酸，其中人體必需氨基酸有9 種。新鮮雙孢菇總游離氨基酸含量為91.80 mg/g。干燥處理后，樣品的總游離氨基酸含量顯著增加，其中熱風(fēng)干燥后樣品總游離氨基酸含量最高，熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥組樣品的必需氨基酸含量最高，而真空干燥和冷凍真空干燥后樣品中的氨基酸含量較低，表明高溫是促進(jìn)雙孢菇中蛋白質(zhì)水解成游離氨基酸的主要因素。

熱風(fēng)干燥和熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥后的雙孢菇樣品鮮味和甜味氨基酸含量均高于其他方式干燥后的樣品，熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥更有助于保持更多的味覺活性氨基酸。

3.5 揮發(fā)性化合物成分分析

GC-MS 初步鑒定出78 種主要揮發(fā)性化合物，包括醇（14 種）、醛（11 種）、酮（12 種）、酯（3 種）、烷烴和雜環(huán)化合物（11 種）、吡嗪（16 種） 和其他化合物（11 種）。

不同干燥方式對雙孢菇GCMS 分析結(jié)果見表4。

表4 不同干燥方式對雙孢菇GCMS 分析結(jié)果

吡嗪類化合物的形成與氨基酸、還原糖之間的美拉德反應(yīng)有關(guān)，對許多熱處理產(chǎn)品的獨特香氣至關(guān)重要[11]。結(jié)果表明，遠(yuǎn)紅外干燥和熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥后的雙孢菇樣品中發(fā)現(xiàn)的吡嗪化合物成分最多，這可能是遠(yuǎn)紅外干燥和熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥后的雙孢菇有一種特殊的烤香味的原因。除此之外，冷凍真空干燥后的雙孢菇樣品中沒有檢測到吡嗪化合物。

4 結(jié)論

通過不同方式對新鮮的雙孢菇片進(jìn)行干燥處理，分析干燥后樣品的理化特性。結(jié)果表明，5 種干燥方式對雙孢菇收縮率、復(fù)水率、微觀結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)物質(zhì)含量、氨基酸含量和揮發(fā)性化合物含量等理化特性的影響差異較大。熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥后的雙孢菇樣品收縮率較低，復(fù)水率較大，物理品質(zhì)特性變化較小，營養(yǎng)成分保留好。相比于真空冷凍干燥，熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥后的雙孢菇樣品組織疏松，物理性能更好，且含有更多的人體必需氨基酸，其中鮮味氨基酸和甜味氨基酸含量較高；吡嗪化合物含量更加豐富，具有獨特的香味，是一種比較適合雙孢菇實際生產(chǎn)的新型干燥方式。