熱風(fēng)干燥制作雙孢蘑菇粉工藝

黃 凡，劉 瑩，張晶晶，袁 巖，黃 文*

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070)

雙孢蘑菇(Agaricus bisporus)又名口蘑、白蘑菇、洋蘑菇，是一種高蛋白、低脂肪、低熱能、高營養(yǎng)價(jià)值的保健食品。雙孢蘑菇是目前唯一全球性栽培的食用菌，其產(chǎn)量占食用菌總量的70%，雖然產(chǎn)量很大，但是由于雙孢蘑菇達(dá)到生理成熟后的子實(shí)體保鮮期短且容易褐變，導(dǎo)致其商品性降低[1-5]。目前雙孢菇的加工一直沿襲傳統(tǒng)的加工方法，如罐頭、腌制品等，這些已難以滿足消費(fèi)者的需求，而且也難以獲得更高效益，因此，急需開發(fā)新型的雙孢蘑菇產(chǎn)品來滿足市場的需求。雙孢蘑菇粉具有果蔬粉，營養(yǎng)豐富，食用和保藏方便，以及便于后期加工等特點(diǎn)，能夠添加到面條、餅干等食品中，雙孢蘑菇粉的開發(fā)對于提高其市場價(jià)值有著極其重要的意義。

目前，中國出口雙孢蘑菇的干制方法，以常壓熱風(fēng)干燥法和真空冷凍干燥法為主[6]，研究發(fā)現(xiàn)[7]，不同的干燥方式對雙孢蘑菇的色澤影響很大，例如：冷凍干燥的雙孢蘑菇色澤均一，呈純白色，而熱風(fēng)干燥的則菇體色澤發(fā)黃，營養(yǎng)成分相比前者有明顯降低；林啟訓(xùn)等[8]運(yùn)用氣調(diào)干制設(shè)備，N2、CO2替代一部分O2能有效的降低雙孢蘑菇在脫水過程中的褐變和營養(yǎng)成分的損失；楊薇等[9]比較了熱風(fēng)干燥、微波對流干燥和微波真空干燥對雙孢蘑菇色澤的影響，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)干燥蘑菇的顏色最接近新鮮蘑菇，其次是微波真空干燥，微波對流干燥的色質(zhì)最差。目前，熱風(fēng)干燥對雙孢蘑菇粉的影響則未有報(bào)道。

真空冷凍干燥法相比熱風(fēng)干燥法，所生產(chǎn)的蘑菇粉質(zhì)量好，但因其設(shè)備投資高，且耗電量要比熱風(fēng)干燥大得多，因此限制了其在雙孢蘑菇粉加工過程中的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)研究熱風(fēng)干燥制作雙孢蘑菇粉的工藝，有效地抑制了雙孢蘑菇粉加工過程中的褐變，制作出了一種色澤與營養(yǎng)俱佳的雙孢蘑菇粉，以期為雙孢蘑菇粉的熱風(fēng)干燥技術(shù)的應(yīng)用和工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮雙孢蘑菇 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)集貿(mào)市場；檸檬酸(食品級)、抗壞血酸(食品級)、異抗壞血酸鈉(食品級) 市售；L-半胱氨酸、亞硫酸鈉、濃硫酸、石油醚、氫氧化鈉、苯酚均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

722型分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司；1712型精密分析天平 美國Sarterius 公司；TCS-200電子天平 武漢電子秤重儀器公司；HH-6型恒溫水浴鍋 常州市國華電器有限公司；數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；Ultra Scan XE型色度測定儀 美國Hunter Lab公司。

1.3 方法

1.3.1 雙孢蘑菇粉加工工藝流程

新鮮雙孢蘑菇→清洗→切片→護(hù)色→熱風(fēng)干燥→粉碎→過篩→包裝

1.3.2 操作要點(diǎn)

原料的選擇與預(yù)處理：選擇新鮮的雙孢蘑菇，清洗干凈，然后切成蘑菇片。

粉碎：干燥制得的蘑菇片用多功能粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，過100目篩，即制成雙孢蘑菇粉。

1.3.3 單因素及正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將瀝干后的蘑菇片放入鼓風(fēng)干燥箱中干燥，干燥箱的風(fēng)速為1m/s，干燥時間為7h，分別考察熱風(fēng)干燥溫度、切片厚度和裝料量對雙孢蘑菇色度的影響。

將VC、L-半胱氨酸、亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸等作為護(hù)色劑，配制成護(hù)色液，將切好的蘑菇片浸泡在護(hù)色液中，進(jìn)行單因素試驗(yàn)。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉和檸檬酸作三因素三水平正交試驗(yàn)，以雙孢蘑菇色度作為考察指標(biāo)。

1.3.4 指標(biāo)測定

營養(yǎng)成分的測定：參照食品分析[10]和糖復(fù)合物生化研究技術(shù)[11]進(jìn)行測定。

色度的測定：將雙孢蘑菇粉裝入自封袋，采用色度儀讀取雙孢蘑菇粉的L*值(白度)、a*值(紅度)、b*值(黃度)。

密度的測定：取10g雙孢蘑菇粉，裝入50mL量筒中，振蕩量筒，使其分布均勻，然后靜置1h，讀取10g蘑菇粉的體積，由公式ρ=m/V，計(jì)算雙孢蘑菇粉的密度。

流動性的測定：取10g雙孢蘑菇粉，按照范方宇[12]的方法進(jìn)行測定。

吸水性和吸油性的測定[13]：稱取0.5g雙孢蘑菇粉于離心管中，分別加入水或油10mL振蕩混合30s，室溫靜置30min后，以3000r/min離心30min，計(jì)算每克樣品的吸水和吸油體積。

乳化性和乳化穩(wěn)定性的測定：參照Coffman[14]、張旻[15]等的方法進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥溫度對雙孢蘑菇粉色度的影響

雙孢蘑菇切成厚3mm的片狀，裝料量為40g/dm2條件時，采用不同的干燥溫度制作雙孢蘑菇粉，測定干燥后雙孢蘑菇粉的色度L*值，其結(jié)果如圖1所示。

圖 1 干燥溫度對雙孢蘑菇粉色澤的影響Fig.1 Effect of drying temperature on color of Agaricus bisporus powder

由圖1可知，干燥溫度顯著影響蘑菇粉的L*值(白度)，在50℃時，蘑菇粉的L*值最大，色澤最好，隨著溫度升高，蘑菇粉的L*值顯著降低。其原因是：溫度是影響褐變的重要因素，溫度越高，褐變速率越快，雙孢蘑菇粉色澤越差。因此，選擇50℃為最佳干燥溫度。

2.2 切片厚度對雙孢蘑菇粉色度的影響

熱風(fēng)干燥溫度50℃，裝料量40g/dm2的條件下，采用不同切片厚度的雙孢蘑菇片制作雙孢蘑菇粉，測定干燥后雙孢蘑菇粉的色度L*值，結(jié)果如圖2所示。

圖 2 切片厚度對雙孢蘑菇粉色澤的影響Fig.2 Effect of slice thickness on color of Agaricus bisporus powder

由圖2可知，雙孢蘑菇片的厚度影響雙孢蘑菇粉的色度，隨著厚度的增加，L*值降低。當(dāng)厚度從2mm增加到3mm時，L*值降低了1.7，但是當(dāng)厚度增加到4mm時，L*值則降低了4.2，降低趨勢比較顯著。其原因是：雙孢蘑菇片的厚度越大，在干燥過程中水分遷移距離增大，所需的干燥時間增長，褐變程度加深，雙孢蘑菇粉色澤降低。因此，選擇雙孢蘑菇切片厚度為2mm。

2.3 裝料量對雙孢蘑菇粉色度的影響

熱風(fēng)干燥溫度50℃、雙孢蘑菇切成厚3mm的片狀條件下，在不同雙孢蘑菇裝料量的條件下制作雙孢蘑菇粉，測定其色度L*值，其結(jié)果如圖3所示。

圖 3 裝料量對雙孢蘑菇粉色澤的影響Fig.3 Effect of loading volume on color of Agaricus bisporus powder

由圖3可知，單位面積裝料量影響雙孢蘑菇粉的L*值，隨著裝料量的增加，L*值逐漸降低，裝料量在20～40g/dm2時，L*值降低速率緩慢，但是超過40g/dm2時，下降速率則比較顯著。其原因是：裝料量過多，阻礙了水蒸氣的擴(kuò)散，干燥箱中的濕度變大，所需干燥時間變長，加劇了雙孢蘑菇的褐變。因此，選擇裝料量為40g/dm2。

2.4 燙漂處理對雙孢蘑菇粉色度的影響

圖 4 燙漂工藝對蘑菇粉色澤的影響Fig.4 Effect of blanching on color of Agaricus bisporus powder

許多學(xué)者對食用菌脫水干制過程的褐變機(jī)理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，認(rèn)為多酚氧化酶和過氧化物酶是導(dǎo)致干燥過程食用菌褐變的主要原因[16-17]。一般采用滅酶的方式來抑制其發(fā)生酶促褐變。雙孢蘑菇片經(jīng)燙漂處理，多酚氧化酶等酶失活，能有效的抑制雙孢蘑菇在干燥過程中的酶促褐變，所以理論上燙漂處理對雙孢蘑菇粉色澤有一定的保護(hù)作用[18]。

雙孢蘑菇切片厚度3mm、裝料量為40g/dm2條件下，采用不同的燙漂時間的雙孢蘑菇片制作蘑菇粉，測定50℃和60℃干燥后蘑菇粉的色度(L*值和b*值)，其結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，干燥溫度50℃和60℃條件下，經(jīng)燙漂處理制得的蘑菇粉的L*值相對于未燙漂的都降低，而且燙漂時間越長，L*值越低；b*值也是隨著燙漂時間增加不斷的升高。燙漂處理使得干燥后的蘑菇粉白度降低，黃度增加，褐變更加嚴(yán)重，原因可能是：1)高溫燙漂使得雙孢蘑菇組織結(jié)構(gòu)破壞，更多內(nèi)部的組織暴露在空氣中，加劇了褐變[19]；2)熱風(fēng)干燥過程中，非酶促褐也起著關(guān)鍵的作用，而燙漂處理則加劇了非酶促褐變的速率。

2.5 雙孢蘑菇護(hù)色劑的選擇

雙孢蘑菇粉加工過程中不適合進(jìn)行燙漂處理，為了抑制雙孢蘑菇在干燥過程中酶促和非酶促褐變，分別選擇VC、L-半胱氨酸、亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸作為護(hù)色劑，研究每種護(hù)色劑的護(hù)色效果，篩選出護(hù)色效果較好的護(hù)色劑，然后進(jìn)行復(fù)配，研究出較適宜的護(hù)色劑配方，其結(jié)果如表1所示。

表1 不同護(hù)色劑對雙孢蘑菇粉色澤的影響Table 1 Effect of color-protection solution on color of Agaricus bisporus powder

由表1可知，VC、L-半胱氨酸、亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸5種護(hù)色劑都能在一定程度上提高雙孢蘑菇粉的色澤，其中經(jīng)檸檬酸、亞硫酸鈉和D-異抗壞血酸鈉溶液護(hù)色的雙孢蘑菇粉色澤最好，L*值更高，b*值更低，所以選擇這3種進(jìn)行復(fù)配，對雙孢蘑菇進(jìn)行護(hù)色。

2.6 復(fù)合護(hù)色劑對雙孢蘑菇粉色度的影響

采用亞硫酸鈉、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸進(jìn)行復(fù)配，測定復(fù)合護(hù)色劑對雙孢蘑菇粉色度的影響，其結(jié)果如表2所示。

由表2可知：當(dāng)護(hù)色液組合為A2B2C1，即亞硫酸鈉為0.1g/100mL、D-異抗壞血酸鈉0.3g/100mL、檸檬酸0.05g/100mL時，雙孢蘑菇粉具有最高的L*值，即蘑菇粉的色澤越白。由極差值可知，3種護(hù)色劑中，亞硫酸鈉對L*值的影響最大，其次是檸檬酸，最后是D-異抗壞血酸鈉。

當(dāng)護(hù)色液組合為A2B3C1，即亞硫酸鈉為0.1g/100mL、D-異抗壞血酸鈉0.4g/100mL、檸檬酸0.05g/100mL時，雙孢蘑菇粉具有最低的b*值，即雙孢蘑菇的黃度越小。由極差值可知，3種護(hù)色劑中，檸檬酸對b*值的影響最大，其次是亞硫酸鈉，最后是異抗壞血酸鈉。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Results of orthogonal test

綜合考慮L*值和b*值，選擇亞硫酸鈉0.1g/100mL、D-異抗壞血酸鈉0.3g/100mL、檸檬酸0.05g/100mL作為最適宜的護(hù)色劑，對雙孢蘑菇進(jìn)行護(hù)色處理。經(jīng)驗(yàn)證，經(jīng)該護(hù)色劑處理得到的蘑菇粉的色澤是L*值85.24、a*值2.05、b*值13.14，明顯優(yōu)于其他的組合。

2.7 雙孢蘑菇粉品質(zhì)特性的分析

表3 熱風(fēng)干燥和冷凍干燥對雙孢蘑菇粉營養(yǎng)成分和色度的影響Table 3 Comparison of the effect of hot air drying and freeze-drying on nutritional components and chrominance of Agaricus bisporus powder

由表3可知，熱風(fēng)干燥相比冷凍干燥，雙孢蘑菇粉的營養(yǎng)成分都略有降低，但是除了粗多糖之外，其他的成分的減少都不明顯；在色澤方面，兩者差距還是比較明顯的，熱風(fēng)干燥的雙孢蘑菇粉色澤略差，白度出現(xiàn)降低，黃度略有增加，但是L*值達(dá)到了85.24，色澤已較為理想。

表4 熱風(fēng)干燥和冷凍干燥對雙孢蘑菇粉功能特性的影響Table 4 Effect of hot air drying and freeze-drying on functional properties of Agaricus bisporus powder

由表4可知，不同干燥方式對蘑菇粉密度、流動性、吸水性和吸油性有明顯的影響，其中冷凍干燥的雙孢蘑菇粉的密度較小，流動性好，吸水性和吸油性也是明顯優(yōu)于熱風(fēng)干燥的雙孢蘑菇粉，其原因是因?yàn)閮龈傻哪⒐椒劢M織結(jié)構(gòu)比較疏松，內(nèi)部還是依然保留了微孔結(jié)構(gòu)[20]。干燥方式對雙孢蘑菇粉的乳化性和乳化穩(wěn)定性的影響不明顯，差異微小。

3 結(jié) 論

3.1 雙孢蘑菇粉生產(chǎn)的最佳工藝條件為熱風(fēng)干燥溫度50℃、雙孢蘑菇切片厚度2mm、裝載量40g/dm2；雙孢蘑菇適宜的護(hù)色液配方是為亞硫酸鈉0.1g/100mL、D-異抗壞血酸鈉0.3g/100mL、檸檬酸0.05g/100mL。

3.2 燙漂處理會加劇雙孢蘑菇在干燥過程中的褐變，雙孢蘑菇粉加工過程中不適合燙漂處理。

3.3 熱風(fēng)干燥制得的雙孢蘑菇粉與冷凍干燥的相比，色澤、營養(yǎng)價(jià)值和功能特性都略微降低。

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