高壓濕熱處理平菇工藝優化及其對物性和吸附性的影響

劉婷婷，李文敬，張艷榮

（吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130118）

平菇（Pleurotus ostreatus）又名側耳，是我國栽培最廣、產量最高的常見食用菌[1]。平菇富含蛋白質、氨基酸、維生素、礦物質等營養成分[2]，平菇性平，味甘，具有降低血液膽固醇含量、防止血管硬化等保健作用，是一種藥食兼用食用菌[3-6]。目前，我國平菇產量已超過500萬t[7-8]。近幾年來，隨著人們生活水平的提高和消費觀念的更新，人們對食用菌消費方式及形式也提出了新的要求。由于鮮平菇的產量高，水分含量大、不易保存，致使鮮平菇常出現爛市現象，即造成食用菌資源的浪費及嚴重經濟損失，同時也嚴重挫傷菇農的種菇積極性，因此，對鮮平菇進行食品加工延長其保鮮期具有重要意義。將鮮平菇加工成風味食品是延長其保鮮期的有效方法，但由于鮮平菇水分含量較高，加工風味食品時不易吸附調味汁液的味道，使其口感平淡，口感欠佳，因而不被大多數消費者接受。本研究采用高壓濕熱處理平菇，賦予其蓬松中空的網絡結構，提高平菇對調味料的吸附性，改善其口感，使其可廣泛應用于方便、營養的即食風味食品的生產，為平菇在工程食品生產中的應用提供理論參考及實踐依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

平菇、洋蔥、辣椒、花椒、大料、桂皮、綠麻椒、豆蔻、加碘精制食鹽、綿白糖、味精、芝麻油、一級大豆油均為市售；無水氯化鈣（食品添加劑） 浙江大成鈣業有限公司；檸檬酸（食品添加劑） 青島扶桑精制加工有限公司。

1.2 儀器與設備

高壓蒸汽滅菌鍋 上海中華醫療器械銷售有限公司；SSX-550掃描電子顯微鏡 日本島津公司；TAXT2i物性測試儀 英國Stable Micro System公司；SH10A水分快速測定儀 上海恒平科學儀器有限公司；JJ500電子精密天平 美國雙杰兄弟（集團）有限公司；DZA-01美川真空包裝機 諸城市美川機械有限公司；101A-2E精密鼓風干燥箱 上海實驗儀器廠有限公司。

1.3 方法

1.3.1 平菇風味食品工藝流程

鮮平菇→清洗選擇及分級→硬化→漂燙滅酶活→漂洗→水分調整→高壓濕熱處理及風味調整→冷卻→真空包裝→二次殺菌→冷卻→成品

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 原料預處理

選擇無病蟲害、無腐爛的新鮮平菇，剪去根蒂，流動水緩慢清洗干凈，瀝凈浮水。

1.3.2.2 硬化

按料液比1∶3（g/mL）將平菇置于0.4%的氯化鈣溶液中浸泡30 min，增加原料的硬度和脆度[9-12]。

1.3.2.3 漂燙滅酶活

漂燙液含質量分數0.3%的檸檬酸、1.0%的NaCl，按料液比1∶3（g/mL）將硬化后平菇置于沸騰的漂燙液中漂燙滅酶活及護色處理3～5 min[13]。

1.3.2.4 漂洗

漂燙滅酶活后立即撈出置于流動冷水中漂洗10 min，冷卻到20 ℃左右，防止菇體變色變質[14]。

1.3.2.5 水分調整

將漂洗后的平菇置于紗布袋中，離心脫水，然后置于在50 ℃條件下的熱風干燥箱，調整平菇的水分含量為所需程度。

1.3.2.6 高壓濕熱處理及風味調整

以香辣風味平菇休閑食品為例，考察高壓濕熱處理對其物性及表觀的影響。所有調味料粉碎成粒度80 目的調味粉備用。將大豆油加熱至150 ℃，按配方要求加入全部調味粉，加熱20～50 s，直至產生香辣味，但原料不能發生焦糊現象。用濾布趁熱過濾，除去濾渣，取過濾后清油用于平菇風味調整。將水分調整后的平菇，加入其質量分數10%的調味油、3%的食鹽、2%的糖、2%的味精和0.5%的香油[15]，攪拌均勻，然后進行高壓濕熱處理。

1.3.2.7 冷卻及真空包裝

高壓濕熱處理后取出冷卻至常溫，然后真空包裝，提高產品貯存穩定性。真空包裝條件為真空處理時間12 s、熱封口時間2.4 s、冷卻時間3 s。

1.3.2.8 二次殺菌

包裝后產品于100 ℃、30 min條件下水浴殺菌，冷卻，擦干袋表水分，即為成品。

1.3.3 高壓濕熱工藝單因素試驗

將原料平菇切成均勻一致的菇條，設定平菇水分含量為75%、時間為15 min、壓力為0.06 MPa，單因素試驗為固定其他因素，研究某因素對調味油吸附值及產品感官品質的影響，各因素水平為：壓力分別為0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 MPa；時間分別為5、10、15、20、25 min；平菇水分含量分別為90%、85%、80%、75%、70%。

1.3.4 高壓濕熱處理工藝優化

根據單因素試驗結果，以壓力（X1）、時間（X2）、平菇水分含量（X3）為影響因子，以平菇的調味油吸附值（Y1）和產品感官品質評價得分（Y2）為響應值，根據響應面試驗設計原理，確定產品的最佳工藝條件。響應面試驗設計因素水平見表1。

表1 試驗設計因素與水平Table 1 Factors and levels for Box-Behnken experimental design

1.3.5 產品品質評價指標的測定

1.3.5.1 產品對調味油吸附值測定

式中：m1為吸附調味油前產品的質量/g；m2為吸附調味油后產品的質量/g。

1.3.5.2 感官品質評價方法

由10 名具有感官品評經驗的專業人員組成評價小組，對平菇休閑食品的色澤、滋味、形態及質地進行評價[16]，感官評價標準見表2。

表2 產品感官品質評價標準Table 2 Criteria for sensory evaluation of products

1.3.5.3 產品物性的檢測

采用質地剖面分析法（texture profile analysis，TPA），對產品物性進行測定。選擇粗細、長短均勻一致的試樣，置于物性儀探頭下，采用P/36R圓柱型平底探頭，樣品測試深度為2 mm，測試速率為1.5 mm/s，返回速率為1.5 mm/s，循環2 次啟動。通過相應軟件分析得到試樣硬度、脆性、黏聚性、彈性、咀嚼性、回復性等物性參數[17-19]。

1.3.5.4 掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）分析法

利用掃描電子顯微鏡觀察試樣的空間結構變化。將烘干后的樣品進行噴金處理，然后置于掃描電鏡下觀察。工作條件為：加速電壓15 kV，電子束4.0，放大倍數分別為1 000 倍和2 000 倍。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 壓力對平菇風味食品品質的影響

圖1 壓力對產品品質的影響Fig.1 Effect of pressure on the quality of mushroom product

由圖1可知，隨著壓力的增加，平菇風味食品的調味油吸附值與感官品質評價得分也隨之增高，當壓力上升至0.06 MPa時，調味油吸附值和感官品質評價得分達到最高值，并隨著壓力的繼續增加反而下降。適當的壓力可以使纖維大分子之間連接鍵斷裂，同時部分不溶性半纖維素發生熔融現象，導致纖維致密的網狀結構被破壞，各種極性和非極性基團暴露[20]，平菇纖維結構疏松化，從而有利于調味油的浸入。而壓力過高則會使平菇過分軟爛，導致調味油的吸附能力降低，口感變劣。

2.1.2 處理時間對平菇風味食品品質的影響

圖2 處理時間對產品品質的影響Fig.2 Effect of high-pressure treatment time on the quality of mushroom product

由圖2可知，平菇風味食品的調味油吸附值和感官品質評價得分隨高壓處理時間的延長而逐漸升高，在高壓處理時間為15 min時效果達到最佳，并隨著時間的繼續延長調味油吸附值變化不明顯。由此可知，高壓處理時間過短，平菇組織疏松優化效果不明顯，調味油的滲入量較少；高壓處理時間過長，由于平菇對調味油的吸附量已達到飽和狀態，因此對產品風味影響較小。

2.1.3 水分含量對平菇風味食品品質影響

圖3 水分含量對產品品質的影響Fig.3 Effect of moisture content on the quality of mushroom product

由圖3所示，平菇對調味油的吸附值隨著水分含量的增加逐漸降低，而產品的感官品質評價得分隨之呈現出先增大后減小的趨勢。水分達到75%時，口感最佳。平菇水分含量較低時，與調味油體系的滲透壓差較大，有利于調味油滲入到平菇的組織內部。但平菇水分含量過低，口感較粗硬，會使產品失去柔滑脆感覺。

2.2 高壓濕熱處理工藝響應面優化結果

根據Box-Behnken試驗設計原理，綜合單因素試驗所得結果，以壓力（X1）、處理時間（X2）、平菇水分含量（X3）為影響因子，以產品的調味油吸附值和產品感官品質評價得分為響應值，三因素三水平試驗設計及結果見表3。

表3 Box-Behnken試驗設計及結果Table 3 Design and results of Box-Behnken experiments

2.2.1 高壓濕熱處理對調味油吸附值的影響

采用Design Expert 7.0軟件對試驗數據進行回歸分析，建立回歸模型，由此可以得出產品的調味油吸附值（Y1）的回歸方程：

表4 調味油吸附值回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance for the response surface regression model for seasoning oil adsorbability

由表4可以看出，回歸模型達到極顯著水平（P＜0.01），失擬項P=0.353 9＞0.05，表明模型失擬項不顯著。模型的R2=0.993 5，表明調味油吸附值的試驗值與模型回歸值一致性良好，可以用此模型來分析和預測高壓濕熱處理工藝參數。回歸方程各項方差分析結果顯示，各因素對調味油吸附值影響順序為：水分含量＞時間＞壓力。其中，X1、的影響極顯著，影響顯著。

通過Design Expert 7.0軟件分析得出高壓濕熱處理的最佳工藝參數：壓力0.06 MPa、時間16.44 min、平菇水分含量70%，此條件下產品的調味油理論吸附值為62.88 mg/g。

2.2.2 高壓濕熱處理對產品感官品質的影響

通過對試驗結果進行回歸分析，建立響應面回歸模型，得到感官品質評價得分（Y2）的回歸方程：

表5 感官品質評價得分回歸模型方差分析Table 5 Analysis of variance for the response surface regression model for sensory evaluation score

由表5可以看出，回歸模型達到極顯著水平（P＜0.01），失擬項P=0.150 3＞0.05，表明模型失擬項不顯著。模型的R2=0.996 1，表明產品感官評價得分的試驗值與模型回歸值一致性良好，可以用此模型來分析和預測高壓濕熱處理工藝參數。回歸方程各項方差分析結果顯示，各因素對感官評價得分影響順序為：水分含量＞壓力＞時間。其中，X3、X1X2、X1X3、X2X3、X12、X22、X32的影響極顯著，X1影響顯著。

通過Design Expert 7.0軟件分析得出高壓濕熱處理的最佳工藝參數：壓力0.06 MPa、時間14.97 min、水分含量76.38%，此條件下產品的感官品質評價得分理論值為89.8分。

由Design Expert 7.0軟件處理得響應面等高圖如圖4所示。通過該組圖即可對任何兩個因素交互影響感官品質評價得分的效應進行分析和評價。等高線形狀可反映交互效應的強弱，橢圓形表示兩因素交互作用顯著，圓形與之相反。

2.2.3 驗證實驗

回歸模型的兩個響應值達到最優時，所對應的因素條件不完全一致，說明兩個響應值相互制約。感官品質評價是衡量食物及食物口味是否能被消費者接受的一種重要手段，所以，本實驗以產品的感官品質評價得分為主要考核指標，以產品的調味油吸附值為輔助考核指標。根據感官品質評價得分，優化得出的最佳高壓濕熱處理工藝參數為壓力0.06 MPa、時間14.97 min、水分含量76.38%，在此最佳工藝條件下產品感官品質評價得分的理論值為89.8分，調味油理論吸附值為49.86 mg/g。考慮到試驗可操作性，將工藝參數修正為：壓力0.06 MPa、時間15 min、水分含量76%，在此修正條件下進行驗證實驗，取3次實驗平均值做為最終結果，實際得到產品感官品質評價得分90.1分，調味油吸附值50.11 mg/g，與預測值基本相符，表明該方程與實際情況擬合較好。

圖4 兩因素交互作用對感官品質評價得分影響的等高線示意圖和響應面圖Fig.4 Response surfaces and contour plots for the interactive effects of treatment conditions on sensory evaluation score

2.3 物性測定結果

利用物性分析儀將高壓濕熱處理和未經高壓濕熱處理的平菇食品進行物性指標的測定。并經過相應的軟件分析得到的具體物性參數指標見表6。

表6 平菇食品的TPA測試結果Table 6 TPA parameters of intact and treated products

由表6可以看出，經過高壓濕熱處理的平菇產品物性與未經高壓濕熱處理的平菇產品物性存在較大區別。高壓濕熱處理可以使平菇內部纖維組織結構疏松，平菇變得柔嫩，硬度變小，彈性變大。而黏聚性反映樣品內部黏結的緊密程度和抵抗外界破壞的能力，黏聚性越大，產品保型性越強。咀嚼度是硬度和彈性以及黏聚性的乘積。

2.4 平菇樣品掃描電鏡結果

由圖5可以看出，與未經高壓濕熱處理的平菇相比，高壓濕熱處理可使平菇纖維發生膨脹，空間結構變得疏松，有利于調味油的滲入，保持產品風味優良；另外，經過高壓濕熱處理后平菇組織內部比表面積增大，從而增強其對調味油的吸附能力和吸附量，進而賦予制品濃郁的芳香風味。掃描電鏡圖從微觀上證明經過適當的高壓濕熱處理能明顯改善平菇食品的品質。

圖5 平菇樣品掃描電鏡圖Fig.5 SEM images of intact and treated products

3 結 論

采用高壓濕熱處理平菇，提高平菇對調味料的吸附能力，改善其口感，使其可廣泛應用于方便、營養的即食風味食品的生產，為平菇在工程食品生產中的應用提供理論參考及實踐依據。采用Box-Behnken設計，建立了高壓濕熱處理法改善平菇風味食品品質工藝參數的二次多項式數學模型，經檢驗該模型合理可靠，能夠較好地預測平菇風味食品品質的改善情況。高壓濕熱處理最佳工藝條件為壓力0.06 MPa、時間15 min、水分含量76%；通過對試樣物性的測定和掃描電鏡觀察，證明高壓濕熱處理產品的綜合物性指標優于未處理樣品，產品內部組織變得蓬松。經高壓濕熱處理后的平菇風味食品，口感滑嫩，爽脆，風味濃郁。

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