雙孢蘑菇切片真空冷凍干燥工藝

(河西學院農業與生物技術學院,甘肅張掖 734000)

雙孢蘑菇切片真空冷凍干燥工藝

劉玉環 焦 揚 何利明

(河西學院農業與生物技術學院,甘肅張掖 734000)

采用正交試驗法優化雙孢蘑菇真空冷凍干燥的工藝參數,確定了切片厚度、預凍溫度、護色劑濃度對真空冷凍后雙孢蘑菇品質的影響強度：切片厚度＞亞硫酸鈉濃度＞預凍溫度,并得出真空冷凍干燥雙孢蘑菇的最佳工藝條件為：切片厚度2 mm、預凍溫度-30 ℃、護色劑為0.45%亞硫酸鈉。

雙孢蘑菇;真空冷凍干燥;正交試驗;優化

雙孢蘑菇含有豐富的蛋白質、多糖、維生素和不飽和脂肪酸等,還具有抑制腫瘤生長、提高機體免疫力、降低血漿膽固醇等生理功效(周永斌 等, 2008)。但雙孢蘑菇在貯藏保鮮過程中容易出現褐變、軟化和產生異味、營養物質消耗快等問題,造成品質下降,制約了雙孢蘑菇產業的發展(段振華, 2003)。

真空冷凍干燥得可最大限度地保存原料的色、香、形和營養價值,其制品越來越受到人們的青睞。本試驗采用正交試驗法優化了雙孢蘑菇真空冷凍干燥工藝條件和參數,并主要針對生產能耗和制品品質等方面為加工企業提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設備

LGJ-18型冷凍干燥機(北京松源華興科技發展有限公司生產)、AL104型電子天平(梅特勒·托利多儀器上海有限公司生產)、721分光光度計(上海精密儀器公司生產)等。

1.2 試驗材料

試驗用雙孢蘑菇(Agaricus bisporus)為市售新鮮雙孢蘑菇,收獲后至加工不超過3 h。試驗于2013年2～6月在河西學院農業與生物技術學院園藝產品加工實驗室進行。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料挑選 挑選新鮮、色白、形態完整、邊緣內卷、菇柄切削平整、菌褶無發黑變紅、無機械損傷及無病蟲害的雙孢蘑菇。

1.3.2 清洗、切分 用流動清水洗去雙孢蘑菇表面的污物,并將其表面的水瀝干,按要求手工切成厚度為1～3 mm的薄片,切面平整,薄厚均勻。

1.3.3 護色 為防止雙孢蘑菇褐變,用0.20%～0.75%無水亞硫酸鈉溶液作護色液,將雙孢蘑菇切片在護色液中浸泡10 min,再用流動清水沖洗5 min,瀝干其表面的水(陳志宏 等,2012)。

1.3.4 預冷、冷凍、干燥 首先將雙孢蘑菇切片預凍以縮短真空冷凍干燥機的凍干時間(李波 等, 2010),清洗物料盤、冷阱倉;然后打開冷凍機,壓縮機工作1.5～2.0 h后,冷阱溫度降至-45～-35 ℃時,再將預冷后的切片均勻裝盤放入冷阱中冷凍,以防止雙孢蘑菇褐變;物料冷凍至要求溫度后,取出置于真空干燥玻璃罩內,進行抽真空處理,使凍結在雙孢蘑菇內的水分在真空狀態下升華,直至水分含量降至5%時結束干燥;干燥結束后根據記錄的數據進行處理,真空冷凍干燥機顯示屏曲線包括樣品曲線、冷凍曲線、真空曲線和組合曲線。

1.4 試驗指標判定及評分標準

1.4.1 干燥目標 以雙孢蘑菇含水量5%以下(李清明 等,2007)為目標。含水量測定采用質量法。

含水量=(W0-W1)/W0×100%

式中：W0為干燥前樣品質量;W1為干燥后樣品質量。

1.4.2 感官評分D（滿分40分） 以雙孢蘑菇的色澤變化為評價指標(白色、灰色、發黃、稍發黑、發黑)按1～15分進行評分;以收縮率變化為評價指標(保持原有形狀,無明顯收縮、卷邊現象)按1～15分進行評分,收縮率計算采用干燥前后面積變化進行測定;以復水后雙孢蘑菇氣味變化為評價指標(特有的香味、失去了原有的香味)按1～10分進行評分。

收縮率=(S0-S1)/S0×100%

式中：S0表示干燥前面積;S1表示干燥后面積。1.4.3 能耗評分E（滿分30分） 以干燥所用時間為指標,干燥過程中耗電量與干燥時間成正比,時間長短能直接反映能耗大小(宮元娟 等,2004)。

E=30×(Hmin/Hact)

式中：Hmin為所測干燥時間最短值;Hact為實測干燥時間值。

1.4.4 可溶性蛋白質含量評分P（滿分30分） 采用考馬斯亮藍法測定雙孢蘑菇可溶性蛋白質含量(高俊鳳,2006)。

P=30×(Pact/Pmax)

式中：Pact為實測蛋白質含量值;Pmax為所測蛋白質含量的最大值。

最后計算綜合評分Y(滿分100分)。

Y=D+E+P

1.5 正交試驗設計

根據預試驗篩選結果,選出最佳因素：雙孢蘑菇切片厚度(A)、預凍溫度(B)、護色劑亞硫酸鈉濃度(C),各設置3個水平(表1),選擇L9(34)正交表進行正交試驗。

表1 3因素3水平正交試驗設計

1.6 試驗數據處理

試驗數據采用Excel2003軟件和SPSS18.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

如表2所示,本試驗所設3個因素對雙孢蘑菇品質的影響程度存在差異,強弱順序依次為：切片厚度＞亞硫酸濃度＞預凍溫度,雙孢蘑菇真空冷凍干制品的最佳工藝為A2B2C2,即切片厚度為2 mm,預凍溫度為-30 ℃,亞硫酸鈉濃度為0.45%。

表2 L9（34）正交試驗及評分結果

3 結論與討論

本試驗確定雙孢蘑菇真空冷凍干燥最佳工藝參數為：切片厚度2 mm,預凍溫度-30 ℃,護色劑為0.45%亞硫酸鈉。此組合在本試驗中并未出現,需要進一步驗證。

預凍是預先把雙孢蘑菇進行凍結的一個重要階段,決定著真空冷凍干燥的成敗。預凍溫度過低會對雙孢蘑菇細胞造成低溫傷害,損害細胞組織結構進而影響感官評分,溫度過低對雙孢蘑菇營養元素也會產生傷害,從而影響可溶性蛋白質含量的評分;溫度過高雙孢蘑菇易發生褐變,從而影響感官評分。本試驗選擇預凍溫度為-30 ℃時真空冷凍干燥效果最好。

雙孢蘑菇冷凍干燥時,熱量通過干燥層向內傳導,蒸汽通過干燥層向外逸出,因而雙孢蘑菇切片厚度越小,干燥的時間就越短,耗電越少。但切片厚度越小,單位面積干燥的雙孢蘑菇量越少,凍干機的生產能力降低,而且切片厚度太薄使得凍干產品形狀有明顯收縮現象,影響感官評分,所以最佳切片厚度的確定應以整個生產周期內單位時間干燥雙孢蘑菇的量為依據。本試驗中雙孢蘑菇切片厚度為2 mm時效果達到最佳。

凍干產品是在低溫缺氧的條件下加工獲得, VC、PPO活力等熱敏性物質能夠得到很好的保存。由于PPO活力具有很高的酶活性,易發生褐變,因此對產品必須進行真空包裝,以確保長期貯藏的穩定性(黃勁松 等,2007)。并通過護色劑最佳用量抑制雙孢蘑菇褐變試驗,進一步制定完善雙孢菇酶活性試驗的配套設備、工藝優化及相應的技術操作規程。

雙孢蘑菇真空冷凍干燥后,產品含水量很低,保存期長,質量輕,常溫下可運輸保存,十分簡便。但如何減少真空冷凍干燥生產中設備投資費用較高、干燥過程的能耗較大等問題需要進一步深入研究。另外,干燥壓強、真空度等也對真空干燥過程和凍干制品產生影響。本試驗只對感官、能耗、蛋白質含量進行測定評分,下一步還將對凍干產品的復水性能、多糖含量、VC含量等進一步分析。

陳志宏,朱文學,易軍鵬,張玉先,康帥飛．2012．響應面法優化牡丹花真空冷凍干燥工藝．農產品加工(學刊),(8)：24-25．

段振華．2003．雙孢蘑菇保鮮技術的研究進展．食品研究與開發, 24(3)：111-112．

高俊鳳．2006．植物生理學實驗指導．北京：高等教育出版社：142-143．

宮元娟,王博,林靜,李成華,趙青松．2004．香菇冷凍干燥工藝參數的實驗研究．農業工程學報,20(1)：226-229．

黃勁松,杜先鋒,董明,李梅青．2007．干燥方式對雙孢蘑菇品質影響的研究．食品工業科技．28(1)：114-131．

李波,蘆菲,劉本國,南海娟．2010．雙孢菇片微波真空干燥特性及工藝優化．農業工程學報,26(6)：380-383．

李清明,譚興和,王鋒,鄧潔紅,劉紅波．2007．速凍雙孢蘑菇護色工藝研究．食品工業科技,29(3)：160-162．

Studies on Optimization of Vacuum Freeze Drying Technology for Agaricus bisporus Slices

LIU Yu-huan,JIAO Yang,HE Li-ming

(College of Agriculture and Biotechnology of Hexi University,Zhangye 734000,Gansu,China)

Orthogonal test method was used to optimize the vacuum freeze drying technology parameters of Agaricus bisporus. The test determined the effects of slice thickness,precool temperature and concentration of color protecting agent on quality of Agaricus bisporus. The affecting strength was in the following order：slice thickness＞concentration of sodium sulfite＞precool temperature. The best technology for vacuum precool temperature freeze drying Agaricus bisporus was 2 mm slice thickness,-30 ℃ precool temperature and 0.45% sodium sulfite as color protecting agent.

Agaricus bisporus;Vacuum freeze drying;Optimization

劉玉環,男,副教授,專業方向：園藝產品貯藏與加工方面的教學與研究,E-mail：lyh_456@163.com

2013-12-24;接受日期：2014-03-31

甘肅省教育廳研究生導師科研項目(0909-1)