3 種預處理方式對雙孢菇干制品品質的影響

劉宗博，李大婧，李德海，張鐘元,*，劉春泉

（1.東北林業大學林學院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇 南京 210014；3.國家農業科技華東（江蘇）創新中心，農產品加工工程技術研究中心，江蘇 南京 210014）

3 種預處理方式對雙孢菇干制品品質的影響

劉宗博1，李大婧2,3，李德海1，張鐘元2,3,*，劉春泉2,3

（1.東北林業大學林學院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇 南京 210014；3.國家農業科技華東（江蘇）創新中心，農產品加工工程技術研究中心，江蘇 南京 210014）

研究漂燙、超聲漂燙、常溫超聲3 種預處理方式在遠紅外干燥條件下對雙孢菇干制品硬度、脆度、色澤、VC含量和微觀結構的影響。結果表明：常溫超聲預處理的雙孢菇干燥時間縮短，與未處理產品相比，其硬度值明顯下降、脆度值顯著提高。同時常溫超聲預處理顯著提高了雙孢菇干制品復水比、降低了收縮率。超聲漂燙和漂燙兩種預處理方式因存在高溫作用，使雙孢菇細胞結構遭到嚴重破壞，導致雙孢菇干制品色澤變化明顯、復水比降低、收縮率提高且VC含量降低。因此采用常溫超聲作為預處理方式可以提高雙孢菇干制品的品質。

超聲波；預處理；雙孢菇；品質

雙孢菇是天然綠色食品的原料，具有營養豐富、藥用價值高等特點[1]。但雙孢菇含水率高，容易腐敗變質，鮮品貯藏時間有限。對雙孢菇進行干燥處理有利于延長其保存期，便于貯藏和運輸。

干燥前適當的預處理可以縮短物料干燥時間[2-4]、提高干制品品質[5]。應用在食品領域的超聲波技術根據能量強度不同，可以分為高強度超聲波技術和低強度超聲波技術兩大類。高強度超聲波因能量高，能在介質中產生強大壓力、剪切力和高溫，這些作用能改變介質的物理結構，因此被廣泛應用于食品工業中[6]。有研究表明，在果蔬干燥中將超聲作為預處理方式可以減少干燥所需時間[7]。嚴小輝等[8]研究了半干型荔枝干在干燥前用超聲波預處理對其干燥時間的影響，結果顯示，經超聲波預處理的荔枝干燥至果肉濕基含水率約為32%時的干燥時間為15.65 h，而未處理荔枝干燥所用時間為26.80 h；Sch?ssler等[9]研究了連續超聲和間歇超聲對蘋果干燥時間的影響，發現應用超聲處理可減少27%的干燥時間。任仙娥等[10]研究表明：與自然滲透脫水過程相比，超聲波強化可以提高菠蘿在滲透脫水過程中的傳質速率，大大縮短脫水時間。Carlos等[11]研究結果表明：干燥黑莓的過程中，將超聲作為預處理方式，在縮短干燥時間的同時可以提高產品的品質。但是研究超聲波預處理對干燥物料品質影響的報道尚不多見。Lespinard等[12]研究認為，在漂燙的同時進行超聲處理可以降低燙漂后雙孢菇的硬度。但未見漂燙同時超聲處理對雙孢菇干制品影響的報道。本實驗旨在利用超聲預處理雙孢菇，比較漂燙、超聲漂燙、常溫超聲3 種預處理方式對雙孢菇干制品品質的影響，為提高雙孢菇干制品品質提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雙孢菇：購于南京市玄武區孝陵衛農貿市場，要求新鮮、無損傷，大小均勻。

分析純抗壞血酸（vitamin C，VC）、1%鹽酸溶液、2%草酸溶液、2,6-二氯靛酚溶液 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

766B-3型遠紅外輻射干燥箱 上海浦東榮豐科學儀器有限公司；WSC-S型色差儀 上海精密科學儀器有限公司；CT3質構儀 美國Brookfield公司；MP2002電子天平 上海舜宇恒平科學儀器有限公司；KQ-300DE型數控超聲清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；TU-1810紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；TG16-WS臺式高速離心機 長沙湘儀離心機儀器有限公司；HH-8數顯恒溫水浴鍋 上海江星儀器有限公司；Quanta-200掃描電子顯微鏡 美國FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 雙孢菇干制品生產工藝

挑選新鮮、大小均勻雙孢菇，清洗并去除菇柄，縱向（沿著生長方向）切成5 mm薄片，進行不同預處理。預處理結束后，將雙孢菇片置于通風干燥處瀝干表面水分，最后放入遠紅外干燥箱內，調節紅外干燥功率為1 200 W，在70 ℃條件下干燥至雙孢菇干基含水率為2%結束。

1.3.2 預處理方法

漂燙處理：將裝有樣品的燒杯放入恒溫水浴鍋中，80 ℃條件下漂燙3 min。

超聲漂燙處理：將裝有樣品的燒杯放入超聲清洗器中，80 ℃條件下超聲（頻率40 kHz）處理3 min。

常溫超聲處理：將裝有樣品的燒杯放入超聲清洗器中，常溫條件下超聲（頻率40 kHz）處理，處理時間分別為3、10 min。

1.3.3 指標分析測定

水分含量：采用GB 5009.3-2010《食品中水分的測定》。按式（1）計算干燥過程中樣品的干基含水率。

式中：mt為物料t時刻對應的質量/g；ms為絕干物料質量/g。

硬度、脆度：采用質構儀測定雙孢菇干制品的硬度和脆度，探頭型號：TA3/100；測試速率：0.5 mm/s。以坐標圖中出現的最大壓力峰值表示硬度，即樣品斷裂所需的最大力。以出現在下壓探頭第一次沖向樣品過程中坐標圖上的第一個明顯壓力峰值表示脆度。每種樣品重復測定5 次，取平均值。

復水比：將干燥后的雙孢菇片放入蒸餾水中浸泡30 min后，取出放在無風處瀝水20 min，再用濾紙去除表面水分，最后稱質量[13]。按式（2）計算雙孢菇干制品的復水比。

式中：m1為復水后雙孢菇的質量/g；m0為復水前雙孢菇的質量/g。

收縮率：采用體積排除法[14]。按式（3）計算雙孢菇干制品的收縮率。

式中：Vk為干燥后雙孢菇的體積/cm3；V0為干燥前雙孢菇的體積/cm3。

色澤：采用色差計測定。L*（亮度）值在0到100之間變化，0表示黑色，100表示白色；a*（紅色度）值表示紅綠之間的色澤，“+”表示偏紅，“－”表示偏綠，值越大表示偏向越嚴重；b*（黃色度）值表示黃藍之間的色澤，“+”表示偏黃，“－”表示偏藍。

VC含量：以2,6-二氯酚靛酚法測定[15]。將雙孢菇樣品切碎并打漿，稱10 g后加入5.0 mL 1%鹽酸溶液，用勻漿機勻漿后轉移到100 mL容量瓶中，定容至刻度，提取澄清透明溶液作為待測液。稱取VC 0.1 g，用2%草酸溶解稀釋至質量濃度為10 mg/100 mL。吸10 mL待測液于100 mL容量瓶中，用2%草酸定容。在容量瓶中吸10 mL樣液于三角瓶中，用2,6-二氯靛酚溶液滴定至淡紅色（30 s不褪色）為終點，記錄所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積。按照式（4）計算雙孢菇干制品的VC含量。

式中：ρ為在用標準VC溶液標定2,6-二氯靛酚時，每毫升2,6-二氯靛酚所消耗VC的量/（mg/mL）；V為滴定時樣液消耗2,6-二氯靛酚的體積/mL；V0為滴定時空白消耗2,6-二氯靛酚的體積/mL；m為滴定時所取濾液中含有樣品的質量/g。

微觀結構：采用掃描電子顯微鏡[16]觀察雙孢菇干制品的微觀結構。將干燥后的樣品固定在掃描電鏡專用樣品套件上，在真空條件下對樣品表面進行鍍金處理，最后將其放入掃描電鏡中檢測，在放大400 倍條件下觀察樣品的微觀結構。

1.4 數據統計分析

采用SAS統計軟件進行方差分析，由Tukey法分析均值差異的顯著性，P＜0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 預處理方式對雙孢菇干燥特性的影響

圖1 不同預處理方式下雙孢菇的干燥曲線Fig.1 Drying curves of dried Agaricus bisporus products by different pretreatment methods

由圖1可知，與未處理樣品相比，4 種預處理方式均可以縮短雙孢菇的干燥時間。其中，經漂燙和超聲漂燙處理的樣品在100 min內干基含水率明顯低于其他處理方式樣品的干基含水率，干燥所需時間最短。這可能是由于在80 ℃條件下進行漂燙和超聲漂燙可導致雙孢菇組織軟化、細胞原生質失水并與細胞壁分離，從而增加了細胞膜的通透性[17]，這種內部組織結構的變化有利于雙孢菇干燥過程中水分的遷移，干燥時間也因此縮短。超聲處理與未處理相比，可以縮短干燥時間，Fernandes等[18]研究結果表明：應用超聲作為預處理方式可以節省11%的干燥時間。這可能是因為超聲波改變了雙孢菇內部組織結構，使其形成微小的通道，有助于水分的轉移。在干燥同一時間，常溫超聲處理10 min樣品的干基含水率低于超聲處理3 min樣品的干基含水率，說明超聲時間越長，雙孢菇在干燥過程中同一時間內干基含水率越低。

2.2 預處理方式對雙孢菇干制品品質的影響

2.2.1 預處理方式對雙孢菇干制品硬度和脆度的影響

圖2 不同預處理方式下雙孢菇干制品硬度和脆度的比較Fig.2 Effects of different pretreatment methods on the hardness and crispness of dried Agaricus bisporus products

由圖2可知，常溫超聲3 min和常溫超聲10 min的樣品與未處理樣品相比，硬度明顯降低。同在80 ℃漂燙條件下，經超聲處理的樣品硬度也顯著低于未經超聲處理（漂燙）的樣品，說明利用超聲處理可以降低雙孢菇干制品的硬度。脆度是樣品的脆度點出現在下壓探頭第一次沖向樣品過程中坐標圖上的第一個明顯壓力峰值處，峰值越小表示越脆[19]。圖中常溫超聲3 min、常溫超聲10 min的樣品脆度顯著高于未處理樣品脆度，說明超聲預處理可以有效地提高雙孢菇干制品的脆度。超聲波可以使物料反復壓縮和拉伸，不斷收縮和膨脹，形成海綿狀結構[20]。這種海綿狀結構可能是導致產品脆度增加的原因。

2.2.2 預處理方式對雙孢菇干制品復水比和收縮率的影響

圖3 不同預處理方式下雙孢菇干制品復水比和收縮率的比較Fig.3 Effects of different pretreatment methods on the rehydration and shrinkage rates of dried Agaricus bisporus products

由圖3可知，常溫超聲處理3 min和常溫超聲處理10 min樣品的復水比顯著高于其他處理方式樣品的復水比，同時收縮率也最低，說明超聲處理可提高雙孢菇干制品的復水能力和品質。復水能力和樣品內部細胞結構的破壞程度有很大關系[21]，超聲處理改變了雙孢菇的組織結構，使其復水能力明顯增強。漂燙處理的樣品復水比最低，且具有較高的收縮率，這將對產品品質產生不利影響。

2.2.3 預處理方式對雙孢菇干制品色澤的影響

表1 不同預處理方式下雙孢菇干制品色澤的比較Table 1 Effects of different pretreatment methods on the color of dried Agaricus bisporus products

由表1可知，干燥結束后，經常溫超聲10 min處理的雙孢菇干制品與未處理樣品相比，L*值差異不顯著且ΔE值最小（1.00±0.27），說明該處理方式基本保持了雙孢菇原有的色澤，其原因可能是超聲場致效應產生剪切力和沖擊波，造成雙孢菇多酚氧化酶分子結構的變化，分子結構被破壞甚至被剪切成小碎片使酶活力下降[22]。經漂燙處理后的雙孢菇干制品與未處理樣品相比，L*值差異明顯，ΔE值遠遠高于其他處理方式處理的樣品，說明在干燥過程中使用漂燙作為預處理方式將使雙孢菇色澤發生變化，對干制品外觀造成影響。這可能是由于80 ℃漂燙處理使雙孢菇組織軟化，隨著細胞表面結構的破壞，細胞的內容物外流，物料色澤的保持能力也隨之下降[23]。

2.2.4 預處理方式對雙孢菇干制品VC含量的影響

圖4 不同預處理方式下雙孢菇干制品VC含量的比較Fig.4 Effects of different pretreatment methods on the VC content of dried Agaricus bisporus products

雙孢菇中VC含量豐富且在加工過程中變化較大[24]。由圖4可知，常溫超聲處理3、10 min的樣品中VC含量均顯著高于漂燙、超聲漂燙兩種方式處理的樣品中VC含量，說明超聲處理可以有效地保留VC，而漂燙處理對樣品VC含量影響較大。這是因為在80 ℃條件下雙孢菇中VC氧化嚴重，致使其保留率降低[25]。而超聲處理過程中溫度較低，使VC得以較好地保留。

2.3 預處理方式對雙孢菇干制品微觀結構的影響

圖5 不同預處理方式下雙孢菇干制品的微觀結構Fig.5 Effects of different pretreatment methods on the microstructure of dried Agaricus bisporus products

由圖5可知，經漂燙處理后的雙孢菇干制品組織致密；而常溫超聲10 min處理后的樣品內部空隙明顯擴大。與漂燙處理相比，由于超聲漂燙處理在漂燙過程中應用超聲波，因此后者處理的樣品內部空隙有所增大。

通過對比不同預處理方式下雙孢菇干制品的微觀結構可以看出：漂燙和超聲漂燙處理使樣品細胞遭到破壞，形成致密的組織結構，使其硬度增加、收縮率增大，這可能是導致雙孢菇復水效果差的原因。而經常溫超聲10 min處理的雙孢菇干制品與未處理樣品相比，內部組織擴張且呈多孔狀。其原因可能是因為使用40 kHz頻率的振動聲波可以在水中生成數以百萬計的極為細小的氣泡，這些小氣泡在快速的壓縮與擴張中[26]，不停產生氣泡內爆作用，在氣泡破裂的瞬間對周圍會造成巨大的沖擊，形成微小通道，而水分也將由通道從物料內部向外轉移，有利于節省后期干燥所需時間[27]。此外，多孔狀的內部結構在降低硬度、提高脆度的同時可以更好地保留水分，使其具有較高的復水能力，提高了雙孢菇干制品的品質。

3 結 論

基于雙孢菇的干燥特性，分析不同預處理方式對遠紅外干燥雙孢菇干制品質構、色澤、復水比、收縮率、VC含量及微觀結構等品質的影響，從而篩選出較優的預處理方式。研究結果表明，經漂燙和超聲漂燙處理的雙孢菇硬度、收縮率較高，脆度、復水比較低，并且色澤變化明顯、VC含量較低；經常溫超聲預處理的雙孢菇干燥所需時間縮短，硬度和收縮率降低，脆度和復水比升高，色澤保持良好且VC含量較高。因此在常溫條件下進行超聲預處理可提高遠紅外干燥雙孢菇干制品的品質。本研究可為實際生產中提高雙孢菇干制品質量、降低生產能耗、提高經濟效益提供理論依據，為其他菇類工業化生產提供參考依據。

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Effects of Different Pretreatments on the Quality of Dried Agaricus bisporus Products

LIU Zongbo1, LI Dajing2,3, LI Dehai1, ZHANG Zhongyuan2,3,*, LIU Chunquan2,3
(1. College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China; 2. Institute of Farm Product Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 3. Engineering Research Centre for Agricultural Products Processing, National Agricultural Science and Technology Innovation Centre in East China (Jiangsu), Nanjing 210014, China)

The effects of pretreatments, namely, blanching, ultrasonic-assisted blanching and ultrasound on hardness, crispness, color, VC content and microstructure of dried Agaricus bisporus products during far infrared drying were investigated. Results showed that ultrasound pretreatment could induce reduction of the drying time. Compared with unpretreated dried Agaricus bisporus products, ultrasonic pretreated samples showed an obvious decrease in hardness, and a significant increase in crispness. Ultrasound pretreatment significantly improved the rehydration rate and reduced the shrinkage rate of dried products. In addition, ultrasonic-assisted blanching and blanching pretreatments induced the loss of color, rehydration rate and VC content, and an increase inshrinkage rate. These changes may be due to the destructive effect of high temperature on the cellular structure of Agaricus bisporus. Thus, the application of ultrasound as a pretreatment method can improve the quality of dried Agaricus bisporus products.

ultrasound; pretreatment; Agaricus bisporus; quality

TS255.3

A

1002-6630（2015）19-0072-05

10.7506/spkx1002-6630-201519013

2015-01-26

公益性行業（農業）科研專項（201303080）

劉宗博（1990-），男，碩士研究生，研究方向為食品加工與貯藏。E-mail：laiyangdasuo@163.com

*通信作者：張鐘元（1983-），女，助理研究員，博士，研究方向為農產品加工與綜合利用。E-mail：zzyszy2012@163.com