不同干燥方式對金針菇菇根粉物理性質的影響

張 明，周 萍，李新勝，馬 超，古靜燕，王朝川，孟曉峰（中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南250014）

不同干燥方式對金針菇菇根粉物理性質的影響

張 明，周 萍，李新勝*，馬 超，古靜燕，王朝川，孟曉峰
（中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南250014）

采用熱風干燥、微波真空干燥、變溫壓差膨化干燥及真空冷凍干燥技術制備金針菇菇根粉，研究不同干燥方式對金針菇菇根粉物理性質的影響。結果表明：真空冷凍干燥粉體色澤保持最好，其次是微波真空干燥和變溫壓差膨化干燥；真空冷凍干燥和微波真空干燥粉體粒度和跨度較小，且粒度更均勻。熱風干燥和變溫壓差膨化干燥粉體流動性及壓片成型性較好；微波真空干燥和真空冷凍干燥粉體持水能力較強，真空冷凍干燥粉體持油力最強，達1.8 g/g；熱風干燥和變溫壓差膨化干燥粉體水溶性較強，微波真空干燥最弱。真空冷凍干燥和微波真空干燥金針菇菇根粉適宜作為功能原料添加到食品中或吸附在食品表面。熱風干燥和變溫壓差膨化干燥菇根粉適宜壓制片劑及進行可溶性成分提取。

熱風干燥，微波真空干燥，變溫壓差膨化干燥，真空冷凍干燥，金針菇菇根，物理性質

金針菇（Flammulina velutipes）又名冬菇、樸菇、構菌、青杠菌、毛柄金錢菌，隸屬擔子菌亞門，層菌綱，傘菌目，口蘑科，金錢菌屬［1］。金針菇菌蓋滑嫩、菌柄細長脆嫩，形美，味鮮，是世界上著名的食藥兩用菌和觀賞菌［2］。金針菇菇根是工廠化金針菇生產加工過程中產生的副產物，約占原料的30%～40%。金針菇菇根營養豐富，據測定，每100 g干金針菇菇根中含蛋白質16.99 g、總糖11.4 g、干物質46.7 g，并含有豐富的維生素和礦物質［2］。金針菇菇根含有18種氨基酸，其中人體必需氨基酸含量占氨基酸總量的41.76%。其賴氨酸和精氨酸含量非常豐富，每克菇根蛋白中賴氨酸和精氨酸的含量分別為34.66 mg和24.68 mg［3］。研究表明，賴氨酸可以增強記憶、開發智力，對幼兒增加身高和體重十分有益，因此金針菇又有“增智菇”的美譽［4］。此外，金針菇菇根中還含有多糖、功能蛋白等多種功能成分，具有降低膽固醇［5］、增強免疫力［6］、保胃護肝［7］和抗腫瘤［8-9］等多種功效。

由于缺乏有效的加工技術，這些副產物通常被作為肥料、燃料或被直接丟棄。不僅造成了資源的極大浪費，同時污染了環境。目前，對金針菇菇根的應用研究主要集中于對其營養和功效成分的提取，主要包括蛋白質、膳食纖維、多糖、核苷酸等。由于金針菇菇根含水量較大，不宜保存和運輸，在加工利用前需先將其干制成粉。本實驗考察了熱風干燥、微波真空干燥、真空冷凍干燥和變溫壓差膨化干燥四種干燥方式對金針菇菇根粉物理性質的影響，以期找出適宜的干燥方式，為金針菇及金針菇副產物的精深加工利用提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

金針菇菇根 由高密市惠德農產品有限公司提供；胡姬花花生調和油 購于濟南大潤發超市章丘店。

RXH-B-1熱風循環烘箱 江陰市宏達粉體設備有限公司；DPH1000-4型果蔬膨化設備 天津市勤德新材料科技有限公司；WZD4S-01微波真空設備南京三樂微波技術發展有限公司；Alpha 1-2 LD plus真空冷凍干燥設備 德國Marin Christ公司；標準檢驗篩 80目，浙江上虞市金鼎標準篩具廠；TGL-10B高速臺式離心機 上海安亭科學儀器廠；RH-600A高速粉碎機 永康市榮浩工貿有限公司；BT-9300H激光粒度分布儀 丹東百特儀器有限公司；WSC-S測色色差計 上海儀電物理光學儀器有限公司；MB23水分測定儀 奧豪斯儀器（上海）有限公司。1.2 實驗方法

1.2.1 金針菇菇根粉的制備 取新鮮金針菇菇根，洗凈，均勻平鋪于干燥料盤中，物料厚度不超過1 cm，按照工廠生產條件，分別進行如下處理：熱風干燥：置于60℃烘箱中烘至水分含量7%以下。微波真空干燥：微波功率600 W，真空度65 kPa，微波時間5 min。變溫壓差膨化干燥：60℃熱風預干燥3 h后進行膨化干燥，膨化溫度100℃，保溫時間10 min，抽空干燥溫度70℃，抽空時間2 h。真空冷凍干燥：冷阱溫度-45℃，真空度為0.1 kPa，干燥時間36 h。所得菇根濕基含水量均低于7%。以上材料取出后用高速粉碎機處理5 min，過80目篩，分別得到熱風、微波、膨化和凍干粉，將粉體置于干燥容器中儲存備用。

1.2.2 金針菇菇根粉物理性質測定

1.2.2.1 色澤測定 采用測色色差計測定4種金針菇菇根粉的色澤，用CIELAB表色系統測定金針菇菇根粉的L*、a*和b*值，其中L*代表明度指數，從黑暗（L*=0）到明亮（L*=100）的變化；a*代表顏色從綠色（-a*）到紅色（+a*）的變化，b*代表顏色從藍色（-b*）到黃色（+b*）的變化。

1.2.2.2 粒徑和比表面積測定 采用激光粒徑分布儀測定4種金針菇菇根粉的粒徑分布和比表面積［10］。

1.2.2.3 含水量、休止角、滑動角的測定 采用水分測定儀測定4種金針菇菇根粉的水分含量。休止角和滑動角分別參照文獻所述方法進行測定［11-12］。

1.2.2.4 堆積密度測定 堆積密度：稱取10 g金針菇粉體，移入50 mL量筒中，震實，直至量筒內物料體積不再變化，讀取物料體積，重復測量三次，取平均值［13］。

1.2.2.5 膨脹力測定 稱取4種金針菇菇根粉各1 g，緩慢加入標有刻度的試管中，記錄干基體積（mL），加入10 mL蒸餾水，充分振蕩混勻，在室溫下靜置24 h，待粉體沉淀完全后，記錄沉淀體積（mL），按如下公式計算粉體膨脹力［14］。

1.2.2.6 持水力測定 稱取4種金針菇菇根粉各1 g 于100 mL燒杯中，加入40 mL的蒸餾水，用磁力攪拌器慢速攪拌30 min，隨后將樣液轉入50 mL離心管中，在室溫下5000 r/min離心20 min，除去上清液，稱量沉淀質量。計算公式如下［15］：

1.2.2.7 持油力測定 稱取4種金針菇菇根粉各5.00 g置于50 mL離心管中，加入40 mL花生調和油，充分攪拌均勻后靜置30 min，以5000 r/min離心20 min，記錄上清油液體積，計算持油力［16］。

1.2.2.8 水溶性指數（WSI）測定 稱取4種金針菇菇根粉各1 g（M0），置于100 mL三角瓶中，加入40 mL蒸餾水，充分混勻后于80℃恒溫水浴條件下處理30 min，冷卻后移入50 mL離心管中，在室溫下6000 r/min離心10 min，取上清液置于預先稱重的干燥燒杯（M1）中，先用酒精燈加熱除去絕大部分水分，然后在105℃溫度下干燥，將干燥好的樣品與燒杯稱質量（M2），水溶性指數采用如下公式［17］。

1.3 處理與分析

數據統計均采用SPSS進行ANOVA單因素方差分析和Ducan's多重檢驗（p＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方式對金針菇菇根粉色澤的影響

新鮮金針菇菇根呈亮白色，略顯黃色。由表1可知，L*值大小依次為凍干＞膨化＞熱風＞微波。凍干粉亮度最大，其次是膨化干燥粉，微波和熱風干燥粉基本一致。a*值中凍干粉明顯小于其他樣品，微波和膨化次之，熱風偏紅程度最大。b*值中凍干粉數值最小，其次是微波和膨化，熱風偏黃程度最大。由實驗結果可以看出，真空冷凍干燥對物料色澤保持效果明顯優于其他三種干燥方式，其次是膨化干燥和微波干燥，經熱風干燥處理的樣品色澤變化最為嚴重。其原因是后三種干燥溫度均高于真空冷凍干燥，在加熱過程中金針菇菇根的羰基化合物和氨基化合物發生美拉德反應，生成黑色物質，使其顏色明顯變暗，呈現棕黃色［18］。

表1 不同干燥方式對金針菇菇根粉色澤的影響（n=3）Table1 Color parameters of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods（n=3）

2.2 不同干燥方式對金針菇菇根粉粒徑的影響

4 種干燥粉體的粒徑分析結果如表2所示，D10、D50、D90分別表示粉體粒徑小于某一值時累積率為10%、50%、90%，其中D50為粒徑的中值，具有代表性。4種干燥粉體經相同粉碎處理后，粒徑差異顯著（p＜0.05）。中值大小依次為膨化＞熱風＞微波＞凍干，經真空冷凍干燥和微波干燥處理的粉體粒度要遠遠小于熱風和膨化干燥。跨度用來表示粒度分布的寬度，跨度越大，粒度越分散。由表2可知，同中值一樣，凍干和微波粉體的跨度最小，粒度更均勻，膨化粉體粒度分散最大。可能是由于膨化干燥和熱風干燥處理溫度較高，處理時間較長，物料表面急劇收縮，組織緊密，經相同粉碎條件處理，較難形成均勻微小粉粒。

表2 不同干燥方式對金針菇菇根粉粒徑的影響Table2 Particle sizes of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods

2.3 不同干燥方式對金針菇菇根粉流動性和壓縮成型性的影響

休止角和滑動角體現了粉體的流動性，粉體休止角越小，流動性越好。由表3可以看出，休止角大小依次為微波＞凍干＞熱風＞膨化，滑動角結果與其基本一致，且前后相鄰兩者數值較為接近。結合粒度分析數據可以看出，微波和凍干粉體粒度較小，顆粒比表面積較大，表面聚合力和黏著力也相應增大，顆粒發生團聚致使流動性變差。堆積密度大小依次為熱風＞膨化＞微波＞凍干。其中熱風和膨化堆積密度明顯高于微波和凍干。研究表明，堆積密度越大，越有利于壓片成型，因此，熱風和膨化干燥粉體更利于壓片。比表面積大小依次為微波＞凍干＞熱風＞膨化。比表面積越大，粉體表面聚合力也越大，可作為功能性原料吸附在食品表面［19］。

2.4 不同干燥方式對金針菇菇根粉膨脹力的影響

由圖1可以看出，4種干燥粉體膨脹力大小依次為微波＞凍干＞熱風＞膨化。結合粒度分析可知，微波和凍干粉體粒徑較小，比表面積較大，親水基團暴露數量較多，更利于與水結合，使得膨脹力增大［20］。

圖1 不同干燥方式對金針菇菇根粉膨脹力的影響Fig.1 Swelling of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods

2.5 不同干燥方式對金針菇菇根粉持水力和持油力的影響

由圖2可知，4種金針菇菇根粉的持水力大小依次為微波＞凍干＞膨化＞熱風，微波干燥和真空冷凍干燥粉體持水力較好，膨化次之，熱風最差。可能是由于在干燥過程中微波和真空冷凍干燥對金針菇內部組織破壞較少，復水能力較好；熱風干燥使物料表面急劇收縮，組織緊密，組織破壞較嚴重，持水能力較差。膨化干燥粉體糖分較高，相對干物質較少，持水能力較微波和凍干稍弱［21］。

表3 不同干燥方式對金針菇菇根粉流動性和壓縮成型性的影響（n=3）Table3 Liquidity and compression molding of Flammulina velutipes rootes powder prepared by different drying methods（n=3）

圖2 不同干燥方式對金針菇菇根粉持水力和持油力的影響Fig.2 The water-holding and oil-holding capacity of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods

4 種干燥粉體的持油力大小依次為凍干＞熱風＞微波＞膨化。凍干粉持油力顯著（p＜0.05）高于其他三種干燥方式，達1.8 g/g。可能是由于凍干粉堆積密度較小，在相同質量下較其他干燥粉體體積更大，對油脂的束縛能力相對更強。

2.6 不同干燥方式對金針菇菇根粉水溶性指數的影響

由圖3可知，4種干燥方式的水溶性指數大小依次為熱風＞膨化＞凍干＞微波。其中熱風和膨化干燥數值相近，且微波干燥粉水溶性指數顯著（p＜0.05）低于其余三種干燥粉。可能是由于微波和真空冷凍干燥對金針菇內部組織保持較好，持水力較強，可溶性物質溶出量較其他兩種干燥方式相對較少［21］。

圖3 不同干燥方式對金針菇菇根粉水溶性指數的影響Fig.3 The water solubility index of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods

3 結論

經不同干燥方式制得金針菇菇根粉的物理特性分別表現為：真空冷凍干燥粉體色澤保持最好，其次是微波真空干燥和變溫壓差膨化干燥，熱風干燥色澤最差；真空冷凍干燥和微波真空干燥粉體粒度明顯小于熱風干燥和變溫壓差膨化干燥，且跨度更小，粒度更均勻，變溫壓差膨化干燥粉體粒度分散最大；熱風干燥和變溫壓差膨化干燥粉體流動性及壓片成型性較好，微波真空干燥和真空冷凍干燥比表面積較大，利于吸附；微波真空干燥和真空冷凍干燥粉體持水能力較強，真空冷凍干燥粉體持油力最強，其他3種方式數值相近；熱風干燥和變溫壓差膨化干燥粉體水溶性較強，微波真空干燥最弱。

經真空冷凍干燥和微波真空干燥得到的金針菇菇根粉色澤較好，粒度細小均勻，比表面積較大，膨脹力、持水力和持油力較強，適宜作為功能原料添加到食品中或吸附在食品表面。熱風干燥和變溫壓差膨化干燥粉體流動性、壓片成型性和水溶性較好，適宜壓制片劑及進行可溶性成分提取。

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Effect of drying methods on powder physical properties of Flammulina velutipes root

ZHANG Ming，ZHOU Ping，LI Xin-sheng*，MA Chao，GU Jing-yan，WANG Chao-chuan，MENG Xiao-feng
（Jinan Fruit Research Institute，China Supply and Marketing Cooperatives，Ji'nan 250014，China）

Using the drying technology of hot air drying，microwave vacuum drying，explosion puffing drying，vacuum freeze-drying were used to prepare Flammulina velutipes root powder.The effects of different drying methods on powder physical properties of Flammulina velutipes root were studied.The results showed that the vacuum freeze-dried powder keep the best color，followed by microwave vacuum drying and explosion puffing drying.The Flammulina velutipes root powder prepared by vacuum freeze-drying and microwave vacuum drying particle size and the particle dispersion was significantly smaller than the hot air drying and explosion puffing drying，more uniform particle size.The Flammulina velutipes root powder prepared by hot air drying and explosion puffing drying were better flowability and compression molding.The Flammulina velutipes root powder prepared by microwave vacuum drying and vacuum freeze-drying had strong water holding capacity，and strongest oil holding capacity，up to 1.8 g/g.The Flammulina velutipes root powder prepared by hot air drying and explosion puffing drying had strong water solubility，and the microwave vacuum dried powder had worst water solubility.The Flammulina velutipes roots powder prepared by vacuum freeze-drying and microwave vacuum drying were suitable as a functional material added foods or adsorbed on the surface of the food.The Flammulina velutipes roots powder prepared by hot air drying and explosion puffing drying were suitable compressed tablets and extract the soluble component.

hotairdrying；microwave vacuum drying；explosionpuffing drying；vacuum freeze-drying；Flammulina velutipes root；physical properties

TS255.36

A

1002-0306（2016）06-0100-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.011

2015－08－17

張明（1988-），男，碩士研究生，研究方向：天然產物提取及功能食品研發，E-mail：zhangming_101@126.com。

李新勝（1957-），男，研究員，研究方向：農產品加工，E-mail：lixinsheng570129@sina.com。

國家科技支撐計劃課題（2014BAL07B05）。