杏鮑菇真空微波干燥工藝

劉春菊， 江 寧， 嚴啟梅， 劉春泉， 李大婧， 周擁軍

(1.江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇南京 210014；2.國家蔬菜加工技術研發專業分中心，江蘇南京 210014；3.浙江省農業科學院食品科學研究所，浙江杭州 310021)

杏鮑菇真空微波干燥工藝

劉春菊1，2， 江 寧1，2， 嚴啟梅1， 劉春泉1，2， 李大婧1，2， 周擁軍3

(1.江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇南京 210014；2.國家蔬菜加工技術研發專業分中心，江蘇南京 210014；3.浙江省農業科學院食品科學研究所，浙江杭州 310021)

采用響應曲面法對杏鮑菇聯合干燥中真空微波干燥工藝進行優化試驗，分析各參數對杏鮑菇干制品膨化率、感官品質的影響，分別建立杏鮑菇干制品膨化率(y1)、感官得分(y2)與杏鮑菇初始含水率編碼值(x1)、微波強度編碼值(x2)、微波時間編碼值(x3)的數學回歸模型。結果表明，回歸方程分別為y1=1.46-0.16x1+0.10x2+0.093x3-0.13x12、y2=6.45+1.22x1+0.41x2+0.36x3+1.01x1x2+0.74x1x3-0.94x12-0.85x32，最佳工藝參數為杏鮑菇初始含水率75%、微波強度20 W/g、微波時間105 s，在該條件下獲得的杏鮑菇干制品色澤良好、口感酥脆，具有濃郁的杏鮑菇風味。

杏鮑菇；真空微波；干燥；工藝

杏鮑菇(Pleurotuseryngii)，別稱刺芹側耳，隸屬于真菌門擔子菌綱傘菌目側耳科側耳屬。杏鮑菇菌肉肥厚，質地脆嫩，菌柄組織致密，可全部食用，且菌柄比菌蓋更脆滑、爽口，具有令人愉快的杏仁香味和鮑魚口感，被稱為“平菇王”，適合保鮮、加工處理。杏鮑菇營養豐富，富含蛋白質、碳水化合物、維生素和多種礦物質，具有較高的食用價值。杏鮑菇是符合聯合國糧食及農業組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)標準，具有“天然、營養、保健”3種特征的18種食用菌之一[1-3]。

杏鮑菇含水率高，在常溫放置幾天后，菇體表面發生褐變，菌蓋膜發生自溶，同時長出白色絮狀霉而腐爛，失去食用價值，可見采后熟變限制了杏鮑菇的異地運輸和鮮銷。延長菇類保質期的主要方法是干制，杏鮑菇的干制多采用日曬、烘烤、油炸等方法，但是存在營養破壞多、外觀品質差、檔次不高、加工附加值低等問題。針對以上問題，筆者所在項目組引入熱風-真空微波-氣流膨化聯合干燥技術，通過融合3種技術提高杏鮑菇的干燥品質。本研究對杏鮑菇聯合干燥中的真空微波干燥工藝進行優化，以聯合干燥終產品的膨化率、感官得分為衡量指標，在單因素試驗的基礎上采用響應曲面對初始含水率、微波強度和微波時間3個因素進行優化，以期獲得膨化率高、品質好的杏鮑菇干制品，為杏鮑菇聯合干燥的產業化推廣提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮杏鮑菇，購于南京市玄武區孝陵衛農貿市場。

1.2 儀器與試劑

QDPH-5型電加熱式氣流膨化設備，天津市勤德新材料科技有限公司；數顯101A-2型電熱鼓風干燥箱，上海浦東榮豐科學儀器有限公司；VMD-1型真空微波干燥設備，南京孝馬機電設備廠；BS224S電子天平，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；WSC-S型色差儀，上海精密科學儀器有限公司；QTS型質構儀，英國CNS-FARNELL公司。麥芽糊精、檸檬酸、食鹽，均為食品級；小米，市售，粒度在0.9～1.1 mm。

1.3 工藝流程及試驗設計

1.3.1 工藝流程 主要工藝流程：杏鮑菇挑選→清洗→切片→燙漂→浸漬→熱風預干燥→冷卻、均濕→真空微波干燥→均濕→氣流膨化→杏鮑菇干制品。

將杏鮑菇清洗后斜切成7 mm厚的薄片，沸水燙漂90 s，冷卻，室溫下置于4%麥芽糊精溶液(添加0.2%檸檬酸、1%NaCl)中浸漬1 h，瀝干。先于65 ℃熱風條件下干燥至適宜的水分含量，再將杏鮑菇單層平鋪于真空微波干燥設備中，達到一定真空度后，在不同的微波強度、微波時間下進行真空微波干燥，然后將半成品置于4 ℃密閉容器中均濕12 h，再于膨化溫度95 ℃、停滯時間5 min、抽空時間60 min條件下進行氣流膨化干燥，最后進行充氮包裝。

1.3.2 單因素試驗 選擇杏鮑菇初始含水率、微波強度、微波時間、真空度4個因素，分別考察它們對終產品的膨化率、感官得分的影響，試驗因素水平設計見表1。

1.3.3 工藝優化 在單因素試驗的基礎上，選取初始含水率、微波強度、微波時間為主要影響因素，以終產品膨化率、感官得分為響應值，采用中心組合設計方法進行工藝優化。以初始含水率(%)、微波強度(W/g)、微波時間(s)作為自變量，分別用X1、X2、X3表示，并以+1、0、-1分別代表自變量的編碼水平，按方程xi=(Xi-X0)/ΔX對自變量進行編碼，其中xi為自變量的編碼值，Xi為自變量的真實值，X0為試驗中心點處自變量的真實值，ΔX為自變量的變化步長，杏鮑菇綜合得分Y為響應值，試驗因素水平設計見表2。

表1 真空微波杏鮑菇單因素水平

表2 真空微波杏鮑菇中心組合因素水平

1.4 指標測定

1.4.1 膨化率 測定杏鮑菇真空微波干燥前的體積V1(mL)、氣流膨化干燥后的體積V2(mL)，計算膨化率P：

P=V2/V1×100%。

(1)

杏鮑菇體積V的測定采用體積置換法[4-5]，置換介質為小米，公式如下：

V=Va-Vb。

(2)

式中：Va為小米加杏鮑菇的總體積，mL；Vb為小米體積，mL。

1.4.2 水分含量 水分含量的測定采用恒質量法[6]。

1.4.3 硬度、脆度 采用QTS型質構儀不銹鋼球形探頭(直徑為5 mm)進行硬度、脆度的測定，測試速度30 mm/min，目標形變量85%。樣品的硬度以坐標圖中出現的最大壓力峰值表示，脆度以下壓探頭第1次沖向樣品過程中坐標圖上的第1個明顯壓力峰值表示。每種樣品重復5次，取其平均值。

1.4.4 色澤 WSC-S型色差計，以儀器白板色澤為標準，將樣品放入樣品杯中，加壓將樣品壓實后即可用色差計進行測定：亮度L*(lightness)，其值從0～100變化，0表示黑色，100表示白色，L*越大，代表產品顏色越好[7]；a*表示從紅色到綠色的值，100為紅色，-80為綠色；b*表示從黃色到藍色的值，100為黃色，-80為藍色。

1.4.5 感官評價 感官評價采用10分制，從外形、色澤進行評價，詳見表3。根據評分小組成員對其敏感程度，確定每項權重分別為0.3、0.4、0.3，計算加權平均分。評分小組由經專業培訓的10名評價員組成[8-10]。

表3 杏鮑菇干制品感官評價標準

1.5 數據處理

單因素試驗指標的差異采用SPSS 17.0統計軟件中的ANOVA方差分析，由Tukey分析均值差異的顯著性，顯著水平=0.05，以a、b、c、d表示其差異性，不同小寫字母表示差異顯著。利用Excel 2003繪圖，用Design Expert 7.0 統計分析軟件進行響應面分析

2 結果與分析

2.1 初始含水率對杏鮑菇干制品品質的影響

從圖1可以看出，初始含水率對杏鮑菇的膨化率、感官得分影響差異明顯。隨著初始含水率的增加，杏鮑菇膨化率、感官得分先提高后降低；當初始含水率為55%時，膨化率達到最大值1.63%，感官得分為5分；當初始含水率為75%時，膨化率為1.47%，感官得分達到最大值8分；當初始含水率為85%時，杏鮑菇基本無膨化現象，膨化率為0.87%，感官得分為5分。在低水分含量(如45%)下，熱風預干燥時間較長，杏鮑菇褐變、皺縮現象嚴重，因此感官品質較差；在高水分含量(如85%)下，物料內部的自由態、表面吸附態的水分含量較高，該部分水與杏鮑菇其他組分間的結合力較弱，且較易獲得微波能量，優先在杏鮑菇的表面汽化，很難形成膨化動力，影響了膨化效果，因此高含水率不僅降低了膨化率，還浪費了微波能[5]。綜上分析可知，選擇初始含水率的優化水平為55%～75%。

2.2 微波強度對杏鮑菇干制品品質的影響

由圖2可以看出，隨著微波強度的增大，杏鮑菇的膨化率呈遞增趨勢，感官得分先增加后降低；當微波強度為10 W/g時，膨化率為1.21%，感官得分為6分；當微波強度為20 W/g時，膨化率為1.40%，感官得分達到最大值7.5分；當微波強度為25 W/g時，膨化率為1.42%，僅比20 W/g提高了1.43%，感官得分為5.4分，與20 W/g條件相比明顯降低；當微波強度增大到20 W/g時，對膨化率的影響很小，并且微波強度越大，對設備要求越高，不夠經濟。綜上分析可知，選取微波強度的優化水平為10～20 W/g。

2.3 微波時間對杏鮑菇干制品品質的影響

由圖3可以看出，隨著微波時間的延長，杏鮑菇的膨化率先提高后趨于平緩，感官得分先增加后降低；當微波時間為 75 s 時，膨化率為1.27%，感官得分為6.5分；當微波時間為 105 s 時，膨化率為1.50%，感官得分達到最大值8分；當微波時間為120 s時，膨化率提高不明顯，感官得分明顯降低。經試驗發現，由于微波加熱的不均勻性，杏鮑菇邊緣還會出現焦糊現象，綜合考慮可知，選取微波時間75～105 s為優化水平。

2.4 真空度對杏鮑菇干制品品質的影響

從圖4可以看出，隨著真空度的增大，杏鮑菇膨化率呈遞增趨勢， 感官得分先增大后降低，變化趨勢明顯；在常壓下進行微波干燥，杏鮑菇體積皺縮無膨化現象；當真空度為0.070 MPa 時，膨化率為1.19%，感官得分為6分；當真空度為0.085 MPa時，膨化率為1.40%，感官得分為8.5分；當真空度為0.090 MPa時，膨化率達比0.085 MPa時高3.57%，感官得分降低了11.76%，這是由于在較高的真空度下，水的沸點降低，促使水分能較快集中蒸發，可使杏鮑菇獲得較大的膨化率，表面出現少許焦糊現象，且真空度越大(如 0.090 MPa)，對真空微波設備的致密性要求越高，并且還會出現打火現象。綜合考慮可知，杏鮑菇進行真空微波預膨化工藝優化時，將真空度固定在0.085 MPa。

2.5 工藝優化

根據中心組合設計(central composite design，簡稱CCD)試驗方案進行3因素3水平試驗，結果見表4。

將試驗數據用Design Expert 7.0 軟件進行多元回歸擬合，試驗因子對響應值的影響可用回歸方程表示：

y1=1.46-0.16x1+0.10x2+0.093x3+0.010x1x2+0.015x1x3-0.022x2x3-0.13x12-(9.857×10-3)x22-(6.321×10-3)x32；

(3)

y2=6.45+1.22x1+0.41x2+0.36x3+1.01x1x2+0.74x1x3-0.012x2x3-0.94x12-0.23x22-0.85x32。

(4)

式(3)、式(4)中，初始含水率x1、微波強度x2和微波時間x3在設計中均經量綱線性編碼處理，方程各項系數大小反映各因素對響應值的影響程度。

表4 真空微波干燥杏鮑菇中心組合設計試驗結果

為檢驗方程的有效性，對上述回歸方程進行方差分析，由表5可知，在膨化率回歸模型方程(3)中，一次項x1、x2極顯著(P<0.000 1)，x3極顯著(P=0.000 2)；二次項x12極顯著(P<0.000 1)，x22、x32不顯著；交互項x1x2(P=0.649 5)、x1x3(P=0.498 3)、x2x3(P=0.316 7)均不顯著。剔除不顯著項，得到的模型方程為y1=1.46-0.16x1+0.10x2+0.093x3-0.13x12。回歸模型確定系數R2=0.959 1，顯示該模型良好。回歸方程失擬檢驗不顯著，說明未知因素對該試驗結果影響較小。因此，該回歸方程能較好地預測杏鮑菇膨化率隨初始含水率、微波強度和微波時間的變化規律。

表5 回歸模型方差分析結果

感官得分回歸模型方程(4)中，一次項x1極顯著(P<0.000 1)，x2、x3顯著(P<0.05)；二次項x12、x32極顯著(P<0.000 1)，x22不顯著(P=0.099 5)；交互項x1x2、x1x3極顯著，x2x3(P=0.944 0)不顯著。剔除不顯著項，得到的模型方程為y2=6.45+1.22x1+0.41x2+0.36x3+1.01x1x2+0.74x1x3-0.94x12-0.85x32?；貧w模型確定系數R2=0.960 3，達到較好水平，回歸方程失擬檢驗不顯著，說明該模型和實際情況擬合程度高，因而可用此模型對感官得分與初始含水率、微波強度、微波時間的變化關系進行分析和預測。

2.6 響應曲面分析

2.6.1 膨化率的響應面分析 根據回歸方程(3)給出的膨化率響應面分析結果可以綜合反映各因素的交互作用對杏鮑菇干制品膨化率的影響。由圖5可見，各因素的交互作用對杏鮑菇干制品的膨化率均有一定的影響，但并不明顯。

2.6.2 感官得分的響應面分析 根據回歸方程(4)給出的感官得分的響應面分析結果可以綜合反映各因素的交互作用對杏鮑菇干制品感官品質的影響。由圖6可以看出，初始含水率與微波強度的交互作用以及初始含水率與微波時間的交互作用對杏鮑菇干制品的感官品質影響明顯，而微波強度與微波時間的交互作用對感官品質的影響不明顯。

2.7 優化工藝參數

為綜合考慮初始含水率、微波強度和微波時間對杏鮑菇干制品質量的影響，須要將產品膨化率、感官得分2個指標進行綜合優化，從而確定真空微波預膨化杏鮑菇的最適工藝。本試驗采用線性型功效系數法[11]將各指標進行規劃化，然后利用綜合評分法，將各指標統一為綜合指標。其中：

(5)

(6)

式中：Yimax、Yimin(i=1，2)分別為試驗中各指標的最大值、最小值。這樣用Y1′、Y2′的最小值分別表示Y1、Y2的最小值。綜合評分計算公式：Q=λ1Y1′+λ2Y2′，其中λ1、λ2分別為Y1′、Y2′的加權系數，滿足λ1>0，λ2>0，且λ1+λ2= 1。

從膨化休閑食品角度來說，膨化食品最先考慮的是產品的口感，即酥脆度，最終反映在產品的膨化率上；其次是感官，直接影響消費者的購買欲[12]。鑒于以上分析，本試驗取 λ1=0.6，λ2=0.4，得出最佳真空微波預膨化杏鮑菇工藝：杏鮑菇初始含水率75%，微波強度20W/g，微波時間105s。

2.8 杏鮑菇干制品品質指標

將杏鮑菇預先用65 ℃熱風干燥至初始含水率75%左右，然后在真空度0.085MPa、微波強度20W/s條件下真空微波105s，最后在膨化溫度95 ℃條件下停滯5min、抽空 60min完成氣流膨化。對最終產品進行指標測定表明：膨化率(1.45±0.01)%，水分含量(5.11±0.25)%，L*=85.54±1.48，硬度(3 348.67±263.21)g，脆度(1 169.33±134.84)g。在此條件下獲得的杏鮑菇干制品形狀規則，表面平整，基本無褐變現象，且硬度適中，口感酥脆，杏鮑菇味濃郁，符合膨化食品要求。

3 結論

本研究分析了真空微波參數對杏鮑菇干制品膨化率、感官品質的影響，分別建立了杏鮑菇干制品膨化率、感官得分與杏鮑菇初始含水率、微波強度、微波時間的數學回歸模型，回歸方程分別為y1=1.46-0.16x1+0.10x2+0.093x3-0.13x12、y2=6.45+1.22x1+0.41x2+0.36x3+1.01x1x2+0.74x1x3-0.94x12-0.85x32。經工藝優化可知，杏鮑菇真空微波干燥最佳工藝為初始含水率75%、 微波強度20W/g、微波時間105 s。

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10.15889/j.issn.1002-1302.2017.02.051

2015-11-16

公益性行業(農業)科研專項(編號：201303080)。

劉春菊(1979—)，女，遼寧鞍山人，碩士，助理研究員，主要從事果蔬加工與質量控制研究。E-mail：cjliu0306@163.com。

李大婧，博士，研究員，主要從事果蔬加工與綜合利用研究。E-mail：lidajing@163.com。

TS255.3

A

1002-1302(2017)02-0169-04

劉春菊，江 寧，嚴啟梅，等. 杏鮑菇真空微波干燥工藝[J]. 江蘇農業科學，2017，45(2)：169-173.