微波真空干燥杏鮑菇的工藝優化及能耗分析

◎ 梁昌祥，覃夢雨，梁明華，陳兵兵，伍淑婕，譚韓英

（賀州學院 食品與生物工程學院，廣西 賀州 542899）

杏鮑菇，又名刺芹菇、雪茸，是食藥用真菌之一，因其味道鮮美，營養豐富，在日本常被當作素生魚片食用。杏鮑菇在亞洲的部分地區已被廣泛種植和食用，尤其以中國產銷量為最[1]。杏鮑菇具有極高的營養價值，有高蛋白、低糖、低鹽、低熱量的特征，且有多種藥用功能以及各種生物活性成分[1]，它可以調節機體免疫、預防心血管疾病等，藥用食用功能兼備，且保健功能和營養價值也得到人們的認同[2]。新鮮杏鮑菇含水量高達84.72%，易失水腐壞，貨架期較短，保存不好易造成較大的經濟損失，因此對新鮮杏鮑菇進行加工以延長貨架期尤為重要。干制方法已廣泛應用在香菇[3]、杏鮑菇[4]、金針菇[5]等菌菇的儲藏中，干制作為一種歷史悠久的食品加工方法，沿用至今，對于干燥過程中食品風味變化的研究也在進步，但杏鮑菇的干燥研究相對較少，故在杏鮑菇的干燥方面還有待進行進一步研究，為杏鮑菇的市場發展方向提供數據支撐。

目前，杏鮑菇干制主要是熱風干燥[6]，其氣流結構簡單，成本低下，干燥時間過長，易造成產品品質差。熱風干燥過程一般是由恒速干燥到降速干燥最終到平衡含水率的過程，當物料內部水分快速遷移到物料表面時，物料表面的水分含量可以視為是恒定的，這時干燥速率受干燥溫度、干燥濕度、物料水分含量、裝載量等因素的影響；干燥進行過程中物料水分含量不斷減少，干燥速率開始下降，這時干燥還受到物料自身特征的影響[7]，如物料大小，物料越大，干燥速率越緩慢，干燥時間越長，能耗隨之增高，產品品質無法保證，這使得熱風干燥在現今的杏鮑菇可控干燥中無明顯優勢。

微波真空干燥在真空環境下實現物料內水分以低溫形式蒸發，它不僅干燥速度快，低溫耗能少，且能較好地保留食品的色香味、營養成分和生物活性成分，得到的干制品品質較好[8]。杜冉等[9]、邢淑婕等[10]研究表明微波干燥得到的杏鮑菇產品品質和相關指標較佳。有學者應用微波真空干燥對雙孢菇、銀耳等食用菌進行干燥[11-12]，結果表明微波真空干燥能較好地保持產品的色澤和營養品質，有效降低能耗[13]。隨著低溫干燥的發展，微波真空干燥技術越逐漸成熟，優勢也在不斷凸顯。

本試驗通過研究真空微波干燥方法，規范微波真空干燥工藝，在試驗中應用來解決干燥不均勻的實際問題，最終確定最佳工藝，使杏鮑菇產業化加工有更長遠的經濟效益。

1 材料與方法

新鮮杏鮑菇：選自廣西賀州本地市售的杏鮑菇，選材時杏鮑菇大小均勻，無腐爛變質或失水嚴重，無損傷。

1.1 儀器與設備

試驗主要使用設備與儀器見表1。

表1 主要儀器設備表

1.2 試驗方法

1.2.1 原料預處理

選取大小、色澤差異不大的新鮮杏鮑菇，清洗并濾干水分，切成5～6 mm厚的菇片，用濾紙吸干表面水分后進行干燥處理。

1.2.2 干燥處理

根據預試驗，將真空度設定為0.07～0.08 MPa，將微波干燥工藝分為兩大組，第一組為A組，用單一功率（3 kW，6 kW，9 kW）對杏鮑菇進行干燥，第二大組為B組分段式干燥，根據預試驗將其分為三段功率干燥，第一段干燥10 min，第二段干燥20 min，第三段根據實際情況控制功率和時間，以達到安全含水量以下（干基含水量≤12%[14]），具體分組情況見表2。根據感官評價去掉不適合的工藝（評分80以上），因肉眼判斷可能出現較大誤差，所以需要測定干燥后的杏鮑菇粗蛋白、粗脂肪、總糖和氨基酸4種營養成分含量，選擇營養成分保留較多的3個工藝。最終根據時間進行能耗分析選出最為合適的工藝。

表2 分組情況表

1.2.3 粗蛋白質含量的測定

采用自動凱氏定氮儀[15]測定。將干制杏鮑菇剪碎，準確稱取0.3 g試樣，加入洗凈干燥后的消化管，依次加入0.4 g硫酸銅和6 g硫酸鉀以及20 mL硫酸，在消化管口插入一個小漏斗，放入石墨消解儀消解。消解儀溫度設置為四段曲線加熱和一段直線加熱，曲線加熱第一階段至第四階段依次設置為180 ℃，40 min；280 ℃，40 min；320 ℃，1 h；380 ℃，1 h；直線加熱溫度為420 ℃，1.5 h，當消化管內液體呈綠色透明時，為消解完成。取出放置冷卻，配制氫氧化鈉溶液、鹽酸標準溶液以及溴甲酚綠-甲基紅乙醇混合指示劑，于自動凱氏定氮儀自動進行測定。

1.2.4 粗脂肪含量的測定

根據GB 5009.6—2016[16]酸水解法中其他食品的測定方法測定，根據實際情況略有改動。將固體樣品剪碎，準確稱取2～5 g置于50 mL試管內，加入8 mL蒸餾水混勻，再加入10 mL鹽酸，將其放入70～80 ℃水浴消化40～50 min，每隔5 min搖晃一次，待消化完全，取出加入10 mL乙醇混合，靜置冷卻，將其混移入100 mL的具塞量筒內，用25 mL的無水乙醚多次洗滌試管，洗滌后液體全部倒入量筒中，加塞充分振蕩，振蕩完成后開塞放氣以免壓力過大發生爆炸（每一次振蕩完成后都要放氣），塞好靜置至混合液完全分層，待上部液體清晰，吸出上清液于已恒重的錐形瓶內，裝有脂肪混合液的容量瓶放入100 ℃的恒溫干燥箱內干燥；再加5 mL無水乙醚于具塞量筒內，振搖，靜置完全后，仍將上層乙醚吸出，放入錐形瓶內干燥，直至干燥多次洗滌后量筒內上層清液無法吸出，將錐形瓶放入干燥箱內干燥，待干燥容量瓶內底部脂肪完全析出后取出稱重，計算脂肪含量。

1.2.5 總糖含量的測定

采用苯酚-硫酸法[17]測定總糖含量。以表3的試劑量制作標準曲線，將以上裝有液體的試管于40 ℃水浴30 min，取出室溫放置20 min后于490 nm測光密度。以2.0 mL水按同樣顯色操作為空白對照為0號管，橫坐標為多糖微克數，縱坐標為光密度值，繪制成標準曲線；將固體樣品剪碎，研成粉末，再準確稱取0.1 g于50 mL具塞錐形瓶中，加入乙腈-水（V∶V=1∶9）溶液定容至50 mL，渦旋10 s，超聲提取30 min，離心，吸取2.0 mL上清液，按上述標準曲線的制作加入試劑，同上操作后于490 nm測光密度，以標準曲線計算多糖含量。經試驗，葡萄糖標準溶液的曲線方程為y=0.5267x+0.025 5，相關性R2=0.992 2。

表3 葡萄糖標準曲線的制作表（單位：mL）

1.2.6 氨基酸含量的測定

采用茚三酮比色法[18]測定氨基酸含量。按表4吸取試劑于對應試管中，混勻后加塞子，于水浴鍋沸水浴15 min，取出迅速冷卻并搖晃使加熱形成的紅色被空氣褪去，待呈現藍紫色時，用60%乙醇定容至20 mL，搖勻于570 nm處測定吸光度，以氨基酸含量（μg）為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線。研磨0.5 g樣品，在缽體中加入5 mL 10%乙酸并研磨成勻漿，用蒸餾水定容至100 mL，用濾紙過濾于三角瓶備用。吸取1 mL濾液于20 mL干燥試管中，加無氨蒸餾水補至2 mL，按照標準曲線的制作加入試劑，同上操作，以標準曲線計算氨基酸含量。經試驗，亮氨酸標準曲線方程為y=0.122 9x-0.0218，相關性R2=0.995 2。

表4 氨基酸標準曲線的制作表（單位：mL）

1.2.7 水分含量測定

用MB90型水分含量測定儀測定干燥后的樣品水分含量。首先將水分測定儀進行調平，調平后將干燥后的試驗品放入樣品盤，關閉上蓋讓水分儀自動開始干燥和測量，屏幕顯示選擇%MC（水分含量）狀態，將溫度設定為105 ℃，測試結束干燥自動停止，讀數記錄，每組試驗都隨機取樣3次分別進行測試，結果取其平均值。

1.2.8 感官評價

隨機抽取30人進行感官評價，對干燥后杏鮑菇片的色澤、硬度、氣味、形態4個方面進行感官評價打分，每個樣品評價為10分制，取樣品評價的的平均值。

表5 感官評價標準表

1.2.9 能耗分析

根據機器的配件情況，主要使用了東芝2M248k水冷1 kW磁控管9個，根據設定的情況而開啟，循環用水使用的泵為2Bva2061水環真空泵，額定功率為1.45 kW，屬于一直開啟的狀態，其他的儀器儀表，如筒燈、電磁閥等耗電較少，因此僅考慮磁控管和水泵的用電情況。計算公式為：總能耗=∑（每段時間×每段磁控管功率）+時間×水環真空泵功率。

2 結果與分析

2.1 感官分析結果

由于目標是生產能夠上市的干燥杏鮑菇片，所以外觀非常重要，品質好的杏鮑菇片應該保持白色，皺縮度小，能保持原形，硬度小，杏鮑菇香味濃郁。經過多人感官評價后，從表6可以看出，單一功率干燥中，A1的效果很好，三段功率干燥中，B1、B2、B3、B4、B9、B10的效果相對較好，將采用以上處理方法處理后的干燥杏鮑菇片作為基礎，進一步研究其內部的營養成分流失情況。

表6 感官分析結果表

2.2 干燥后杏鮑菇4種營養成分的結果分析

從表7的結果可以看出，粗蛋白從大到小的順序分別為A1＞B2＞B1＞B3＞B9＞B10＞B4，粗脂肪從大到小的順序為A1＞B1＞B2＞B10＞B9＞B3＞B4，總糖從大到小的順序為B1＞A1＞B2＞B9＞B10＞B3＞B4，氨基酸從大到小的順序為A1＞B1＞B2＞B9＞B4＞B10＞B3，數 值 越 大說明損失越小，保留下來的營養成分越多，由此可見，從營養成分來看A1、B1、B2的干燥方式為較為理想。

表7 營養成分分析結果表

2.3 能耗消耗結果分析

從表8可以看出，A1花費的時間最長，能耗也最高，B2花費的時間最短，能耗也最低，說明在營養損失相近的情況下，B2相對比較節省能源和時間，所以建議選擇此處理方法。

表8 能耗分析結果表

3 結論

本研究優化微波真空干燥工藝，為微波真空干燥大批量生產杏鮑菇干制品提供數據支撐。試驗結果表明，選用三段式功率干燥有較大的可行性，分別為3 kW（10 min）、6 kW（20 min）、3 kW（27 min），干燥時間較短，能耗損失較小，得到的杏鮑菇片干制品營養損失相對較小，看起來外觀較好，顏色較淺，香味濃，感官品質較好，微波真空干燥易控，可以及時控制調整，在合適的干燥工藝設置下最大限度地提高產品的附加值，同時干燥時間短，節約能源，經濟效益顯著。