干燥方法對黃蘑菇品質及微觀結構的影響

孟 迪 黨 斌 張 杰 解曉霞 尕松成林

黃蘑菇，學名黃綠蜜環菌(Armillarialuteo-virens)，主要分布于中國河北、陜西、甘肅、青海、四川、西藏等地區[1]。產于青海的野生黃蘑菇，風味獨特，含有豐富的蛋白質、多糖、氨基酸、礦物質和維生素等，具有抗氧化、抗腫瘤等作用[2-4]，是一種珍貴的藥食兼用真菌。

黃蘑菇子實體生長的季節性較強，采后處理不及時，極易發生失水、軟化、腐爛和褐變等現象，嚴重降低其食用價值和商品價值。干制是一種傳統的食品貯藏與加工方法，目前食用菇類常用的干燥方法有自然曬干、熱風干燥和真空冷凍干燥等[5]。自然曬干成本低，操作方便，但易受環境影響，且干燥時間長。熱風干燥成本低，適用于大批量干燥，但對熱敏感成分破壞較大[6]。真空冷凍干燥對含水量較高的物料干燥效果較好，且具有良好的品質和色澤，但其干燥時間長、耗能大、成本高[7]。目前這些干燥方法已被應用于金針菇[8]、猴頭菇[9-10]、香菇[11]和草菇[12]等干燥中，但不同食用菇以及采用不同干燥方式，對產品的感官品質、營養成分、功能因子等的影響程度不同。楊婷等[13]研究了自然曬干、真空干燥、真空冷凍干燥和熱風干燥對黃蘑菇復水比、還原糖、總糖、可溶性蛋白、維生素C含量的影響。而關于不同干燥處理的黃蘑菇物理特性、營養、功能品質及其微觀結構差異的研究尚未見報道，且目前還未見對黃蘑菇聯合干燥方法的研究。

研究擬以青海野生黃蘑菇為原料，比較自然曬干(SD)、熱風干燥(HAD)、真空冷凍干燥(VFD)、真空干燥(VD)和微波—熱風聯合干燥(MD-HAD)對黃蘑菇品質及微觀結構的影響，明確不同干燥方法下的黃蘑菇品質特性差異，篩選出一種或幾種適合黃蘑菇干燥的方法，為延長黃蘑菇的貯藏時間和干制黃蘑菇工業化生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮黃蘑菇：采摘于青海省剛察縣；

食鹽：青海省鹽業股份有限公司；

甲醇、正己烷、乙酸乙酯、石油醚、鹽酸：分析純，天津市富宇精細化工有限公司；

氫氧化鈉、碳酸鈉：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

福林酚試劑：優級純，北京索萊寶科技有限公司；

試驗用水為去離子水。

1.2 主要儀器設備

鼓風干燥箱：DHG-9240A型，上海一恒科學儀器有限公司；

真空干燥箱：DZF-6020型，上海中友儀器設備有限公司；

真空冷凍干燥器：Alpha 1-4 LDplus型，德國Christ公司；

微波爐：格蘭仕G80F20CN1L-DG(S0)型，佛山市格蘭仕微波爐電器有限公司；

食品物性分析儀：TMS-PRO型，美國FTC公司；

色差計：WSC-S型，上海精科儀器有限公司；

高分辨掃描電子顯微鏡：JSM-6610型，日本HITACHI公司；

高速萬能粉碎機：FW-100型，上海科恒實業發展有限公司；

數顯恒溫水浴鍋：HH-4型，常州國華電器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 黃蘑菇干燥方法 將黃蘑菇用0.5%鹽水浸泡5 min，瀝干。選取大小較均一的黃蘑菇，分為5組，每組100 g左右，采用5種方法干燥，以水分質量分數≤12%為干燥終點(根據GB 7096—2014《食品安全國家標準 食用菌及其制品》)。

(1) 自然曬干：將新鮮黃蘑菇均勻擺放至網盤上，10:00～19:00放于太陽光下晾曬，其他時間置于陰涼通風處。

(2) 熱風干燥：將新鮮黃蘑菇均勻擺放至鼓風干燥箱網盤上，干燥溫度為60 ℃。

(3) 真空冷凍干燥：將新鮮黃蘑菇于-18 ℃預凍1 h，然后迅速放入凍干機的擱板上，冷阱溫度為-46 ℃、真空度為0.1 MPa。

(4) 真空干燥：將新鮮黃蘑菇均勻擺放至真空干燥箱不銹鋼盤上，干燥溫度為50 ℃、真空度為0.08 MPa。

(5) 微波—熱風聯合干燥:先將新鮮黃蘑菇于微波功率640 W下干燥85 s，后快速移入鼓風干燥箱中，干燥溫度為60 ℃。

1.3.2 含水率 按GB 5009.3—2016執行。

1.3.3 營養成分

(1) 粗蛋白含量：按GB 5009.5—2016執行。

(2) 脂肪含量：按GB 5009.6—2016執行。

(3) 灰分含量：按GB 5009.4—2016執行。

(4) 粗纖維含量：按GB/T 5009.10-2003執行。

1.3.4 功能成分

(1) 粗多糖含量:按NY/T 1676—2008執行。

(2) 多酚的提取:游離酚提取參照楊希娟等[14]的方法。結合酚提取參照張小利等[15]的方法并稍作修改，向殘渣中加入20 mL正己烷，震蕩后靜置棄去上清液，加入20 mL濃度為2 mol/L的NaOH溶液，充入氮氣后密封震蕩1.5 h，所得水解液用鹽酸調pH至中性，再用20 mL乙酸乙酯萃取3次，離心，合并乙酸乙酯萃取相，旋轉蒸干，用甲醇定容至10 mL，避光保存備用。

(3) 總酚含量:采用Folin-Ciocalteu法[16]，吸取125 μL 提取液，加入500 μL蒸餾水及125 μL福林酚，搖勻，6 min后加入7%碳酸鈉溶液，室溫避光放置1.5 h后，測定765 nm處吸光度，重復測定3次，以甲醇作為空白調零。以沒食子酸為標準品，根據標準曲線計算多酚含量。

(4) 總黃酮含量:參照Adom等[16]的方法并稍作修改，吸取100 μL提取液，加入200 μL質量分數為5%的亞硝酸鈉溶液，搖勻，6 min后加入200 μL質量分數為10%的硝酸鋁溶液，搖勻，6 min后再加入2 mL質量分數為4%的氫氧化鈉溶液，室溫避光放置15 min，測定510 nm 處吸光度，重復測定3次，以甲醇作為空白調零。以蘆丁為標準品，根據標準曲線計算黃酮含量。

1.3.5 色澤 參照Wang等[17]的方法，按式(1)計算色差值。

(1)

式中：

△E——色差值；

L*、a*、b*——干燥處理后黃蘑菇的色度值。

1.3.6 掃描電鏡 將黃蘑菇縱切成3 mm×3 mm×2 mm 的小塊，于真空噴鍍儀內噴金，用掃描電子顯微鏡觀察樣品表觀結構，電壓為10 kV，放大倍數為500。

1.3.7 復水比 參照楊婷等[13]的方法并稍作修改。稱量干燥后的黃蘑菇整菇質量，放入盛有250 mL蒸餾水的燒杯中，60 ℃恒溫水浴，每隔30 min取出瀝水，并快速用濾紙吸取表面多余的水分，稱重；重新放入原燒杯中，60 ℃ 恒溫水浴30 min，取出稱重；重復操作，直到黃蘑菇吸水完全。每種干制品平行測定3次，并按式(2)計算復水比。

(2)

式中：

RR——復水比；

Wt——復水瀝干后的質量，g；

W0——復水前干品的質量，g。

1.3.8 收縮率 采用體積排除法[18]，以小米為介質，按式(3)計算收縮率。

(3)

式中:

SR——收縮率，%；

Vk——干燥后黃蘑菇的體積，cm3；

V0——干燥前黃蘑菇的體積，cm3。

1.3.9 質構特性 以“二次壓縮”模式進行分析，取3個黃蘑菇樣品，將每個黃蘑菇菌蓋切成3個邊長為1 cm的正方體，結果取平均值。采用TPA探頭，測試速度60 mm/min，觸發力0.5 N，壓縮比40%。測定指標為硬度、彈性、內聚性及咀嚼性。

1.4 數據分析

數據以平均值±標準差表示，采用Excel、Origin 2018、SPSS 25進行數據統計分析及作圖，顯著性差異采用LSD多重比較法。

2 結果與分析

2.1 干燥方法對黃蘑菇干燥時間和含水率的影響

由表1可知，5種干燥方法處理的黃蘑菇含水率均在12%以下，MD-HAD組的干燥時間最短，而VFD組的干燥時間僅次于SD組，存在干燥時間長的問題。有研究[5,19]報道，真空冷凍干燥不僅干燥時間長，還存在能耗高、處理量少以及設備投資大等問題，限制了其工業化應用。

表1 干燥方法對黃蘑菇干燥時間和含水率的影響?Table 1 Effects of drying methods on drying time and moisture content of A. luteo-virens

2.2 干燥方法對黃蘑菇營養成分的影響

由表2可知，不同干燥方法處理的黃蘑菇的營養成分存在差異。與SD組相比，HAD組的蛋白含量略有下降，但差異不顯著，其他干燥組蛋白含量均在一定程度上增加，VFD組和MD-HAD組的含量相對較高，且兩組之間差異不顯著。持續較高的干燥溫度會破壞蛋白質結構，且蛋白質可能因美拉德反應而損失，所以HAD組蛋白含量最低。MD-HAD組前期微波干燥能較好地保留蛋白質，可能因蛋白質的介電常數和介電損耗值比水的小，吸收的微波能也較少[20]。這與王振帥等[21]的研究結果相似。與SD組相比，HAD組和VFD組脂肪含量較高， VD組和MD-HAD組小幅度下降，HAD組脂肪含量最高，可能是黃蘑菇中的復合脂肪在干熱條件下游離出來[22]。與SD組相比，HAD組和VD組的灰分含量較高，VFD組和MD-HAD組的較低。干燥處理后黃蘑菇的粗纖維含量顯著降低，SD組的粗纖維含量顯著高于其他干燥組。綜上，VFD組和MD-HAD組蛋白的保留效果較好；HAD組和VFD組的脂肪含量相對較高；VD組和HAD組的灰分高于其他干燥組；在粗纖維含量上，SD組和HAD組較有優勢。

2.3 干燥方法對黃蘑菇功能成分的影響

由表3可知，粗多糖含量從高到低為新鮮>VFD>MD-HAD>SD>VD>HAD。MD-HAD組多糖含量僅次于VFD組，顯著高于HAD組，表明微波干燥有利于黃蘑菇多糖的維持。較長干燥時間和較高溫度的干燥，可能會將一部分多糖轉化為低聚糖和部分焦糖使含量下降[23-24]，所以HAD黃蘑菇粗多糖含量最低，與倪旭東[25]的結果一致。SD組總酚含量最低，表明自然曬干對黃蘑菇中酚類物質破壞較大。VD組的總酚含量顯著高于其他干燥組，并與新鮮黃蘑菇的最接近，可能為真空干燥隔絕了氧氣，減少了酚類物質的氧化損失，且加熱過程可能會使酚醛分子(酚類物質的前體)發生非酶轉化，生成酚類物質，還會導致多酚氧化酶失活，且加熱程度不同也會導致酚類物質含量的差異[26-28]。新鮮黃蘑菇的總黃酮含量低于SD組、HAD組和VFD組，可能是干燥能夠導致細胞壁破裂，使黃酮類化合物更易釋放，溶于提取劑[29]。VFD組總黃酮含量最高，可能與其真空低溫的干燥條件有關，相較于SD組，VD組和MD-HAD組的總黃酮含量顯著降低，VD組可能是加熱時間較長，對黃酮類物質降解的影響較大，而MD-HAD組可能是微波功率較高，吸收的微波能較多，加速了黃酮化合物的降解[30]。綜上，VFD組和MD-HAD組利于多糖的保留，VD組和VFD組的總酚含量相對較高，且VFD組顯著提高了總黃酮含量。

表2 干燥方法對黃蘑菇營養成分的影響?Table 2 Effects of drying methods on the nutrient retention of A. luteo-virens g/100 g

表3 干燥方法對黃蘑菇功能成分的影響?Table 3 Effects of drying methods on functional components of A. luteo-virens

2.4 干燥方法對黃蘑菇色澤的影響

由表4可知，與新鮮樣相比，干燥后黃蘑菇的b*值，除VFD組顯著降低外，其他干燥組均顯著升高，其中MD-HAD組的b*值最大。VFD黃蘑菇干制品的色差值(△E)最小，表明VFD干燥的黃蘑菇與新鮮黃蘑菇的色澤最接近，褐變程度最小，但其b*值最小，金黃色表現不明顯。HAD干制品的L*最小，△E最大，可能是氧氣、溫度[31]增加了褐變程度。與HAD組相比，MD-HAD組的L*、a*、△E無顯著變化，其b*值顯著增加。VD組與SD組的L*、b*和△E之間無顯著差異。綜上，VFD組能較大程度地保持新鮮黃蘑菇的色澤，MD-HAD組可顯著提高黃蘑菇的b*值。

2.5 干燥方法對黃蘑菇微觀結構的影響

由圖1可知，VFD干制品呈多孔性網狀結構，孔隙較大，組織較疏松，結構完整性較好；-18 ℃下預凍，其凍結速度較慢，形成的冰晶大，孔隙大[32]，也可能存在易碎、易吸潮等問題[33-34]。HAD干制品孔隙小，組織致密，立體性較差，有塌陷現象，可能是干燥溫度較高，破壞了細胞的組織結構。SD干制品孔隙較小，分布均勻；由于在自然環境中未受到較強外界作用力的影響，所以其結構較完整[8]。VD干制的黃蘑菇孔隙分布不均勻，有些部分網狀結構不明顯。菌蓋內部由許多膨脹的管狀菌絲組成，這些菌絲很脆弱易變形[35]，可能因真空狀態產生負壓，破壞了其內部結構，導致局部結構致密。陳鑫[36]發現，HAD和VD表面的組織結構較差，VFD干燥能較好保持姬松茸的結構完整性。MD-HAD干制品有較多小孔隙，結構較致密，有塌陷現象，可能是前期微波干燥過程中細胞迅速脫水，組織發生畸變，造成結構塌陷。

表4 干燥方法對黃蘑菇色澤的影響?Table 4 Effects of drying methods on color parameters of A. luteo-virens

圖1 不同方法干燥黃蘑菇的微觀結構Figure 1 Microstructure of A. luteo-virens with different drying methods(500×)

2.6 干燥方法對黃蘑菇復水能力的影響

由圖2可知，VFD黃蘑菇復水比最大，且復水速度較快，這與其大孔隙，疏松的內部結構有關。SD組和MD-HAD組的復水速度較慢，1.5 h后才趨于平穩。復水初期，水快速填滿黃蘑菇內部空腔，復水比急劇增加，然后逐漸趨于穩定。最終VFD、MD-HAD、HAD、SD、VD黃蘑菇復水比分別為4.68，3.08，2.96，2.83，2.39，MD-HAD組和HAD組的最終復水比差異不明顯，與鄧加聰等[37]的結論相似。

2.7 干燥方法對黃蘑菇收縮率的影響

由圖3可知，5種方法干燥的黃蘑菇收縮率存在顯著差異，從大到小依次為VD>SD>MD-HAD>HAD>VFD。其中，VFD組的收縮率最小，因其干制品孔隙大，結構完整性好，體積收縮不明顯。這與江寧等[38]研究結果相似。

2.8 干燥方法對黃蘑菇干復水后質構的影響

水分變化在植物性食品材料的質地中起著重要作用[39]。隨著黃蘑菇的復水，質地有了不同的變化。由表5可知，干燥復水后的黃蘑菇彈性，咀嚼性均減??；MD-HAD組和HAD組硬度與新鮮黃蘑菇的硬度無顯著差異，而其他干燥組的均顯著減??；在內聚性方面，除MD-HAD組稍有增加外，其他干燥組的內聚性與新鮮黃蘑菇的無顯著差異。VFD組黃蘑菇的硬度、彈性和咀嚼性均最小，主要表現為口感柔軟，無嚼勁，壓縮后較難復原，與鄧加聰等[37]的研究結果相似。MD-HAD組的黃蘑菇硬度、彈性、內聚性和咀嚼均最大，與其較為致密的結構有關，而且在其熱風干燥階段，可能因表面水分蒸發的速度較快，內部水分的轉移速度較慢，表面形成硬膜，使硬度變大。咀嚼性是硬度、內聚性、彈性的乘積，反映了食品對咀嚼的持續抵抗性，從表5可得出，VD組、SD組和HAD組之間差異不顯著。

圖2 不同方法干燥黃蘑菇的復水曲線Figure 2 Rehydration curve of A. luteo-virens with different drying methods

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖3 干燥方法對黃蘑菇收縮率的影響Figure 3 Effects of drying methods on shrinkage ratio of A. luteo-virens

表5 干燥方法對黃蘑菇復水質構的影響?Table 5 Effects of drying methods on the texture of A. luteo-virens

3 結論

自然曬干、熱風干燥、真空冷凍干燥、真空干燥和微波—熱風聯合干燥 5種干燥方法對黃蘑菇的物理特性、營養、功能成分和微觀結構均有顯著影響。真空冷凍干燥黃蘑菇的營養成分和功能成分的保留較好，色澤與新鮮黃蘑菇顏色最接近且復水性好，收縮程度低，組織完整性好，復水質構表現為硬度、彈性和咀嚼性低。微波—熱風聯合干燥組粗蛋白和粗多糖含量顯著高于熱風干燥組，并顯著提高了黃蘑菇的b*值，較熱風干燥組干燥時間縮短了11%，提高了干燥效率，相較于其他干燥組，其復水后硬度、內聚性和咀嚼性顯著增加。真空干燥組的總酚含量最高，但不利于總黃酮的保留，并在收縮率和復水方面表現最差。自然曬干組粗纖維含量最高，但對總酚的破壞程度最大。綜上所述，真空冷凍干燥的黃蘑菇整體品質最好，但存在干燥時間長、能耗高等問題，微波—熱風聯合干燥的干燥時間相對較短，建議黃蘑菇工業化生產使用此方式。由于不同的干燥方法對黃蘑菇的營養功能成分及結構和物理特性影響不盡相同，因此在實際生產中，可以根據干制黃蘑菇的用途，選擇適合的干燥方式。后續可考慮將不同干燥方法組合，探索干燥方法聯合對黃蘑菇品質的影響。