不同干燥方式對靈芝子實體干燥品質的影響

摘 要：采用熱風干燥、熱泵干燥、微波熱泵耦合干燥、熱泵梯度升溫干燥、熱泵梯度降溫干燥等干燥方式，探究不同干燥方式對靈芝子實體感官、營養及理化品質的影響。結果表明，微波12 min+60 ℃熱泵干燥脫水效率最高，較單一熱風干燥至少縮短180 min;微波4 min+60 ℃熱泵干燥色澤保持相對較好;微波12 min+60 ℃熱泵干燥粗多糖含量最高，較60 ℃熱風干燥提高了63.26%;熱泵梯度降溫干燥對DPPH自由基的清除能力最強;60 ℃熱泵干燥水溶性指數最高。從提高生產效率和營養成分保留率角度考慮，優先選擇微波12 min+60 ℃熱泵干燥方式;從產品良好色澤角度考慮，優先選擇微波4 min+60 ℃熱泵干燥方式;從產品良好功能活性角度考慮，優先選擇熱泵梯度降溫干燥、60 ℃熱泵干燥方式，為靈芝子實體干燥方式的選擇提供理論依據。

關鍵詞：靈芝子實體;干燥品質;微波干燥;熱泵干燥

中圖分類號：TS255.3 文獻標志碼：A 文章編號：1008-1038（2024）03-0043-05

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.03.007

Effects of Different Drying Methods on the Drying Quality"of Ganoderma lucidum Fruit Body

ZHANG Ming， MENG Xiaofeng， WU Maoyu， HE Fatao， FAN Qi， ZHANG Bohua，"WANG Chongdui， MA Chao*

（Jinan Fruit Research Institute， All China Supply amp; Marketing Cooperatives， Jinan 250014， China）

Abstract： Hot air drying， heat pump drying， microwave heat pump coupling drying， heat pump gradient heating drying， heat pump gradient cooling drying and other drying methods were used to explore the effects of different drying methods on the sensory， nutritional and physical and chemical quality of Ganoderma lucidum fruit body. The results showed that the dehydration efficiency of microwave 12 min+60 ℃ heat pump was the highest， which was at least 180 min shorter than that of single hot air drying. Microwave 4 min+60 ℃ heat pump color retention was relatively good. The content of crude polysaccharide was the highest when microwave heat pump drying for 12 min+60 ℃， which was 63.26% higher than that when hot air drying at 60 ℃. Heat pump gradient cooling drying DPPH free radical scavenging ability was the strongest. The water solubility index of 60 ℃ heat pump was the highest. In order to improve the production efficiency and nutrient retention rate， the microwave 12 min+60 ℃ heat pump combined drying method was preferred. Considering the good color and quality of the product， the microwave 4 min+60 ℃ heat pump combined drying method was preferred. From the perspective of good functional activity quality of the product， the heat pump gradient cooling drying and 60 ℃ heat pump drying methods were preferred to provide a theoretical basis for the selection of Ganoderma lucidum fruit body drying methods.

Keywords： Ganoderma lucidum fruit body; dry quality; microwave drying; heat pump drying

靈芝（Ganoderma lucidum）又稱為瑞草、神芝等，是一種多孔菌科真菌赤芝或紫芝的干燥子實體，作為傳統名貴中醫藥資源在我國已有2 000多年的歷史。據《神農本草經》和《本草綱目》記載，靈芝具有扶正固本、滋補強壯、延年益壽等功效[1-2]。現代科學研究發現，靈芝富含多糖、三萜、核苷、甾醇類等多種生物活性成分，具有抗腫瘤、抗炎、增強免疫、保肝、降糖、抗衰老等功效[3-5]。

目前靈芝生產以人工栽培為主，采用段木仿野生栽培和袋料栽培等形式，主要用于獲取靈芝孢子粉，而靈芝孢子粉采收后會產生大量的靈芝子實體，目前主要采用曬干加工為靈芝切片，滿足泡茶、煲湯等健康保健需求。傳統晾曬方式存在干燥時間長、衛生條件難保證、受天氣條件影響大等問題，亟待開發用于現代工業化生產的高效節能干燥技術，促進靈芝加工產業提質增效[6]。目前常見的干燥方式主要包括熱風干燥、微波干燥、真空冷凍干燥、熱泵干燥等[7-9]，熱風干燥設備投資成本較低，是目前應用較廣泛的干燥方式。真空冷凍干燥雖能獲得高品質產品，但干燥成本較高。微波干燥具有干制效率高等優點，但干制不均勻問題較為突出。熱泵干燥作為一種較為新穎的干燥技術，具有干燥品質好、節能等優點。為提升產品的干燥效率和干燥品質。近年來將兩種及以上干燥方式進行耦合干燥，具有較好的產業應用價值[10-12]。本文采用熱風干燥、熱泵干燥、微波熱泵耦合干燥、熱泵梯度升溫干燥、熱泵梯度降溫干燥等干燥方式進行靈芝子實體干制處理，考察不同干燥方式對靈芝子實體感官、營養及理化品質的影響，以期為靈芝子實體干燥方式的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮靈芝子實體，山東仙草生物科技有限公司;苯酚、濃硫酸及DPPH試劑，均為分析純試劑，山東儒樂生物科技有限公司。

WZD4S-01微波設備，南京三樂微波技術發展有限公司;UV1000紫外分光光度計，天美（中國）科學儀器有限公司;1P空氣能熱泵干燥機，山東大琨能源科技有限公司;BG2-240電熱鼓風干燥箱，上海博訊醫療生物儀器股份有限公司;WSC-S測色色差計，上海儀電物理光學儀器有限公司;TDL-5A低速大容量多管離心機，上海安亭科學儀器廠;MB30水分測定儀，奧豪斯儀器（上海）有限公司。

1.2 試驗方法

取新鮮靈芝子實體，均勻平鋪于干燥料盤中，采用5種不同干燥方式進行處理，分別得到不同干燥處理的靈芝子實體，置于干燥容器中貯存備用。

熱風干燥：60 ℃熱風干燥，干燥至物料含水率12%以內。

熱泵干燥：60 ℃恒溫熱泵干燥，干燥至物料含水率12%以內。

微波熱泵耦合干燥：微波分別干燥4、8、12 min后，轉入60 ℃恒溫熱泵干燥（分別簡稱微波4 min+60 ℃熱泵、微波8 min+60 ℃熱泵、微波12 min+60 ℃熱泵），干燥至物料含水率12%以內。

熱泵梯度升溫干燥（簡稱熱泵梯升）：40 ℃恒溫干燥4 h+50 ℃恒溫干燥4 h+60 ℃恒溫干燥4 h。

熱泵梯度降溫干燥（簡稱熱泵梯降）：60 ℃恒溫干燥4 h+50 ℃恒溫干燥4 h+40 ℃恒溫干燥4 h。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 含水率測定

采用水分測定儀測定含水率。

1.3.2 色澤測定

采用CIELAB表色系統測定靈芝子實體的L*、a*和b*值[13]。

1.3.3 粗多糖含量測定

參考NY/T 1676—2023標準，采用苯酚-硫酸法測定。

1.3.4 DPPH自由基清除能力測定

取2 mL樣品熱水浸提溶液，與2 mL 0.4 mmol/L的DPPH溶液充分混勻，避光靜置30 min，于517 nm處測定吸光度A1。同理測定2 mL樣品溶液與2 mL無水乙醇充分混勻后的吸光度A2，2 mL蒸餾水與2 mL DPPH溶液充分混勻后的吸光度A0。以蒸餾水進行空白校正[14]。DPPH自由基清除率計算公式見式（1）。

DPPH自由基清除率/%=×100" " " "（1）

1.3.5 水溶性指數（WSI）測定

稱取靈芝子實體各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6 000 r/min離心10 min，取上清液置于預先稱質量的干燥燒杯（m1）中，先用酒精燈加熱除去絕大部分水分，然后在105 ℃下干燥，將干燥好的樣品與燒杯稱質量（m2），水溶性指數（WSI）采用公式（2）計算得出[15]。

WSI/%=×100" " " " " " " " （2）

1.4 處理和分析

數據統計均采用SPSS 2010進行ANOVA單因素方差分析和Ducan’s多重檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方式對靈芝子實體脫水速率的影響

脫水速率是選擇農產品干燥方式的重要評價指標，對鮮活農產品的產業化高效干燥具有極為重要的指導意義。由圖1可以看出，隨著微波干燥時間的增加，靈芝子實體的脫水速率逐漸加快，當靈芝子實體含水率降至10%時，微波12 min+60 ℃熱泵效率最高，耗時360 min，較單一熱風干燥至少縮短180 min，其次為微波8 min+60 ℃熱泵。而60 ℃熱泵干燥、熱泵梯升和熱泵梯降干燥耗時較長。可能是因為經過適宜時間的微波干燥處理，物料內部水分快速向外蒸發，從而形成與周圍熱空氣較大的水分梯度，其向外擴散的驅動力變大，干燥時間越短[16]。由結果看出，適宜時間的微波干燥處理，可以明顯提高靈芝子實體的脫水速率，提高干燥效率。

2.2 不同干燥方式對靈芝子實體色澤的影響

色澤是評價靈芝子實體干燥品質的重要指標，其在不同干燥方式下變化情況見表1。

由表1可知，在一定時間范圍內，隨著微波干燥時間的增加，靈芝子實體色澤逐漸變暗，微波4 min+60 ℃熱泵色澤保持相對較好，熱泵梯升相對較差。微波熱泵耦合處理的a*值中較單一熱風和熱泵相對較低。b*值中微波熱泵耦合處理相對黃色也偏淺。可能是由于適宜的微波干燥處理可以縮短靈芝子實體總干燥時間，原有的呈色物質得到較好地保留，而微波預干燥時間過長或單一熱風或熱泵干燥長時間處理，靈芝子實體會發生一些反應如美拉德及焦糖化，產生部分褐變。

2.3 不同干燥方式對靈芝子實體粗多糖的影響

多糖為靈芝子實體的主要生物活性成分之一，其含量變化也是評價干燥方式選擇的重要指標。由圖2可知，隨著微波干燥時間的增加，靈芝子實體的粗多糖含量總體呈上升趨勢，微波12 min+60 ℃熱泵為最大值，達到0.8 g/100 g，較60 ℃熱風干燥提高了63.26%，60 ℃熱泵干燥次之，為0.77 g/100 g。60 ℃熱風干燥、熱泵梯升和熱泵梯降多糖損失最大。其原因可能是在適宜的微波預處理條件下，形成了較為順暢的輸水通路，更有利于粗多糖等活性成分的高效溶出。同時在干燥過程中可能還會發生美拉德變化等生化反應，產生部分類多糖類小分子物質，使粗多糖含量提高[17]。60 ℃熱風干燥等長時間熱處理條件下，可能會導致物料質構變得更加緊密，不利于粗多糖等物質的溶出，且在長時間高溫條件下多糖等活性組分易發生降解，導致粗多糖含量較低。

2.4 不同干燥方式對靈芝子實體DPPH自由基清除率的影響

由圖3可知，在一定范圍內，同60 ℃熱風相比，隨著微波干燥時間的延長，靈芝子實體的DPPH自由基清除能力呈先降低后略升高的趨勢，但微波4 min+60 ℃熱泵相對來講仍具有良好的DPPH自由基清除能力，熱泵梯降最高。可能是因為微波長時間預處理以及干燥不均勻等因素，使靈芝子實體部分活性成分結構遭到破壞或降解，最終使DPPH清除能力降低。

2.5 不同干燥方式對靈芝子實體水溶性指數的影響

由圖4可知，靈芝子實體的水溶性指數由大到小依次為60 ℃熱泵干燥、60 ℃熱風干燥、熱泵梯降、熱泵梯升、微波12 min+60 ℃熱泵、微波8 min+60 ℃熱泵、微波4 min+60 ℃熱泵，且隨著微波預干燥時間的延長，水溶性指數上升趨于平穩。可能是由于長時間干燥使靈芝子實體內部組分結構遭到破壞，產生一些可溶性物質。

3 結論

本文探討了不同干燥方式對靈芝子實體感官、營養及理化品質的影響，旨在為靈芝子實體干燥方式選擇提供支持。結果表明，微波12 min+60 ℃熱泵脫水效率最高，耗時約420 min，較單一熱風干燥至少縮短180 min，其次為微波8 min+60 ℃熱泵;微波4 min+60 ℃熱泵色澤保持相對較好，熱泵梯升相對較差;微波12 min+60 ℃熱泵干燥粗多糖含量最高，達到0.8 g/100 g，較60 ℃熱風干燥提高了63.26%，而60 ℃熱泵干燥次之;熱泵梯降DPPH自由基清除能力最強，微波4 min+60 ℃熱泵也具有良好的DPPH自由基清除能力;60 ℃熱泵干燥水溶性指數最高。

綜上所述，在靈芝子實體干燥過程中，從提高生產效率和營養成分高保留率角度考慮，優先選擇微波12 min+60 ℃熱泵組合干燥方式;從產品良好色澤品質角度考慮，優先選擇微波4 min+60 ℃熱泵組合干燥方式;而從產品良好功能活性品質角度考慮，應優先選擇熱泵梯降、60 ℃熱泵干燥方式。

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基金項目：山東省重點研發計劃項目（2022TZXD0033）;泰山產業領軍人才工程高效生態農業創新類項目（LJNY202105）

第一作者簡介：張明（1988—），男，副研究員，碩士，主要從事天然產物提取及功能食品研發工作

*通信作者簡介：馬超（1982—），男，研究員，碩士，主要從事農產品貯藏加工工作