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食品冻干机:不同干燥方式对香菇的影响

点击次数:3528    发布时间:2018-04-23

食品冻干机:不同干燥方式对香菇的影响!

    香菇属,又名冬菇、花菇、香蕈、香菌等,是的食药兼用菌。味道鲜美,香气沁人,营养丰富,富含蛋白质、矿物质、不饱和脂肪酸、多种维生素,素有“植物皇后”、“菇中*”的美誉。我国对香菇的认识较早,《本草纲目》认为香菇“甘、平、无毒”,《医林篡要》认为香菇“甘、寒、可托痘毒”,《日用本草》认为香菇“益气,不饥,治风破血”。现代研究表明,香菇不仅是美味佳肴,且具有降血脂、抗血栓,降胆固醇,防治肿瘤,增强免疫力,健胃、保肝等保健药用功能。

     目前,香菇干燥的主要方式为传统的自然晾晒和热风干燥,干燥时间长、外观品质、营养成分破坏较严重,传统干燥方式的缺点促使发展新型干燥技术。冷冻干燥是先将菇体中的水分冻成冰晶,在高真空下将冰直接汽化而除去,因脱水时的温度在冰点以下,故在脱水过程中不改变本身的固体骨架即物理结构,化学物质变化也很小。

     对香菇的热风干燥、冷冻干燥、膨化干燥等几种干燥工艺和干燥品质进行综合评价,旨在为开发不同产品如香菇粉、调味品、休闲食品等选择合适的干燥工艺方式提供理论依据。  

  试验方法 
  1.3.1 原料前处理 选择菇盖中等大小、色泽自然、菇形完整、无病虫斑点的鲜菇,除掉沾附的杂质,用清水冲洗干净后自然晾干表面水分。分5份,每份500 g进行干燥处理。 
  1.3.2 干燥工艺条件

(1)热风干燥工艺:香菇→前处理→热风干燥(电热恒温鼓风干燥箱60 ℃条件下干燥至香菇达到可安全储藏的安全含水率)→包装。

(2)冷冻干燥工艺:香菇→前处理→冷冻(-20 ℃)→冷冻干燥(上海拓纷厂家冷冻干燥机进行冷冻干燥)→包装。冷冻干燥条件:真空冷冻干燥冷阱温度为-45 ℃、真空度为0.01 kPa,auto 模式自动解析和干燥,干燥时间为36 h。

(3)膨化干燥工艺:膨化Ⅰ,香菇→前处理→预干燥→测水分,复水至40% →膨化干燥→包装;膨化Ⅱ,香菇→前处理→预干燥→测水分,复水至40% →冷冻→解冻→膨化干燥→包装;膨化Ⅲ:香菇→前处理→冷冻→预干燥→测水分,复水至40% →膨化干燥→包装。膨化干燥条件:在真空100 Pa条件下,升温至膨化温度105 ℃(表压力)保持5 min后泄压,管道中蒸汽不排出(自然降温),抽空处理60 min后,脉冲气压处理11次,干燥温度70~75 ℃,抽真空干燥时间150 min工艺进行。 
  1.4 品质指标测定方法 
  1.4.1 干燥后香菇水分测定 采用直接干燥法[15]。 
  1.4.2 膨化效果测定 采用比容法,即用超细石英砂填埋的方法测定膨化产品的体积[16-17]。称取一定质量的香菇放入量筒中,倒入石英砂,没过香菇,读出量筒刻度记为V1,取出香菇再读石英砂体积数,记为V2。膨化效果用下式计算: 
  膨化效果(ρ)= 
  式中,m为香菇质量,g;V1为香菇与石英砂总体积,mL;V2为石英砂体积,mL。 
  1.4.3 色泽测定 采用色彩色差计直接测定[18]。仪器白板色泽为标准,依亨特表色系统测量不同干燥工艺处理的香菇明度指数L、色品指数a、b。其中L表示黑白(亮暗),范围从0(黑)到100(白);a表示红绿,b表示黄蓝。用亮度指数(L)间接反映色泽好坏,色泽(L)值越大,说明产品颜色越好。 
  1.4.4 脆度测定 采用TA.XT.plus型物性测定仪进行质构(硬度)测定,参照毕金峰等[17]的方法。测试模式为:下压过程中测量力;测试前速度:5 mm?s-1;测试速度:1 mm?s-1;测试后速度:2 mm?s-1;测试距离:15 mm;数据采集速率:500次?s-1;阈值:5 g;探头:球型P/100。线性距离即代表酥脆性,线性距离越大,说明酥性越好;峰值表示硬度。 
  1.4.5 复水性测定 参照王荣梅[19]方法,分别向200 mL烧杯注入100 mL蒸馏水,称一定质量(不同工艺称取质量相同)的香菇没入其中,15 min后取出,置于筛篓上沥去表面水分,称质量。 
  复水比( R) = 
  式中,mf表示复水后样品质量;mg表示复水前样品质量。 
  1.4.6 粉碎度测定 把各种不同处理的香菇放入粉碎机中相同条件下粉碎,过孔径0.19 mm的筛,分别称量筛上与筛下质量,按以下公式计算粉碎度,粉碎度越大,粉碎效果越好。 
  粉碎度=筛下质量/总质量×100% 
  1.4.7 香菇多糖测定 采用苯酚―硫酸法[20-21]。 
  (1)样液制备:将制备的香菇成品用粉碎机粉碎,经孔径0.19 mm的筛,准确称取5.000 g于锥形瓶,按料液比1∶20向锥形瓶内加入100 mL水,然后将样品一并放入90 ℃水浴锅中浸提3 h,冷却,4 000 r?min-1离心10 min,取上清液10 mL于100 mL容量瓶中定容,备用。 
  (2)标准曲线绘制:准确汲取1 mg?mL-1葡萄糖标准溶液1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL置于50 mL容量瓶定容。分别汲取该系列溶液2 mL于具塞试管中,各加入苯酚试液1 mL,摇匀,迅速加入浓硫酸5 mL,放置5 min后,置于沸水浴,加热60 min,冷却后于490 nm比色,绘制标准曲线。得到曲线方程为y=0.261 8x+0.034 52,R2=0.999 6。 
  (3)香菇多糖的含量测定:取样液1 mL,于50 mL容量瓶中定容,按(2)方法测定吸光度,计算含量。 
  多糖含量(%)=c×N×10-4 
  式中,c为从回归方程求得的多糖浓度,ppm;N为稀释倍数;为将ppm换算为%的系数。 
  1.4.8 感官评价 由10名经过培训的感官评价员对经不同方式干燥的香菇进行感官评分,主要包括外观、质地、风味和总体可接受性(OAA)。感官评价采用9分制,平均分低于5,该样品不可接受,表1为具体的感官评分标准。 
  2 结果与分析   

2.1 不同干燥方式的干燥效率 
  不同干燥方式干燥香菇至可安全储藏的安全含水率(≤13%)所需时间分别为:热风干燥24 h,冷冻干燥36 h,膨化干燥工艺仅215 min。说明在此试验条件下,膨化干燥脱水速度快,脱水效果好。由于膨化是利用相变和气体的热压效应原理,使被加工物料内部的液体迅速升温汽化,干燥速度快。3种不同膨化预处理中Ⅱ组先经冷冻再膨化干燥的含水量低,由于膨化干燥条件一样,说明Ⅱ流程脱水速度快。 
  2.2 不同干燥工艺对膨化效果的影响 
  在不同干燥方式和工艺下,香菇的膨化效果。由膨化效果计算公式知,越小膨化效果越好,热风干燥、冷冻干燥、膨化Ⅰ、膨化Ⅱ、膨化Ⅲ的值依次为:0.495,0.092,0.295,0.265, 0.393,即膨化效果依次为冷冻干燥>膨化干燥Ⅱ>膨化Ⅰ>膨化Ⅲ>热风干燥。冷冻干燥膨化*高于热风干燥及膨化干燥(P<0.05),由于冷冻干燥是先将香菇体中的水分冻成冰晶,在高真空下将冰直接汽化除去,体积不发生变化,与新鲜香菇体积基本相同。膨化干燥几种方式中Ⅰ和Ⅱ之间无差异,与Ⅲ差异显著(P<0.05),其中Ⅱ处理组膨化效果较好。 
  2.3 不同工艺对香菇色泽的影响 
  不同干燥方式下香菇色泽参数值,可知3种干燥方式颜色由浅到深(即L值由大到小)依次为:冷冻干燥、膨化干燥Ⅰ、膨化干燥Ⅱ、热风干燥、膨化干燥Ⅲ。其中冷冻干燥L值大,产品颜色好;膨化干燥Ⅲ的色泽颜色黑,说明膨化处理工艺中进行先冷冻后预干燥褐变明显,质地变化较大,对产品色泽影响较大。 
  2.4 不同工艺对香菇质构的影响 
  不同干燥方式和工艺条件对香菇质构的影响,可以看出不同干燥方式下峰值和线性距离由大到小依次为膨化干燥、热风干燥、冷冻干燥,说明膨化干燥产品硬度、酥脆性好。可能由于膨化是利用相变和气体的热压效应原理,使被加工物料内部的液体迅速升温汽化、增压膨胀,同时依靠气体的膨胀力,带动组分中高分子物质的结构变性,从而使之成为具有网状组织、多孔状物质的过程。3种膨化工艺线性距离和大值由大到小依次为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ,说明膨化工艺Ⅱ处理较好。 
  2.5 不同工艺对香菇复水性的影响 
  不同干燥方式和工艺下香菇复水性的测定结果,可知冷冻干燥复水比大为4.63,膨化干燥次之,热风干燥小仅为1.29。采用SPSS18.0数据处理App对结果进行分析,3种干燥方式复水比差异显著(P<0.05),3种膨化工艺之间差异不显著(P >0.05)。由于复水速率与香菇质量、体积即与水接触面积有关,相同质量的香菇冷冻处理时的体积大,可能是原因之一。通过香菇的复水性可以预测它的溶解性、可冲调性,为后续产品深加工提供参考。 
  2.6 不同工艺对粉碎效果的影响 
  不同干燥方式对香菇粉碎度的影响如图3所示。粉碎度越大,粉碎效果越好,可看出冷冻干燥粉碎效果好,达到84.43%,膨化干燥次之,热风干燥小,3种干燥方式之间差异显著(P<0.05)。3种膨化干燥工艺中Ⅱ与Ⅲ差异不显著(P >0.05),而与Ⅰ有显著差异。可能由于采用冷冻干燥的香菇柄也能够粉碎的很细碎,可以通过筛子,而膨化处理的香菇菇盖很容易粉碎并且颗粒很微小,但菇柄质地坚硬不易粉碎,进而导致总的粉碎效果次于冷冻干燥。 


  2.7 不同干燥工艺对香菇多糖含量的影响 
  综合以上检测指标分析结果知,3种膨化工艺中Ⅱ处理效果好,仅选该组与另外两种干燥方式比较多糖含量,结果所示。采用数据处理App对结果进行分析,各干燥工艺的多糖含量无显著差异(P >0.05)。由于这几种物理工艺处理并不会造成香菇多糖的损失,多糖含量从数值上由高到低依次为膨化干燥2.81%,冷冻干燥2.51%,热风干燥2.49%。说明经膨化干燥的香菇多糖溶出量稍高,这可能是因为膨化干燥时造成细胞的瞬间膨胀、破裂使多糖释放出来。 
  2.8 感官评价 
  根据表1中具体感官评价标准,对香菇的外观、质地、风味和总体可接受性进行评价。采用9分制,分数越高,评价越好,香菇的感官品质越好。由表4可以看出,除冷冻干燥的外观评分较高外,膨化干燥的香菇在质地、风味、总体可接受性方面的评分均高于热风干燥及冷冻干燥。其中膨化干燥的香菇香气为浓厚纯正,芳香扑鼻,菇体表面平整,色泽均匀,质地松脆;热风干燥香味次之;冷冻干燥还保留新鲜香菇的气味,芳香味淡。3种干燥方式虽然外观、质地和风味各有差异,但总体可接受性评分均在5.0以上,即都在人们的可接受范围内。 
  3 结论与讨论 
  笔者以新鲜香菇为原料,采用热风干燥、冷冻干燥、膨化干燥等几种不同干燥工艺对其进行干燥处理,通过对香菇干燥后的品质进行综合评价,得出经不同干燥工艺处理的香菇品质有较大差异,其中冷冻干燥的香菇在颜色、膨化效果、复水性方面较好;

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