杜昕，罗丽媛，刘松青

（成都师范学院，四川成都 611130）

鸡腿菇（Coprinus comatus）学名毛头鬼伞，因其形状像鸡腿、味道像鸡丝而得名[1]，具有优良的食用价值及药用价值，被FAO和WHO确定为集天然、营养、保健三种功能于一体的16种珍稀食用菌之一[2]。但鸡腿菇子实体在运输、储藏过程中营养成分易被消耗，菇体产生褐变甚至腐烂，而干制鸡腿菇含水量降为11.5%以下，能延长其保质期[3]。真空冷冻干燥的鸡腿菇外观、质地、风味均优于其他干燥方式[3-5]，但真空冷冻干燥价格昂贵、不易操作，相较之下热风干燥价格低廉、易操作，实用性好，市场应用广泛。但热风干燥具有热效率低、干燥时间长、营养物质损失量大的缺点[6-7]。因此，优化热风干燥工艺，缩短干燥时间，对提高生产效率，保证鸡腿菇干制品的营养价值、口感、风味尤为重要[8-10]。

超声波可产生空化作用加速流体运动，机械振动效应可克服物体表面附着水分和结合水具有的结合力，加速水分蒸发[11]，增大物料组织间隙，缩短干燥时间，因此被广泛用于辅助干燥研究。目前，国内外已有将超声波应用于辅助洋葱、胡萝卜、苹果、荔枝等果蔬干燥研究[12-18]。Deng Yun等[12]研究表明，苹果经超声波预处理后毛细管增大，降低水分传递阻力。严小辉等[13]研究表明，经超声波预处理后能够增大荔枝组织间隙，有效缩短半干型荔枝干的干燥时间。Fernandes等[14]通过对香蕉超声预处理-热风干燥工艺的研究，发现经超声波预处理后的物料总干燥时间缩短30%。然而，超声波辅助干燥鸡腿菇的研究尚未见报道。

本文通过鸡腿菇热风干燥与超声波辅助干燥的单因素及响应面优化实验，揭示鸡腿菇干燥特性，得到最佳热风干燥工艺参数（切片厚度、热风温度、装载量）及超声波辅助干燥最佳工艺（超声波温度、超声波时间、超声波次数），并对两种工艺干燥效率及品质进行比较，为超声波预处理技术应用于热风干燥提高鸡腿菇品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜鸡腿菇，购于温江区农贸市场，需挑选成熟度良好，子实体大小均匀，无破损、褐变的鸡腿菇为实验材料。

抗坏血酸、碳酸氢钠、2,6-二氯靛酚、考马斯亮蓝G250、牛血清蛋白等化学试剂，均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

DHG-9140型电热恒温鼓风干燥箱（上海申光仪器仪表有限公司）、PS-D40A型洁康牌超声清洗仪（洁康超声波设备有限公司）、SC-02低速离心机（安徽中科中佳科学仪器有限公司）、恒温水浴锅（上海越众仪器设备有限公司）、ECS005573可见分光光度计721（上海菁华科技仪器有限公司）。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

鸡腿菇→护色→超声波辅助→热风干燥→成品→测定。

1.3.2 鸡腿菇护色

用流动清水洗去表面污物沥干，使用0.20 mmol/L柠檬酸溶液作护色溶液，将鸡腿菇浸入护色液30 min，用流动清水冲洗干净沥干备用[4]。

1.3.3 鸡腿菇热风干燥

实验室通过热风干燥单因素及响应面试验得到鸡腿菇最佳热风干燥工艺为：切片厚度4.6 mm、热风温度56 ℃、装载量7.6 g/dm2。

1.3.4 超声波辅助干燥单因素试验

将预处理后的鸡腿菇进行超声波辅助处理并结合最佳热风干燥工艺干燥，以鸡腿菇失重率为指标分别考察超声波温度、超声波时间、超声波次数对鸡腿菇脱水效果的影响。每组进行3次平行试验。

（1）不同超声波温度试验：选择超声波次数3次，超声波时间10 min，超声波温度25、30、35、40 ℃和45 ℃进行预处理。

（2）不同超声波时间试验：选择超声波温度40 ℃，超声波次数3次，超声波时间5、10、15、20 min和25 min进行预处理。

（3）不同超声波次数试验：选择超声波温度40 ℃，超声波时间10 min，超声波次数1、2、3、4次进行预处理。

1.3.5 超声波辅助干燥正交试验

将超声波辅助干燥单因素试验所得超声波温度、超声波时间、超声波次数最佳范围设计三因素三水平正交试验，以失重率（%）作为响应值，确定最优超声波辅助干燥工艺并对其进行验证。

1.3.6 指标测定

1.3.6.1 褐变度测定

参照谭谊谈等[15]方法，称取鸡腿菇2 g，研磨后加入20 mL预冷蒸馏水，在20 ℃条件下、以3 500 r/min离心10 min，取上清液。用蒸馏水作为空白对照，测定上清液在波长410 nm处的吸光度，以A410nm×10值表示鸡腿菇褐变度。

1.3.6.2 维生素C含量测定

参照国家标准GB/T 5009.86-2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》中2,6-二氯靛酚滴定法测定维生素C含量。

1.3.6.3 可溶性蛋白质含量测定

称取鸡腿菇样品4.00 g，加入20 mL水，在10 ℃下浸提20 min。再以4 ℃、6 000 r/min离心10 min，得上清液，过滤。而后按李艳杰等[16]文中方法绘制标准曲线，测定并计算可溶性蛋白质含量。

1.3.6.4 总糖含量测定

参照国家标准GB/T 15672-2009《食用菌中总糖含量的测定》。

1.3.6.5 还原糖含量测定

采用3,5-二硝基水杨酸（DNS）比色法[17]：称取鸡腿菇1 g，研磨成粉并加入25 mL蒸馏水，80 ℃恒温水浴30 min，冷却后经多次过滤，取滤液蒸馏水定容到100 mL。取25 mL刻度试管，分别加入8.0 mL提取液及1.5 mL 3,5-二硝基水杨酸试剂，沸水浴中加热5 min。冷却后蒸馏水定容至25 mL，混匀，540 nm波长下，测定吸光值。标注曲线的制定同方法1.3.6.4。

1.3.6.6 含水量计算

水通道蛋白-1与大鼠急性一氧化碳中毒性脑病的关系 … ………………… 李金兰，刘群会，曹学兵，等 456

参照国家标准GB 5009.3-2010《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法测定。

1.3.6.7 失重率计算

式中：X-失重率，g/100 g，M0-样品初始质量，g，Mt-t时刻样品质量，g。

1.3.7 统计分析

利用Design Expert、SPSS、Excel、Origin软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 超声辅助干燥单因素试验结果

由图1可知，随着超声波预处理温度逐渐升高，鸡腿菇失重率逐渐增大。但当温度升高到一定程度时，鸡腿菇失重率变化幅度逐渐减小。可能是适当的温度会增加超声波对鸡腿菇的机械作用，使内部组织疏松，有利于排除水分，而高于40 ℃，鸡腿菇内部结构破坏，排除水分受阻，故失重率降低[18]。另外，超声波处理温度过高也会导致鸡腿菇褐变严重。因此选择超声波温度为40 ℃左右作为正交实验试验的水平范围。

图1 超声波温度对鸡腿菇脱水效果的影响

2.1.2 超声波时间对鸡腿菇脱水效果的影响

由图2可知，随着超声波预处理时间逐渐延长，鸡腿菇失重率逐渐增大。但当处理时间逐渐增大到一定程度时，鸡腿菇失重率变化幅度较小逐渐趋于平衡状态，这是因为机械作用对鸡腿菇组织破坏加大，使水分排除不畅。即超声波单次处理时间在15 min左右达到最佳失重效果，因此选择超声波处理时间为10 min左右作为正交试验实验的水平范围。

图2 超声波时间对鸡腿菇脱水效果的影响

2.1.3 超声波次数对鸡腿菇脱水效果的影响

由图3可知，随着超声波处理次数的增加，鸡腿菇失重率逐渐增大。当超声波处理次数达到3次时，鸡腿菇失重率继续增大，但前后相邻参数失重率变化幅度逐渐减小，为减少工艺操作，选择超声波处理次数为3次左右作为正交实验试验的水平范围。

图3 超声波次数对鸡腿菇脱水效果的影响

2.2 超声波辅助干燥正交试验结果

按照表1设计三因素三水平的超声波预处理正交试验，以鸡腿菇失重率（%）作为试验的结果依据，结果见表2、表3。

表1 超声波预处理正交实验因素水平表

由表2、表3极差、方差分析的结果可知，超声波时间对鸡腿菇失重效果影响显著（P＜0.05），影响鸡腿菇失重率各因素主次顺序为B＞A＞C，即超声波时间＞超声波温度＞超声波次数。超声波预处理的最优方案组合为A2B3C3，通过实验验证该方案，鸡腿菇失重率可达到29.42%。得到最优超声波辅助热风干燥工艺：超声波温度40 ℃，超声波时间15 min，超声4次，热风温度55.79 ℃。

表2 超声波预处理正交实验设计方案及结果

表3 超声波预处理正交试验方差分析结果

2.3 超声波辅助对热风干燥时间的影响

分别测定最优热风干燥工艺与最优超声波辅助干燥工艺下鸡腿菇含水量降至8%的干燥时间，结果如图4所示。由图4可知，经过超声波预处理后，热风干燥时间较优化前缩短。热风干燥工艺参数优化后干燥所需时间为230 min；超声波辅助后干燥所需时间为190min，较未辅助前干燥时间缩短17.39%。可能是由于超声波预处理后鸡腿菇组织间隙增大，加速水分流动，从而缩短干燥时间。

图4 超声波预处理对热风干燥时间的影响

2.4 超声波辅助干燥对鸡腿菇品质的影响

2.4.1 超声波辅助干燥对鸡腿菇维生素C含量的影响

由图5可知，鸡腿菇热风干燥后维生素C含量极显著降低（P＜0.001），可能是热风干燥过程中鸡腿菇持续与空气接触，导致维生素C氧化损失。经超声波辅助优化后，维生素C损失量显著降低（P＜0.05），可能是由于经超声波预处理后鸡腿菇组织间隙增大，加速流体扩散，缩短干燥时间，避免鸡腿菇持续暴露于空气中，发生氧化作用引起更多维生素C损失。

图5 热风干燥对鸡腿菇VC含量的影响

2.4.2 超声波辅助干燥对鸡腿菇可溶性蛋白质含量的影响

经回归分析，测定可溶性蛋白质的回归方程为y=0.610 3x+0.158 1，R2=0.993 2。由图6可知，鸡腿菇经热风干燥后可溶性蛋白质含量极显著降低（P＜0.001），热风干燥使鸡腿菇持续保持在55.79 ℃高温条件下，部分可溶性蛋白质发生变性凝结损失。经超声波辅助优化后，可溶性蛋白质损失量显著降低（P＜0.05），可能是由于经超声波预处理后鸡腿菇组织间隙增大，加速流体扩散，缩短干燥时间，避免鸡腿菇持续处于高温条件下引起更多可溶性蛋白质变性损失。

2.4.3 超声波辅助干燥对鸡腿菇总糖、还原糖的影响

经回归分析，测定总糖含量的回归方程为y=0.007x+0.093 1，R2=0.993 6；测定还原糖的回归方程为y=0.364 7x-0.008 5，R2=0.994 8。由图7～8可知，鸡腿菇干燥持续处于55.79 ℃高温条件下，总糖、还原糖、多糖随热气蒸发流失。总糖、还原糖含量极显著降低（P＜0.001），经超声波辅助优化后，总糖、还原糖损失量变化差异不显著（P＞0.05）。可能是由于超声波产生的空化效应加速流体扩散，缩短干燥时间，减少糖分流失；差异不显著可能是由于影响糖含量主要因素是酶活性，热风干燥始终保持一定的温度湿度，从而对降低糖类损失量影响不显著。

图6 热风干燥对鸡腿菇可溶性蛋白质含量的影响

图7 热风干燥对鸡腿菇总糖含量的影响

图8 热风干燥对鸡腿菇还原糖含量的影响

3 结论

通过单因素试验考察了超声时间、超声温度以及超声次数对热风干燥效果的影响，并通过正交试验设计得到鸡腿菇最优超声波辅助热风干燥工艺条件为超声波温度40 ℃，超声波时间15 min，超声4次。此条件下，干燥时间190 min，较普通热风干燥时间缩短17.39%。对比单一热风干燥以及超声波辅助热风干燥后鸡腿菇营养指标，经超声波辅助热风干燥后维生素C、可溶性蛋白质损失率分别减少19.64%、14.18%，差异显著（P＜0.05）。其原因可能是超声波产生的空化作用、机械振动等物理效应，在传播过程中加速流体扩散，缩短干燥时间，减少营养物质损失。超声波预处理技术应用于热风干燥提高鸡腿菇品质有一定协助作用。