王晓敏,吕瑞娜,黄 静,李长田

(吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心,吉林长春 130118)

金针菇[Flammulinafiliformis]是我国主要的栽培食用菌之一,2015年产量在我国食用菌中排名第四达261万吨[1]。金针菇营养丰富,包括碳水化合物,维生素,蛋白质,无机盐,脂肪,膳食纤维,胡萝卜素,微量元素等[2]。新鲜金针菇保质期短,通常采摘三天后就会发生褐变,多酚氧化酶是导致其酶促褐变的主要酶类,主要存在于金针菇体内,酶促褐变严重影响金针菇的营养价值和商品价值。生产中通过降低多酚氧化酶的活来抑制酶促褐变[3-4],干燥是抑制多酚氧化酶活性的有效方法之一[5-6],也是食品深加工中被广泛用到的方式[7]。金针菇经干制后便于运输、延长保质期、降低损失,干燥后的食品可增加风味,改善色泽,从而提高商品价值[8-10]。

目前金针菇的干燥方式有热风干燥,真空冷冻干燥,自然干燥,微波干燥等方法。唐秋实等[11]通过不同的干燥方式对金针菇子实体挥发性风味成分的影响进行研究,发现真空冷冻干燥能较好保持鲜金针菇风味。张明等[12]研究了不同干燥方式对金针菇菇根粉物理性质的影响,发现真空冷冻干燥下菇根粉色泽保持最好。辛燕花[13]通过不同干燥方式对金针菇进行研究,发现真空冷冻干燥对金针菇的品质和抗氧化酶活性影响最小。卜召辉[14]通过对金针菇脱水干燥工艺的研究,得出相应脱水干燥工艺参数,建立了快速有效的脱水干燥工艺。杨德等[15]通过不同的干燥方式对金针菇进行比较,真空冷冻干燥样品品质最好。

本研究通过恒温热风干燥,变温热风干燥,真空冷冻干燥,自然干燥,微波干燥这5种干燥方式对金针菇进行干燥,对金针菇的感官品质、复水率、膨化率、粉碎率,营养成分以及多酚氧化酶活性进行了测定比较,对金针菇的保藏和进深加工选择适宜的干燥方式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜金针菇 购于吉林农业大学北门地下超市;葡萄糖,2,4-二硝基苯肼,抗坏血酸,分析纯 均购于国药集团上海化学试剂公司;85%磷酸,浓硫酸,苯酚,无水乙醇,邻苯二酚,磷酸氢二钾,磷酸二氢钾,分析纯 均购于北京化工厂;考马斯亮蓝 分析纯,上海源叶生物公司;牛血清蛋白粉末 分析纯,飞净生物公司。80目石英砂粉末 智力环保公司。

HH-3A型数显恒温水浴锅 常州国宇仪器制造厂;TG16W型离心机 湘智离心机仪器有限公司;352型酶标仪 芬兰Labsystems Multiskan;GZX-9070MBE型数显鼓风干燥箱 上海博讯公司;FW100型高速万能粉碎机 天津华鑫仪器厂;FD-2C型冷冻干燥机 北京博弈康仪器有限公司;BS210型电子天平 苏州赛恩斯仪器有限公司;NN-K587WS型微波炉 松下电器株式会社。

1.2 实验方法

1.2.1 金针菇的干燥

1.2.1.1 恒温热风干燥 取200 g金针菇平铺于烘箱中,以50 ℃于鼓风干燥箱中,测定该温度下的样品质量,30 min测量一次样品质量,至两次称量变化小于0.1 g取出备用。

1.2.1.2 变温热风干燥 取200 g金针菇样品平铺于烘箱中,温度设定为40 ℃,每1 h测定一次样品的质量,每2 h将干燥温度提高5 ℃,最高将温度提高到60 ℃,至两次称量变化小于0.1 g取出备用。

1.2.1.3 真空冷冻干燥 取200 g金针菇平铺于冷冻干燥机托盘内,冷井温度-50 ℃,每3 h称重一次,至两次称量变化小于0.1 g取出备用。

1.2.1.4 微波干燥 参考唐秋实的方法[11]:启动微波炉,金针菇子实体放入微波炉中加热,功率700 W,每5 min称量一次,至质量无明显变化取出备用。

1.2.1.5 自然干燥 试验时气温12～24 ℃,东北风3级,相对湿度28%,将200 g金针菇平铺于阳光直接照射的平面上,每间隔30 min称量一次,保证阳光会直射样品。至两次称量变化小于0.1 g取出备用。

甲洛洛便抱着小阿布坐在营业部门口的木桩上，他今天特别开心：小阿布，你的糖是从哪儿来的啊，是不是爷爷给你的留着没舍得吃。小阿布认真起来：这是阿爸给害病的哥哥吃的，让我看见了，阿爸才给了我一小点，让我吃完才准出门，还不许我告诉任何人家里有糖，不然饿鬼会把我吃掉。我想到爷爷，就悄悄的把糖藏了一半。

1.2.2 指标测定

1.2.2.1 感官评价 感官评价参照张乐[16]的方法,请10名感官评价员,对不同方式干燥的金针菇的外观、质地、风味和可接受性进行评测。评价采用10分制,表1为具体的感官评分标准。

表1 感官评分标准Table 1 Criteria of sensory evaluation

1.2.2.2 复水率 复水率参照王荣梅[17]的方法,称取一定质量的干燥样品,使样品没入蒸馏水中,10 min后取出,沥去表面水分,测定复水后的质量。复水率计算公式如下:

式(1)

式中:R表示复水率,%;m1表示复水前样品质量,g;m2表示复水后样品质量,g。

1.2.2.3 膨化率 膨化率采用比容法[18-19]测定,将金针菇样品干燥前后分别放入量筒中,倒入80目超细石英砂,完全淹没样品,再取出金针菇,两次刻度的差值即为样品的体积。膨化率计算公式如下:

式(2)

式中:ρ表示膨化率,%;V1表示干燥前样品体积,mL;V表示干燥后样品体积,mL。

1.2.2.4 粉碎率 粉碎度参照参考张乐[17]的方法,称取一定质量不同处理的金针菇样品,在相同条件下用粉碎机粉碎5 min,过孔径0.18 mm的筛,测定过筛的质量,按粉碎度公式计算粉碎度,粉碎度公式如下:

式(3)

式中:C表示粉碎率,%;m1表示粉碎前样品质量,g;m2表示过筛样品质量,g。

1.2.2.6 粗多糖含量 采用苯酚-酸法[20]测定。取0.1 g干菇粉末加入10 mL蒸馏水研磨,90 ℃水浴3 h,5000 r/min离心10 min,取上清液5 mL加入15 mL无水乙醇,闭盖醇沉24 h,5000 r/min离心10 min,取沉淀加40 mL蒸馏水溶解,取溶液2 mL加入5%苯酚1 mL混匀,缓慢加入浓硫酸5 mL摇匀冷却20 min,放入酶标仪于490 nm比色。标准曲线y=0.0401x+0.1442,R2=0.9909。

1.2.2.7 粗蛋白含量 采用考马斯亮蓝法[21]测定。取0.1 g干菇粉末加入1 mL 0.9% NaCl溶液研磨,4 ℃放置24 h后12000 r/min离心10 min,取上清液0.1 mL加入0.9 mL 0.9% NaCl溶液混匀,加入5 mL考马斯亮蓝染色,放入酶标仪中于595 nm比色。标准曲线:y=0.0041x+1.2951,R2=0.9959。

1.2.2.8 维生素C含量 采用2.4-二硝基苯肼法[22]测定。取10 g干菇粉末加入10 mL 1%草酸研磨,用1%草酸配平至100 mL后过滤,取25 mL滤液加入2 g活性炭振摇2 min,取10 mL氧化提取液加入10 mL 2%硫脲。在3个试管中加入4 mL稀释液,1个试管作为空白,其余试管中加入1 mL 2% 2,4-二硝基苯肼溶液,37 ℃水浴3h,空白管取出冷到室温,加入2 mL 2% 2,4-二硝基苯肼溶液,室温放置15 min后冰浴,其余管直接放入冰水冷却,加入5 mL 90%硫酸,室温放置30 min,于500 nm处比色。标准曲线:y=0.157x-0.0009,R2=0.9905。

式(4)

式中:U表示维生素C保留率,%;w1新鲜样品维生素C含量,mg/100 g;w2干燥后样品维生素C含量,mg/100 g。

1.3 数据处理

采用SPSS 23.0数据处理软件对结果进行分析,并用邓肯多重检验(Duncan’s multiple range test)对不同样品间的显著差异性(P<0.05)进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同干燥工艺对金针菇的感官影响评价

根据表1的感官评价标准,对不同处理的金针菇干制品的质地,外观,口感和可接受性上进行评价得到表2中的评分。真空冷冻干燥的干制品在外观与口感和可接受性上,均高于其他方式干燥的样品。真空冷冻干燥的样品呈现白色,菇体表面平整基本无收缩,金针菇结构完整,复水后口感较好,菇香最浓,质地柔软;自然干燥次之,子实体呈现淡黄色,收缩较小,香味较浓。两种热风干燥样品呈黄色,结构收缩较多,质地密,复水后口感一般;微波干燥,菇体呈深褐色,结构收缩严重,质地坚硬,香味明显变淡,口感最差。与文献报道结论一致[13],分析原因为不同干燥方式温度环境不同,对干制品的膨化率,粉碎率和复水率产生影响,进而导致其感官评价产生差异。

表2 不同干制方法金针菇干制品的感官评价(分)Table 2 Sensory evaluation of dried F. filiformisunder different drying methods(score)

2.2 不同干燥方式对金针菇收缩率、复水率和粉碎率的影响

膨化率方面,由表3可知,在不同干制条件下,金针菇样品的膨化率差异显著(P<0.05)。真空冷冻干燥样品的膨化率最高(84.52%),其次是自然干燥(29.62%)。冷冻干燥的原理是将金针菇样品中的水分在低温状态下冻成冰晶,再在真空状态下将冰直接汽化除去[24],体积发生变化较低,使得金针菇样品的细胞结构得到了较为完整的保存,因此膨化率较高。自然干燥时间虽然较长,但在自然环境中并没有受到较大外界作用力的破坏,使得其细胞结构较为完整。而恒温热风干燥(18.89%),变温热风干燥(17.48%)和微波干燥(22.74%)由于长时间处于高温环境下,使得金针菇的细胞结构遭到了破坏,结构皱缩,导致其膨化率变低。粉碎率方面,在不同干制条件下,金针菇样品的粉碎率差异显著(P<0.05)。粉碎率最高的为真空冷冻干燥(76.37%),其次为自然干燥(46.36%)。由于膨化率较高,细胞结构较为完整,干制品密度更低,结构更为疏松,因此粉碎率较高。而恒温热风干燥(35.65%),变温热风干燥(36.88%)和微波干燥(29.16%),由于干燥过程中温度较高,干制品的细胞结构被破坏,细胞结构坍塌较为严重,相同质量的干制品体积越小密度更高,因此干粉碎率较低。复水率方面,在不同干制条件下,金针菇样品的复水率差异显著(P<0.05)。由于真空冷冻干燥的样品细胞结构较为完整,相同质量的干制品体积更大,从而表现出了更高的复水率(358.75%),其次为自然干燥(210.67%)。恒温热风干燥(154.25%),变温热风干燥(144.25%)和微波干燥(128.67%)的过程中,较多的细胞结构被破坏,导致其复水率较低。综上,真空冷冻干燥的金针菇膨化率,粉碎率和复水率较高,这与张乐[17],赵圆圆[25]的研究结果一致。

表3 不同干制方式的干制品的膨化率、粉碎率和复水率比较Tabel 3 Effect of different drying methods on expansion ration,crushing ration and rehydration ration of dried F. filiformis

注:同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

表5 不同干燥方式对金针菇营养物质的影响Tabel 5 Effect of different drying methods on nutrients of F. filiformis

注:同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

2.3 不同干燥方式对金针菇多酚氧化酶含量的影响

由表4可知,5种干燥方式均可降低样品中多酚氧化酶活性,均显著(P<0.05)低于鲜样中多酚氧化酶活性37.2 U/min。其中,真空冷冻干燥(20.8 U/min),恒温热风干燥(19.8 U/min),变温热风干燥(19.2 U/min)和微波干燥(20.9 U/min)对样品中的多酚氧化酶活性影响互不显著(P>0.05);自然干燥样品中的多酚氧化酶活性为32.9 U/min,显著(P<0.05)高于其他干燥样品。推测原因,自然干燥过程中,由于外界温度为常温,对多酚氧化酶活性影响较低,抑制效果最小;低温环境下酶促反应减慢,高温环境下会促使酶的蛋白变性,破坏活性部位三维结构,降低酶活性[26]。

表4 不同干燥方式对金针菇多酚氧化酶活性的影响Tabel 4 Effect of different drying methodson polyphenol oxidase activity of F. filiformis

注:同行小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

2.4 不同干燥方式对金针菇营养成分的影响

表5比较了不同干燥方式对于金针菇品质的影响,可以看出,在不同干制条件下,金针菇样品中的多糖、粗蛋白、维生素C的含量有差异。真空冷冻干燥样品中的粗多糖含量为34.22 mg/g,粗蛋白含量为12.07 mg/g,均高于其他干燥方式,这与辛燕花[13]的研究结果一致。其次是自然干燥。热风干制与微波干制由于加热过程中长时间处于高温环境下,造成一定程度粗蛋白和多糖结构的破坏。另外在高温的条件多糖和粗蛋白会发生美拉德反应,部分美拉德反应产物不可逆[27-28],因此会损失一部分粗蛋白和多糖。真空冷冻干燥干制品的维生素C含量为17.18 mg/100 g,维生素C保留率最高,为74.98%,维生素C是一种水溶性维生素,也是热敏性的营养成分[29],造成其在高温干燥过程受到了一定的损失。恒温热风干燥的多糖和粗蛋白含量多余变温热风干燥,分析这可能是因为变温干燥中较高的温度使金针菇中多糖和蛋白的美拉德更剧烈[30],导致其分解消耗的更多。自然干燥过程中温度较热风干燥与微波干燥更低,因此粗多糖,粗蛋白,维生素含量高于热风与微波干燥。

3 结论

本研究基于5种干燥方式,探究了不同干燥方式对金针菇感官评价,复水率,膨化率,粉碎率,营养成分和多酚氧化酶活性的影响。结果表明,真空冷冻干燥的金针菇感官评价优于其他干燥样品,其干制品颜色洁白,外表完整,菇香浓郁,可接受性最高,与文献报道结论一致[13]。不同的干燥工艺对金针菇复水率,膨化率,粉碎率影响较大,真空冷冻干燥的金针菇样品复水率,粉碎率和膨化率均显著高于其他干燥方式,这与张乐[17],赵圆圆[25]的研究结果一致。营养成分含量方面,真空冷冻干燥样品中的含量显著高于其他干燥方式样品,真空冷冻干燥能较好保留金针菇营养物质,这与辛燕花[13]的研究结果一致。本研究还对不同金针菇样品的多酚氧化酶活性进行测定,真空冷冻干燥,热风干燥和微波干燥的多酚氧化酶活性无显著差异,但均显著低于自然干燥。综合分析,自然干燥的干制品感官评价和营养成分仅次与真空冷冻干燥干制品,但其多酚氧化酶活性最高,干制品保存时间短。两种热风干燥和微波干燥样品中的多酚氧化酶活性低,保存时间长,但其营养成分和感官评价较低。真空冷冻干燥在感官评价,复水率,膨化率,粉碎率和营养成分表现最佳,具有较高的商品价值和营养价值,且多酚氧化酶活性较低,提高了干制品保存时间。综上所述,五种干制方法中,真空冷冻干燥最适宜用于金针菇的干制。