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香菇深加工的工业化研究进展

2022-01-01李强忠

现代食品 2022年21期
关键词:香菇分级工艺

◎ 李 旋,李强忠

(佛山市海天(高明)调味食品有限公司,广东 佛山 528500)

香菇是中国历史上的名菇,分布在我国长江中下游的湖北省、湖南省、安徽省、江西省、杭州市、上海市以及广东省等地,产量占世界总产量的80%左右,但其深加工程度不足,仍以农产品销售为主。本文就国内具有代表性的香菇深加工产品以及香菇的加工设备进行综述,为香菇的进一步研究和产业化提供思考方向。

1 香菇产品

1.1 即食香菇

即食香菇主要是指香菇经过相应的加工工艺预处理后得到的即食休闲食品,如香菇膨化食品、香菇脆片、香菇蔬菜纸等食品[1]。邓珊等[2]对香菇脆片的炸制工艺进行优化,在80 ℃炸制36 min,真空度为0.089 MPa,从而保持了香菇脆片中的多糖含量,含油率为22.5%,且破碎力较高,有良好的食用价值。张宇凡等[3]将新鲜香菇、马铃薯及淀粉等进行复合,并添加一定量的大豆蛋白,低温老化18 h,于185 ℃油炸6 s 获得营养薯片。黄晓德等[4]对配方和变温烘干工艺进行研究,明确了用料配方、厚度及温度对终产品的风味及成膜性、解离性的影响,获得具有应用价值的香菇蔬菜纸加工工艺。

1.2 香菇饮料

功能性饮品与果汁饮料、养生饮品形成全新的饮品体系,香菇饮料近年来呈现蓬勃的发展态势。刘雨诗等[5]以香菇为主,添加山楂、葛根、菊花、桑叶和荷叶等制作成香菇五汁饮复合饮品,其具有菇香味及草药的清香,味道清新、温和而不刺激。刘丽娜等[6]采用乳酸菌发酵香菇与乳粉得到了一种香菇发酵乳,其最佳发酵方案是添加乳液14%、枣汁6%,发酵约12 h 后,再加入白砂糖16%、果胶0.15%、羧甲基纤维素钠0.20%和水13.65%即获得成品。房磊[7]应用响应面法优化以香菇和刺五加叶为主要原料的复合运动饮料,确定最优配方添加量为香菇汁27.37%、刺五加叶汁27.1%、木糖醇8.3%和柠檬酸0.16%,并用小鼠负重试验验证该配方下的饮料具有抗疲劳功能。

1.3 香菇调味品

香菇因鲜美多味而常被用于调味料,主要品类有香菇酱油、香菇蚝油、香菇酱、香菇醋、香菇精和香菇调味汁等。从制作工艺上可将香菇调味料分为以酶解获得特殊风味的香菇基底,再辅以调配获得香菇风味调料;直接用香菇和油等复配加工得到产品。张婷婷等[8]用纤维素酶和复合蛋白酶两步酶解法处理香菇,酶解后谷氨酸提高1.5 倍,I+G 提高0.17 倍,口感醇厚鲜香,获得良好的香菇调味料基底。臧晋等[9]先用高压均质法处理香菇原料,再酶解得到的香菇酱中氨基酸的含量可以达到0.88%。王莹钰等[10]以干香菇柄为原料,研究香菇炒制工艺、辣椒种类等对麻辣香菇酱感官品质的影响,并采用正交法以香菇酱口感为主要评价维度优化麻辣香菇酱配方,结果表明,以大豆油为基础油,花椒用量为大豆油的14.2%,大红袍辣椒7.1%,糖0.3%,盐2.5%,增味剂2%,增味剂配比谷氨酸钠∶I+G∶酵母抽提物10∶1∶100 为该酱的最优配方。

1.4 香菇保健品/药品

香菇除了含有丰富的营养成分外,还含有很多活性成分,如香菇多糖、香菇多酚、香菇黄酮等。因此,香菇具有抗氧化、抗肿瘤、保肝解毒、免疫调节等功能[11]。但目前香菇中的活性成分仍较少用于保健品或保健食品。杨猛等[12]用酵母对香菇汁液进行发酵,获得具有保健效果的香菇保健酒,酒味悠长、口感微甜,具有商品化的潜力。此外,还有香菇多糖粗提液与梨汁、柠檬酸、抗坏血酸等复配为保健饮料[13],香菇含量40%以上的香菇低糖保健蛋糕的研发[14]等。

2 香菇加工设备的研究进展

2.1 香菇品质分级设备

不同品质的香菇价差可达5~7 倍,分级定价可以提高经济效益。精准的香菇分级是阻碍香菇产业发展的因素之一,香菇分级目前属于劳动密集型产业。因此,研究高效可靠的自动检测分筛系统代替香菇的人工分级逐步成为近年来的热点之一。目前机械视觉筛选技术在红枣、脐橙等水果的质量监测中已取得了部分应用,因此设备视觉筛分系统也可能应用于香菇自动检测分级。

汪威等[15]提出的一种去柄鲜香菇视觉分级系统设计,根据各区域的几何特征,建立高斯混合模型,根据圆度、直径、均匀性等几何特征加以量化实现香菇分级,目前香菇自动分级准确度可达到96%,分级速度是人工的5 倍。潘海兵等[16]将机、电、机器视觉技术融合应用,成功研发出替代了人工对香菇准确筛分的自动检测分级控制系统,利用机械上料系统取代人工作业,并利用机器视觉控制系统和分级执行系统模拟了工人思维,提高分级效率和精度。李江波等[17]采用电子视觉技术获取香菇图像信息,利用神经网络算法对香菇进行自动检测与筛分,用菇盖直径Max、圆形度、缺陷区域面积表、色调均值等信息作为特征参数,并采用BP 神经网络建立了等级与特征指标的相关性模型,其预测识别结果达到94.2%,配套其他传送设备后,有望替代人工分级。

2.2 香菇柄切除设备

香菇柄占香菇总质量的30%,原本是香菇生产过程中的副产品,但其具有和香菇同样的营养物质,富含纤维素,且耐加工性更好,现已得到广泛应用。香菇柄切除设备的研发有助于缓解劳动力对菇柄产业的制约。菇柄切除设备从开始的人工辅助定位半自动切除到振筛自动切除设备,再到强制定位切除设备和水流式定位切除装置。其中切除效率进步明显,但强制定位增加了香菇的破损率,水流式定位增加了香菇的含水量,进一步增加了后加工和储运的难度。李锋[18]通过对菇柄力学特性参数进行分析,并针对性地对传送速度、切除速度及定位间隙进行系统性研究,得出其与香菇破损率、漏切率和合格率的关系,给出预测模型,用实验机运转相对误差小于5%,可用于指导设备调试。程文杰等[19]利用水流在旋流的状态下使香菇自动定心,实现了非规则菇的随行定位,并改变了传统的双剪切工艺,实现了菌柄有效部分100%利用率,实现原料无浪费。江宏伟[20]成功改造了香菇的全自动定时定量上料设备,实现了全自动的香菇剪柄及分拣,设备构造简单、稳定可靠,生产效率为人工生产的4 倍,达到82.4 kg·h-1,但水流式剪柄机下香菇含水量变化未见报道。

2.3 香菇干燥设备

香菇传统上采用自然晾晒和热风烘干的方式进行干燥,但晾晒受天气影响大,品质难以控制而被淘汰。热风烘干成本低,处理量大,是最常用的烘干方式,但目前尚未解决干燥速度慢、产品品质受工艺影响大和营养流失较多的问题。新型干燥工艺及组合型干燥工艺也是近年来的重点研究方向,如红外辐射干燥、真空冷冻干燥、热泵干燥、真空热风组合干燥以及微波真空组合干燥等。随着技术和设备的进步,新技术的应用成本逐渐下降,应用范围也逐渐扩大。段续等[21]采用新型联合干燥装备——红外喷动床对香菇进行干燥,通过对单位能耗、色泽、多糖含量等指标的分析,确定了干燥风温前期56 ℃,后期72 ℃,转化点以含水量控制为53%,该工艺下,干燥能耗低、香菇色泽好、水分适宜。张慧等[22]研究了香菇的多糖保留率、色差及收缩率与热风温度、微波功率等的关系,得出最优工艺为热风干燥170 min、微波干燥8.3 min、转换点含水4.2 g·g-1、风温60 ℃、微波功率密度30 W·g-1,得到品质优良的香菇干品。此外,热泵干燥香菇具有收缩率低,复水好的特点,且能耗最小,适用于商业应用。

3 结语

香菇作为中国传统食品,以其特殊风味和丰富的营养价值而深入人们的生活中。目前香菇仍以农产品销售为主,对应的加工设备尚未配套,导致设备成为香菇深加工的掣肘之一,行业不能实现集约化生产,深加工产业发展受到限制。近年来,跨行业技术给食品行业的发展提供了巨大机遇,引进先进行业自动化、智能化的工厂经验及先进设备,有望打破香菇深加工发展困局,实现香菇品种细分、规模化发展,满足市场对香菇深加工产品的需求。香菇产业未来向着产业化、集团化方向发展,具有广阔的市场前景。

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