熱泵干燥對香菇品質特性的影響

聶林林，張國治，王安建，魏書信，劉麗娜

（1.河南工業大學 糧油食品學院，河南 鄭州 450001；（2.河南省農業科學院 農副產品加工研究所，河南 鄭州 450002）

0 前言

香菇（Lentinus edodes），又名香信、香蕈、香菌、冬菇、花菇，為側耳科植物香蕈的子實體，香菇栽培最早開始于中國，距今已有超過800 年的歷史，是亞洲地區尤其是東亞地區的主要食用菌貿易和生產菌種，中國是世界香菇生產第一大國，其次是日本，韓國居第三位[1].香菇營養豐富、味道鮮美，富含氨基酸、多糖和維生素等多種營養物質，是低脂肪高蛋白的營養保健品，素有“菇中皇后”之美稱[2].香菇中含有的多糖具有抗氧化、抑制腫瘤和調節人體免疫力的作用[3].我國香菇的主要種植產區分布于河南駐馬店和西峽、福建、浙江、湖南、安徽等地，尤其以駐馬店泌陽縣的花菇，西峽縣的香菇較為出名.

香菇在干燥過程中會發生化學變化，不同的干燥條件對于其影響是不同的，因此也造成了產品營養品質的不同.受溫度的影響熱敏性的維生素C 會大量損失，且高溫下多糖在干燥過程中也會發生美拉德反應，導致產品質量下降.筆者通過研究風溫、風速和裝載量對香菇粗脂肪、粗蛋白、總糖、維生素C 保留率的影響，為熱泵干燥過程中盡可能保留香菇營養成分和改善產品品質提供理論依據.

1 材料與方法

1.1 試驗原料

試驗所用原料為新鮮香菇，采購自鄭州市農科路棗莊蔬菜市場.

1.2 試驗設備

GHRH-20 型熱泵干燥機（最高干燥溫度65 ℃）：廣東弘科農業機械研究開發有限公司；UV-1800型紫外可見分光光度計、TG328A（S）型分析天平：上海精密科學儀器有限公司；SOX50 型脂肪測定儀、K1100 型全自動凱氏定氮儀：濟南海能儀器股份有限公司；H2050R 型高速冷凍離心機：湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；DHG-9240 型電熱恒溫鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司.

1.3 試驗方法

1.3.1 熱泵干燥

挑選完好無損的鮮香菇（菇體直徑范圍為6.5～8.5 cm）均勻攤在網狀托盤上，將托盤平放于熱泵干燥設備室內的中心位置，分別調整試驗裝置的風溫（40、50、60 ℃）、風速（1、2、3 m/s）和裝載量（1 000、1 500、2 000 g），進行熱泵干燥，直到干燥至香菇的安全儲藏標準（水分≤13%）[4]以下.

1.3.2 水分含量測定

參照GB 5009.3—2010《食品安全國家標準食品中水分的測定》.

1.3.3 粗脂肪含量測定

參照GB/T 15674—2009《食用菌中粗脂肪含量的測定》.

1.3.4 粗蛋白含量測定

參照GB/T 15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的測定》.

1.3.5 總糖含量測定

將干香菇磨成粉末狀過20 目篩，采用蒸餾水浸提（料水比1∶20，在100 ℃下浸提3 h），過濾，取上清液加3 倍無水乙醇沉淀多糖，然后進行離心分離（轉速4 000 r/min），所得沉淀用蒸餾水溶解.吸取溶解后的多糖溶液1 mL 定容于50 mL 容量瓶，再從中吸取1 mL 定容于25 mL 容量瓶中.取0.2 mL 試樣溶液于10 mL 具塞試管中，用蒸餾水補至1.0 mL，依次加入1.0 mL 5%苯酚溶液，快速加入5.0 mL 濃硫酸，反應液靜置10 min.使用渦旋振蕩器使反應液混合，然后將試管放置于30 ℃水浴鍋中反應20 min.取適量反應液在490 nm 下測定吸光度，參照葡萄糖標準曲線（圖1）換算出多糖含量[5-7].

圖1 葡萄糖標準曲線Fig.1 Standard curve of glucose

1.3.6 維生素C 含量測定

將干香菇磨成粉末狀過20 目篩，稱取樣品5.0 g，加入5 mL 1%鹽酸勻漿，然后轉移至25 mL容量瓶中，稀釋定容；13 000 g 離心10 min，取0.2 mL 上清液，加入盛有0.2 mL 10%鹽酸的10 mL 容量瓶中，定容后，在243 nm 處測定吸光值.根據標準曲線（圖2，用1%鹽酸將維生素C 配成不同濃度：2、4、6、8、10 mg/mL，以蒸餾水為空白對照）計算維生素C 含量[8-9].

圖2 維生素C 標準曲線Fig.2 Standard curve of vitamin C

1.3.7 數據分析

應用Microsoft Office Excel 2003 軟件進行數據處理，運用OriginPro8.0 軟件進行繪圖.

2 結果與分析

2.1 熱泵干燥對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響

2.1.1 風溫對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響

取1 000 g 鮮香菇，在風速為2 m/s 的條件下，進行熱泵干燥，比較不同溫度（40、50、60 ℃）對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響，結果見圖3.

圖3 溫度對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響Fig.3 Effect of temperature the on crude fat and crude protein contents of Lentinus edodes

由圖3 可知，隨著干燥室內溫度的升高，干燥后香菇的粗脂肪、粗蛋白保留率呈下降趨勢.不同溫度水平，蛋白質含量存在顯著性差異，而粗脂肪含量在40 ℃與50 ℃水平存在顯著性差異，而在50 ℃與60 ℃水平差異不顯著.在40 ℃、50 ℃、60℃條件下，干制香菇的粗脂肪保留率分別為1.49%、1.33%、1.26%.香菇粗脂肪含量隨溫度的升高呈下降趨勢是因為伴隨著干燥室溫度升高，菇體的干燥溫度也會升高，較高的溫度會破壞脂肪的結構，從而導致粗脂肪含量的降低；而高溫可使食品中的蛋白質與脂肪或者碳水化合物發生相互作用，或使蛋白質分子內、分子間發生作用，從而造成蛋白質的損失[10-11].

2.1.2 風速對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響

取1 000 g 鮮香菇，在溫度為50 ℃的條件下，進行熱泵干燥，比較不同風速（1 m/s、2 m/s、3 m/s）對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響，結果見圖4.

圖4 風速對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響Fig.4 Effect of air speed on the crude fat and crude protein contents of Lentinus edodes

由圖4 可知，隨著干燥室內風速的增加，干燥后香菇的粗脂肪、粗蛋白保留率升高，不同風速水平，其香菇粗蛋白、粗脂肪含量均具有顯著性差異.在1 m/s 的條件下處理香菇，其粗脂肪、粗蛋白保留率最低為1.18%、20.45%；在3 m/s 條件下處理鮮香菇，其粗脂肪、粗蛋白保留率最高為1.51%、25.49%.香菇粗脂肪的保留率隨風速的增加呈上升趨勢是因為隨著干燥室內風速的增加，降低了香菇的干燥溫度，減少了脂肪和蛋白質的損失.

2.1.3 裝載量對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響

在溫度為50 ℃、風速為2 m/s 的條件下，進行熱泵干燥，比較不同裝載量（1 000、1 500、2 000 g）對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響，結果見圖5.

圖5 裝載量對香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影響Fig.5 Effect of loadage on the crude fat and crude protein contents of Lentinus edodes

由圖5 可知，香菇粗脂肪、粗蛋白的保留率隨裝載量的增加而逐漸下降.裝載量為1 000 g 和1 500 g 時，香菇粗脂肪含量具有顯著性差異；裝載量為1 000 g 和2 000 g 時，其香菇粗蛋白含量具有顯著性差異.裝載量各水平之間其蛋白質含量不存在顯著性差異.裝載量為1 000 g 時，其粗脂肪、粗蛋白保留率最高為1.53%、26.46%；裝載量為2 000 g 時，其粗脂肪、粗蛋白保留率最低為1.33%、23.20%.當干燥室內的溫度、風速、濕度都恒定不變時，隨著裝載量的增加，其干燥時間逐漸延長，導致蛋白質長時間受溫度的影響而發生化學反應，因此裝載量越大，蛋白質的損失率越大.

2.2 熱泵干燥對香菇總糖、維生素C 含量的影響

2.2.1 溫度對香菇總糖、維生素C 含量的影響

取1 000 g 鮮香菇，在風速2 m/s 的條件下，進行熱泵干燥，比較不同溫度（40、50、60 ℃）對香菇總糖、維生素C 含量的影響（圖中維生素C 含量為每100 g 干香菇中所含有的維生素C 的質量，下同），結果見圖6.

圖6 溫度對香菇總糖、維生素C 含量的影響Fig.6 Effect of temperature on the total sugar and vitamin C contents of Lentinus edodes

由圖6 可知，香菇總糖、維生素C 含量隨溫度的升高呈下降趨勢.由于干燥室溫度升高，菇體的干燥溫度也會升高，高溫會破壞總糖，從而使總糖含量減少；而維生素C 是熱敏性營養元素，其含量在熱泵干燥過程中受溫度的影響而降低.干燥溫度越高，香菇總糖降解越多，部分降解成小分子低聚糖，而低聚糖吸收熱能融化，尤其到干燥后期，隨著香菇含水量的降低，溫度越高，香菇內部溫度更高，香菇總糖降解得更多，同時導致維生素C 的大量損失[58].所以隨溫度的升高，香菇總糖和維生素C 含量保留率呈下降趨勢.

2.2.2 風速對香菇總糖、維生素C 含量的影響

取1 000 g 鮮香菇，在溫度為50 ℃的條件下，進行熱泵干燥，比較不同風速（1、2、3 m/s）對香菇總糖、維生素C 含量的影響，結果見圖7.

圖7 風速對香菇總糖、維生素C 含量的影響Fig.7 Effect of air speed on the total sugar and vitamin C contents of Lentinus edodes

由圖7 可知，隨著干燥室內風速的增加，干燥后香菇的總糖、維生素C 含量升高.風速為3 m/s條件下，香菇總糖含量最高為5.12%；香菇中維生素C 的保留率最高，為每100 g 干香菇中含有7.421 0 mg.在風速為1 m/s 條件下處理香菇，香菇總糖含量最低為4.62%；香菇維生素C 的保留率最低，為每100 g 干香菇中含有6.421 7 mg.香菇的總糖含量隨風速的增加呈上升趨勢是因為隨著干燥室內風速的增加，香菇熱泵干燥的時間減少，短時干燥保留了較多的總糖和維生素C.

2.2.3 裝載量對香菇總糖、維生素C 含量的影響

在溫度為50 ℃、風速為2 m/s 的條件下，進行熱泵干燥，比較不同裝載量（1 000 g、1 500 g、2 000 g）對香菇總糖、維生素C 含量的影響，結果見圖8.

圖8 裝載量對香菇總糖、維生素C 含量的影響Fig.8 Effect of loadage on the total sugar and vitamin C contents of Lentinus edodes

由圖8 可知，香菇總糖含量隨著裝載量的增大先升高后降低；而維生素C 的含量隨裝載量的增大而逐漸降低.當溫度和風速恒定時，單位質量的香菇吸收的熱能隨著裝載量的增大而減小，對應的干燥溫度降低，從而使總糖損失變小.但裝載量越大，其干燥時間相應延長，導致總糖長時間受干燥溫度影響而降解，所以當裝載量繼續增大，總糖損失增多.1 000 g 鮮香菇干燥時間明顯短于1 500 g 和2 000 g 香菇干燥所需的時間，在相同溫度和風速的情況下，短時干燥保留了較多的維生素C.維生素C 是熱敏性物質，長時間受熱會不斷發生氧化反應，從而含量就會逐漸降低.因此，維生素C 損失含量隨著裝載量的增大而增大、隨著干燥時間的延長而增多.

3 結論

（1）在熱泵干燥過程中，溫度、風速和裝載量對香菇粗脂肪、粗蛋白、總糖及維生素C 保留率影響顯著.香菇粗脂肪和粗蛋白的保留率隨風速的提升而增加，隨溫度和裝載量的增加而降低；香菇總糖含量隨干燥室內溫度的升高而降低，隨風速的增加而升高，隨裝載量的增加呈現先升高后降低的趨勢；香菇中維生素C 的保留率隨干燥室內溫度升高和裝載量的增加而降低，隨風速的升高而增加.

（2）為使香菇的營養成分得到較大保留，香菇熱泵干燥過程選取溫度50 ℃，風速3 m/s，裝載量1 500 g 為宜.

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