趙旭博，孫正宏，田 陽(yáng)，曹 麗

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西咸陽(yáng) 712100；2.寶雞市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，陜西寶雞 721013；3.寶雞市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，陜西寶雞 721013）

不同干燥方式對(duì)香菇品質(zhì)的影響

趙旭博1，孫正宏2，田 陽(yáng)2，曹 麗3

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西咸陽(yáng) 712100；2.寶雞市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，陜西寶雞 721013；3.寶雞市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，陜西寶雞 721013）

香菇最早栽培在中國(guó)，距今已有800多年的歷史，是亞洲地區(qū)主要食用菌。我國(guó)是世界香菇生產(chǎn)第一大國(guó)，日本排第2位，韓國(guó)居第3位。香菇含有較高的水分、多糖、維生素等一些營(yíng)養(yǎng)元素，但存在不易進(jìn)行運(yùn)輸、貯藏及加工等問(wèn)題，因此干燥是在此之前的必備工序之一。香菇作為我國(guó)最大的出口菇，干制效果關(guān)系著我國(guó)的出口效益。通過(guò)綜述香菇的幾種干燥方式，并列舉了各自優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)果顯示熱泵干燥是香菇及其他果蔬中最有前景的干燥方式。

香菇；干燥方法；品質(zhì)分析

0 引言

香菇，又名香覃、香信、花菇、厚菇、冬菇[1]，屬于真菌門、擔(dān)子菌綱、傘菌目、側(cè)耳科、香菇屬[2]。香菇營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美，富含氨基酸、多糖和維生素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是低脂肪、高蛋白的營(yíng)養(yǎng)保健品，素有“菇中皇后”之美稱[3]。

食用菌類含有較高的水分、多糖、維生素等一些營(yíng)養(yǎng)元素，但不易進(jìn)行運(yùn)輸、貯藏及加工，干燥是在此之前的必備工序之一。香菇作為我國(guó)最大的出口菇，干制效果關(guān)系著我國(guó)的出口效益。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)常用的香菇干制方法有自然曬干、熱風(fēng)干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、微波干燥、真空干燥和真空冷凍干燥，以及幾種干燥方法聯(lián)合使用等[4]，然而這些方法多局限于調(diào)節(jié)干燥介質(zhì)的溫度、流速，不能控制干燥介質(zhì)的濕度。而近幾年研究的熱泵干燥，能夠精確、有效地控制干燥介質(zhì)的溫度、風(fēng)速和濕度等多種參數(shù)，最大限度地保留產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分及其色、香、味。

1 香菇脫水干燥原理

水分的外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散作用促進(jìn)水分蒸發(fā)，是果蔬脫水干制中的2種主要作用。水分的外擴(kuò)散作用是指當(dāng)干燥介質(zhì)溫度上升時(shí)，被干燥的物質(zhì)表面溫度也隨即上升，水分就會(huì)蒸發(fā)；水分的內(nèi)擴(kuò)散作用[5]是指在外擴(kuò)散的作用下，物料表面水和內(nèi)部的水分之間形成濕度梯度，使物料內(nèi)部的水分向外滲透擴(kuò)散。在果蔬脫水干制的過(guò)程中，內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散作用同時(shí)進(jìn)行，二者既相輔相成，又相互制約，而且2種擴(kuò)散作用的速度存在一定差異，擴(kuò)散速度快慢不等。在果蔬脫水干制過(guò)程中，如果外擴(kuò)散的速度過(guò)快，物料內(nèi)部的水分來(lái)不及向外部轉(zhuǎn)移，就會(huì)造成物料表面干結(jié)，這既阻礙了水分的進(jìn)一步蒸發(fā)，從而延長(zhǎng)干燥時(shí)間，又影響了產(chǎn)品的品質(zhì)。果蔬脫水干制的初始溫度較高，就會(huì)造成外擴(kuò)散速度過(guò)快，干制果蔬表面容易結(jié)殼或把產(chǎn)品烤熟烤焦，降低脫水果蔬的品質(zhì)[6]。因此，在果蔬脫水干制過(guò)程中，調(diào)節(jié)好干燥溫度，使2種擴(kuò)散速度適中，有利于提高脫水果蔬品質(zhì)。

2 不同干燥方法對(duì)香菇的影響

2.1 熱風(fēng)干燥

熱風(fēng)干燥是指將被干燥的物料與干燥介質(zhì)直接接觸，通過(guò)對(duì)流的方式將熱能傳給物料[7]，物料溫度升高，水分開(kāi)始蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣，接著干燥介質(zhì)帶走水蒸氣，從而排出水分[8]。熱風(fēng)干燥雖然成本低、易操作，但是干燥速度慢、溫度高，容易造成果蔬表皮色澤的變化和果肉中營(yíng)養(yǎng)素的流失[9]。

盧可可等人[10]研究了幾種不同熱風(fēng)干燥方式對(duì)香菇多酚等活性物質(zhì)的影響，結(jié)果表明保持干燥溫度55℃時(shí)香菇多酚損失相對(duì)較小，可達(dá)2.69 mg GAE/g DW，但耗能最大。薛榮[11]研究發(fā)現(xiàn)香菇快速干燥和慢速的干燥效果幾乎無(wú)差別，品質(zhì)卻以慢速干燥的為佳。芮漢明等人[12]研究發(fā)現(xiàn)干燥對(duì)鮮香菇揮發(fā)性八碳醇的破壞很大，經(jīng)過(guò)50℃干燥12 h內(nèi)即可完全破壞。郭凱等人[13]研究發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)干燥溫度對(duì)香氣形成也有極其重要的作用，高溫有利于美拉德反應(yīng)，而低溫有利于香味前驅(qū)體的形成。所以，香菇的干燥過(guò)程宜采用初期低溫（50℃），后期（含水量＜40%）高溫（70℃）。

2.2 微波干燥

微波干燥是將濕物料放于高頻電場(chǎng)中，高頻電場(chǎng)不斷地變換方向，使物料中的極性水分子高頻振動(dòng)、相互摩擦，物料內(nèi)部會(huì)迅速升溫發(fā)熱，從而達(dá)到干燥食品的目的[14]。微波干燥速度快，果蔬內(nèi)外同時(shí)干燥，然而微波干燥存在一個(gè)最普遍的問(wèn)題，就是物料受熱不均勻[15]，物料表面易燒焦[16]，而且微波技術(shù)還存在設(shè)備較復(fù)雜、難操作、價(jià)格昂貴、單位耗能高等問(wèn)題[17]，很大程度上限制了微波技術(shù)在果蔬干燥業(yè)中的推廣[18]。

黃姬俊[19]研究發(fā)現(xiàn)微波真空干燥香菇多糖含量的保留率很高，可達(dá)5.8%；香菇感官評(píng)分較高，感官評(píng)價(jià)得分也較高；微波真空干燥過(guò)程中，香菇微波真空干燥過(guò)程按菇體降水速率大小可分為加速、恒速和降速3個(gè)干燥階段；微波功率越大、真空度越大、裝載量越少，干燥的降水速率越快，干燥所需時(shí)間越短。黃姬俊等人[20]研究發(fā)現(xiàn)香菇微波真空干燥過(guò)程總體上可分為加速、恒速和降速3個(gè)階段，其中加速干燥階段較短，恒速干燥階段以脫去細(xì)胞間的游離水為主，降速干燥階段以脫去物理結(jié)合水為主。微波功率與裝載量對(duì)香菇干燥速率具有較大影響，干燥速率隨微波功率的增大和裝載量的減少而明顯加快。真空度對(duì)干燥速率的影響較小，當(dāng)真空度＞-65 kPa時(shí)，真空度對(duì)干燥時(shí)間的影響不顯著。

2.3 紅外輻射干燥

紅外輻射干燥是紅外輻射器產(chǎn)生輻射能，并以電磁波的形式到達(dá)物料表面，電磁波被濕物料吸收后轉(zhuǎn)化成熱能，從而使物料中的水分氣化[21]。紅外輻射的操作相對(duì)簡(jiǎn)便、加熱速度快，但是紅外輻射干燥存在能耗大、成本高、加熱干燥不均勻等缺點(diǎn)，而且在果蔬干燥方面研究較少，技術(shù)還不夠成熟[22]。

王洪彩等人[23]通過(guò)試驗(yàn)得出最佳紅外干燥條件為溫度60℃，輻射距離18 cm，風(fēng)速1.4 m/s，裝載系數(shù)4 kg/m2。結(jié)果顯示，溫度越高，香菇干燥速率越大，但70℃及以上的高溫會(huì)影響香菇的品質(zhì)；距離輻射越小，干燥速率越大，但存在物料干燥不均勻的缺點(diǎn)；隨著風(fēng)速的增加，干燥時(shí)間短，但當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，再增加風(fēng)速只會(huì)增加能耗；轉(zhuǎn)載系數(shù)越大，干燥時(shí)間越長(zhǎng)，干燥后的產(chǎn)品越不均勻。郭玲玲等人[24]通過(guò)試驗(yàn)得出，中紅外干燥香菇的最佳工藝條件為干燥溫度55℃，切片厚度4.5 mm，輻照距離120 mm；得到香菇色澤58.56，復(fù)水比5.32，硬度495.63 g，氨基酸含量818.12 mg/100 g，總糖含量281.37 mg/g。王洪彩[25]研究了基于2.4～3.0 μm的中短波紅外條件下，香菇最佳干燥工藝為加熱溫度60℃，風(fēng)速1.4 m/s，輻射距離14 cm和裝載系數(shù)2.0 kg/m2。FD處理6 h后進(jìn)行MIRD的方法可縮短FD干燥時(shí)間的33%，單位能耗的40%，且產(chǎn)品品質(zhì)與FD樣品無(wú)顯著差異。

2.4 真空冷凍干燥

冷凍干燥是利用冰片升華，水分從固體直接到氣體，不經(jīng)液化，從而干燥物料，較好地保持產(chǎn)品原有成分[26]。冷凍干燥是一種較好的干燥方法，可以較好地保持食品的品質(zhì)[27]。然而，此干燥方法在工業(yè)化應(yīng)用中同樣存在干燥速度較慢、能量消耗高、運(yùn)營(yíng)成本較高及初始投資較大等諸多缺點(diǎn)[28]，并且冷凍產(chǎn)品易吸潮和氧化、包裝設(shè)備及材料消耗比較大，增加了最終產(chǎn)品的成本。

宮元娟等人[29]通過(guò)單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)得到了香菇（厚度6～10 mm） 冷凍干燥的最優(yōu)工藝參數(shù)，干燥室壓力111 Pa，加熱板溫度42.5℃，降溫速率-0.29℃/min，并且建立了各指標(biāo)與試驗(yàn)因子之間的回歸數(shù)學(xué)模型。張力偉[30]利用SAS軟件進(jìn)行二次旋轉(zhuǎn)回歸試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果分析，進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化處理，得到了最佳工藝條件為干燥倉(cāng)壓力61.8 Pa，加熱板溫度61.7℃，預(yù)凍速度2.58℃/min，物料厚度6.78 mm，凍干時(shí)間7.27 h。對(duì)不同干燥方法生產(chǎn)的香菇干制品進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究，真空冷凍干燥在產(chǎn)品的感官指標(biāo)、復(fù)水情況和營(yíng)養(yǎng)成分含量等方面要高于熱風(fēng)干燥。

2.5 熱泵干燥

熱泵干燥技術(shù)是一種節(jié)約能源的干燥技術(shù)，它可以吸收低溫?zé)嵩吹臒崃浚瑢⑵湓谳^高溫度下作為有用熱能加以利用[31]。熱泵干燥技術(shù)近年來(lái)逐漸發(fā)展，應(yīng)用到了許多領(lǐng)域[32]，如水產(chǎn)品、藥材、果品及其副產(chǎn)品等的干燥。而且，熱泵干燥技術(shù)節(jié)約能源，干燥的產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良、無(wú)污染，在食品加工業(yè)中具有良好發(fā)展前景[33-34]。

聶林林等人[35]研究了熱泵干燥過(guò)程中，干燥室內(nèi)的風(fēng)溫、風(fēng)速和裝載量對(duì)香菇品質(zhì)的影響，得出當(dāng)干燥室內(nèi)的風(fēng)溫為50℃，風(fēng)速為3 m/s，裝載量為1.5 kg時(shí)，熱泵干燥制得的干制香菇品質(zhì)較好。此條件下VC保留率最高，可達(dá)7.421 mg/100 g；聶林林[36]運(yùn)用三因素二次回歸旋轉(zhuǎn)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行香菇熱泵干燥試驗(yàn)，得到香菇熱泵干燥的最優(yōu)工藝參數(shù)為風(fēng)溫54℃，風(fēng)速3 m/s，裝載量1 176 g；并且得到復(fù)合抑制劑的最優(yōu)組合為L(zhǎng)-半胱氨酸質(zhì)量濃度0.11 mg/mL，谷氨酸質(zhì)量濃度0.11 mg/mL，抗壞血酸質(zhì)量濃度0.12 mg/mL，用于抑制香菇中甲醛的含量。

以上簡(jiǎn)單介紹了幾種干燥技術(shù)在香菇干燥中的應(yīng)用，認(rèn)為熱泵干燥技術(shù)高效節(jié)能、設(shè)備投資和運(yùn)行成本低、干燥條件可調(diào)節(jié)范圍寬，并且熱泵干燥能保證被干燥物料的品質(zhì)，合格率好，所以熱泵干燥技術(shù)在香菇等一系列果蔬脫水領(lǐng)域?qū)?huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

[1]糜志遠(yuǎn)，張迎慶.香菇深加工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)展 [J].食品工程，2007（4）：15-18.

[2]何永.香菇營(yíng)養(yǎng)成分研究進(jìn)展 [J].農(nóng)產(chǎn)品加工（上），2011（4）：10-11.

[3]于淑池，林澤平.香菇的營(yíng)養(yǎng)保健及免疫調(diào)節(jié)作用 [J].承德民族師專學(xué)報(bào)，2003，23（2）：82-83.

[4]李偉.香菇干燥技術(shù) [J].中國(guó)食用菌，2013（6）：56-56.

[5]葉興乾.果品蔬菜加工工藝學(xué) [M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2002：25-26.

[6]李偉.香菇干制技術(shù) [J].中國(guó)食用菌，1990（5）：13-15.

[7]劉志偉，張晨.食品低溫干燥新技術(shù) [J].現(xiàn)代工業(yè)，2008（20）：62-63.

[8]段振華，馮愛(ài)國(guó)，向東，等.羅非魚片的熱風(fēng)干燥模型及能耗研究 [J].食品科學(xué)，2007，28（7）：201-205.

[9]Jia L W，Islam M R，Mujumdar A S.A simulation study on convection and microwave drying of different food products[J].Drying Technol，2003，21（8）：1 549-1 574.

[10]盧可可，郭曉暉，李富華，等.不同熱風(fēng)干燥方式對(duì)香菇多酚組成及其抗氧化活性的影響 [J].現(xiàn)代食品科技，2015，31（9）：185-190.

[11]薛榮.食用菌熱風(fēng)干燥理論及加工淺析 [J].科學(xué)之友（B版），2006（4）：70-71.

[12]芮漢明，賀豐霞，郭凱.香菇干燥過(guò)程中揮發(fā)性成分的研究 [J].食品科學(xué)，2009，30（8）：255-259.

[13]郭凱，茵漢明，周禮娟.香菇熱風(fēng)干燥過(guò)程中香氣形成機(jī)理初探 [J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2007，33（10）：62-65.

[14]鐘麗霞.胡蘿卜微波真空干燥工藝參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究 [D].大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2011.

[15]Zhang M，Tang J，Mujumdar A S，et al.Trends in microwaverelated drying of fruits and vegetables[J].Trends in Food Science and Technology，2006，17（10）：524－534.

[16]應(yīng)四新.微波加熱與微波干燥 [M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1976：33-34.

[17]張國(guó)琛，毛志懷，潘瀾瀾，等.微波真空干燥技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用與展望 [J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，19（4）：293-296.

[18]Wang S，Tang J，Johnson J A，et al.Dielectric properties of fruits and insect pests as related to radio frequency and microwave treatments[J].Biosyst Eng，2003，85：201-212.

[19]黃姬俊.香菇微波真空干燥技術(shù)的研究 [D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2010.

[20]黃姬俊，鄭寶東.香菇微波真空干燥特性及其動(dòng)力學(xué)[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，39（3）：319-324.

[21]糜正喻，褚治德.紅外輻射加熱干燥原理與應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996：1，115.

[22]曹新志，明紅梅，陳永京.微波和紅外干燥對(duì)胡蘿卜品質(zhì)的影響 [J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，22（1）：59-61.

[23]王洪彩，張慜，王兆進(jìn).香菇中短波紅外干燥的試驗(yàn)[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，32（7）：698-705.

[24]郭玲玲，周林燕，畢金峰，等.香菇中短波紅外干燥工藝優(yōu)化 [J].食品科學(xué)，2016，37（6）：44-51.

[25]王洪彩.香菇中短波紅外干燥及其聯(lián)合干燥研究 [D].無(wú)錫：江南大學(xué)，2014.

[26]趙慶亮.微波真空冷凍干燥蘋果片及對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究 [D].北京：中國(guó)農(nóng)林科學(xué)院，2009.

[27]王白踏，崔春紅.真空冷凍干燥技術(shù)在果蔬加工中的應(yīng)用 [J].果蔬加工，2009（3）：52-53.

[28]Lorentzen J.Freeze drying of foodstuffs，quality and economics in freeze drying[J].Chemistry and Industry，1979，14：465-468.

[29]宮元娟，王博，林靜，等.香菇冷凍干燥工藝參數(shù)的試驗(yàn)研究 [J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20（1）：226-229.

[30]張力偉.香菇真空冷凍干燥工藝研究 [D].大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2010.

[31]金蘇敏，李慶生.熱泵干燥箱的干燥過(guò)程 [J].南京化工大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，18（A01）：102-105．[32]王喜平，張璧光，趙忠信．高溫?zé)岜贸凉窀稍锛夹g(shù)的初步研究 [J]．木材工業(yè)，1994，8（4）：11-13．

[33]鄭春明.熱泵在農(nóng)副產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用 [J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化（學(xué)報(bào)），1997（S1）：309-313.

[34]Wonguwan W，Kumar S，Neveu P，et al.2A review of chemical heat pump technology and applications[J].Applied Thermal Engineering，2001，21：489-519.

[35]聶林林，張國(guó)治，王安建，等.熱泵干燥對(duì)香菇品質(zhì)特性的影響 [J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，36（6）：59-63.

[36]聶林林.香菇熱泵除濕干燥技術(shù)的研究 [D].鄭州：河南工業(yè)大學(xué)，2015.◇

Effect of Different Drying Methods on the Quality of Mushroom

ZHAO Xubo1，SUN Zhenghong2，TIAN Yang2，CAO Li3

（1.College of Food Science and Engineering，Northwest A&F University，Xianyang，Shaanxi 712100，China；2.Baoji Food and Drug Control Center，Baoji，Shaanxi 721013，China；3.Baoji Bureau of Quality and Technical Supervision，Baoji，Shaanxi 721013，China）

Mushrooms are first cultivated in China，which history is more than eight hundred years.Mushroom is Asia's main production strains.China is the biggest mushroom production，Japan and South Korea is second and third.Mushroom contains high moisture，polysaccharide，vitamin and other nutrient elements，but exists problems on transport，storage and processing，so drying is one of the essential process before that.Mushroom as China's largest export mushroom，dried quality relate to our country's export benefit.Several kinds of drying methods and their advantages and disadvantages are introduced in this paper，indecats that heat pump drying is the most promising in dry mushrooms and other fruits and vegetables.

mushroom；drying method；quality analysis

TS219

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.031

1671-9646（2017）01a-0115-03

2016-10-20

趙旭博（1984— ），男，碩士，助理工程師，研究方向?yàn)槭称芳庸づc安全。