劉宗博，李大婧，李德海，張鐘元,*，劉春泉

（1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；3.國(guó)家農(nóng)業(yè)科技華東（江蘇）創(chuàng)新中心，農(nóng)產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210014）

3 種預(yù)處理方式對(duì)雙孢菇干制品品質(zhì)的影響

劉宗博1，李大婧2,3，李德海1，張鐘元2,3,*，劉春泉2,3

（1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；3.國(guó)家農(nóng)業(yè)科技華東（江蘇）創(chuàng)新中心，農(nóng)產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210014）

研究漂燙、超聲漂燙、常溫超聲3 種預(yù)處理方式在遠(yuǎn)紅外干燥條件下對(duì)雙孢菇干制品硬度、脆度、色澤、VC含量和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：常溫超聲預(yù)處理的雙孢菇干燥時(shí)間縮短，與未處理產(chǎn)品相比，其硬度值明顯下降、脆度值顯著提高。同時(shí)常溫超聲預(yù)處理顯著提高了雙孢菇干制品復(fù)水比、降低了收縮率。超聲漂燙和漂燙兩種預(yù)處理方式因存在高溫作用，使雙孢菇細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致雙孢菇干制品色澤變化明顯、復(fù)水比降低、收縮率提高且VC含量降低。因此采用常溫超聲作為預(yù)處理方式可以提高雙孢菇干制品的品質(zhì)。

超聲波；預(yù)處理；雙孢菇；品質(zhì)

雙孢菇是天然綠色食品的原料，具有營(yíng)養(yǎng)豐富、藥用價(jià)值高等特點(diǎn)[1]。但雙孢菇含水率高，容易腐敗變質(zhì)，鮮品貯藏時(shí)間有限。對(duì)雙孢菇進(jìn)行干燥處理有利于延長(zhǎng)其保存期，便于貯藏和運(yùn)輸。

干燥前適當(dāng)?shù)念A(yù)處理可以縮短物料干燥時(shí)間[2-4]、提高干制品品質(zhì)[5]。應(yīng)用在食品領(lǐng)域的超聲波技術(shù)根據(jù)能量強(qiáng)度不同，可以分為高強(qiáng)度超聲波技術(shù)和低強(qiáng)度超聲波技術(shù)兩大類(lèi)。高強(qiáng)度超聲波因能量高，能在介質(zhì)中產(chǎn)生強(qiáng)大壓力、剪切力和高溫，這些作用能改變介質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)，因此被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中[6]。有研究表明，在果蔬干燥中將超聲作為預(yù)處理方式可以減少干燥所需時(shí)間[7]。嚴(yán)小輝等[8]研究了半干型荔枝干在干燥前用超聲波預(yù)處理對(duì)其干燥時(shí)間的影響，結(jié)果顯示，經(jīng)超聲波預(yù)處理的荔枝干燥至果肉濕基含水率約為32%時(shí)的干燥時(shí)間為15.65 h，而未處理荔枝干燥所用時(shí)間為26.80 h；Sch?ssler等[9]研究了連續(xù)超聲和間歇超聲對(duì)蘋(píng)果干燥時(shí)間的影響，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用超聲處理可減少27%的干燥時(shí)間。任仙娥等[10]研究表明：與自然滲透脫水過(guò)程相比，超聲波強(qiáng)化可以提高菠蘿在滲透脫水過(guò)程中的傳質(zhì)速率，大大縮短脫水時(shí)間。Carlos等[11]研究結(jié)果表明：干燥黑莓的過(guò)程中，將超聲作為預(yù)處理方式，在縮短干燥時(shí)間的同時(shí)可以提高產(chǎn)品的品質(zhì)。但是研究超聲波預(yù)處理對(duì)干燥物料品質(zhì)影響的報(bào)道尚不多見(jiàn)。Lespinard等[12]研究認(rèn)為，在漂燙的同時(shí)進(jìn)行超聲處理可以降低燙漂后雙孢菇的硬度。但未見(jiàn)漂燙同時(shí)超聲處理對(duì)雙孢菇干制品影響的報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)旨在利用超聲預(yù)處理雙孢菇，比較漂燙、超聲漂燙、常溫超聲3 種預(yù)處理方式對(duì)雙孢菇干制品品質(zhì)的影響，為提高雙孢菇干制品品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雙孢菇：購(gòu)于南京市玄武區(qū)孝陵衛(wèi)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，要求新鮮、無(wú)損傷，大小均勻。

分析純抗壞血酸（vitamin C，VC）、1%鹽酸溶液、2%草酸溶液、2,6-二氯靛酚溶液 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

766B-3型遠(yuǎn)紅外輻射干燥箱 上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司；WSC-S型色差儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司；CT3質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)Brookfield公司；MP2002電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；KQ-300DE型數(shù)控超聲清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；TU-1810紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；TG16-WS臺(tái)式高速離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋 上海江星儀器有限公司；Quanta-200掃描電子顯微鏡 美國(guó)FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 雙孢菇干制品生產(chǎn)工藝

挑選新鮮、大小均勻雙孢菇，清洗并去除菇柄，縱向（沿著生長(zhǎng)方向）切成5 mm薄片，進(jìn)行不同預(yù)處理。預(yù)處理結(jié)束后，將雙孢菇片置于通風(fēng)干燥處瀝干表面水分，最后放入遠(yuǎn)紅外干燥箱內(nèi)，調(diào)節(jié)紅外干燥功率為1 200 W，在70 ℃條件下干燥至雙孢菇干基含水率為2%結(jié)束。

1.3.2 預(yù)處理方法

漂燙處理：將裝有樣品的燒杯放入恒溫水浴鍋中，80 ℃條件下漂燙3 min。

超聲漂燙處理：將裝有樣品的燒杯放入超聲清洗器中，80 ℃條件下超聲（頻率40 kHz）處理3 min。

常溫超聲處理：將裝有樣品的燒杯放入超聲清洗器中，常溫條件下超聲（頻率40 kHz）處理，處理時(shí)間分別為3、10 min。

1.3.3 指標(biāo)分析測(cè)定

水分含量：采用GB 5009.3-2010《食品中水分的測(cè)定》。按式（1）計(jì)算干燥過(guò)程中樣品的干基含水率。

式中：mt為物料t時(shí)刻對(duì)應(yīng)的質(zhì)量/g；ms為絕干物料質(zhì)量/g。

硬度、脆度：采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定雙孢菇干制品的硬度和脆度，探頭型號(hào)：TA3/100；測(cè)試速率：0.5 mm/s。以坐標(biāo)圖中出現(xiàn)的最大壓力峰值表示硬度，即樣品斷裂所需的最大力。以出現(xiàn)在下壓探頭第一次沖向樣品過(guò)程中坐標(biāo)圖上的第一個(gè)明顯壓力峰值表示脆度。每種樣品重復(fù)測(cè)定5 次，取平均值。

復(fù)水比：將干燥后的雙孢菇片放入蒸餾水中浸泡30 min后，取出放在無(wú)風(fēng)處瀝水20 min，再用濾紙去除表面水分，最后稱(chēng)質(zhì)量[13]。按式（2）計(jì)算雙孢菇干制品的復(fù)水比。

式中：m1為復(fù)水后雙孢菇的質(zhì)量/g；m0為復(fù)水前雙孢菇的質(zhì)量/g。

收縮率：采用體積排除法[14]。按式（3）計(jì)算雙孢菇干制品的收縮率。

式中：Vk為干燥后雙孢菇的體積/cm3；V0為干燥前雙孢菇的體積/cm3。

色澤：采用色差計(jì)測(cè)定。L*（亮度）值在0到100之間變化，0表示黑色，100表示白色；a*（紅色度）值表示紅綠之間的色澤，“+”表示偏紅，“－”表示偏綠，值越大表示偏向越嚴(yán)重；b*（黃色度）值表示黃藍(lán)之間的色澤，“+”表示偏黃，“－”表示偏藍(lán)。

VC含量：以2,6-二氯酚靛酚法測(cè)定[15]。將雙孢菇樣品切碎并打漿，稱(chēng)10 g后加入5.0 mL 1%鹽酸溶液，用勻漿機(jī)勻漿后轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，定容至刻度，提取澄清透明溶液作為待測(cè)液。稱(chēng)取VC 0.1 g，用2%草酸溶解稀釋至質(zhì)量濃度為10 mg/100 mL。吸10 mL待測(cè)液于100 mL容量瓶中，用2%草酸定容。在容量瓶中吸10 mL樣液于三角瓶中，用2,6-二氯靛酚溶液滴定至淡紅色（30 s不褪色）為終點(diǎn)，記錄所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積。按照式（4）計(jì)算雙孢菇干制品的VC含量。

式中：ρ為在用標(biāo)準(zhǔn)VC溶液標(biāo)定2,6-二氯靛酚時(shí)，每毫升2,6-二氯靛酚所消耗VC的量/（mg/mL）；V為滴定時(shí)樣液消耗2,6-二氯靛酚的體積/mL；V0為滴定時(shí)空白消耗2,6-二氯靛酚的體積/mL；m為滴定時(shí)所取濾液中含有樣品的質(zhì)量/g。

微觀結(jié)構(gòu)：采用掃描電子顯微鏡[16]觀察雙孢菇干制品的微觀結(jié)構(gòu)。將干燥后的樣品固定在掃描電鏡專(zhuān)用樣品套件上，在真空條件下對(duì)樣品表面進(jìn)行鍍金處理，最后將其放入掃描電鏡中檢測(cè)，在放大400 倍條件下觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，由Tukey法分析均值差異的顯著性，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)處理方式對(duì)雙孢菇干燥特性的影響

圖1 不同預(yù)處理方式下雙孢菇的干燥曲線Fig.1 Drying curves of dried Agaricus bisporus products by different pretreatment methods

由圖1可知，與未處理樣品相比，4 種預(yù)處理方式均可以縮短雙孢菇的干燥時(shí)間。其中，經(jīng)漂燙和超聲漂燙處理的樣品在100 min內(nèi)干基含水率明顯低于其他處理方式樣品的干基含水率，干燥所需時(shí)間最短。這可能是由于在80 ℃條件下進(jìn)行漂燙和超聲漂燙可導(dǎo)致雙孢菇組織軟化、細(xì)胞原生質(zhì)失水并與細(xì)胞壁分離，從而增加了細(xì)胞膜的通透性[17]，這種內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的變化有利于雙孢菇干燥過(guò)程中水分的遷移，干燥時(shí)間也因此縮短。超聲處理與未處理相比，可以縮短干燥時(shí)間，F(xiàn)ernandes等[18]研究結(jié)果表明：應(yīng)用超聲作為預(yù)處理方式可以節(jié)省11%的干燥時(shí)間。這可能是因?yàn)槌暡ǜ淖兞穗p孢菇內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，使其形成微小的通道，有助于水分的轉(zhuǎn)移。在干燥同一時(shí)間，常溫超聲處理10 min樣品的干基含水率低于超聲處理3 min樣品的干基含水率，說(shuō)明超聲時(shí)間越長(zhǎng)，雙孢菇在干燥過(guò)程中同一時(shí)間內(nèi)干基含水率越低。

2.2 預(yù)處理方式對(duì)雙孢菇干制品品質(zhì)的影響

2.2.1 預(yù)處理方式對(duì)雙孢菇干制品硬度和脆度的影響

圖2 不同預(yù)處理方式下雙孢菇干制品硬度和脆度的比較Fig.2 Effects of different pretreatment methods on the hardness and crispness of dried Agaricus bisporus products

由圖2可知，常溫超聲3 min和常溫超聲10 min的樣品與未處理樣品相比，硬度明顯降低。同在80 ℃漂燙條件下，經(jīng)超聲處理的樣品硬度也顯著低于未經(jīng)超聲處理（漂燙）的樣品，說(shuō)明利用超聲處理可以降低雙孢菇干制品的硬度。脆度是樣品的脆度點(diǎn)出現(xiàn)在下壓探頭第一次沖向樣品過(guò)程中坐標(biāo)圖上的第一個(gè)明顯壓力峰值處，峰值越小表示越脆[19]。圖中常溫超聲3 min、常溫超聲10 min的樣品脆度顯著高于未處理樣品脆度，說(shuō)明超聲預(yù)處理可以有效地提高雙孢菇干制品的脆度。超聲波可以使物料反復(fù)壓縮和拉伸，不斷收縮和膨脹，形成海綿狀結(jié)構(gòu)[20]。這種海綿狀結(jié)構(gòu)可能是導(dǎo)致產(chǎn)品脆度增加的原因。

2.2.2 預(yù)處理方式對(duì)雙孢菇干制品復(fù)水比和收縮率的影響

圖3 不同預(yù)處理方式下雙孢菇干制品復(fù)水比和收縮率的比較Fig.3 Effects of different pretreatment methods on the rehydration and shrinkage rates of dried Agaricus bisporus products

由圖3可知，常溫超聲處理3 min和常溫超聲處理10 min樣品的復(fù)水比顯著高于其他處理方式樣品的復(fù)水比，同時(shí)收縮率也最低，說(shuō)明超聲處理可提高雙孢菇干制品的復(fù)水能力和品質(zhì)。復(fù)水能力和樣品內(nèi)部細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞程度有很大關(guān)系[21]，超聲處理改變了雙孢菇的組織結(jié)構(gòu)，使其復(fù)水能力明顯增強(qiáng)。漂燙處理的樣品復(fù)水比最低，且具有較高的收縮率，這將對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。

2.2.3 預(yù)處理方式對(duì)雙孢菇干制品色澤的影響

表1 不同預(yù)處理方式下雙孢菇干制品色澤的比較Table 1 Effects of different pretreatment methods on the color of dried Agaricus bisporus products

由表1可知，干燥結(jié)束后，經(jīng)常溫超聲10 min處理的雙孢菇干制品與未處理樣品相比，L*值差異不顯著且ΔE值最小（1.00±0.27），說(shuō)明該處理方式基本保持了雙孢菇原有的色澤，其原因可能是超聲場(chǎng)致效應(yīng)產(chǎn)生剪切力和沖擊波，造成雙孢菇多酚氧化酶分子結(jié)構(gòu)的變化，分子結(jié)構(gòu)被破壞甚至被剪切成小碎片使酶活力下降[22]。經(jīng)漂燙處理后的雙孢菇干制品與未處理樣品相比，L*值差異明顯，ΔE值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他處理方式處理的樣品，說(shuō)明在干燥過(guò)程中使用漂燙作為預(yù)處理方式將使雙孢菇色澤發(fā)生變化，對(duì)干制品外觀造成影響。這可能是由于80 ℃漂燙處理使雙孢菇組織軟化，隨著細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)的破壞，細(xì)胞的內(nèi)容物外流，物料色澤的保持能力也隨之下降[23]。

2.2.4 預(yù)處理方式對(duì)雙孢菇干制品VC含量的影響

圖4 不同預(yù)處理方式下雙孢菇干制品VC含量的比較Fig.4 Effects of different pretreatment methods on the VC content of dried Agaricus bisporus products

雙孢菇中VC含量豐富且在加工過(guò)程中變化較大[24]。由圖4可知，常溫超聲處理3、10 min的樣品中VC含量均顯著高于漂燙、超聲漂燙兩種方式處理的樣品中VC含量，說(shuō)明超聲處理可以有效地保留VC，而漂燙處理對(duì)樣品VC含量影響較大。這是因?yàn)樵?0 ℃條件下雙孢菇中VC氧化嚴(yán)重，致使其保留率降低[25]。而超聲處理過(guò)程中溫度較低，使VC得以較好地保留。

2.3 預(yù)處理方式對(duì)雙孢菇干制品微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖5 不同預(yù)處理方式下雙孢菇干制品的微觀結(jié)構(gòu)Fig.5 Effects of different pretreatment methods on the microstructure of dried Agaricus bisporus products

由圖5可知，經(jīng)漂燙處理后的雙孢菇干制品組織致密；而常溫超聲10 min處理后的樣品內(nèi)部空隙明顯擴(kuò)大。與漂燙處理相比，由于超聲漂燙處理在漂燙過(guò)程中應(yīng)用超聲波，因此后者處理的樣品內(nèi)部空隙有所增大。

通過(guò)對(duì)比不同預(yù)處理方式下雙孢菇干制品的微觀結(jié)構(gòu)可以看出：漂燙和超聲漂燙處理使樣品細(xì)胞遭到破壞，形成致密的組織結(jié)構(gòu)，使其硬度增加、收縮率增大，這可能是導(dǎo)致雙孢菇復(fù)水效果差的原因。而經(jīng)常溫超聲10 min處理的雙孢菇干制品與未處理樣品相比，內(nèi)部組織擴(kuò)張且呈多孔狀。其原因可能是因?yàn)槭褂?0 kHz頻率的振動(dòng)聲波可以在水中生成數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的極為細(xì)小的氣泡，這些小氣泡在快速的壓縮與擴(kuò)張中[26]，不停產(chǎn)生氣泡內(nèi)爆作用，在氣泡破裂的瞬間對(duì)周?chē)鷷?huì)造成巨大的沖擊，形成微小通道，而水分也將由通道從物料內(nèi)部向外轉(zhuǎn)移，有利于節(jié)省后期干燥所需時(shí)間[27]。此外，多孔狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在降低硬度、提高脆度的同時(shí)可以更好地保留水分，使其具有較高的復(fù)水能力，提高了雙孢菇干制品的品質(zhì)。

3 結(jié) 論

基于雙孢菇的干燥特性，分析不同預(yù)處理方式對(duì)遠(yuǎn)紅外干燥雙孢菇干制品質(zhì)構(gòu)、色澤、復(fù)水比、收縮率、VC含量及微觀結(jié)構(gòu)等品質(zhì)的影響，從而篩選出較優(yōu)的預(yù)處理方式。研究結(jié)果表明，經(jīng)漂燙和超聲漂燙處理的雙孢菇硬度、收縮率較高，脆度、復(fù)水比較低，并且色澤變化明顯、VC含量較低；經(jīng)常溫超聲預(yù)處理的雙孢菇干燥所需時(shí)間縮短，硬度和收縮率降低，脆度和復(fù)水比升高，色澤保持良好且VC含量較高。因此在常溫條件下進(jìn)行超聲預(yù)處理可提高遠(yuǎn)紅外干燥雙孢菇干制品的品質(zhì)。本研究可為實(shí)際生產(chǎn)中提高雙孢菇干制品質(zhì)量、降低生產(chǎn)能耗、提高經(jīng)濟(jì)效益提供理論依據(jù)，為其他菇類(lèi)工業(yè)化生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

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Effects of Different Pretreatments on the Quality of Dried Agaricus bisporus Products

LIU Zongbo1, LI Dajing2,3, LI Dehai1, ZHANG Zhongyuan2,3,*, LIU Chunquan2,3
(1. College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China; 2. Institute of Farm Product Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 3. Engineering Research Centre for Agricultural Products Processing, National Agricultural Science and Technology Innovation Centre in East China (Jiangsu), Nanjing 210014, China)

The effects of pretreatments, namely, blanching, ultrasonic-assisted blanching and ultrasound on hardness, crispness, color, VC content and microstructure of dried Agaricus bisporus products during far infrared drying were investigated. Results showed that ultrasound pretreatment could induce reduction of the drying time. Compared with unpretreated dried Agaricus bisporus products, ultrasonic pretreated samples showed an obvious decrease in hardness, and a significant increase in crispness. Ultrasound pretreatment significantly improved the rehydration rate and reduced the shrinkage rate of dried products. In addition, ultrasonic-assisted blanching and blanching pretreatments induced the loss of color, rehydration rate and VC content, and an increase inshrinkage rate. These changes may be due to the destructive effect of high temperature on the cellular structure of Agaricus bisporus. Thus, the application of ultrasound as a pretreatment method can improve the quality of dried Agaricus bisporus products.

ultrasound; pretreatment; Agaricus bisporus; quality

TS255.3

A

1002-6630（2015）19-0072-05

10.7506/spkx1002-6630-201519013

2015-01-26

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（201303080）

劉宗博（1990-），男，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称芳庸づc貯藏。E-mail：laiyangdasuo@163.com

*通信作者：張鐘元（1983-），女，助理研究員，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與綜合利用。E-mail：zzyszy2012@163.com