杜昕，羅麗媛，劉松青

（成都師范學(xué)院，四川成都 611130）

雞腿菇（Coprinus comatus）學(xué)名毛頭鬼傘，因其形狀像雞腿、味道像雞絲而得名[1]，具有優(yōu)良的食用價值及藥用價值，被FAO和WHO確定為集天然、營養(yǎng)、保健三種功能于一體的16種珍稀食用菌之一[2]。但雞腿菇子實體在運輸、儲藏過程中營養(yǎng)成分易被消耗，菇體產(chǎn)生褐變甚至腐爛，而干制雞腿菇含水量降為11.5%以下，能延長其保質(zhì)期[3]。真空冷凍干燥的雞腿菇外觀、質(zhì)地、風(fēng)味均優(yōu)于其他干燥方式[3-5]，但真空冷凍干燥價格昂貴、不易操作，相較之下熱風(fēng)干燥價格低廉、易操作，實用性好，市場應(yīng)用廣泛。但熱風(fēng)干燥具有熱效率低、干燥時間長、營養(yǎng)物質(zhì)損失量大的缺點[6-7]。因此，優(yōu)化熱風(fēng)干燥工藝，縮短干燥時間，對提高生產(chǎn)效率，保證雞腿菇干制品的營養(yǎng)價值、口感、風(fēng)味尤為重要[8-10]。

超聲波可產(chǎn)生空化作用加速流體運動，機(jī)械振動效應(yīng)可克服物體表面附著水分和結(jié)合水具有的結(jié)合力，加速水分蒸發(fā)[11]，增大物料組織間隙，縮短干燥時間，因此被廣泛用于輔助干燥研究。目前，國內(nèi)外已有將超聲波應(yīng)用于輔助洋蔥、胡蘿卜、蘋果、荔枝等果蔬干燥研究[12-18]。Deng Yun等[12]研究表明，蘋果經(jīng)超聲波預(yù)處理后毛細(xì)管增大，降低水分傳遞阻力。嚴(yán)小輝等[13]研究表明，經(jīng)超聲波預(yù)處理后能夠增大荔枝組織間隙，有效縮短半干型荔枝干的干燥時間。Fernandes等[14]通過對香蕉超聲預(yù)處理-熱風(fēng)干燥工藝的研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)超聲波預(yù)處理后的物料總干燥時間縮短30%。然而，超聲波輔助干燥雞腿菇的研究尚未見報道。

本文通過雞腿菇熱風(fēng)干燥與超聲波輔助干燥的單因素及響應(yīng)面優(yōu)化實驗，揭示雞腿菇干燥特性，得到最佳熱風(fēng)干燥工藝參數(shù)（切片厚度、熱風(fēng)溫度、裝載量）及超聲波輔助干燥最佳工藝（超聲波溫度、超聲波時間、超聲波次數(shù)），并對兩種工藝干燥效率及品質(zhì)進(jìn)行比較，為超聲波預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用于熱風(fēng)干燥提高雞腿菇品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮雞腿菇，購于溫江區(qū)農(nóng)貿(mào)市場，需挑選成熟度良好，子實體大小均勻，無破損、褐變的雞腿菇為實驗材料。

抗壞血酸、碳酸氫鈉、2,6-二氯靛酚、考馬斯亮藍(lán)G250、牛血清蛋白等化學(xué)試劑，均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9140型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海申光儀器儀表有限公司）、PS-D40A型潔康牌超聲清洗儀（潔康超聲波設(shè)備有限公司）、SC-02低速離心機(jī)（安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司）、恒溫水浴鍋（上海越眾儀器設(shè)備有限公司）、ECS005573可見分光光度計721（上海菁華科技儀器有限公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

雞腿菇→護(hù)色→超聲波輔助→熱風(fēng)干燥→成品→測定。

1.3.2 雞腿菇護(hù)色

用流動清水洗去表面污物瀝干，使用0.20 mmol/L檸檬酸溶液作護(hù)色溶液，將雞腿菇浸入護(hù)色液30 min，用流動清水沖洗干凈瀝干備用[4]。

1.3.3 雞腿菇熱風(fēng)干燥

實驗室通過熱風(fēng)干燥單因素及響應(yīng)面試驗得到雞腿菇最佳熱風(fēng)干燥工藝為：切片厚度4.6 mm、熱風(fēng)溫度56 ℃、裝載量7.6 g/dm2。

1.3.4 超聲波輔助干燥單因素試驗

將預(yù)處理后的雞腿菇進(jìn)行超聲波輔助處理并結(jié)合最佳熱風(fēng)干燥工藝干燥，以雞腿菇失重率為指標(biāo)分別考察超聲波溫度、超聲波時間、超聲波次數(shù)對雞腿菇脫水效果的影響。每組進(jìn)行3次平行試驗。

（1）不同超聲波溫度試驗：選擇超聲波次數(shù)3次，超聲波時間10 min，超聲波溫度25、30、35、40 ℃和45 ℃進(jìn)行預(yù)處理。

（2）不同超聲波時間試驗：選擇超聲波溫度40 ℃，超聲波次數(shù)3次，超聲波時間5、10、15、20 min和25 min進(jìn)行預(yù)處理。

（3）不同超聲波次數(shù)試驗：選擇超聲波溫度40 ℃，超聲波時間10 min，超聲波次數(shù)1、2、3、4次進(jìn)行預(yù)處理。

1.3.5 超聲波輔助干燥正交試驗

將超聲波輔助干燥單因素試驗所得超聲波溫度、超聲波時間、超聲波次數(shù)最佳范圍設(shè)計三因素三水平正交試驗，以失重率（%）作為響應(yīng)值，確定最優(yōu)超聲波輔助干燥工藝并對其進(jìn)行驗證。

1.3.6 指標(biāo)測定

1.3.6.1 褐變度測定

參照譚誼談等[15]方法，稱取雞腿菇2 g，研磨后加入20 mL預(yù)冷蒸餾水，在20 ℃條件下、以3 500 r/min離心10 min，取上清液。用蒸餾水作為空白對照，測定上清液在波長410 nm處的吸光度，以A410nm×10值表示雞腿菇褐變度。

1.3.6.2 維生素C含量測定

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.86-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測定》中2,6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量。

1.3.6.3 可溶性蛋白質(zhì)含量測定

稱取雞腿菇樣品4.00 g，加入20 mL水，在10 ℃下浸提20 min。再以4 ℃、6 000 r/min離心10 min，得上清液，過濾。而后按李艷杰等[16]文中方法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，測定并計算可溶性蛋白質(zhì)含量。

1.3.6.4 總糖含量測定

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15672-2009《食用菌中總糖含量的測定》。

1.3.6.5 還原糖含量測定

采用3,5-二硝基水楊酸（DNS）比色法[17]：稱取雞腿菇1 g，研磨成粉并加入25 mL蒸餾水，80 ℃恒溫水浴30 min，冷卻后經(jīng)多次過濾，取濾液蒸餾水定容到100 mL。取25 mL刻度試管，分別加入8.0 mL提取液及1.5 mL 3,5-二硝基水楊酸試劑，沸水浴中加熱5 min。冷卻后蒸餾水定容至25 mL，混勻，540 nm波長下，測定吸光值。標(biāo)注曲線的制定同方法1.3.6.4。

1.3.6.6 含水量計算

水通道蛋白-1與大鼠急性一氧化碳中毒性腦病的關(guān)系 … ………………… 李金蘭，劉群會，曹學(xué)兵，等 456

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.3-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》中的直接干燥法測定。

1.3.6.7 失重率計算

式中：X-失重率，g/100 g，M0-樣品初始質(zhì)量，g，Mt-t時刻樣品質(zhì)量，g。

1.3.7 統(tǒng)計分析

利用Design Expert、SPSS、Excel、Origin軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲輔助干燥單因素試驗結(jié)果

由圖1可知，隨著超聲波預(yù)處理溫度逐漸升高，雞腿菇失重率逐漸增大。但當(dāng)溫度升高到一定程度時，雞腿菇失重率變化幅度逐漸減小。可能是適當(dāng)?shù)臏囟葧黾映暡▽﹄u腿菇的機(jī)械作用，使內(nèi)部組織疏松，有利于排除水分，而高于40 ℃，雞腿菇內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，排除水分受阻，故失重率降低[18]。另外，超聲波處理溫度過高也會導(dǎo)致雞腿菇褐變嚴(yán)重。因此選擇超聲波溫度為40 ℃左右作為正交實驗試驗的水平范圍。

圖1 超聲波溫度對雞腿菇脫水效果的影響

2.1.2 超聲波時間對雞腿菇脫水效果的影響

由圖2可知，隨著超聲波預(yù)處理時間逐漸延長，雞腿菇失重率逐漸增大。但當(dāng)處理時間逐漸增大到一定程度時，雞腿菇失重率變化幅度較小逐漸趨于平衡狀態(tài)，這是因為機(jī)械作用對雞腿菇組織破壞加大，使水分排除不暢。即超聲波單次處理時間在15 min左右達(dá)到最佳失重效果，因此選擇超聲波處理時間為10 min左右作為正交試驗實驗的水平范圍。

圖2 超聲波時間對雞腿菇脫水效果的影響

2.1.3 超聲波次數(shù)對雞腿菇脫水效果的影響

由圖3可知，隨著超聲波處理次數(shù)的增加，雞腿菇失重率逐漸增大。當(dāng)超聲波處理次數(shù)達(dá)到3次時，雞腿菇失重率繼續(xù)增大，但前后相鄰參數(shù)失重率變化幅度逐漸減小，為減少工藝操作，選擇超聲波處理次數(shù)為3次左右作為正交實驗試驗的水平范圍。

圖3 超聲波次數(shù)對雞腿菇脫水效果的影響

2.2 超聲波輔助干燥正交試驗結(jié)果

按照表1設(shè)計三因素三水平的超聲波預(yù)處理正交試驗，以雞腿菇失重率（%）作為試驗的結(jié)果依據(jù)，結(jié)果見表2、表3。

表1 超聲波預(yù)處理正交實驗因素水平表

由表2、表3極差、方差分析的結(jié)果可知，超聲波時間對雞腿菇失重效果影響顯著（P＜0.05），影響雞腿菇失重率各因素主次順序為B＞A＞C，即超聲波時間＞超聲波溫度＞超聲波次數(shù)。超聲波預(yù)處理的最優(yōu)方案組合為A2B3C3，通過實驗驗證該方案，雞腿菇失重率可達(dá)到29.42%。得到最優(yōu)超聲波輔助熱風(fēng)干燥工藝：超聲波溫度40 ℃，超聲波時間15 min，超聲4次，熱風(fēng)溫度55.79 ℃。

表2 超聲波預(yù)處理正交實驗設(shè)計方案及結(jié)果

表3 超聲波預(yù)處理正交試驗方差分析結(jié)果

2.3 超聲波輔助對熱風(fēng)干燥時間的影響

分別測定最優(yōu)熱風(fēng)干燥工藝與最優(yōu)超聲波輔助干燥工藝下雞腿菇含水量降至8%的干燥時間，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，經(jīng)過超聲波預(yù)處理后，熱風(fēng)干燥時間較優(yōu)化前縮短。熱風(fēng)干燥工藝參數(shù)優(yōu)化后干燥所需時間為230 min；超聲波輔助后干燥所需時間為190min，較未輔助前干燥時間縮短17.39%?？赡苁怯捎诔暡A(yù)處理后雞腿菇組織間隙增大，加速水分流動，從而縮短干燥時間。

圖4 超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)干燥時間的影響

2.4 超聲波輔助干燥對雞腿菇品質(zhì)的影響

2.4.1 超聲波輔助干燥對雞腿菇維生素C含量的影響

由圖5可知，雞腿菇熱風(fēng)干燥后維生素C含量極顯著降低（P＜0.001），可能是熱風(fēng)干燥過程中雞腿菇持續(xù)與空氣接觸，導(dǎo)致維生素C氧化損失。經(jīng)超聲波輔助優(yōu)化后，維生素C損失量顯著降低（P＜0.05），可能是由于經(jīng)超聲波預(yù)處理后雞腿菇組織間隙增大，加速流體擴(kuò)散，縮短干燥時間，避免雞腿菇持續(xù)暴露于空氣中，發(fā)生氧化作用引起更多維生素C損失。

圖5 熱風(fēng)干燥對雞腿菇VC含量的影響

2.4.2 超聲波輔助干燥對雞腿菇可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

經(jīng)回歸分析，測定可溶性蛋白質(zhì)的回歸方程為y=0.610 3x+0.158 1，R2=0.993 2。由圖6可知，雞腿菇經(jīng)熱風(fēng)干燥后可溶性蛋白質(zhì)含量極顯著降低（P＜0.001），熱風(fēng)干燥使雞腿菇持續(xù)保持在55.79 ℃高溫條件下，部分可溶性蛋白質(zhì)發(fā)生變性凝結(jié)損失。經(jīng)超聲波輔助優(yōu)化后，可溶性蛋白質(zhì)損失量顯著降低（P＜0.05），可能是由于經(jīng)超聲波預(yù)處理后雞腿菇組織間隙增大，加速流體擴(kuò)散，縮短干燥時間，避免雞腿菇持續(xù)處于高溫條件下引起更多可溶性蛋白質(zhì)變性損失。

2.4.3 超聲波輔助干燥對雞腿菇總糖、還原糖的影響

經(jīng)回歸分析，測定總糖含量的回歸方程為y=0.007x+0.093 1，R2=0.993 6；測定還原糖的回歸方程為y=0.364 7x-0.008 5，R2=0.994 8。由圖7～8可知，雞腿菇干燥持續(xù)處于55.79 ℃高溫條件下，總糖、還原糖、多糖隨熱氣蒸發(fā)流失?？偺?、還原糖含量極顯著降低（P＜0.001），經(jīng)超聲波輔助優(yōu)化后，總糖、還原糖損失量變化差異不顯著（P＞0.05）?？赡苁怯捎诔暡óa(chǎn)生的空化效應(yīng)加速流體擴(kuò)散，縮短干燥時間，減少糖分流失；差異不顯著可能是由于影響糖含量主要因素是酶活性，熱風(fēng)干燥始終保持一定的溫度濕度，從而對降低糖類損失量影響不顯著。

圖6 熱風(fēng)干燥對雞腿菇可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

圖7 熱風(fēng)干燥對雞腿菇總糖含量的影響

圖8 熱風(fēng)干燥對雞腿菇還原糖含量的影響

3 結(jié)論

通過單因素試驗考察了超聲時間、超聲溫度以及超聲次數(shù)對熱風(fēng)干燥效果的影響，并通過正交試驗設(shè)計得到雞腿菇最優(yōu)超聲波輔助熱風(fēng)干燥工藝條件為超聲波溫度40 ℃，超聲波時間15 min，超聲4次。此條件下，干燥時間190 min，較普通熱風(fēng)干燥時間縮短17.39%。對比單一熱風(fēng)干燥以及超聲波輔助熱風(fēng)干燥后雞腿菇營養(yǎng)指標(biāo)，經(jīng)超聲波輔助熱風(fēng)干燥后維生素C、可溶性蛋白質(zhì)損失率分別減少19.64%、14.18%，差異顯著（P＜0.05）。其原因可能是超聲波產(chǎn)生的空化作用、機(jī)械振動等物理效應(yīng)，在傳播過程中加速流體擴(kuò)散，縮短干燥時間，減少營養(yǎng)物質(zhì)損失。超聲波預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用于熱風(fēng)干燥提高雞腿菇品質(zhì)有一定協(xié)助作用。