热泵干燥对香菇品质特性的影响

聂林林，张国治，王安建，魏书信，刘丽娜

（1.河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001；（2.河南省农业科学院 农副产品加工研究所，河南 郑州 450002）

0 前言

香菇（Lentinus edodes），又名香信、香蕈、香菌、冬菇、花菇，为侧耳科植物香蕈的子实体，香菇栽培最早开始于中国，距今已有超过800 年的历史，是亚洲地区尤其是东亚地区的主要食用菌贸易和生产菌种，中国是世界香菇生产第一大国，其次是日本，韩国居第三位[1].香菇营养丰富、味道鲜美，富含氨基酸、多糖和维生素等多种营养物质，是低脂肪高蛋白的营养保健品，素有“菇中皇后”之美称[2].香菇中含有的多糖具有抗氧化、抑制肿瘤和调节人体免疫力的作用[3].我国香菇的主要种植产区分布于河南驻马店和西峡、福建、浙江、湖南、安徽等地，尤其以驻马店泌阳县的花菇，西峡县的香菇较为出名.

香菇在干燥过程中会发生化学变化，不同的干燥条件对于其影响是不同的，因此也造成了产品营养品质的不同.受温度的影响热敏性的维生素C 会大量损失，且高温下多糖在干燥过程中也会发生美拉德反应，导致产品质量下降.笔者通过研究风温、风速和装载量对香菇粗脂肪、粗蛋白、总糖、维生素C 保留率的影响，为热泵干燥过程中尽可能保留香菇营养成分和改善产品品质提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 试验原料

试验所用原料为新鲜香菇，采购自郑州市农科路枣庄蔬菜市场.

1.2 试验设备

GHRH-20 型热泵干燥机（最高干燥温度65 ℃）：广东弘科农业机械研究开发有限公司；UV-1800型紫外可见分光光度计、TG328A（S）型分析天平：上海精密科学仪器有限公司；SOX50 型脂肪测定仪、K1100 型全自动凯氏定氮仪：济南海能仪器股份有限公司；H2050R 型高速冷冻离心机：湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；DHG-9240 型电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司.

1.3 试验方法

1.3.1 热泵干燥

挑选完好无损的鲜香菇（菇体直径范围为6.5～8.5 cm）均匀摊在网状托盘上，将托盘平放于热泵干燥设备室内的中心位置，分别调整试验装置的风温（40、50、60 ℃）、风速（1、2、3 m/s）和装载量（1 000、1 500、2 000 g），进行热泵干燥，直到干燥至香菇的安全储藏标准（水分≤13%）[4]以下.

1.3.2 水分含量测定

参照GB 5009.3—2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》.

1.3.3 粗脂肪含量测定

参照GB/T 15674—2009《食用菌中粗脂肪含量的测定》.

1.3.4 粗蛋白含量测定

参照GB/T 15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的测定》.

1.3.5 总糖含量测定

将干香菇磨成粉末状过20 目筛，采用蒸馏水浸提（料水比1∶20，在100 ℃下浸提3 h），过滤，取上清液加3 倍无水乙醇沉淀多糖，然后进行离心分离（转速4 000 r/min），所得沉淀用蒸馏水溶解.吸取溶解后的多糖溶液1 mL 定容于50 mL 容量瓶，再从中吸取1 mL 定容于25 mL 容量瓶中.取0.2 mL 试样溶液于10 mL 具塞试管中，用蒸馏水补至1.0 mL，依次加入1.0 mL 5%苯酚溶液，快速加入5.0 mL 浓硫酸，反应液静置10 min.使用涡旋振荡器使反应液混合，然后将试管放置于30 ℃水浴锅中反应20 min.取适量反应液在490 nm 下测定吸光度，参照葡萄糖标准曲线（图1）换算出多糖含量[5-7].

图1 葡萄糖标准曲线Fig.1 Standard curve of glucose

1.3.6 维生素C 含量测定

将干香菇磨成粉末状过20 目筛，称取样品5.0 g，加入5 mL 1%盐酸匀浆，然后转移至25 mL容量瓶中，稀释定容；13 000 g 离心10 min，取0.2 mL 上清液，加入盛有0.2 mL 10%盐酸的10 mL 容量瓶中，定容后，在243 nm 处测定吸光值.根据标准曲线（图2，用1%盐酸将维生素C 配成不同浓度：2、4、6、8、10 mg/mL，以蒸馏水为空白对照）计算维生素C 含量[8-9].

图2 维生素C 标准曲线Fig.2 Standard curve of vitamin C

1.3.7 数据分析

应用Microsoft Office Excel 2003 软件进行数据处理，运用OriginPro8.0 软件进行绘图.

2 结果与分析

2.1 热泵干燥对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响

2.1.1 风温对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响

取1 000 g 鲜香菇，在风速为2 m/s 的条件下，进行热泵干燥，比较不同温度（40、50、60 ℃）对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响，结果见图3.

图3 温度对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响Fig.3 Effect of temperature the on crude fat and crude protein contents of Lentinus edodes

由图3 可知，随着干燥室内温度的升高，干燥后香菇的粗脂肪、粗蛋白保留率呈下降趋势.不同温度水平，蛋白质含量存在显著性差异，而粗脂肪含量在40 ℃与50 ℃水平存在显著性差异，而在50 ℃与60 ℃水平差异不显著.在40 ℃、50 ℃、60℃条件下，干制香菇的粗脂肪保留率分别为1.49%、1.33%、1.26%.香菇粗脂肪含量随温度的升高呈下降趋势是因为伴随着干燥室温度升高，菇体的干燥温度也会升高，较高的温度会破坏脂肪的结构，从而导致粗脂肪含量的降低；而高温可使食品中的蛋白质与脂肪或者碳水化合物发生相互作用，或使蛋白质分子内、分子间发生作用，从而造成蛋白质的损失[10-11].

2.1.2 风速对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响

取1 000 g 鲜香菇，在温度为50 ℃的条件下，进行热泵干燥，比较不同风速（1 m/s、2 m/s、3 m/s）对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响，结果见图4.

图4 风速对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响Fig.4 Effect of air speed on the crude fat and crude protein contents of Lentinus edodes

由图4 可知，随着干燥室内风速的增加，干燥后香菇的粗脂肪、粗蛋白保留率升高，不同风速水平，其香菇粗蛋白、粗脂肪含量均具有显著性差异.在1 m/s 的条件下处理香菇，其粗脂肪、粗蛋白保留率最低为1.18%、20.45%；在3 m/s 条件下处理鲜香菇，其粗脂肪、粗蛋白保留率最高为1.51%、25.49%.香菇粗脂肪的保留率随风速的增加呈上升趋势是因为随着干燥室内风速的增加，降低了香菇的干燥温度，减少了脂肪和蛋白质的损失.

2.1.3 装载量对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响

在温度为50 ℃、风速为2 m/s 的条件下，进行热泵干燥，比较不同装载量（1 000、1 500、2 000 g）对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响，结果见图5.

图5 装载量对香菇粗脂肪、粗蛋白含量的影响Fig.5 Effect of loadage on the crude fat and crude protein contents of Lentinus edodes

由图5 可知，香菇粗脂肪、粗蛋白的保留率随装载量的增加而逐渐下降.装载量为1 000 g 和1 500 g 时，香菇粗脂肪含量具有显著性差异；装载量为1 000 g 和2 000 g 时，其香菇粗蛋白含量具有显著性差异.装载量各水平之间其蛋白质含量不存在显著性差异.装载量为1 000 g 时，其粗脂肪、粗蛋白保留率最高为1.53%、26.46%；装载量为2 000 g 时，其粗脂肪、粗蛋白保留率最低为1.33%、23.20%.当干燥室内的温度、风速、湿度都恒定不变时，随着装载量的增加，其干燥时间逐渐延长，导致蛋白质长时间受温度的影响而发生化学反应，因此装载量越大，蛋白质的损失率越大.

2.2 热泵干燥对香菇总糖、维生素C 含量的影响

2.2.1 温度对香菇总糖、维生素C 含量的影响

取1 000 g 鲜香菇，在风速2 m/s 的条件下，进行热泵干燥，比较不同温度（40、50、60 ℃）对香菇总糖、维生素C 含量的影响（图中维生素C 含量为每100 g 干香菇中所含有的维生素C 的质量，下同），结果见图6.

图6 温度对香菇总糖、维生素C 含量的影响Fig.6 Effect of temperature on the total sugar and vitamin C contents of Lentinus edodes

由图6 可知，香菇总糖、维生素C 含量随温度的升高呈下降趋势.由于干燥室温度升高，菇体的干燥温度也会升高，高温会破坏总糖，从而使总糖含量减少；而维生素C 是热敏性营养元素，其含量在热泵干燥过程中受温度的影响而降低.干燥温度越高，香菇总糖降解越多，部分降解成小分子低聚糖，而低聚糖吸收热能融化，尤其到干燥后期，随着香菇含水量的降低，温度越高，香菇内部温度更高，香菇总糖降解得更多，同时导致维生素C 的大量损失[58].所以随温度的升高，香菇总糖和维生素C 含量保留率呈下降趋势.

2.2.2 风速对香菇总糖、维生素C 含量的影响

取1 000 g 鲜香菇，在温度为50 ℃的条件下，进行热泵干燥，比较不同风速（1、2、3 m/s）对香菇总糖、维生素C 含量的影响，结果见图7.

图7 风速对香菇总糖、维生素C 含量的影响Fig.7 Effect of air speed on the total sugar and vitamin C contents of Lentinus edodes

由图7 可知，随着干燥室内风速的增加，干燥后香菇的总糖、维生素C 含量升高.风速为3 m/s条件下，香菇总糖含量最高为5.12%；香菇中维生素C 的保留率最高，为每100 g 干香菇中含有7.421 0 mg.在风速为1 m/s 条件下处理香菇，香菇总糖含量最低为4.62%；香菇维生素C 的保留率最低，为每100 g 干香菇中含有6.421 7 mg.香菇的总糖含量随风速的增加呈上升趋势是因为随着干燥室内风速的增加，香菇热泵干燥的时间减少，短时干燥保留了较多的总糖和维生素C.

2.2.3 装载量对香菇总糖、维生素C 含量的影响

在温度为50 ℃、风速为2 m/s 的条件下，进行热泵干燥，比较不同装载量（1 000 g、1 500 g、2 000 g）对香菇总糖、维生素C 含量的影响，结果见图8.

图8 装载量对香菇总糖、维生素C 含量的影响Fig.8 Effect of loadage on the total sugar and vitamin C contents of Lentinus edodes

由图8 可知，香菇总糖含量随着装载量的增大先升高后降低；而维生素C 的含量随装载量的增大而逐渐降低.当温度和风速恒定时，单位质量的香菇吸收的热能随着装载量的增大而减小，对应的干燥温度降低，从而使总糖损失变小.但装载量越大，其干燥时间相应延长，导致总糖长时间受干燥温度影响而降解，所以当装载量继续增大，总糖损失增多.1 000 g 鲜香菇干燥时间明显短于1 500 g 和2 000 g 香菇干燥所需的时间，在相同温度和风速的情况下，短时干燥保留了较多的维生素C.维生素C 是热敏性物质，长时间受热会不断发生氧化反应，从而含量就会逐渐降低.因此，维生素C 损失含量随着装载量的增大而增大、随着干燥时间的延长而增多.

3 结论

（1）在热泵干燥过程中，温度、风速和装载量对香菇粗脂肪、粗蛋白、总糖及维生素C 保留率影响显著.香菇粗脂肪和粗蛋白的保留率随风速的提升而增加，随温度和装载量的增加而降低；香菇总糖含量随干燥室内温度的升高而降低，随风速的增加而升高，随装载量的增加呈现先升高后降低的趋势；香菇中维生素C 的保留率随干燥室内温度升高和装载量的增加而降低，随风速的升高而增加.

（2）为使香菇的营养成分得到较大保留，香菇热泵干燥过程选取温度50 ℃，风速3 m/s，装载量1 500 g 为宜.

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