3 种预处理方式对双孢菇干制品品质的影响

刘宗博，李大婧，李德海，张钟元,*，刘春泉

（1.东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏 南京 210014；3.国家农业科技华东（江苏）创新中心，农产品加工工程技术研究中心，江苏 南京 210014）

3 种预处理方式对双孢菇干制品品质的影响

刘宗博1，李大婧2,3，李德海1，张钟元2,3,*，刘春泉2,3

（1.东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏 南京 210014；3.国家农业科技华东（江苏）创新中心，农产品加工工程技术研究中心，江苏 南京 210014）

研究漂烫、超声漂烫、常温超声3 种预处理方式在远红外干燥条件下对双孢菇干制品硬度、脆度、色泽、VC含量和微观结构的影响。结果表明：常温超声预处理的双孢菇干燥时间缩短，与未处理产品相比，其硬度值明显下降、脆度值显著提高。同时常温超声预处理显著提高了双孢菇干制品复水比、降低了收缩率。超声漂烫和漂烫两种预处理方式因存在高温作用，使双孢菇细胞结构遭到严重破坏，导致双孢菇干制品色泽变化明显、复水比降低、收缩率提高且VC含量降低。因此采用常温超声作为预处理方式可以提高双孢菇干制品的品质。

超声波；预处理；双孢菇；品质

双孢菇是天然绿色食品的原料，具有营养丰富、药用价值高等特点[1]。但双孢菇含水率高，容易腐败变质，鲜品贮藏时间有限。对双孢菇进行干燥处理有利于延长其保存期，便于贮藏和运输。

干燥前适当的预处理可以缩短物料干燥时间[2-4]、提高干制品品质[5]。应用在食品领域的超声波技术根据能量强度不同，可以分为高强度超声波技术和低强度超声波技术两大类。高强度超声波因能量高，能在介质中产生强大压力、剪切力和高温，这些作用能改变介质的物理结构，因此被广泛应用于食品工业中[6]。有研究表明，在果蔬干燥中将超声作为预处理方式可以减少干燥所需时间[7]。严小辉等[8]研究了半干型荔枝干在干燥前用超声波预处理对其干燥时间的影响，结果显示，经超声波预处理的荔枝干燥至果肉湿基含水率约为32%时的干燥时间为15.65 h，而未处理荔枝干燥所用时间为26.80 h；Schössler等[9]研究了连续超声和间歇超声对苹果干燥时间的影响，发现应用超声处理可减少27%的干燥时间。任仙娥等[10]研究表明：与自然渗透脱水过程相比，超声波强化可以提高菠萝在渗透脱水过程中的传质速率，大大缩短脱水时间。Carlos等[11]研究结果表明：干燥黑莓的过程中，将超声作为预处理方式，在缩短干燥时间的同时可以提高产品的品质。但是研究超声波预处理对干燥物料品质影响的报道尚不多见。Lespinard等[12]研究认为，在漂烫的同时进行超声处理可以降低烫漂后双孢菇的硬度。但未见漂烫同时超声处理对双孢菇干制品影响的报道。本实验旨在利用超声预处理双孢菇，比较漂烫、超声漂烫、常温超声3 种预处理方式对双孢菇干制品品质的影响，为提高双孢菇干制品品质提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

双孢菇：购于南京市玄武区孝陵卫农贸市场，要求新鲜、无损伤，大小均匀。

分析纯抗坏血酸（vitamin C，VC）、1%盐酸溶液、2%草酸溶液、2,6-二氯靛酚溶液 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

766B-3型远红外辐射干燥箱 上海浦东荣丰科学仪器有限公司；WSC-S型色差仪 上海精密科学仪器有限公司；CT3质构仪 美国Brookfield公司；MP2002电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；KQ-300DE型数控超声清洗器 昆山市超声仪器有限公司；TU-1810紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；TG16-WS台式高速离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司；HH-8数显恒温水浴锅 上海江星仪器有限公司；Quanta-200扫描电子显微镜 美国FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 双孢菇干制品生产工艺

挑选新鲜、大小均匀双孢菇，清洗并去除菇柄，纵向（沿着生长方向）切成5 mm薄片，进行不同预处理。预处理结束后，将双孢菇片置于通风干燥处沥干表面水分，最后放入远红外干燥箱内，调节红外干燥功率为1 200 W，在70 ℃条件下干燥至双孢菇干基含水率为2%结束。

1.3.2 预处理方法

漂烫处理：将装有样品的烧杯放入恒温水浴锅中，80 ℃条件下漂烫3 min。

超声漂烫处理：将装有样品的烧杯放入超声清洗器中，80 ℃条件下超声（频率40 kHz）处理3 min。

常温超声处理：将装有样品的烧杯放入超声清洗器中，常温条件下超声（频率40 kHz）处理，处理时间分别为3、10 min。

1.3.3 指标分析测定

水分含量：采用GB 5009.3-2010《食品中水分的测定》。按式（1）计算干燥过程中样品的干基含水率。

式中：mt为物料t时刻对应的质量/g；ms为绝干物料质量/g。

硬度、脆度：采用质构仪测定双孢菇干制品的硬度和脆度，探头型号：TA3/100；测试速率：0.5 mm/s。以坐标图中出现的最大压力峰值表示硬度，即样品断裂所需的最大力。以出现在下压探头第一次冲向样品过程中坐标图上的第一个明显压力峰值表示脆度。每种样品重复测定5 次，取平均值。

复水比：将干燥后的双孢菇片放入蒸馏水中浸泡30 min后，取出放在无风处沥水20 min，再用滤纸去除表面水分，最后称质量[13]。按式（2）计算双孢菇干制品的复水比。

式中：m1为复水后双孢菇的质量/g；m0为复水前双孢菇的质量/g。

收缩率：采用体积排除法[14]。按式（3）计算双孢菇干制品的收缩率。

式中：Vk为干燥后双孢菇的体积/cm3；V0为干燥前双孢菇的体积/cm3。

色泽：采用色差计测定。L*（亮度）值在0到100之间变化，0表示黑色，100表示白色；a*（红色度）值表示红绿之间的色泽，“+”表示偏红，“－”表示偏绿，值越大表示偏向越严重；b*（黄色度）值表示黄蓝之间的色泽，“+”表示偏黄，“－”表示偏蓝。

VC含量：以2,6-二氯酚靛酚法测定[15]。将双孢菇样品切碎并打浆，称10 g后加入5.0 mL 1%盐酸溶液，用匀浆机匀浆后转移到100 mL容量瓶中，定容至刻度，提取澄清透明溶液作为待测液。称取VC 0.1 g，用2%草酸溶解稀释至质量浓度为10 mg/100 mL。吸10 mL待测液于100 mL容量瓶中，用2%草酸定容。在容量瓶中吸10 mL样液于三角瓶中，用2,6-二氯靛酚溶液滴定至淡红色（30 s不褪色）为终点，记录所消耗2,6-二氯靛酚溶液的体积。按照式（4）计算双孢菇干制品的VC含量。

式中：ρ为在用标准VC溶液标定2,6-二氯靛酚时，每毫升2,6-二氯靛酚所消耗VC的量/（mg/mL）；V为滴定时样液消耗2,6-二氯靛酚的体积/mL；V0为滴定时空白消耗2,6-二氯靛酚的体积/mL；m为滴定时所取滤液中含有样品的质量/g。

微观结构：采用扫描电子显微镜[16]观察双孢菇干制品的微观结构。将干燥后的样品固定在扫描电镜专用样品套件上，在真空条件下对样品表面进行镀金处理，最后将其放入扫描电镜中检测，在放大400 倍条件下观察样品的微观结构。

1.4 数据统计分析

采用SAS统计软件进行方差分析，由Tukey法分析均值差异的显著性，P＜0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 预处理方式对双孢菇干燥特性的影响

图1 不同预处理方式下双孢菇的干燥曲线Fig.1 Drying curves of dried Agaricus bisporus products by different pretreatment methods

由图1可知，与未处理样品相比，4 种预处理方式均可以缩短双孢菇的干燥时间。其中，经漂烫和超声漂烫处理的样品在100 min内干基含水率明显低于其他处理方式样品的干基含水率，干燥所需时间最短。这可能是由于在80 ℃条件下进行漂烫和超声漂烫可导致双孢菇组织软化、细胞原生质失水并与细胞壁分离，从而增加了细胞膜的通透性[17]，这种内部组织结构的变化有利于双孢菇干燥过程中水分的迁移，干燥时间也因此缩短。超声处理与未处理相比，可以缩短干燥时间，Fernandes等[18]研究结果表明：应用超声作为预处理方式可以节省11%的干燥时间。这可能是因为超声波改变了双孢菇内部组织结构，使其形成微小的通道，有助于水分的转移。在干燥同一时间，常温超声处理10 min样品的干基含水率低于超声处理3 min样品的干基含水率，说明超声时间越长，双孢菇在干燥过程中同一时间内干基含水率越低。

2.2 预处理方式对双孢菇干制品品质的影响

2.2.1 预处理方式对双孢菇干制品硬度和脆度的影响

图2 不同预处理方式下双孢菇干制品硬度和脆度的比较Fig.2 Effects of different pretreatment methods on the hardness and crispness of dried Agaricus bisporus products

由图2可知，常温超声3 min和常温超声10 min的样品与未处理样品相比，硬度明显降低。同在80 ℃漂烫条件下，经超声处理的样品硬度也显著低于未经超声处理（漂烫）的样品，说明利用超声处理可以降低双孢菇干制品的硬度。脆度是样品的脆度点出现在下压探头第一次冲向样品过程中坐标图上的第一个明显压力峰值处，峰值越小表示越脆[19]。图中常温超声3 min、常温超声10 min的样品脆度显著高于未处理样品脆度，说明超声预处理可以有效地提高双孢菇干制品的脆度。超声波可以使物料反复压缩和拉伸，不断收缩和膨胀，形成海绵状结构[20]。这种海绵状结构可能是导致产品脆度增加的原因。

2.2.2 预处理方式对双孢菇干制品复水比和收缩率的影响

图3 不同预处理方式下双孢菇干制品复水比和收缩率的比较Fig.3 Effects of different pretreatment methods on the rehydration and shrinkage rates of dried Agaricus bisporus products

由图3可知，常温超声处理3 min和常温超声处理10 min样品的复水比显著高于其他处理方式样品的复水比，同时收缩率也最低，说明超声处理可提高双孢菇干制品的复水能力和品质。复水能力和样品内部细胞结构的破坏程度有很大关系[21]，超声处理改变了双孢菇的组织结构，使其复水能力明显增强。漂烫处理的样品复水比最低，且具有较高的收缩率，这将对产品品质产生不利影响。

2.2.3 预处理方式对双孢菇干制品色泽的影响

表1 不同预处理方式下双孢菇干制品色泽的比较Table 1 Effects of different pretreatment methods on the color of dried Agaricus bisporus products

由表1可知，干燥结束后，经常温超声10 min处理的双孢菇干制品与未处理样品相比，L*值差异不显著且ΔE值最小（1.00±0.27），说明该处理方式基本保持了双孢菇原有的色泽，其原因可能是超声场致效应产生剪切力和冲击波，造成双孢菇多酚氧化酶分子结构的变化，分子结构被破坏甚至被剪切成小碎片使酶活力下降[22]。经漂烫处理后的双孢菇干制品与未处理样品相比，L*值差异明显，ΔE值远远高于其他处理方式处理的样品，说明在干燥过程中使用漂烫作为预处理方式将使双孢菇色泽发生变化，对干制品外观造成影响。这可能是由于80 ℃漂烫处理使双孢菇组织软化，随着细胞表面结构的破坏，细胞的内容物外流，物料色泽的保持能力也随之下降[23]。

2.2.4 预处理方式对双孢菇干制品VC含量的影响

图4 不同预处理方式下双孢菇干制品VC含量的比较Fig.4 Effects of different pretreatment methods on the VC content of dried Agaricus bisporus products

双孢菇中VC含量丰富且在加工过程中变化较大[24]。由图4可知，常温超声处理3、10 min的样品中VC含量均显著高于漂烫、超声漂烫两种方式处理的样品中VC含量，说明超声处理可以有效地保留VC，而漂烫处理对样品VC含量影响较大。这是因为在80 ℃条件下双孢菇中VC氧化严重，致使其保留率降低[25]。而超声处理过程中温度较低，使VC得以较好地保留。

2.3 预处理方式对双孢菇干制品微观结构的影响

图5 不同预处理方式下双孢菇干制品的微观结构Fig.5 Effects of different pretreatment methods on the microstructure of dried Agaricus bisporus products

由图5可知，经漂烫处理后的双孢菇干制品组织致密；而常温超声10 min处理后的样品内部空隙明显扩大。与漂烫处理相比，由于超声漂烫处理在漂烫过程中应用超声波，因此后者处理的样品内部空隙有所增大。

通过对比不同预处理方式下双孢菇干制品的微观结构可以看出：漂烫和超声漂烫处理使样品细胞遭到破坏，形成致密的组织结构，使其硬度增加、收缩率增大，这可能是导致双孢菇复水效果差的原因。而经常温超声10 min处理的双孢菇干制品与未处理样品相比，内部组织扩张且呈多孔状。其原因可能是因为使用40 kHz频率的振动声波可以在水中生成数以百万计的极为细小的气泡，这些小气泡在快速的压缩与扩张中[26]，不停产生气泡内爆作用，在气泡破裂的瞬间对周围会造成巨大的冲击，形成微小通道，而水分也将由通道从物料内部向外转移，有利于节省后期干燥所需时间[27]。此外，多孔状的内部结构在降低硬度、提高脆度的同时可以更好地保留水分，使其具有较高的复水能力，提高了双孢菇干制品的品质。

3 结 论

基于双孢菇的干燥特性，分析不同预处理方式对远红外干燥双孢菇干制品质构、色泽、复水比、收缩率、VC含量及微观结构等品质的影响，从而筛选出较优的预处理方式。研究结果表明，经漂烫和超声漂烫处理的双孢菇硬度、收缩率较高，脆度、复水比较低，并且色泽变化明显、VC含量较低；经常温超声预处理的双孢菇干燥所需时间缩短，硬度和收缩率降低，脆度和复水比升高，色泽保持良好且VC含量较高。因此在常温条件下进行超声预处理可提高远红外干燥双孢菇干制品的品质。本研究可为实际生产中提高双孢菇干制品质量、降低生产能耗、提高经济效益提供理论依据，为其他菇类工业化生产提供参考依据。

[1] 吴素玲, 孙晓明, 王波, 等. 双孢蘑菇子实体营养成分分析[J]. 中国野生植物资源, 2006, 25(2): 47-48.

[2] WALDE S G, VELU V, JYOTHIRMAYI T, et al. Effects of pretreatments and drying methods on dehydration of mushroom[J]. Journal of Food Engineering, 2006, 74(1): 108-115.

[3] 康彦, 关志强, 李敏, 等. 预处理对无核白葡萄热风干燥特性的影响[J]. 食品科学, 2014, 35(5): 119-123. doi: 10.7506/spkx1002-6630-201405024.

[4] 娄正, 刘清, 郭晶, 等. 槟榔预处理及热风干燥工艺条件优化[J]. 食品科学, 2014, 35(16): 46-51. doi: 10.7506/spkx1002-6630-201416009.

[5] 严启梅, 牛丽影, 袁春新, 等. 预处理对杏鲍菇脆片品质的影响[J].食品科学, 2012, 33(6): 74-77.

[6] 丁原涛, 吴晖. 超声波技术在食品工业中的应用[J]. 粮油加工与食品机械, 2004(5): 67-69.

[7] AZOUBEL P M, BAIMA M A M, AMORIM M R, et al. Effect of ultrasound on banana cv Pacovan drying kinetics[J]. Journal of Food Engineering, 2010, 97(2): 194-198.

[8] 严小辉, 余小林, 胡卓炎, 等. 超声预处理对半干型荔枝干干燥时间的影响[J]. 农业工程学报, 2011, 27(3): 351-356.

[9] SCHÖSSLER K, JAGER H, KNORR D. Effect of continuous and intermittent ultrasound on drying time and effective diffusivity during convective drying of apple and red bell pepper[J]. Journal of Food Engineering, 2012, 108(1): 103-110.

[10] 任仙娥, 何仁, 黄永春, 等. 超声波强化菠萝渗透脱水工艺[J]. 食品科学, 2010, 31(22): 279-282.

[11] CARLOS A, ROMERO J. Ultrasound as pretreatment to convective drying of Andean blackberry (Rubus glaucus Benth)[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2015, 22: 205-210.

[12] LESPINARD A R, BON J, CÁRCEL J A, et al. Effect of ultrasonicassisted blanching on size variation, heat transfer, and quality parameters of mushrooms[J]. Food and Bioprocess Technology, 2015, 8(1): 41-53.

[13] WANG Hongcai, ZHANG Min, ADHIKARI B. Drying of shiitake mushroom by combining freeze-drying and mid-infrared radiation[J]. Food and Bioproducts Processing, 2014, 94: 507-517.

[14] 严启梅. 杏鲍菇真空微波联合气流膨化干燥研究[D]. 南京: 南京师范大学, 2012: 11.

[15] 刘玉环, 刘志芳, 王治江, 等. 不同干燥方式对双孢蘑菇干制品质量的影响[J]. 食品科技, 2011, 36(10): 71-74.

[16] LOMBRANA J I, RODRIGUEZ R, RUIZ U. Microwave-drying of sliced mushroom. Analysis of temperature control and pressure[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2010, 11(4): 652-660.

[17] 毕金峰, 方芳, 丁媛媛, 等. 预处理对哈密瓜变温压差膨化干燥产品品质的影响[J]. 食品与机械, 2010, 26(2): 15-18.

[18] FERNANDES F A N, RODRIGUES S. Ultrasound as pre-treatment for drying of fruits: dehydration of banana[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 82(2): 261-267.

[19] 胡庆国. 毛豆热风与真空微波联合干燥过程研究[D]. 无锡: 江南大学, 2006: 59-68.

[20] GARCIA-PEREZ J V, ORTUÑO C, PUIG A, et al. Enhancement of water transport and microstructural changes induced by high-intensity ultrasound application on orange peel drying[J]. Food and Bioprocess Technology, 2012, 5(6): 2256-2265.

[21] PROTHON F, AHME L, SJOHOLM I. Mechanisms and prevention of plant tissue collapse during dehydration: a critical review[J]. Food Science and Nutrition, 2003, 43(4): 447-479.

[22] 梁春虹, 黄惠华. 超声波场致效应对酶的影响[J]. 食品与机械, 2007, 23(2): 133-136.

[23] 李云雁, 宋光森, 杜宇, 等. 微波真空组合干燥法制备脱水板栗片的研究[J]. 食品科技, 2006, 31(8): 88-91.

[24] 刘灿, 生吉萍, 申琳. 不同成熟度双孢菇子实体主要营养元素与矿物质的光谱分析[J]. 光谱学与光谱分析, 2010(10): 2820-2823.

[25] 李艳霞, 李俐俐, 谢建平. 加工条件对蔬菜中维生素C稳定性的影响[J].湖北农业科学, 2013, 52(14): 3388-3390.

[26] NOWACKA M, WIKTOR A, ŚLEDZ M, et al. Drying of ultrasound pretreated apple and its selected physical properties[J]. Journal of Food Engineering, 2012, 113(3): 427-433.

[27] FEMANDES F A N, GALLAO M I, RODRIGUES S. Effect of osmosis and ultrasound on pineapple cell tissue structure during dehydration[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 90(2): 186-190.

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

公益性行业（农业）科研专项（201303080）

刘宗博（1990-），男，硕士研究生，研究方向为食品加工与贮藏。E-mail：laiyangdasuo@163.com

*通信作者：张钟元（1983-），女，助理研究员，博士，研究方向为农产品加工与综合利用。E-mail：zzyszy2012@163.com