北冬虫夏草组合干燥技术研究

张斌，陈野，温禄云

（1.天津市食品研究所有限公司，天津301609；2.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457）

北冬虫夏草组合干燥技术研究

张斌1，2，陈野2，温禄云1，2

（1.天津市食品研究所有限公司，天津301609；2.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457）

采用变压差组合干燥技术对北冬虫夏草子实体快速干燥。以水分含量5%为终点，研究梯度干燥的起始温度、变压差干燥的干燥温度、一次脉冲次数、真空干燥时间、二次脉冲次数。最佳工艺条件为：梯度干燥起始温度45℃，每4 h升高5℃，烘干约810min。均湿12h后，进行变压差干燥。条件为干燥温度55℃，一次脉冲5次，真空干燥40 min，二次脉冲5次。此方法较常压干燥法干燥时间缩短6h，干燥后的北冬虫夏草子实体在感官上明显优于常压干燥产品。

北冬虫夏草；变压差干燥；组合干燥

北冬虫夏草又名北冬虫夏草、北虫草、虫草花，拉丁学名为Cordyceps militaris，野生北冬虫夏草是一种寄生于鳞翅目和鞘翅目昆虫蛹提上的大型真菌，与传统中药材冬虫夏草（Cordyceps sinensis）同属于子囊菌亚门，麦角菌目，虫草菌属[1－2]。北冬虫草天然资源的世界性分布数量很少，由子座（草的部分）、核菌（虫的尸体部分）组成，多以蛾蛹或蚕蛹为寄主[2]，既是一种珍稀的食用菌，又是一种珍贵的中药材，含虫草多糖、虫草酸、虫草素、腺苷等多种功效成分[3－6]。北冬虫夏草子实体最常见的加工方式，是在自然条件或人工控制条件下，促使新鲜子实体水分蒸发，使其含水量减少到10%以下[7]，使子实体中可溶性物质浓度提高到微生物难以利用的程度，尽量保存虫草原有营养成分及风味的工艺过程。干制品耐贮藏，不易腐败变质，经过干燥的北虫草还可增加风味，更适于加工和烹调。热风干制是最为广泛被采用的北冬虫夏草干制方法，适用于大中型食用菌加工企业。一般使用直线升温式烘房[8]、回火烘房及热风脱水烘干机、蒸气脱水烘干机、红外线脱水烘干机。此种方式优点是便于操作，不受外界气候因素影响，可实现大规模连续生产；缺点是干燥时间仍相对较长，并且温度较高，使北冬虫夏草的色泽暗淡，营养成分损失较严重，生产能耗较大，不符合国家节能减排的政策要求。因此试验研究了一种将变压差干燥技术[9-11]与常压热风干燥技术结合，旨在开发低能耗、高效率并且可最大程度保留北冬虫夏草营养成分的新型干燥技术。

1 材料与方法

1.1 材料

人工培养北冬虫夏草子实体及培养基：天津东方中滨农业科技有限公司。

1.2 仪器设备

变压差干燥机组：天津勤德新材料有限公司；DZ-1AI电热烘干箱：天津市泰斯特仪器有限公司；YLS-16A快速水分测定仪：上海精密科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

原料→采摘→清理、分选→风干→常压梯度干燥→均湿→变压差干燥→冷却

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 采摘

使用锋利刀具将成熟北冬虫夏草子实体从培养基上分割，切口整齐。

1.3.2.2 清理、分选[4]

去除子实体根部残留的稻壳等培养基残留，去除生长不良及变质腐烂的子实体。

1.3.2.3 风干

使用隧道式烘干机或强风扇将子实体表面残留的冷凝水吹干。

1.3.2.4 常压梯度干燥

将烘干箱或烘房预热至40℃～50℃，将风干的子实体均匀置于钢丝盘上，摆放高度不得超过3 cm，送入烘干设备进行烘干，烘干时，每4小时升高5℃，以子实体表面不形成硬壳为准，温度不得超过65℃，为尽量保证干燥均匀性烘干过程中每1小时上下调换一次烘盘上下位置，每4小时调换烘车。干燥终点为水分含量30%至40%。

1.3.2.5 均湿

将梯度干燥后的物料使用复合膜塑料袋密封，置于保鲜库内，均湿12 h。

1.3.2.6 变压差干燥

将变压差干燥设备升温至55℃至60℃，将梯度干燥的子实体送入进行压差干燥，真空罐抽真空，保温30 min后，抽真空，真空度变化为常压至150 Pa，保持3 min后打开进气阀，罐内恢复常压后关闭进气阀，以一次压力变化为一个脉冲。进行4次至10次脉冲充分打开子实体结构，脉冲后，维持真空状态1 h，再次进行脉冲，至脉冲过程中子实体体积不发生明显膨化变化，维持真空状态1 h至2 h，干制品最终水分含量控制在5%以下。

1.3.3 正交分析

设计L9（34）正交试验，因素包括：干燥温度、首次脉冲次数、维持真空时间、二次脉冲次数，进行感官评定。试验因素和水平见表1。

表1 试验因素和水平Table 1 The different level of each factor

1.3.4 变压差组合干燥与常压干燥北冬虫夏草干燥子实体对比

分别检测与评定最优条件下变压差组合干燥子实体与市售干燥子实体的感官指标、虫草多糖含量、虫草素含量、虫草酸含量。

2 结果与讨论

2.1 北冬虫夏草子实体压差干燥正交试验

北冬虫夏草子实体压差干燥正交试验结果见表2，北冬虫夏草子实体压差干燥正交试验方差分析见表3。

表2 北冬虫夏草子实体压差干燥正交试验结果Table 2 Cordyceps militaris differential pressure drying results of orthogonal tes

表3 北冬虫夏草子实体压差干燥正交试验方差分析Table 3 Cordyceps militaris differential pressure drying variance analysis of orthogonal test

由极差分析和方差分析可知，所选各因素在试验范围内对北冬虫夏草子实体的干燥效果有不同的影响，各因素对感官评分影响的顺序为A＞D＞C＞B，其中干燥温度和二次脉冲次数对终产品的感官有显著的影响。通过极差分析可知，最佳的变压差干燥条件为A2B3C1D3，即干燥温度为55℃，一次脉冲次数为5次，真空干燥时间为40 min，二次脉冲次数为5次，在此条件下进行验证试验，感官评分为90.1，干燥时间为210 min。

常压梯度干燥所用时间为750 min，变压差干燥时间为210 min，由此可得含水量在80%至85%的新鲜北冬虫夏草子实体干燥过程所需时间为960 min，折合16 h，较常压干燥条件可减少6 h以上。

2.2 变压差组合干燥技术产品与常压干燥产品对比

2.2.1 感官对比

变压差组合干燥技术产品与常压干燥产品感官对比见表4。

表4 变压差组合干燥技术产品与常压干燥产品感官对比Table 4 Combination drying technology of variable pressure difference and normal pressure drying products

由表4可以看出，采用变压差组合干燥技术干燥的北冬虫夏草子实体较市售的常压干燥产品在色泽、形态和总体感官上具有明显的优势，在气味上略有不足。原因是：由于变压差干燥在干燥过程中进行了数次脉冲过程，物料中的水分瞬间汽化蒸发，快速由内向外迁移，使子实体表面形成硬壳的进度减缓，加快了低水分含量下子实体的干燥速率，使物料中天然色素变性较少，因此颜色较为鲜艳；依靠气体的膨胀，带动了子实体中的纤维等结构发生物理变性，使子实体形成了较为均匀地多孔状结构，因此整体结构较常压干燥产品明显酥脆。但由于多次脉冲次数，使子实体中部分风味物质随水蒸气快速蒸发，造成了风味损失，但仍然具有北冬虫夏草特异性的香味，考虑到干制北冬虫夏草子实体产品销售和贮藏整体时间较长，常压干燥的子实体在过程中随时间也会发生风味损失的现象，因此一定程度的风味损失是可以被接受的。

2.2.2 营养成分对比

变压差组合干燥技术产品与常压干燥营养成分分析对比见表5。

表5 变压差组合干燥技术产品与常压干燥营养成分分析对比Table 5 Analysis and comparison of the components of pressure swing difference combined drying technology and atmospheric drying

从表5可知，在总蛋白、总糖和多糖项目方面，两种干燥方法没有显著差别，这是由于蛋白类、糖类及多糖类对于温度并不是很敏感，数据的区别可能是由于不同物料的体质差异造成的；对于虫草酸、虫草素两种相对不耐热的成分，变温压差干燥的产品含量明显高于常压干燥产品，因此变温压差干燥工艺更加适合加工保健功能食品的原料。

3 结论

本研究确定了北冬虫夏草子实体梯度-变压差组合干燥最佳工艺条件：子实体采摘后，使用梯度干燥技术进行预干燥，确定45℃为干燥起始温度，每4 h升高5℃，每1 h上下调换烘盘位置，每4 h调换烘车位置，烘干约810 min，至水分含量35%左右。经12 h均湿后，在干燥温度为55℃，一次脉冲次数为5次，真空干燥时间为40 min，二次脉冲次数为5次的条件下进行变压差干燥，终产品水分含量＜5%，感官评分为90.1。整个干燥过程约为16 h，较常压干燥可减少6 h以上，且感官指标特别是在体态松脆度方面明显改善，各功能因子含量高于常压干燥产品。

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The Research of Cordyceps militaris Combined Drying Technology

ZHANG Bin1，2，CHEN Ye2，WEN Lu－yun1，2
（1.Tianjin Food Research Institute，Tianjin 301609，China；2.College of Food Engineering&Biotechnology，Tianjin University of Science&Technology，Tianjin 300457，China）

This study used differential pressure combined drying technology to quick drying the Cordyceps militaris.With moisture content of 5%as the end point，researched the temperature of gradient drying starting，the temperature of differential pressure drying，the number of first time pulse，the time of vacuum drying and the number of second pulse.The optimum technological conditions was：the temperature of gradient drying starting was 45℃，increased 5℃every 4 h，dried about 810 min.Averaged wet after 12 hours，started differential pressure drying.The condition was：the temperature of differential pressure drying was 55℃，the number of first time pulse was 5 times，the time of vacuum drying was 40 min，the number of second pulse was 5 times.This method′s drying time compared with ambient pressure drying shorten 6 h，dried C.militaris was obviously better then Conventional product.

Cordyceps militaris；differential pressure dry；combination drying

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.10.022

2016-08-31

张斌（1984—），男（汉），工程师，硕士，研究方向：保健、功能食品加工技术。