复水温度对香菇复水特性及品质的影响

赵圆圆 易建勇 毕金峰* 彭 健 侯春辉，2

（1 中国农业科学院农产品加工研究所 农业部农产品加工综合性重点实验室 北京100193

2 天津科技大学食品工程与生物技术学院 天津300457）

香菇（Lentinula edodes），为侧耳科植物香蕈的子实体，常寄生在栗、柯等树上[1]。其味道鲜美，香气沁人，营养丰富，在我国素有“燕中之王”、“蔬菜之魁”的美称[2]，占世界食用菌总产量的40%左右[3]。然而，新鲜香菇水分含量多在90%以上，贮藏保鲜难度大，将其制成干制品是目前香菇主要的加工方式[4]。干香菇具有广泛的市场，一般需要经过复水和加工后才能食用[5]。

复水是香菇食用或加工前的重要环节，其复水特征和复水后的品质是干香菇商品价值的重要衡量因素[6]。近些年来，干制食用菌的复水研究主要集中在不同干燥方式和复水条件对其复水比的影响。Giri等[2]研究了热风干燥和微波真空干燥制备的香菇浸泡后的复水比，结果发现微波真空干燥香菇的复水性较好。徐晓飞等[7]和张乐等[8]对比多种干燥方式对香菇复水比的影响，结果表明真空冷冻干燥的香菇具有较大的复水比。Garca-Pascual等[9]应用Peleg和Weibull两个经验方程描述香菇的复水过程，表明方程常数K1和β都受复水温度的影响。在此基础上，Krokida等[10]和王东等[11]探讨了香菇在不同温度下的复水动力学，结果发现温度升高有利于香菇在短时内达到较高的复水比。然而，苏倩倩等[12]、翁敏劼等[13]和Pal等[14]研究认为，香菇获得最大复水比的温度分别为40，90℃和100℃。关于香菇复水条件的研究结果不一致，可能是因香菇的自身差异或其干燥方式不同所致。此外，大多研究仅将复水比作为干香菇复水品质的评价指标，然而，复水过程除了对产品质量有影响外，还会引起产品外观、质构和风味等其它的变化[15]。基于综合品质来分析不同复水温度对香菇复水特性和品质的研究尤为必要。本文将热风干燥制备的香菇分别在25，45，65℃和85℃复水，研究香菇在不同温度下复水特性和外观、质构和风味品质的变化，以期确定干香菇的最佳复水条件，指导家庭烹调和香菇加工前的复水操作。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

香菇：品种为808香菇，购于北京市海淀区小营果蔬批发市场。挑选大小一致、无破损和腐烂的香菇。原料初始含水量约11.79 g/g db。

1.2 仪器与设备

S-570扫描电镜，日本日立公司；TA.XT 2i/50物性分析仪，英国Stable Microsystem公司；QP2010Plus气-质谱联用仪，日本SHIMADZU公司；DHG-9203电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；DK-826恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 香菇干制和复水 将1 000 g香菇单层平铺在电热恒温鼓风干燥箱的干燥板上，温度65℃，风速2.11m/s，加热距离12 cm，干燥18 h。当香菇干燥至含水量为0.11 g/g db时取出，冷却，装袋。

取干香菇约100 g，精确称重后分别置于装有25，45，65℃和85℃蒸馏水的烧杯中，料液比为1∶40。将烧杯放入温度为25，45，65℃和85℃的恒温水浴锅中进行香菇复水操作。试验重复3次。

1.3.2 测定方法

1.3.2.1 复水性 复水比（rehydration ratio，RR）的大小可反映干制品复水能力的高、低。将在不同温度下复水的香菇每隔30min取出，沥干2min，用滤纸轻轻擦拭其表面的水分后称重。每组试验设置3组平行，结果取平均值。复水比计算公式：

式中：RR——复水比；Mf——复水后的香菇样品的质量，g；Mg——干香菇样品的质量，g。

1.3.2.2 质构的测定

1）微观结构 用扫描电镜观察香菇复水时的组织变化。参照Tian等[16]的方法，并适当改进。将新鲜香菇样品和复水香菇样品切成细条（1.0 cm×0.4 cm×0.4 cm），并固定在2.5%戊二醛溶液中，在4°C保存24 h，用0.1mol/L磷酸盐缓冲液冲洗。之后将样品用蒸馏水冲洗，用无水乙醇梯度脱水2次，每次15min。脱水后将待测样品干燥后粘台、喷金，在250倍下观察。

2）剪切力和质地剖面分析 剪切力（shear force）：采用TA/LKB切刀探头，力臂25 kg，测前速度5mm/s，进刀速度10mm/s，进刀距离25 mm。取5个复水香菇，每个切成3个长方体（4.0 cm×1.5 cm×1.5 cm）进行测试，结果取平均值。

质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）：以“二次压缩”模式进行质地剖面分析，参考谢小雷等[17]的方法。选取的3个分析指标：弹力（elastic force）、咀嚼性（chewiness）和复原力（resilience）。测定条件：探头P35，测前速率2.0mm/s，测中速率2.0mm/s，测后速率10.0mm/s，压缩比40%，剪切感应力5.0 g，探头2次，测定间隔时间5.0 s，触发类型为自动。取5个复水香菇，每个切成3个边长为2.0 cm的正方体进行测试，结果取平均值。

1.3.3.3 复水香菇的风味物质测定

1）固相微萃取法（solid-phase micro-extraction，SPME）提取样品香气 称取3 g研磨碎的复水香菇放入40mL样品瓶中，在40℃下平衡10 min后将SPME手持器插入顶空瓶中，富集萃取30 min，在200℃脱附3min进样。

2）气相色谱-质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS）条件 将PDMS/DVB型萃取头在气相色谱的进样口老化，老化温度250℃，老化时间2 h。载气体积流量为1.01 mL/min，进样口温度230℃，固相微萃取进样脱附2min。程序升温：40℃保持3 min，以5℃/min升至120℃后，以10℃/min升至200℃，保持10 min。EI离子源温度200℃，进样口温度250℃。质荷比扫描范围为35~500m/z。

2 结果与分析

2.1 外观

由图1可知，干香菇在复水后因吸入大量水分，其表面褶皱不断舒展，体积变大，逐渐向新鲜香菇的形态恢复。当香菇复水150min，其体积变化缓慢；当香菇复水超过270min，其体积不同程度地缩小。在85℃温水中，复水香菇的菌盖直径在150min时达到最大值4.2 cm（图1d4），随后体积逐渐变小，而当复水时间延长到360min时，其菌盖直径缩减到3.9 cm（图1d6），这可能因为长时间下较高温度的浸泡会破坏香菇的微观结构。所有复水后的干香菇均难以恢复到类似新鲜香菇的形态，这是由于热风干燥不可逆地破坏了的香菇的微观结构。Krokida等[10]认为这种破坏作用表现在菌丝的破裂和移位，导致微观结构的完整性丧失，因此干香菇的菌丝变得收缩、塌陷和扁平，形成褶皱的外观，从而使香菇复水时亲水性降低，不能充分吸收足够的水以恢复到类似新鲜香菇的形态。此外，从图1还可看出，香菇复水后的颜色变深，这与Kotwaliwale等[18]的研究结果类似。这种现象可能与复水时香菇内水分含量上升和表面平滑后导致的香菇表面折光率变化有关。

图1 不同复水温度下香菇复水时的外观变化Fig.1 The appearance changes of dried shiitake mushrooms during rehydration at different temperature

2.2 复水特性

由图2可知，在香菇复水的开始阶段，水分大量进入，填充了香菇的菌丝和细胞间隙（空腔），香菇的质量增长较快，同时，进入的水分还与香菇菌丝紧密结合，以不易流动水的形式保留在香菇体内[19]。另外，对比25，45，65℃和85℃的复水比变化可发现，在复水0～150min期间，香菇的RR复水比在较低温度复水时增加较慢，而在高温复水时增加较快，且复水150min后香菇的RR复水比为25℃（2.03）＞45℃（2.98）＞65℃（3.15）＞85℃（4.48）。这种现象说明复水温度明显影响香菇复水速率，且水温越高，复水速度越快，复水香菇的吸水量越大。这与孔智伟等[2]和García-Pascual等[9]研究香菇在不同温度下RR复水比的变化结果一致。Bilbao-Sáinz等[20]和冯寅洁等[21]在优化苹果干和胡萝卜干的复水条件时，也发现复水比RR随温度的升高而增加。随着复水时间的延长，25，45，65℃和85℃的香菇RR在340，270，250min和150min时的复水比分别达到3.19，3.88，4.15和4.41。这说明温度增大，提高了香菇的复水比RR和平衡含水量，缩短了复水时间。随着复水时间的延长，复水香菇的复水比RR逐渐趋于平稳，这是由于香菇菌丝达到饱和吸水状态，内、外渗透压减小，水分扩散速率变慢。然而，65℃和85℃复水香菇的最大复水比分别保持了50 min和30 min后呈下降的趋势，尤其是85℃下干香菇的复水比RR下降速度最快。其主要原因可能是长时间的高温浸泡会引起内部菌丝发生萎缩和变形，从而造成香菇组织结构软烂。Sanjuán等[23]也证实香菇在高温复水时会发生微观结构被破坏和细胞收缩，丧失复水能力。García-Segovia等[22]研究表明香菇在30～50℃内复水，RR复水比随着温度的上升而增大，当复水温度达80℃时，其RR复水比在复水后期下降。另外，香菇是高蛋白食品，长时间的高温浸泡不仅破坏细胞壁的渗透性，还导致蛋白质部分变性，使其吸水能力或水合能力下降，导致产品的复水比RR降低[24]。此外，图2中复水比的变化规律与图1中香菇外观的变化规律一致，即低温复水的香菇吸水较慢，体积和质量增加相对缓慢，而高温复水的香菇吸水较快，短时间内可达较大的复水比，香菇饱满充盈，皱褶较大限度地舒展。

图2 不同温度下香菇复水时的复水比Fig.2 The rehydration ratio of dried shiitake mushrooms during rehydration at different temperature

图3 不同温度下香菇复水时的微观结构变化Fig.3 The microstructure changes of dried shiitake mushrooms during rehydration at different temperature

2.3 质构品质分析

2.3.1 微观结构 由图3可以看出，新鲜香菇的菌丝纵横交错，细长舒展，结构较为紧密；而经热风干燥后，香菇菌丝萎缩卷曲，呈现均匀的网状结构。由图3a1～a5所示，香菇在25℃下复水时始终未充分吸水，菌丝仍聚集在一起，形成紧密的片层状结构，从而阻碍了吸水。当香菇在45℃下复水时，菌丝逐渐吸水而慢慢展开，菌丝之间的缝隙不断加大，说明温度适度提高有利于香菇的微观结构向鲜样状态恢复，且其在45℃复水270min后菌丝呈充盈饱满的状态（图3～4b），说明其复水较完全且结构保持较好。然而，当香菇在65℃和85℃复水达360min时，香菇菌丝变得扁平和皱缩，组织变软并坍塌，这与Pei等[25]关于干草菇复水的研究结果类似。此外，García-Segovia等[22]研究表明复水后结构的破坏意味着菌丝分解，并伴随着蛋白质变性和可溶性固形物损失。综上，高温长时复水会破坏香菇的微观组织。

2.3.2 物性分析 当干香菇复水时，萎缩的菌丝吸水，引起质地不断变软。由图4可知，当香菇复水30min后，剪切力的大小为25℃（2 976.62 g）＞45℃（2 518.82 g）＞65℃（2 319.70 g）＞85℃（1 539.34 g），高温复水的香菇剪切力显著低于（P＜0.05）低温复水的香菇，表明温度的升高有利于干香菇的快速泡发和变软。随着复水的进行，复水香菇的剪切力均呈现下降趋势。当香菇在65℃和85℃下复水360min，香菇的剪切力分别低至1 084.11 g和866.49 g，表现为香菇过于柔软，不利于再加工。然而，45℃复水香菇在150min的剪切力为1 290.28 g，数值居中并保持稳定，表明该样品软硬程度适中。另外，25℃复水香菇的剪切力在复水过程中始终高于其它复水香菇。由图3的微观结构可知，这可能与其紧缩的菌丝结构有关。此外，吕为乔等[26]也认为致密的组织结构影响水分的渗透与吸收，从而决定产品的硬度和应力特性，使其拥有更高的剪切力。

质地剖面分析测试是通过质构仪探头模拟人口腔的咀嚼运动，可综合评价食品的质地特性[27]。由表1可知，一方面，随着复水时间的延长，不同温度下复水香菇的弹力和复原力均增大，说明干香菇复水是由硬变软的过程。另一方面，复水全过程中，当香菇在25，45℃和65℃复水时，随着温度的升高，复水香菇的弹力增大，说明在一定范围内香菇的柔软性随温度的升高而增大。然而，85℃下复水的香菇在任意时刻的弹力均低于65℃复水的香菇，表明高温下长时间的复水会破坏香菇的组织结构，使其丧失弹性，这与Zivanovic等[28]指出的复水温度的升高导致蘑菇软化程度变大的结论一致。咀嚼性是硬度、弹力及黏聚性的综合表现，其与口感呈显著正相关。由表1所示，45℃复水香菇在复水过程中的咀嚼性均显著高于（P＜0.05）其它复水香菇，且其在复水270min后的弹力（0.66 g）和复原力（0.34 g）适中，咀嚼性（656.02 g）最大，表现出较优的口感。综上，为了使复水香菇有较好的食用性和加工适应性，可将香菇在45℃下复水270min，复水产品软硬适中，质地较好，加工时易被切开。

图4 不同温度下香菇复水时的剪切力变化Fig.4 The shear force changes of dried shiitake mushrooms during rehydration at different temperature

表1 不同温度下香菇复水时的质构特性变化（g）Table1 The changes of texture properties of dried shiitake mushrooms during rehydration at different temperature（g）

2.4 主要含硫化合物风味分析

香菇的风味物质经GC－MS联机分析，各组分质谱经计算机谱库检索，检测出多种相似比大于80%的风味化合物。香菇复水前、后主要含硫化合物的成分及其相对含量见表2。鲜样中的主要含硫化合物有5种，相对含量偏低。根据安晶晶等[30]研究结果显示，香菇经干燥，1，2，4-三硫环戊烷、1，2，3，5，6-五硫杂环庚烷、二甲基二硫醚和二甲基三硫醚等含硫化合物的含量大幅提高，约占总挥发性成分49.29%，它们赋予干香菇特征风味，通常影响菇体的香味。而干香菇复水后的含硫化合物种类少于鲜香菇的，说明香菇复水后的风味不如鲜香菇浓郁。此外，1，2，3，5，6-五硫杂环庚烷俗称"香菇精"，被认为是香菇最重要的风味化合物，稳定性不高、易分解，分解产物包括二甲基二硫醚和二甲基三硫醚，含量较低，具有洋葱的气味[31]。随着复水温度的升高，香菇精的含量降低，分别为93.6%（25℃），67.02%（4 5℃）和46.29%（65℃），而85℃复水香菇中的香菇精未检出，可能因其已被高温分解，产生较多的二甲基三硫醚（22.48%）。同时，鲜香菇中的1，2，4-三硫环戊烷含量较少，复水香菇所含的1，2，4-三硫环戊烷均显著高于（P＜0.05）鲜香菇，说明该物质是在干燥过程中大量产生的，是干燥香菇感官气味的主要来源。另外，85℃复水香菇中的1，2，4，5-四硫环己烷、1，2，4-三硫环戊烷和六硫环己烷的相对含量分别为1.72%，35.86%和4.81%，均显著低于其它复水香菇（P＜0.05），说明高温对复水香菇的风味有一定的破坏作用。然而，45℃复水香菇所含有的特征性含硫化合物种类较多，相对含量较高，风味浓郁。

表2 不同温度下香菇复水后的主要含硫化合物Table2 The main sulfur compound of shiitake mushrooms rehydrated at different temperatures

3 结论

复水是干香菇用于烹调或加工前的重要操作环节，温度是香菇复水工艺的关键因素，可显著影响复水后香菇的品质。本文对比研究了香菇在不同温度下的复水特性及产品品质的差异。研究表明，当复水温度低于65℃，时间少于270min时，随着温度的升高和时间的延长，香菇的复水速率增大，平衡含水量升高，且剪切力和弹力也逐渐增加。若香菇在低温下复水，其复水速度较慢，且菌丝难以充分吸水以达到舒展状态，未达到可利用的程度。若香菇经高温长时的复水，香菇的质地变软，其食用和加工品质均降低。建议将干香菇在45℃下复水270min，有利于提高复水速度，获得较好的外观、质构和风味品质。本研究获得的香菇复水条件，不仅可用于指导生活实际中香菇烹调前的复水过程，还可作为香菇加工前复水工艺的重要依据，对香菇加工和消费具有一定的参考价值。