微波真空干燥杏鲍菇的工艺优化及能耗分析

◎ 梁昌祥，覃梦雨，梁明华，陈兵兵，伍淑婕，谭韩英

（贺州学院 食品与生物工程学院，广西 贺州 542899）

杏鲍菇，又名刺芹菇、雪茸，是食药用真菌之一，因其味道鲜美，营养丰富，在日本常被当作素生鱼片食用。杏鲍菇在亚洲的部分地区已被广泛种植和食用，尤其以中国产销量为最[1]。杏鲍菇具有极高的营养价值，有高蛋白、低糖、低盐、低热量的特征，且有多种药用功能以及各种生物活性成分[1]，它可以调节机体免疫、预防心血管疾病等，药用食用功能兼备，且保健功能和营养价值也得到人们的认同[2]。新鲜杏鲍菇含水量高达84.72%，易失水腐坏，货架期较短，保存不好易造成较大的经济损失，因此对新鲜杏鲍菇进行加工以延长货架期尤为重要。干制方法已广泛应用在香菇[3]、杏鲍菇[4]、金针菇[5]等菌菇的储藏中，干制作为一种历史悠久的食品加工方法，沿用至今，对于干燥过程中食品风味变化的研究也在进步，但杏鲍菇的干燥研究相对较少，故在杏鲍菇的干燥方面还有待进行进一步研究，为杏鲍菇的市场发展方向提供数据支撑。

目前，杏鲍菇干制主要是热风干燥[6]，其气流结构简单，成本低下，干燥时间过长，易造成产品品质差。热风干燥过程一般是由恒速干燥到降速干燥最终到平衡含水率的过程，当物料内部水分快速迁移到物料表面时，物料表面的水分含量可以视为是恒定的，这时干燥速率受干燥温度、干燥湿度、物料水分含量、装载量等因素的影响；干燥进行过程中物料水分含量不断减少，干燥速率开始下降，这时干燥还受到物料自身特征的影响[7]，如物料大小，物料越大，干燥速率越缓慢，干燥时间越长，能耗随之增高，产品品质无法保证，这使得热风干燥在现今的杏鲍菇可控干燥中无明显优势。

微波真空干燥在真空环境下实现物料内水分以低温形式蒸发，它不仅干燥速度快，低温耗能少，且能较好地保留食品的色香味、营养成分和生物活性成分，得到的干制品品质较好[8]。杜冉等[9]、邢淑婕等[10]研究表明微波干燥得到的杏鲍菇产品品质和相关指标较佳。有学者应用微波真空干燥对双孢菇、银耳等食用菌进行干燥[11-12]，结果表明微波真空干燥能较好地保持产品的色泽和营养品质，有效降低能耗[13]。随着低温干燥的发展，微波真空干燥技术越逐渐成熟，优势也在不断凸显。

本试验通过研究真空微波干燥方法，规范微波真空干燥工艺，在试验中应用来解决干燥不均匀的实际问题，最终确定最佳工艺，使杏鲍菇产业化加工有更长远的经济效益。

1 材料与方法

新鲜杏鲍菇：选自广西贺州本地市售的杏鲍菇，选材时杏鲍菇大小均匀，无腐烂变质或失水严重，无损伤。

1.1 仪器与设备

试验主要使用设备与仪器见表1。

表1 主要仪器设备表

1.2 试验方法

1.2.1 原料预处理

选取大小、色泽差异不大的新鲜杏鲍菇，清洗并滤干水分，切成5～6 mm厚的菇片，用滤纸吸干表面水分后进行干燥处理。

1.2.2 干燥处理

根据预试验，将真空度设定为0.07～0.08 MPa，将微波干燥工艺分为两大组，第一组为A组，用单一功率（3 kW，6 kW，9 kW）对杏鲍菇进行干燥，第二大组为B组分段式干燥，根据预试验将其分为三段功率干燥，第一段干燥10 min，第二段干燥20 min，第三段根据实际情况控制功率和时间，以达到安全含水量以下（干基含水量≤12%[14]），具体分组情况见表2。根据感官评价去掉不适合的工艺（评分80以上），因肉眼判断可能出现较大误差，所以需要测定干燥后的杏鲍菇粗蛋白、粗脂肪、总糖和氨基酸4种营养成分含量，选择营养成分保留较多的3个工艺。最终根据时间进行能耗分析选出最为合适的工艺。

表2 分组情况表

1.2.3 粗蛋白质含量的测定

采用自动凯氏定氮仪[15]测定。将干制杏鲍菇剪碎，准确称取0.3 g试样，加入洗净干燥后的消化管，依次加入0.4 g硫酸铜和6 g硫酸钾以及20 mL硫酸，在消化管口插入一个小漏斗，放入石墨消解仪消解。消解仪温度设置为四段曲线加热和一段直线加热，曲线加热第一阶段至第四阶段依次设置为180 ℃，40 min；280 ℃，40 min；320 ℃，1 h；380 ℃，1 h；直线加热温度为420 ℃，1.5 h，当消化管内液体呈绿色透明时，为消解完成。取出放置冷却，配制氢氧化钠溶液、盐酸标准溶液以及溴甲酚绿-甲基红乙醇混合指示剂，于自动凯氏定氮仪自动进行测定。

1.2.4 粗脂肪含量的测定

根据GB 5009.6—2016[16]酸水解法中其他食品的测定方法测定，根据实际情况略有改动。将固体样品剪碎，准确称取2～5 g置于50 mL试管内，加入8 mL蒸馏水混匀，再加入10 mL盐酸，将其放入70～80 ℃水浴消化40～50 min，每隔5 min摇晃一次，待消化完全，取出加入10 mL乙醇混合，静置冷却，将其混移入100 mL的具塞量筒内，用25 mL的无水乙醚多次洗涤试管，洗涤后液体全部倒入量筒中，加塞充分振荡，振荡完成后开塞放气以免压力过大发生爆炸（每一次振荡完成后都要放气），塞好静置至混合液完全分层，待上部液体清晰，吸出上清液于已恒重的锥形瓶内，装有脂肪混合液的容量瓶放入100 ℃的恒温干燥箱内干燥；再加5 mL无水乙醚于具塞量筒内，振摇，静置完全后，仍将上层乙醚吸出，放入锥形瓶内干燥，直至干燥多次洗涤后量筒内上层清液无法吸出，将锥形瓶放入干燥箱内干燥，待干燥容量瓶内底部脂肪完全析出后取出称重，计算脂肪含量。

1.2.5 总糖含量的测定

采用苯酚-硫酸法[17]测定总糖含量。以表3的试剂量制作标准曲线，将以上装有液体的试管于40 ℃水浴30 min，取出室温放置20 min后于490 nm测光密度。以2.0 mL水按同样显色操作为空白对照为0号管，横坐标为多糖微克数，纵坐标为光密度值，绘制成标准曲线；将固体样品剪碎，研成粉末，再准确称取0.1 g于50 mL具塞锥形瓶中，加入乙腈-水（V∶V=1∶9）溶液定容至50 mL，涡旋10 s，超声提取30 min，离心，吸取2.0 mL上清液，按上述标准曲线的制作加入试剂，同上操作后于490 nm测光密度，以标准曲线计算多糖含量。经试验，葡萄糖标准溶液的曲线方程为y=0.5267x+0.025 5，相关性R2=0.992 2。

表3 葡萄糖标准曲线的制作表（单位：mL）

1.2.6 氨基酸含量的测定

采用茚三酮比色法[18]测定氨基酸含量。按表4吸取试剂于对应试管中，混匀后加塞子，于水浴锅沸水浴15 min，取出迅速冷却并摇晃使加热形成的红色被空气褪去，待呈现蓝紫色时，用60%乙醇定容至20 mL，摇匀于570 nm处测定吸光度，以氨基酸含量（µg）为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。研磨0.5 g样品，在钵体中加入5 mL 10%乙酸并研磨成匀浆，用蒸馏水定容至100 mL，用滤纸过滤于三角瓶备用。吸取1 mL滤液于20 mL干燥试管中，加无氨蒸馏水补至2 mL，按照标准曲线的制作加入试剂，同上操作，以标准曲线计算氨基酸含量。经试验，亮氨酸标准曲线方程为y=0.122 9x-0.0218，相关性R2=0.995 2。

表4 氨基酸标准曲线的制作表（单位：mL）

1.2.7 水分含量测定

用MB90型水分含量测定仪测定干燥后的样品水分含量。首先将水分测定仪进行调平，调平后将干燥后的试验品放入样品盘，关闭上盖让水分仪自动开始干燥和测量，屏幕显示选择%MC（水分含量）状态，将温度设定为105 ℃，测试结束干燥自动停止，读数记录，每组试验都随机取样3次分别进行测试，结果取其平均值。

1.2.8 感官评价

随机抽取30人进行感官评价，对干燥后杏鲍菇片的色泽、硬度、气味、形态4个方面进行感官评价打分，每个样品评价为10分制，取样品评价的的平均值。

表5 感官评价标准表

1.2.9 能耗分析

根据机器的配件情况，主要使用了东芝2M248k水冷1 kW磁控管9个，根据设定的情况而开启，循环用水使用的泵为2Bva2061水环真空泵，额定功率为1.45 kW，属于一直开启的状态，其他的仪器仪表，如筒灯、电磁阀等耗电较少，因此仅考虑磁控管和水泵的用电情况。计算公式为：总能耗=∑（每段时间×每段磁控管功率）+时间×水环真空泵功率。

2 结果与分析

2.1 感官分析结果

由于目标是生产能够上市的干燥杏鲍菇片，所以外观非常重要，品质好的杏鲍菇片应该保持白色，皱缩度小，能保持原形，硬度小，杏鲍菇香味浓郁。经过多人感官评价后，从表6可以看出，单一功率干燥中，A1的效果很好，三段功率干燥中，B1、B2、B3、B4、B9、B10的效果相对较好，将采用以上处理方法处理后的干燥杏鲍菇片作为基础，进一步研究其内部的营养成分流失情况。

表6 感官分析结果表

2.2 干燥后杏鲍菇4种营养成分的结果分析

从表7的结果可以看出，粗蛋白从大到小的顺序分别为A1＞B2＞B1＞B3＞B9＞B10＞B4，粗脂肪从大到小的顺序为A1＞B1＞B2＞B10＞B9＞B3＞B4，总糖从大到小的顺序为B1＞A1＞B2＞B9＞B10＞B3＞B4，氨基酸从大到小的顺序为A1＞B1＞B2＞B9＞B4＞B10＞B3，数 值 越 大说明损失越小，保留下来的营养成分越多，由此可见，从营养成分来看A1、B1、B2的干燥方式为较为理想。

表7 营养成分分析结果表

2.3 能耗消耗结果分析

从表8可以看出，A1花费的时间最长，能耗也最高，B2花费的时间最短，能耗也最低，说明在营养损失相近的情况下，B2相对比较节省能源和时间，所以建议选择此处理方法。

表8 能耗分析结果表

3 结论

本研究优化微波真空干燥工艺，为微波真空干燥大批量生产杏鲍菇干制品提供数据支撑。试验结果表明，选用三段式功率干燥有较大的可行性，分别为3 kW（10 min）、6 kW（20 min）、3 kW（27 min），干燥时间较短，能耗损失较小，得到的杏鲍菇片干制品营养损失相对较小，看起来外观较好，颜色较浅，香味浓，感官品质较好，微波真空干燥易控，可以及时控制调整，在合适的干燥工艺设置下最大限度地提高产品的附加值，同时干燥时间短，节约能源，经济效益显著。