干燥方法对黄蘑菇品质及微观结构的影响

孟 迪 党 斌 张 杰 解晓霞 尕松成林

黄蘑菇，学名黄绿蜜环菌(Armillarialuteo-virens)，主要分布于中国河北、陕西、甘肃、青海、四川、西藏等地区[1]。产于青海的野生黄蘑菇，风味独特，含有丰富的蛋白质、多糖、氨基酸、矿物质和维生素等，具有抗氧化、抗肿瘤等作用[2-4]，是一种珍贵的药食兼用真菌。

黄蘑菇子实体生长的季节性较强，采后处理不及时，极易发生失水、软化、腐烂和褐变等现象，严重降低其食用价值和商品价值。干制是一种传统的食品贮藏与加工方法，目前食用菇类常用的干燥方法有自然晒干、热风干燥和真空冷冻干燥等[5]。自然晒干成本低，操作方便，但易受环境影响，且干燥时间长。热风干燥成本低，适用于大批量干燥，但对热敏感成分破坏较大[6]。真空冷冻干燥对含水量较高的物料干燥效果较好，且具有良好的品质和色泽，但其干燥时间长、耗能大、成本高[7]。目前这些干燥方法已被应用于金针菇[8]、猴头菇[9-10]、香菇[11]和草菇[12]等干燥中，但不同食用菇以及采用不同干燥方式，对产品的感官品质、营养成分、功能因子等的影响程度不同。杨婷等[13]研究了自然晒干、真空干燥、真空冷冻干燥和热风干燥对黄蘑菇复水比、还原糖、总糖、可溶性蛋白、维生素C含量的影响。而关于不同干燥处理的黄蘑菇物理特性、营养、功能品质及其微观结构差异的研究尚未见报道，且目前还未见对黄蘑菇联合干燥方法的研究。

研究拟以青海野生黄蘑菇为原料，比较自然晒干(SD)、热风干燥(HAD)、真空冷冻干燥(VFD)、真空干燥(VD)和微波—热风联合干燥(MD-HAD)对黄蘑菇品质及微观结构的影响，明确不同干燥方法下的黄蘑菇品质特性差异，筛选出一种或几种适合黄蘑菇干燥的方法，为延长黄蘑菇的贮藏时间和干制黄蘑菇工业化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜黄蘑菇：采摘于青海省刚察县；

食盐：青海省盐业股份有限公司；

甲醇、正己烷、乙酸乙酯、石油醚、盐酸：分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；

氢氧化钠、碳酸钠：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

福林酚试剂：优级纯，北京索莱宝科技有限公司；

试验用水为去离子水。

1.2 主要仪器设备

鼓风干燥箱：DHG-9240A型，上海一恒科学仪器有限公司；

真空干燥箱：DZF-6020型，上海中友仪器设备有限公司；

真空冷冻干燥器：Alpha 1-4 LDplus型，德国Christ公司；

微波炉：格兰仕G80F20CN1L-DG(S0)型，佛山市格兰仕微波炉电器有限公司；

食品物性分析仪：TMS-PRO型，美国FTC公司；

色差计：WSC-S型，上海精科仪器有限公司；

高分辨扫描电子显微镜：JSM-6610型，日本HITACHI公司；

高速万能粉碎机：FW-100型，上海科恒实业发展有限公司；

数显恒温水浴锅：HH-4型，常州国华电器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 黄蘑菇干燥方法 将黄蘑菇用0.5%盐水浸泡5 min，沥干。选取大小较均一的黄蘑菇，分为5组，每组100 g左右，采用5种方法干燥，以水分质量分数≤12%为干燥终点(根据GB 7096—2014《食品安全国家标准 食用菌及其制品》)。

(1) 自然晒干：将新鲜黄蘑菇均匀摆放至网盘上，10:00～19:00放于太阳光下晾晒，其他时间置于阴凉通风处。

(2) 热风干燥：将新鲜黄蘑菇均匀摆放至鼓风干燥箱网盘上，干燥温度为60 ℃。

(3) 真空冷冻干燥：将新鲜黄蘑菇于-18 ℃预冻1 h，然后迅速放入冻干机的搁板上，冷阱温度为-46 ℃、真空度为0.1 MPa。

(4) 真空干燥：将新鲜黄蘑菇均匀摆放至真空干燥箱不锈钢盘上，干燥温度为50 ℃、真空度为0.08 MPa。

(5) 微波—热风联合干燥:先将新鲜黄蘑菇于微波功率640 W下干燥85 s，后快速移入鼓风干燥箱中，干燥温度为60 ℃。

1.3.2 含水率 按GB 5009.3—2016执行。

1.3.3 营养成分

(1) 粗蛋白含量：按GB 5009.5—2016执行。

(2) 脂肪含量：按GB 5009.6—2016执行。

(3) 灰分含量：按GB 5009.4—2016执行。

(4) 粗纤维含量：按GB/T 5009.10-2003执行。

1.3.4 功能成分

(1) 粗多糖含量:按NY/T 1676—2008执行。

(2) 多酚的提取:游离酚提取参照杨希娟等[14]的方法。结合酚提取参照张小利等[15]的方法并稍作修改，向残渣中加入20 mL正己烷，震荡后静置弃去上清液，加入20 mL浓度为2 mol/L的NaOH溶液，充入氮气后密封震荡1.5 h，所得水解液用盐酸调pH至中性，再用20 mL乙酸乙酯萃取3次，离心，合并乙酸乙酯萃取相，旋转蒸干，用甲醇定容至10 mL，避光保存备用。

(3) 总酚含量:采用Folin-Ciocalteu法[16]，吸取125 μL 提取液，加入500 μL蒸馏水及125 μL福林酚，摇匀，6 min后加入7%碳酸钠溶液，室温避光放置1.5 h后，测定765 nm处吸光度，重复测定3次，以甲醇作为空白调零。以没食子酸为标准品，根据标准曲线计算多酚含量。

(4) 总黄酮含量:参照Adom等[16]的方法并稍作修改，吸取100 μL提取液，加入200 μL质量分数为5%的亚硝酸钠溶液，摇匀，6 min后加入200 μL质量分数为10%的硝酸铝溶液，摇匀，6 min后再加入2 mL质量分数为4%的氢氧化钠溶液，室温避光放置15 min，测定510 nm 处吸光度，重复测定3次，以甲醇作为空白调零。以芦丁为标准品，根据标准曲线计算黄酮含量。

1.3.5 色泽 参照Wang等[17]的方法，按式(1)计算色差值。

(1)

式中：

△E——色差值；

L*、a*、b*——干燥处理后黄蘑菇的色度值。

1.3.6 扫描电镜 将黄蘑菇纵切成3 mm×3 mm×2 mm 的小块，于真空喷镀仪内喷金，用扫描电子显微镜观察样品表观结构，电压为10 kV，放大倍数为500。

1.3.7 复水比 参照杨婷等[13]的方法并稍作修改。称量干燥后的黄蘑菇整菇质量，放入盛有250 mL蒸馏水的烧杯中，60 ℃恒温水浴，每隔30 min取出沥水，并快速用滤纸吸取表面多余的水分，称重；重新放入原烧杯中，60 ℃ 恒温水浴30 min，取出称重；重复操作，直到黄蘑菇吸水完全。每种干制品平行测定3次，并按式(2)计算复水比。

(2)

式中：

RR——复水比；

Wt——复水沥干后的质量，g；

W0——复水前干品的质量，g。

1.3.8 收缩率 采用体积排除法[18]，以小米为介质，按式(3)计算收缩率。

(3)

式中:

SR——收缩率，%；

Vk——干燥后黄蘑菇的体积，cm3；

V0——干燥前黄蘑菇的体积，cm3。

1.3.9 质构特性 以“二次压缩”模式进行分析，取3个黄蘑菇样品，将每个黄蘑菇菌盖切成3个边长为1 cm的正方体，结果取平均值。采用TPA探头，测试速度60 mm/min，触发力0.5 N，压缩比40%。测定指标为硬度、弹性、内聚性及咀嚼性。

1.4 数据分析

数据以平均值±标准差表示，采用Excel、Origin 2018、SPSS 25进行数据统计分析及作图，显著性差异采用LSD多重比较法。

2 结果与分析

2.1 干燥方法对黄蘑菇干燥时间和含水率的影响

由表1可知，5种干燥方法处理的黄蘑菇含水率均在12%以下，MD-HAD组的干燥时间最短，而VFD组的干燥时间仅次于SD组，存在干燥时间长的问题。有研究[5,19]报道，真空冷冻干燥不仅干燥时间长，还存在能耗高、处理量少以及设备投资大等问题，限制了其工业化应用。

表1 干燥方法对黄蘑菇干燥时间和含水率的影响†Table 1 Effects of drying methods on drying time and moisture content of A. luteo-virens

2.2 干燥方法对黄蘑菇营养成分的影响

由表2可知，不同干燥方法处理的黄蘑菇的营养成分存在差异。与SD组相比，HAD组的蛋白含量略有下降，但差异不显著，其他干燥组蛋白含量均在一定程度上增加，VFD组和MD-HAD组的含量相对较高，且两组之间差异不显著。持续较高的干燥温度会破坏蛋白质结构，且蛋白质可能因美拉德反应而损失，所以HAD组蛋白含量最低。MD-HAD组前期微波干燥能较好地保留蛋白质，可能因蛋白质的介电常数和介电损耗值比水的小，吸收的微波能也较少[20]。这与王振帅等[21]的研究结果相似。与SD组相比，HAD组和VFD组脂肪含量较高， VD组和MD-HAD组小幅度下降，HAD组脂肪含量最高，可能是黄蘑菇中的复合脂肪在干热条件下游离出来[22]。与SD组相比，HAD组和VD组的灰分含量较高，VFD组和MD-HAD组的较低。干燥处理后黄蘑菇的粗纤维含量显著降低，SD组的粗纤维含量显著高于其他干燥组。综上，VFD组和MD-HAD组蛋白的保留效果较好；HAD组和VFD组的脂肪含量相对较高；VD组和HAD组的灰分高于其他干燥组；在粗纤维含量上，SD组和HAD组较有优势。

2.3 干燥方法对黄蘑菇功能成分的影响

由表3可知，粗多糖含量从高到低为新鲜>VFD>MD-HAD>SD>VD>HAD。MD-HAD组多糖含量仅次于VFD组，显著高于HAD组，表明微波干燥有利于黄蘑菇多糖的维持。较长干燥时间和较高温度的干燥，可能会将一部分多糖转化为低聚糖和部分焦糖使含量下降[23-24]，所以HAD黄蘑菇粗多糖含量最低，与倪旭东[25]的结果一致。SD组总酚含量最低，表明自然晒干对黄蘑菇中酚类物质破坏较大。VD组的总酚含量显著高于其他干燥组，并与新鲜黄蘑菇的最接近，可能为真空干燥隔绝了氧气，减少了酚类物质的氧化损失，且加热过程可能会使酚醛分子(酚类物质的前体)发生非酶转化，生成酚类物质，还会导致多酚氧化酶失活，且加热程度不同也会导致酚类物质含量的差异[26-28]。新鲜黄蘑菇的总黄酮含量低于SD组、HAD组和VFD组，可能是干燥能够导致细胞壁破裂，使黄酮类化合物更易释放，溶于提取剂[29]。VFD组总黄酮含量最高，可能与其真空低温的干燥条件有关，相较于SD组，VD组和MD-HAD组的总黄酮含量显著降低，VD组可能是加热时间较长，对黄酮类物质降解的影响较大，而MD-HAD组可能是微波功率较高，吸收的微波能较多，加速了黄酮化合物的降解[30]。综上，VFD组和MD-HAD组利于多糖的保留，VD组和VFD组的总酚含量相对较高，且VFD组显著提高了总黄酮含量。

表2 干燥方法对黄蘑菇营养成分的影响†Table 2 Effects of drying methods on the nutrient retention of A. luteo-virens g/100 g

表3 干燥方法对黄蘑菇功能成分的影响†Table 3 Effects of drying methods on functional components of A. luteo-virens

2.4 干燥方法对黄蘑菇色泽的影响

由表4可知，与新鲜样相比，干燥后黄蘑菇的b*值，除VFD组显著降低外，其他干燥组均显著升高，其中MD-HAD组的b*值最大。VFD黄蘑菇干制品的色差值(△E)最小，表明VFD干燥的黄蘑菇与新鲜黄蘑菇的色泽最接近，褐变程度最小，但其b*值最小，金黄色表现不明显。HAD干制品的L*最小，△E最大，可能是氧气、温度[31]增加了褐变程度。与HAD组相比，MD-HAD组的L*、a*、△E无显著变化，其b*值显著增加。VD组与SD组的L*、b*和△E之间无显著差异。综上，VFD组能较大程度地保持新鲜黄蘑菇的色泽，MD-HAD组可显著提高黄蘑菇的b*值。

2.5 干燥方法对黄蘑菇微观结构的影响

由图1可知，VFD干制品呈多孔性网状结构，孔隙较大，组织较疏松，结构完整性较好；-18 ℃下预冻，其冻结速度较慢，形成的冰晶大，孔隙大[32]，也可能存在易碎、易吸潮等问题[33-34]。HAD干制品孔隙小，组织致密，立体性较差，有塌陷现象，可能是干燥温度较高，破坏了细胞的组织结构。SD干制品孔隙较小，分布均匀；由于在自然环境中未受到较强外界作用力的影响，所以其结构较完整[8]。VD干制的黄蘑菇孔隙分布不均匀，有些部分网状结构不明显。菌盖内部由许多膨胀的管状菌丝组成，这些菌丝很脆弱易变形[35]，可能因真空状态产生负压，破坏了其内部结构，导致局部结构致密。陈鑫[36]发现，HAD和VD表面的组织结构较差，VFD干燥能较好保持姬松茸的结构完整性。MD-HAD干制品有较多小孔隙，结构较致密，有塌陷现象，可能是前期微波干燥过程中细胞迅速脱水，组织发生畸变，造成结构塌陷。

表4 干燥方法对黄蘑菇色泽的影响†Table 4 Effects of drying methods on color parameters of A. luteo-virens

图1 不同方法干燥黄蘑菇的微观结构Figure 1 Microstructure of A. luteo-virens with different drying methods(500×)

2.6 干燥方法对黄蘑菇复水能力的影响

由图2可知，VFD黄蘑菇复水比最大，且复水速度较快，这与其大孔隙，疏松的内部结构有关。SD组和MD-HAD组的复水速度较慢，1.5 h后才趋于平稳。复水初期，水快速填满黄蘑菇内部空腔，复水比急剧增加，然后逐渐趋于稳定。最终VFD、MD-HAD、HAD、SD、VD黄蘑菇复水比分别为4.68，3.08，2.96，2.83，2.39，MD-HAD组和HAD组的最终复水比差异不明显，与邓加聪等[37]的结论相似。

2.7 干燥方法对黄蘑菇收缩率的影响

由图3可知，5种方法干燥的黄蘑菇收缩率存在显著差异，从大到小依次为VD>SD>MD-HAD>HAD>VFD。其中，VFD组的收缩率最小，因其干制品孔隙大，结构完整性好，体积收缩不明显。这与江宁等[38]研究结果相似。

2.8 干燥方法对黄蘑菇干复水后质构的影响

水分变化在植物性食品材料的质地中起着重要作用[39]。随着黄蘑菇的复水，质地有了不同的变化。由表5可知，干燥复水后的黄蘑菇弹性，咀嚼性均减小；MD-HAD组和HAD组硬度与新鲜黄蘑菇的硬度无显著差异，而其他干燥组的均显著减小；在内聚性方面，除MD-HAD组稍有增加外，其他干燥组的内聚性与新鲜黄蘑菇的无显著差异。VFD组黄蘑菇的硬度、弹性和咀嚼性均最小，主要表现为口感柔软，无嚼劲，压缩后较难复原，与邓加聪等[37]的研究结果相似。MD-HAD组的黄蘑菇硬度、弹性、内聚性和咀嚼均最大，与其较为致密的结构有关，而且在其热风干燥阶段，可能因表面水分蒸发的速度较快，内部水分的转移速度较慢，表面形成硬膜，使硬度变大。咀嚼性是硬度、内聚性、弹性的乘积，反映了食品对咀嚼的持续抵抗性，从表5可得出，VD组、SD组和HAD组之间差异不显著。

图2 不同方法干燥黄蘑菇的复水曲线Figure 2 Rehydration curve of A. luteo-virens with different drying methods

小写字母不同表示差异显著(P<0.05)图3 干燥方法对黄蘑菇收缩率的影响Figure 3 Effects of drying methods on shrinkage ratio of A. luteo-virens

表5 干燥方法对黄蘑菇复水质构的影响†Table 5 Effects of drying methods on the texture of A. luteo-virens

3 结论

自然晒干、热风干燥、真空冷冻干燥、真空干燥和微波—热风联合干燥 5种干燥方法对黄蘑菇的物理特性、营养、功能成分和微观结构均有显著影响。真空冷冻干燥黄蘑菇的营养成分和功能成分的保留较好，色泽与新鲜黄蘑菇颜色最接近且复水性好，收缩程度低，组织完整性好，复水质构表现为硬度、弹性和咀嚼性低。微波—热风联合干燥组粗蛋白和粗多糖含量显著高于热风干燥组，并显著提高了黄蘑菇的b*值，较热风干燥组干燥时间缩短了11%，提高了干燥效率，相较于其他干燥组，其复水后硬度、内聚性和咀嚼性显著增加。真空干燥组的总酚含量最高，但不利于总黄酮的保留，并在收缩率和复水方面表现最差。自然晒干组粗纤维含量最高，但对总酚的破坏程度最大。综上所述，真空冷冻干燥的黄蘑菇整体品质最好，但存在干燥时间长、能耗高等问题，微波—热风联合干燥的干燥时间相对较短，建议黄蘑菇工业化生产使用此方式。由于不同的干燥方法对黄蘑菇的营养功能成分及结构和物理特性影响不尽相同，因此在实际生产中，可以根据干制黄蘑菇的用途，选择适合的干燥方式。后续可考虑将不同干燥方法组合，探索干燥方法联合对黄蘑菇品质的影响。