不同干燥方式對金針菇品質及多酚氧化酶活性的影響

王曉敏,呂瑞娜,黃 靜,李長田

(吉林農業大學食藥用菌教育部工程研究中心,吉林長春 130118)

金針菇[Flammulinafiliformis]是我國主要的栽培食用菌之一,2015年產量在我國食用菌中排名第四達261萬噸[1]。金針菇營養豐富,包括碳水化合物,維生素,蛋白質,無機鹽,脂肪,膳食纖維,胡蘿卜素,微量元素等[2]。新鮮金針菇保質期短,通常采摘三天后就會發生褐變,多酚氧化酶是導致其酶促褐變的主要酶類,主要存在于金針菇體內,酶促褐變嚴重影響金針菇的營養價值和商品價值。生產中通過降低多酚氧化酶的活來抑制酶促褐變[3-4],干燥是抑制多酚氧化酶活性的有效方法之一[5-6],也是食品深加工中被廣泛用到的方式[7]。金針菇經干制后便于運輸、延長保質期、降低損失,干燥后的食品可增加風味,改善色澤,從而提高商品價值[8-10]。

目前金針菇的干燥方式有熱風干燥,真空冷凍干燥,自然干燥,微波干燥等方法。唐秋實等[11]通過不同的干燥方式對金針菇子實體揮發性風味成分的影響進行研究,發現真空冷凍干燥能較好保持鮮金針菇風味。張明等[12]研究了不同干燥方式對金針菇菇根粉物理性質的影響,發現真空冷凍干燥下菇根粉色澤保持最好。辛燕花[13]通過不同干燥方式對金針菇進行研究,發現真空冷凍干燥對金針菇的品質和抗氧化酶活性影響最小。卜召輝[14]通過對金針菇脫水干燥工藝的研究,得出相應脫水干燥工藝參數,建立了快速有效的脫水干燥工藝。楊德等[15]通過不同的干燥方式對金針菇進行比較,真空冷凍干燥樣品品質最好。

本研究通過恒溫熱風干燥,變溫熱風干燥,真空冷凍干燥,自然干燥,微波干燥這5種干燥方式對金針菇進行干燥,對金針菇的感官品質、復水率、膨化率、粉碎率,營養成分以及多酚氧化酶活性進行了測定比較,對金針菇的保藏和進深加工選擇適宜的干燥方式提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮金針菇 購于吉林農業大學北門地下超市;葡萄糖,2,4-二硝基苯肼,抗壞血酸,分析純 均購于國藥集團上海化學試劑公司;85%磷酸,濃硫酸,苯酚,無水乙醇,鄰苯二酚,磷酸氫二鉀,磷酸二氫鉀,分析純 均購于北京化工廠;考馬斯亮藍 分析純,上海源葉生物公司;牛血清蛋白粉末 分析純,飛凈生物公司。80目石英砂粉末 智力環保公司。

HH-3A型數顯恒溫水浴鍋 常州國宇儀器制造廠;TG16W型離心機 湘智離心機儀器有限公司;352型酶標儀 芬蘭Labsystems Multiskan;GZX-9070MBE型數顯鼓風干燥箱 上海博訊公司;FW100型高速萬能粉碎機 天津華鑫儀器廠;FD-2C型冷凍干燥機 北京博弈康儀器有限公司;BS210型電子天平 蘇州賽恩斯儀器有限公司;NN-K587WS型微波爐 松下電器株式會社。

1.2 實驗方法

1.2.1 金針菇的干燥

1.2.1.1 恒溫熱風干燥 取200 g金針菇平鋪于烘箱中,以50 ℃于鼓風干燥箱中,測定該溫度下的樣品質量,30 min測量一次樣品質量,至兩次稱量變化小于0.1 g取出備用。

1.2.1.2 變溫熱風干燥 取200 g金針菇樣品平鋪于烘箱中,溫度設定為40 ℃,每1 h測定一次樣品的質量,每2 h將干燥溫度提高5 ℃,最高將溫度提高到60 ℃,至兩次稱量變化小于0.1 g取出備用。

1.2.1.3 真空冷凍干燥 取200 g金針菇平鋪于冷凍干燥機托盤內,冷井溫度-50 ℃,每3 h稱重一次,至兩次稱量變化小于0.1 g取出備用。

1.2.1.4 微波干燥 參考唐秋實的方法[11]:啟動微波爐,金針菇子實體放入微波爐中加熱,功率700 W,每5 min稱量一次,至質量無明顯變化取出備用。

1.2.1.5 自然干燥 試驗時氣溫12～24 ℃,東北風3級,相對濕度28%,將200 g金針菇平鋪于陽光直接照射的平面上,每間隔30 min稱量一次,保證陽光會直射樣品。至兩次稱量變化小于0.1 g取出備用。

甲洛洛便抱著小阿布坐在營業部門口的木樁上，他今天特別開心：小阿布，你的糖是從哪兒來的啊，是不是爺爺給你的留著沒舍得吃。小阿布認真起來：這是阿爸給害病的哥哥吃的，讓我看見了，阿爸才給了我一小點，讓我吃完才準出門，還不許我告訴任何人家里有糖，不然餓鬼會把我吃掉。我想到爺爺，就悄悄的把糖藏了一半。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 感官評價 感官評價參照張樂[16]的方法,請10名感官評價員,對不同方式干燥的金針菇的外觀、質地、風味和可接受性進行評測。評價采用10分制,表1為具體的感官評分標準。

表1 感官評分標準Table 1 Criteria of sensory evaluation

1.2.2.2 復水率 復水率參照王榮梅[17]的方法,稱取一定質量的干燥樣品,使樣品沒入蒸餾水中,10 min后取出,瀝去表面水分,測定復水后的質量。復水率計算公式如下:

式(1)

式中:R表示復水率,%;m1表示復水前樣品質量,g;m2表示復水后樣品質量,g。

1.2.2.3 膨化率 膨化率采用比容法[18-19]測定,將金針菇樣品干燥前后分別放入量筒中,倒入80目超細石英砂,完全淹沒樣品,再取出金針菇,兩次刻度的差值即為樣品的體積。膨化率計算公式如下:

式(2)

式中:ρ表示膨化率,%;V1表示干燥前樣品體積,mL;V表示干燥后樣品體積,mL。

1.2.2.4 粉碎率 粉碎度參照參考張樂[17]的方法,稱取一定質量不同處理的金針菇樣品,在相同條件下用粉碎機粉碎5 min,過孔徑0.18 mm的篩,測定過篩的質量,按粉碎度公式計算粉碎度,粉碎度公式如下:

式(3)

式中:C表示粉碎率,%;m1表示粉碎前樣品質量,g;m2表示過篩樣品質量,g。

1.2.2.6 粗多糖含量 采用苯酚-酸法[20]測定。取0.1 g干菇粉末加入10 mL蒸餾水研磨,90 ℃水浴3 h,5000 r/min離心10 min,取上清液5 mL加入15 mL無水乙醇,閉蓋醇沉24 h,5000 r/min離心10 min,取沉淀加40 mL蒸餾水溶解,取溶液2 mL加入5%苯酚1 mL混勻,緩慢加入濃硫酸5 mL搖勻冷卻20 min,放入酶標儀于490 nm比色。標準曲線y=0.0401x+0.1442,R2=0.9909。

1.2.2.7 粗蛋白含量 采用考馬斯亮藍法[21]測定。取0.1 g干菇粉末加入1 mL 0.9% NaCl溶液研磨,4 ℃放置24 h后12000 r/min離心10 min,取上清液0.1 mL加入0.9 mL 0.9% NaCl溶液混勻,加入5 mL考馬斯亮藍染色,放入酶標儀中于595 nm比色。標準曲線:y=0.0041x+1.2951,R2=0.9959。

1.2.2.8 維生素C含量 采用2.4-二硝基苯肼法[22]測定。取10 g干菇粉末加入10 mL 1%草酸研磨,用1%草酸配平至100 mL后過濾,取25 mL濾液加入2 g活性炭振搖2 min,取10 mL氧化提取液加入10 mL 2%硫脲。在3個試管中加入4 mL稀釋液,1個試管作為空白,其余試管中加入1 mL 2% 2,4-二硝基苯肼溶液,37 ℃水浴3h,空白管取出冷到室溫,加入2 mL 2% 2,4-二硝基苯肼溶液,室溫放置15 min后冰浴,其余管直接放入冰水冷卻,加入5 mL 90%硫酸,室溫放置30 min,于500 nm處比色。標準曲線:y=0.157x-0.0009,R2=0.9905。

式(4)

式中:U表示維生素C保留率,%;w1新鮮樣品維生素C含量,mg/100 g;w2干燥后樣品維生素C含量,mg/100 g。

1.3 數據處理

采用SPSS 23.0數據處理軟件對結果進行分析,并用鄧肯多重檢驗(Duncan’s multiple range test)對不同樣品間的顯著差異性(P<0.05)進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同干燥工藝對金針菇的感官影響評價

根據表1的感官評價標準,對不同處理的金針菇干制品的質地,外觀,口感和可接受性上進行評價得到表2中的評分。真空冷凍干燥的干制品在外觀與口感和可接受性上,均高于其他方式干燥的樣品。真空冷凍干燥的樣品呈現白色,菇體表面平整基本無收縮,金針菇結構完整,復水后口感較好,菇香最濃,質地柔軟;自然干燥次之,子實體呈現淡黃色,收縮較小,香味較濃。兩種熱風干燥樣品呈黃色,結構收縮較多,質地密,復水后口感一般;微波干燥,菇體呈深褐色,結構收縮嚴重,質地堅硬,香味明顯變淡,口感最差。與文獻報道結論一致[13],分析原因為不同干燥方式溫度環境不同,對干制品的膨化率,粉碎率和復水率產生影響,進而導致其感官評價產生差異。

表2 不同干制方法金針菇干制品的感官評價(分)Table 2 Sensory evaluation of dried F. filiformisunder different drying methods(score)

2.2 不同干燥方式對金針菇收縮率、復水率和粉碎率的影響

膨化率方面,由表3可知,在不同干制條件下,金針菇樣品的膨化率差異顯著(P<0.05)。真空冷凍干燥樣品的膨化率最高(84.52%),其次是自然干燥(29.62%)。冷凍干燥的原理是將金針菇樣品中的水分在低溫狀態下凍成冰晶,再在真空狀態下將冰直接汽化除去[24],體積發生變化較低,使得金針菇樣品的細胞結構得到了較為完整的保存,因此膨化率較高。自然干燥時間雖然較長,但在自然環境中并沒有受到較大外界作用力的破壞,使得其細胞結構較為完整。而恒溫熱風干燥(18.89%),變溫熱風干燥(17.48%)和微波干燥(22.74%)由于長時間處于高溫環境下,使得金針菇的細胞結構遭到了破壞,結構皺縮,導致其膨化率變低。粉碎率方面,在不同干制條件下,金針菇樣品的粉碎率差異顯著(P<0.05)。粉碎率最高的為真空冷凍干燥(76.37%),其次為自然干燥(46.36%)。由于膨化率較高,細胞結構較為完整,干制品密度更低,結構更為疏松,因此粉碎率較高。而恒溫熱風干燥(35.65%),變溫熱風干燥(36.88%)和微波干燥(29.16%),由于干燥過程中溫度較高,干制品的細胞結構被破壞,細胞結構坍塌較為嚴重,相同質量的干制品體積越小密度更高,因此干粉碎率較低。復水率方面,在不同干制條件下,金針菇樣品的復水率差異顯著(P<0.05)。由于真空冷凍干燥的樣品細胞結構較為完整,相同質量的干制品體積更大,從而表現出了更高的復水率(358.75%),其次為自然干燥(210.67%)。恒溫熱風干燥(154.25%),變溫熱風干燥(144.25%)和微波干燥(128.67%)的過程中,較多的細胞結構被破壞,導致其復水率較低。綜上,真空冷凍干燥的金針菇膨化率,粉碎率和復水率較高,這與張樂[17],趙圓圓[25]的研究結果一致。

表3 不同干制方式的干制品的膨化率、粉碎率和復水率比較Tabel 3 Effect of different drying methods on expansion ration,crushing ration and rehydration ration of dried F. filiformis

注:同列小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

表5 不同干燥方式對金針菇營養物質的影響Tabel 5 Effect of different drying methods on nutrients of F. filiformis

注:同列小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同干燥方式對金針菇多酚氧化酶含量的影響

由表4可知,5種干燥方式均可降低樣品中多酚氧化酶活性,均顯著(P<0.05)低于鮮樣中多酚氧化酶活性37.2 U/min。其中,真空冷凍干燥(20.8 U/min),恒溫熱風干燥(19.8 U/min),變溫熱風干燥(19.2 U/min)和微波干燥(20.9 U/min)對樣品中的多酚氧化酶活性影響互不顯著(P>0.05);自然干燥樣品中的多酚氧化酶活性為32.9 U/min,顯著(P<0.05)高于其他干燥樣品。推測原因,自然干燥過程中,由于外界溫度為常溫,對多酚氧化酶活性影響較低,抑制效果最小;低溫環境下酶促反應減慢,高溫環境下會促使酶的蛋白變性,破壞活性部位三維結構,降低酶活性[26]。

表4 不同干燥方式對金針菇多酚氧化酶活性的影響Tabel 4 Effect of different drying methodson polyphenol oxidase activity of F. filiformis

注:同行小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.4 不同干燥方式對金針菇營養成分的影響

表5比較了不同干燥方式對于金針菇品質的影響,可以看出,在不同干制條件下,金針菇樣品中的多糖、粗蛋白、維生素C的含量有差異。真空冷凍干燥樣品中的粗多糖含量為34.22 mg/g,粗蛋白含量為12.07 mg/g,均高于其他干燥方式,這與辛燕花[13]的研究結果一致。其次是自然干燥。熱風干制與微波干制由于加熱過程中長時間處于高溫環境下,造成一定程度粗蛋白和多糖結構的破壞。另外在高溫的條件多糖和粗蛋白會發生美拉德反應,部分美拉德反應產物不可逆[27-28],因此會損失一部分粗蛋白和多糖。真空冷凍干燥干制品的維生素C含量為17.18 mg/100 g,維生素C保留率最高,為74.98%,維生素C是一種水溶性維生素,也是熱敏性的營養成分[29],造成其在高溫干燥過程受到了一定的損失。恒溫熱風干燥的多糖和粗蛋白含量多余變溫熱風干燥,分析這可能是因為變溫干燥中較高的溫度使金針菇中多糖和蛋白的美拉德更劇烈[30],導致其分解消耗的更多。自然干燥過程中溫度較熱風干燥與微波干燥更低,因此粗多糖,粗蛋白,維生素含量高于熱風與微波干燥。

3 結論

本研究基于5種干燥方式,探究了不同干燥方式對金針菇感官評價,復水率,膨化率,粉碎率,營養成分和多酚氧化酶活性的影響。結果表明,真空冷凍干燥的金針菇感官評價優于其他干燥樣品,其干制品顏色潔白,外表完整,菇香濃郁,可接受性最高,與文獻報道結論一致[13]。不同的干燥工藝對金針菇復水率,膨化率,粉碎率影響較大,真空冷凍干燥的金針菇樣品復水率,粉碎率和膨化率均顯著高于其他干燥方式,這與張樂[17],趙圓圓[25]的研究結果一致。營養成分含量方面,真空冷凍干燥樣品中的含量顯著高于其他干燥方式樣品,真空冷凍干燥能較好保留金針菇營養物質,這與辛燕花[13]的研究結果一致。本研究還對不同金針菇樣品的多酚氧化酶活性進行測定,真空冷凍干燥,熱風干燥和微波干燥的多酚氧化酶活性無顯著差異,但均顯著低于自然干燥。綜合分析,自然干燥的干制品感官評價和營養成分僅次與真空冷凍干燥干制品,但其多酚氧化酶活性最高,干制品保存時間短。兩種熱風干燥和微波干燥樣品中的多酚氧化酶活性低,保存時間長,但其營養成分和感官評價較低。真空冷凍干燥在感官評價,復水率,膨化率,粉碎率和營養成分表現最佳,具有較高的商品價值和營養價值,且多酚氧化酶活性較低,提高了干制品保存時間。綜上所述,五種干制方法中,真空冷凍干燥最適宜用于金針菇的干制。