不同熱風干燥溫度對西藏黃蘑菇品質的影響*

許 斌，高 潔，于翠翠，侯麗真，高雅鑫，張蒙冉，王鳳忠**，李淑英**

（1.中國農業科學院農產品加工研究所農業農村部農產品加工綜合性重點實驗室，北京 100193；2.西藏自治區農牧科學院農產品開發與食品科學研究所，西藏 拉薩 850000；3.塔里木大學生命科學學院南疆特色農產品深加工兵團重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

黃蘑菇又名皇菇、黃環菌，學名黃綠蜜環菌（Armillaria luteovirens），屬擔子菌門 （Basidiomycota）層 菌綱 （Hymenomycetes）傘菌目 （Agaricales）口蘑科 （Tricholomataceae）蜜環菌屬 （Armillaria）[1]。作為一種稀有野生資源[2]，黃蘑菇兼具食用、藥用價值。黃蘑菇不僅含有豐富的多糖、蛋白質、礦物質、維生素等營養成分，還含有甾體三萜類、生物堿、有機酸等功能性成分[3]，其中作為對抗癌癥最有效功能成分的“硒”含量尤為突出[4-5]，且在抗氧化、抵御流感、防治神經炎和促進兒童生長發育方面有良好的保健功效[6]。

黃蘑菇分布范圍非常局限，主要生長在西藏、青海等海拔3 000 m～5 000 m的高原草地；而且有很強的季節性，子實體集中在7月中旬至8月下旬雨季生長[7]。野生黃蘑菇的馴化和培育也非常困難[8-9]，因此黃蘑菇資源有限。資源的稀缺，加上黃蘑菇本身鮮美的味道、獨特的香氣和極高的營養價值，使得黃蘑菇的價格非常昂貴[10]。然而新鮮黃蘑菇在采后極易發生失水、軟化和腐敗變質，嚴重降低了其食用品質和商品價值。為了提高這種珍稀食用菌的保存時間，解決黃蘑菇在推廣銷售過程中時間和空間上的限制，對黃蘑菇的儲藏研究變得尤為重要。

常用的低溫冷藏和氣調保鮮技術，只能將黃蘑菇的儲藏時間延長至1個月左右，且需要消耗較大的能源，也不利于運輸。干燥技術，一方面通過抑制原料體內的生物酶活性[13]，防止原料變質；另一方面，通過降低原料本身的水分含量，增加了可溶性物質的濃度[11]，防止腐敗微生物的生長[12]，最終達到延長物料儲藏期的效果。將黃蘑菇脫水干制，能夠極大地延長儲存時間，且重量減輕約90%，運輸成本也極大地降低。

現階段應用最廣泛的干燥技術是熱風干燥，利用空氣作為介質，使用風機和加熱器將熱空氣不斷吹入干燥室，對干燥室內的物料進行干燥[14]。其基本原理是熱空氣將熱量傳遞到物料表面，表面水分受熱汽化，而內部水分含量高，形成水分梯度，導致水分向表面擴散；同時表面溫度高而內部溫度低，形成溫度梯度，導致熱量向內部傳遞，進而加速內部水分逃逸[15-16]。熱風干燥技術具有成本低、干燥速度快等優點，而溫度則是影響熱風干燥效果的重要因素，若溫度過高則會導致食品中的營養成分被破壞，產品色澤也會產生較大變化[17-18]。

通過設置不同熱風干燥溫度對黃蘑菇進行處理，以探究不同干燥溫度下黃蘑菇干燥特性、感官品質、加工品質和營養成分的變化，以期為西藏地區黃蘑菇熱風干燥貯藏提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮黃蘑菇，由西藏自治區農牧科學院農產品開發與食品科學研究所提供。

無水乙醇、氫氧化鈉，購于北京市萃峰科技有限公司；硫酸鉀、硫酸銅、硫酸、硝酸、硼酸，購于北京市通廣精細化工公司。

1.2 主要儀器與設備

DLTG-9145A電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；LD-Y96A酶標儀，山東萊恩德智能科技有限公司；JC-987CC0A全自動凱氏定氮儀，青島聚創科技環保有限公司；YQ109-03原子吸收光譜儀，深圳市博瑞康科技有限公司；Digieye AC11電子眼，上海韻鼎國際貿易有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理

選擇無損傷、無病蟲害、無霉變腐爛且子實體飽滿的新鮮黃蘑菇，均勻平鋪于托盤內；將其置于烘箱中，烘箱初始溫設置為35℃；干燥2 h后，分別將其置于50℃、60℃、70℃的烘箱中繼續干燥[19]；干燥12 h，每隔1小時取樣稱重，每隔4小時取樣測定相關參數。

1.3.2 參數測定

通過單位時間內物料含水率降低程度表示干燥速率（P，g·100-1g-1h-1），其計算公式為：

式中：dx表示物料含水量（g·100-1g-1）；dt表示干燥時間（h）。

復水比的計算方法：為干制黃蘑菇在40℃熱水中浸泡1 h，撈出后瀝水20 min，并用吸水紙吸干其表面水分，計算復水后與復水前的質量之比[19]。將干制黃蘑菇平鋪在白色拍照板上，用電子眼設備對樣品拍照，取多個點讀數，以記錄其平均色值。含水量的測定參照GB 5009.3-2016直接干燥法[20]；蛋白質的測定參照GB 5009.5-2016凱氏定氮法[21]；多糖的測定參照SN/T 4260-2015苯酚-硫酸法[22]；礦物質鐵、銅、鈣、鎂、鋅、錳、鉀和鈉、硒元素的測定分別參照GB 5009.90-2016食品中鐵的測定、GB 5009.13-2017食品中銅的測定、GB 5009.92-2016食品中鈣的測定、GB 5009.241-2017食品中鎂的測定、GB 5009.14-2017食品中鋅的測定、GB 5009.242-2017食品中錳的測定、GB 5009.91-2017食品中鉀、鈉的測定、GB 5009.93-2017食品中硒的測定[23-30]。每個樣品重復3次。

1.4 統計與分

數據采用GraphPad Prism 7.0作圖，用SPSS 11進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 干燥特性分析

不同干燥溫度下黃蘑菇含水量及干燥速率的變化情況見圖1。

圖1 不同干燥溫度對黃蘑菇含水量及干燥速率的影響Fig.1 Effects of different drying temperatures on water content and drying rate of Armillaria luteovirens

由圖1可知，在不同干燥溫度下，隨著干燥時間的延長，黃蘑菇含水量呈下降趨勢，根據黃蘑菇含水量的變化進一步解析得出其干燥速率的變化。黃蘑菇經過0～2 h預熱及2 h～3 h不同溫度干燥期間，干燥速率呈上升趨勢；3 h～4 h干燥期間，干燥速率增速緩慢，處于平臺期；3 h 70℃條件下干燥速率最快，為18.08 g·100-1g-1h-1，其次是4 h 50℃為13.93 g·100-1g-1h-1，最低的是 60℃為 12.93 g-1·100-1g-1h-1；從4 h起至干燥結束，黃蘑菇干燥速率呈下降趨勢，并且在干燥后期，70℃條件下黃蘑菇的干燥速率低于50℃和60℃。

根據整個干燥過程中黃蘑菇干燥速率的變化，發現其并不符合常規所認為的“溫度越高，干燥速率越快”的特點。黃蘑菇干燥至2 h～6 h時，60℃條件下的干燥速率低于50℃。黃蘑菇經過初期預熱后，隨著干燥溫度的變化，干燥時間的延長，使得水分向表面擴散、熱量向內部傳遞的作用加劇，導致溶質伴隨水分遷移至表面形成結晶；同時黃蘑菇表面水分快速蒸發，其表面形成一層薄薄的硬殼，致使內部水分遷移速度慢于表面蒸發速度；既而加劇了表面硬化而影響水分蒸發和熱量的傳遞，從而影響了黃蘑菇的干燥速率[31]。由此可見，當黃蘑菇在60℃條件下干燥時，其表面硬化現象劇烈，影響了水分的蒸發和熱量的傳遞，從而導致其干燥速率明顯降低。根據黃蘑菇干燥速率的變化并結合含水量的變化，當黃蘑菇在70℃條件下干燥時，盡管在干燥前期可保持較快的干燥速率，但在干燥后期由于大量自由水的喪失，使得內部水分遷移的速度慢于水分蒸發的速度，從而使其干燥速率明顯降低；而當黃蘑菇在50℃下干燥時，內部水分遷移的速度與水分蒸發的速度相對平衡，因此對黃蘑菇有較好的干燥效果。

2.2 感官品質分析

色澤作為干燥產品重要的商品品質，可直接決定消費者的接受程度，同時也是直觀衡量干燥產品品質的重要標準[32-33]。黃蘑菇因其顏色金黃、鮮艷亮麗而受到消費者的喜愛。因此，經過干燥處理后的黃蘑菇能否保持色澤的穩定對于黃蘑菇干制品的推廣銷售具有重要意義。不同干燥溫度對黃蘑菇色澤的影響見圖2a，利用電子眼設備將其變化顏色以數據形式量化結果見圖2b～2d。

由圖2a可知，隨著干燥時間的增加，黃蘑菇的顏色逐漸加深。由圖2b可知，在整個干燥過程中，黃蘑菇的亮度值、紅度值以及黃度值均呈下降趨勢，且亮度值和黃度值下降明顯。圖2c為不同干燥溫度下黃蘑菇的亮度值（L*）變化，黃蘑菇亮度的變化反應了其在干燥過程中的褐變程度。在高溫條件下樣品主要發生非酶促褐變，即美拉德反應[34]。在70℃條件下，干燥至12 h時，黃蘑菇亮度降低了27.8%，變化程度最大，表明在該溫度下黃蘑菇褐變嚴重；60℃和50℃亮度變化相似，分別降低了25.0%和24.9%。結合黃蘑菇干燥特性試驗結果可知，干燥溫度為70℃時，黃蘑菇表面硬化現象明顯，硬化與溶質從內部向外部遷移有關，遷移至表面的溶質為美拉德反應提供了豐富的化合物，從而使得美拉德反應劇烈，導致樣品褐變嚴重。由圖2d不同干燥溫度下黃蘑菇色差值（ΔE）的變化可以明顯看出，當干燥溫度為50℃時，黃蘑菇的色差值變化最小，表明干制黃蘑菇的色澤越接近鮮樣。結合圖2a、2b、2c試驗結果表明，黃蘑菇在50℃下干燥時，對其色澤的影響最小。

圖2 不同干燥溫度對黃蘑菇色澤的影響Fig.2 Effects of different drying temperatures on the color of Armillaria luteovirens

2.3 加工品質分析

當水分含量低于12%時，食用菌中的生物酶活性被抑制，且不易滋生微生物而引起腐敗變質，因此，12%含水量常常作為衡量干制品品質的規范和依據[35]。干燥時間和復水比是食用菌干制過程中的2個重要指標。干燥時間是指不同溫度下將食用菌干燥至含水量12%以下所用的時間[35]。干燥時間越短，能源消耗越少，對于減輕加工成本有極其重要的意義。復水比則體現干制品泡發后的復原情況，直接影響食用菌的食用口感。不同干燥溫度對黃蘑菇干燥時間和復水性能的影響結果見表1。

表1 不同干燥溫度對黃蘑菇干燥時間和復水性能的影響Tab.1 Effects of different drying temperatures on drying time and rehydrating performance of Armillaria luteovirens

如表1所示，熱風干燥過程中，隨著干燥溫度的升高，干燥時間明顯縮短。70℃條件下的干燥時間最短，其次為60℃，時間相對較長的是50℃，且三者差異極顯著（P＜0.01）。干制黃蘑菇復水比分析發現，70℃條件下干燥樣品復水比最高（2.97），復水后黃蘑菇的含水量為66.33%；其次為50℃，復水后黃蘑菇的含水量為61.54%；復水比最低的是60℃，復水后黃蘑菇的含水量為52.83%。干制黃蘑菇的復水能力主要與黃蘑菇的物質組成和組織結構密切相關，新鮮黃蘑菇的水分含量普遍高于90%，干物質含量相對較少，干燥后組織結構發生極大變化，疏松的網狀結構被破壞[36]，不利于水分重新吸收。不同干燥溫度對黃蘑菇的組織結構破壞程度不同，從而影響水分的傳遞。

2.4 營養品質分析

2.4.1 不同干燥溫度對黃蘑菇蛋白質和多糖含量的影響

黃蘑菇中蛋白質和多糖含量豐富且具備良好的功能特性，對提高免疫力、預防癌癥等有著良好的效果，而且蛋白質和多糖的含量也是評價農產品營養價值的重要指標[37]。不同干燥溫度下黃蘑菇蛋白質和多糖的含量統計結果見圖3。

圖3 不同干燥溫度對黃蘑菇蛋白質和多糖含量的影響Fig.3 Effects of different drying temperatures on protein and polysaccharide contents of Armillaria luteovirens

由圖3可知，蛋白質含量在干燥過程中呈下降趨勢，當干燥至12 h時，60℃和70℃條件下黃蘑菇蛋白質含量分別降低了5.90%和5.67%，而50℃條件下黃蘑菇蛋白質含量降低了5.03%，損失最少。黃蘑菇多糖含量隨干燥時間的增加呈先下降后上升的變化趨勢，總體來看，黃蘑菇在50℃條件下干燥時，多糖含量損失最少，其次是70℃。黃蘑菇在干燥過程中蛋白質和多糖含量的變化主要與美拉德反應有關[38]，美拉德反應的本質是醛、酮、還原糖的羰基與氨基酸、肽等含氮化合物的游離氨基之間發生的反應[39]，而這種反應極易在高溫下發生。因此，使得黃蘑菇在干燥過程中蛋白質含量降低，以及干燥前期多糖含量的損失，且在不同干燥溫度下，損失程度不同。

2.4.2 不同干燥溫度對黃蘑菇礦物質含量的影響

黃蘑菇中除了含有蛋白質、多糖等營養成分外，還含有豐富的礦物質元素，測定并分析了黃蘑菇中鉀、鈣、鈉、鎂4種常量元素和鐵、錳、鋅、硒、銅5種微量元素在不同干燥溫度下的變化情況見圖4。

由圖4可知，在整個干燥過程中，鉀、鈉、鎂、錳4種元素的含量變化較小；其中在60℃和70℃條件下干燥時，4種元素含量的變化高于50℃，表明在50℃條件下干燥黃蘑菇對這4種元素的含量影響較小。而鐵、鈣、鋅、硒、銅這5種元素在整個干燥過程中的含量變化較大，且主要集中在8 h～12 h，含量大幅降低；這可能與在干燥至8 h時自由水幾乎全部蒸發至干燥結束這一階段，大量結合水蒸發，從而使礦物質元素得不到結合水的保護而損失。硒元素作為人體所必須的微量元素，對人體具有良好的保健作用，而食用菌對硒元素有著較好的富集效果[40]。新鮮黃蘑菇中硒含量極高，達到2.91 μg·g-1，經70℃干燥后，含量降低了21.4%，其次是50℃（降低18.4%）和60℃（降低15.0%）。綜合整個試驗結果，當干燥溫度為50℃時，黃蘑菇中的礦物質含量損失最小，而干燥溫度為70℃時，黃蘑菇中的礦物質含量損失最大。

圖4 不同干燥溫度對黃蘑菇礦物質含量的影響Fig.4 Effect of different drying temperatures on mineral content of A.luteovirens

3 結論

熱風干燥技術作為現階段應用最廣泛、效率最高的干燥技術，在各類食品原料的干制加工中有著重要的地位，而干燥溫度的選擇對食品原料的品質有較大的影響。研究采用不同干燥溫度干制黃蘑菇，并探究在不同干燥溫度下對黃蘑菇干燥特性、感官品質、加工品質以及營養品質的影響。結果表明，干燥溫度越高越有利于水分的擴散，樣品干燥速率也就越快，干燥時間越短，然而溫度越高也會使樣品因美拉德反應而造成營養物質的流失。當干燥溫度為70℃時，盡管黃蘑菇干燥速率快、干燥所需時間短、復水性能好，但黃蘑菇的色澤、營養成分均受到一定影響；當干燥溫度為60℃時，黃蘑菇不僅干燥速率慢、產品復水性能差且褐變明顯，營養成分流失嚴重；當干燥溫度為50℃時，黃蘑菇的干燥速率與復水性能優于60℃，干制后的樣品與新鮮黃蘑菇的色差值最小且營養成分損失較少。因此，50℃是黃蘑菇熱風干燥相對適宜的溫度。試驗僅初步研究了熱風干燥溫度對黃蘑菇干制品品質的影響，對其貯藏品質方面的影響還未涉及，后續將結合黃蘑菇干制品貯藏方面進一步討論，以便更好地探尋適宜溫度，為黃蘑菇熱風干燥加工提供基礎理論支撐。