不同干燥方法对护色后金耳切片品质的影响

金耳(Tremella aurantialba Bandoni & M.Zang)属银耳科(Tremellaceae),子实体高5～10 cm,直径7～12 cm,呈脑状或瓣裂状,新鲜时呈金黄色或橙黄色,干后坚硬,浸泡后可恢复原状,在我国多产于云南、西藏、四川、甘肃等地区[1]。金耳作为我国特有的食药用菌,其滋补作用与营养价值均优于银耳和黑木耳等胶质菌,可用于虚痨咳嗽、痰多、气喘、盗汗、高血压的治疗[2],在调节免疫功能、降血糖血脂、抗氧化、抗辐射、抗病毒等方面也具有显著功效[3-8]。新鲜金耳含水量高,不耐贮藏,限制了其食用周期及流通半径。目前金耳的加工方式以速冻和干制为主,有少量的饮料、汤等产品形态。速冻金耳离不开冷链环境,导致其运输和消费成本偏高;干制便于运输和储存,应用前景广泛。

目前干燥方法主要有日晒、热风干燥、微波干燥、真空冷冻干燥和联合干燥等。韩兴昊等[9]研究发现热风干燥、真空冷冻干燥的金耳氨基酸总含量无明显的差异,但真空冷冻干燥金耳的营养价值较高,而热风干燥的挥发性成分明显多于真空冷冻干燥。目前实际生产中金耳普遍以直接晒干和烘干为主,且以整朵金耳形态来直接干燥。

切片可增大物料与空气的接触面积,从而降低能耗、提高效率[10],同时切片也能使物料受热更加均匀,能一致达到干燥终点。而干燥前护色处理有助于提高干制品的外观品质,已在茶树菇[11]、大球盖菇[12]、双孢蘑菇[13]、杏鲍菇[14]、草菇[15]等食用菌中得到了验证。但目前关于护色后金耳切片进行干燥尚未见报道。因此,本文以云南产代料栽培金耳为原料,研究自然干燥、热风变温干燥、空气能热泵干燥、微波真空干燥、真空冷冻干燥、微波真空-热泵联合干燥等6种干燥方法对护色后金耳切片的感官、复水性、色度值、基本营养成分等的影响,筛选出较适宜的干燥方法,为金耳干制品加工提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜金耳(Tremella aurantialba)来自于昆明食用菌研究所栽培技术示范基地。挑选无腐烂、无损伤、朵型大小一致、色泽均匀的金耳用于干燥试验。柠檬酸、异抗坏血酸钠、CaCl2,市售；其他化学试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

HF-2 热风循环干燥箱,吴江华飞电热设备有限公司；WBZ-10 智能化静态微波真空干燥机,贵阳新奇微波工业有限责任公司；5HG-0.3CK 果蔬烘干机,云南种业集团有限责任公司热能科技分公司；FD5-5T 冻干机,SIM公司；DWHL388 超低温冰箱,中科美菱低温科技有限公司；SC-80C 全自动色差计,北京康光光学仪器有限公司；FW-400A 倾斜式高速万能粉碎机,北京中兴伟业仪器有限公司；SOX500 索氏提取器、K1100 凯氏定氮仪,济南海能仪器股份有限公司；PL403 天平,梅特勒-托利多仪表(上海)有限公司；202-00 电热恒温干燥箱,上海东星建材城试验设备有限公司；GZX-9023MBE 电热鼓风干燥箱,上海博迅实业有限公司医疗设备厂；DZKW-S-8 恒温水浴锅,北京市永光明医疗仪器有限公司；Biochrom30+氨基酸自动分析仪,英国百康；SPECORD50PLUS 紫外可见分光光度计,德国耶拿分析仪器股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 金耳干制工艺流程

新鲜金耳→削泥脚、清洗→切片→护色→沥水→干燥→干金耳片

1.3.2 干燥方法

在前期试验基础上,将单朵金耳纵向切成5 mm左右厚度的薄片,放入0.45%柠檬酸+0.4%异抗坏血酸钠+0.3% CaCl2(以上均为质量分数)混合护色液中浸泡护色10 min,金耳与护色溶液的质量比为1∶3。将护色后金耳片置于网筛中沥干表面水分后,进行6种干燥方法处理。具体如下：

(1)空气能热泵干燥

称取2 000 g护色新鲜金耳切片,放入果蔬热泵干燥机中,湿度为50%,干燥至干基含水量为10%以下,干燥时长约22 h。

(2)热风变温干燥

称取2 000 g护色新鲜金耳切片,放入电热鼓风干燥箱中,热风风速0.5 m/s,先于40 ℃下干燥1 h,再升高温度至50 ℃,干燥至干基含水量到10%以下即停止干燥,干燥时长约23 h。

(3)微波真空干燥

称取2 000 g护色新鲜金耳切片,放入微波真空干燥机中,微波真空度70 kPa,分段式变功率间歇微波真空干燥至干基含水量到10%以下,干燥时长约3 h。

(4)微波真空-热泵联合干燥

称取2 000 g护色新鲜金耳切片,平铺于硅胶盘中,放入微波真空干燥机中,进行分段式变功率间歇微波真空干燥1 h,至转换水分含量至40%～60%,再取出转入果蔬热泵干燥机中,干燥至水分含量为10%以下,总干燥时长约为18 h。

(5)自然干燥

称取2 000 g护色新鲜金耳切片,摆放于竹筛上于强烈阳光下暴晒,温度约25～30 ℃,干燥至干基含水量到10%以下,干燥时长约20 h(仅包括强烈阳光下暴晒的时间)。

(6)真空冷冻干燥

称取2 000 g护色新鲜金耳切片,置于超低温冰箱中(-80 ℃)中速冻6 h,然后放入真空冷冻干燥机进行冷冻干燥,冷阱温度-60～-63 ℃,真空度1～5 mTorr,干燥至干基含水率10%以下,干燥时长约48 h。

1.4 金耳干品品质评价指标

1.4.1 感官特性评价

参照黄建立[16]的方法并作适当改进。通过色泽、组织状态和滋味气味等3个方面对金耳干制品感官品质进行综合评分,采用10分制,综合评分高者质量佳。评分标准见表1。

表1 金耳干制品的感官评分标准

Table 1 Sensory scoring criteria for T.aurantialba dry products

1.4.2 色度值测定[17]

通过色差计测定不同处理条件下金耳的色泽变化,用L*、a*、b*值表示色泽,每个样品重复测定5次,取其平均值。ΔE为总色差值,表示干燥后样品与对照间的颜色差值。其计算如公式(1)所示：

(1)

式中：L0、a0、b0分别表示鲜金耳的明度、红绿度和黄蓝度；L*、a*、b*分别表示干燥后金耳的明度、红绿度和黄蓝度。

1.4.3 复水比测定[18]

分别取干燥后金耳样品5 g于烧杯中,加蒸馏水150 mL,置于60 ℃恒温水浴锅中,每隔15 min捞出样品置于筛网上沥水3 min,沥干后用干燥滤纸擦干表面称重,反复5次。

R=Gf/Gg

(2)

式中：R,复水比；Gf,样品复水后沥干质量,g；Gg,干制品试样质量,g。

1.4.4 营养特性评价

水分含量的测定：参照GB 5009.3—2016；总糖(以葡萄糖计)的测定：参照 GB/T 15672—2009；粗蛋白含量的测定：参照 GB 5009.5—2016；粗脂肪含量的测定：参照 GB 5009.6—2016；氨基酸的含量测定：参照GB 5009.124—2016的方法。

1.5 数据分析

所有指标均重复测定3次,数据结果以平均值±标准偏差表示。采用SPSS 19.0软件,根据单因素方差(One-Way ANOVA)分析方法对数据进行差异显著性分析,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方法对感官特性的影响

表2对比了6种干燥方法的金耳干品的感官特征及得分情况。从感官评分总分来看,以真空冷冻干燥组的感官评分最高,其感官品质表现最好,金耳片呈淡白黄色,色泽较浅,片形平整、饱满,无皱缩,脆度适中,无异味。其次是空气能热泵干燥组,呈均匀橙黄色,片形完整,轻微皱缩,脆度适中,无异味。自然干燥组的感官评分总分稍低于真空冷冻干燥组和空气能热泵干燥组,但3种干燥方式间的感官评分并没有显著性差异(P>0.05)。在6种干燥方法中,以热风变温干燥组的感官评分总分最低,金耳片大部分呈浅褐色,少量呈深红褐色,质地紧密,皱缩严重,脆度差。

表2 不同干燥方法对金耳切片感官特性的影响

Table 2 Effects of different drying methods on the sensory characteristics of T.aurantialba slices

注：同列数据肩标不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)(下同)

2.2 不同干燥方法对色度值的影响

如表3所示,不同的干燥方法带来产品色泽的差异。跟新鲜金耳相比,除真空冷冻干燥组外,其他各处理组样品的L*值呈下降趋势,且与新鲜金耳相比存在显著差异(P<0.05),说明其他各处理组干燥后样品的白亮度有所下降,这可能与一定温度下的褐变反应有关,而真空冷冻干燥金耳的L*值反而比新鲜金耳更白亮,L*值最大。真空冷冻干燥和微波真空干燥金耳的L*值最接近鲜样(68.10±1.05),而热风变温干燥的L*值(52.95±1.74)最小,这可能是因为所采用的干燥箱空间较小,而处理原料量较大,导致内部水分大量扩散至表面,而表面水分来不及蒸发排出,加之在50 ℃下干燥,高温进一步引发褐变的加剧。从总色差来看,空气能热泵干燥组的ΔE值(11.59±0.44)最小,其次是真空冷冻干燥组(11.62±1.84),热风变温干燥组的ΔE值最大,达到了(17.72±1.13),这可能是因为热风变温干燥过程中温度较高,对酶促褐变和非酶促褐变的发生都有促进作用。综合来看,空气能热泵干燥和真空冷冻干燥对护色后金耳切片干制过程中的色泽保留较有利。

表3 不同干燥方法对金耳切片色度值的影响

Table 3 Effects of different drying methods on the chromaticity value of T.aurantialba slices

注：-表示无

2.3 不同干燥方法对复水比的影响

复水性是评价产品干燥后外观形态恢复至原来状态的产品重要属性,由复水比来表示。复水比越大,干燥后产品的内部组织越疏松,内部孔隙越大。由表4可知,复水比的大小顺序为：真空冷冻干燥>微波真空-热泵联合干燥>空气能热泵干燥>微波真空干燥>自然干燥>热风变温干燥。真空冷冻干燥组对样品组织和分子结构破坏较小,保持了样品原有的疏松结构；空气能热泵干燥其纵向温差小,平面温度均匀,能够实现对需干燥的食用菌均匀烘干的效果,有利于提升干燥后的食用菌质量[19]；微波真空干燥过程中的膨化效应,也赋予了干制品良好的复水性能[20]。因此,在所有处理中,以真空冷冻干燥、微波真空-热泵联合干燥、空气能热泵干燥具有较高的复水比,且真空冷冻干燥与其他干燥方法的复水比差异显著(P<0.05)。热风变温干燥的高温环境使样品皱缩严重,易造成表面硬化结壳,复水性能在6种处理中是最差的。

表4 不同干燥方法对金耳切片复水比的影响

Table 4 Effects of different drying methods on the rehydration ratio of T.aurantialba slices

2.4 不同干燥方法对基本营养成分的影响

由表5可知,6种干燥方法处理后的金耳中,真空冷冻干燥金耳的粗蛋白和总糖含量最高,其质量分数分别达到9.97 g/100 g和74.20%,而微波真空干燥、微波真空-热泵联合干燥与自然干燥的金耳粗蛋白质量分数无显著差异(P>0.05),略低于真空冷冻干燥,分别为9.19、9.27和9.20 g/100 g。热风变温干燥的金耳脂肪质量分数最高,为1.21 g/100 g,真空冷冻干燥金耳的脂肪质量分数最低为0.96 g/100 g,可能由于在干热条件下金耳中复合脂肪游离出来所致,这与不同干制条件下得到的无花果干中的脂肪变化趋势一致[21]。

表5 不同干燥方法对金耳切片基本营养成分的影响

Table 5 Effects of different drying methods on the nutritive compositions of T.aurantialba slices

2.5 不同干燥方法对氨基酸含量的影响

氨基酸是构成蛋白质的基本组成单位,也是人体必需的重要营养元素。根据氨基酸呈味特性不同,将其分成鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和无味氨基酸4类[22],其中又以鲜味氨基酸和甜味氨基酸对食用菌滋味的贡献较大,其他类氨基酸对其滋味有提升作用,食用菌的独特滋味是由这些氨基酸共同作用的结果。鲜味氨基酸主要是谷氨酸与天门冬氨酸2种,甜味氨基酸包括丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸等5种氨基酸。从氨基酸总量来看,真空冷冻干燥>自然干燥>微波真空-热泵联合干燥>微波真空干燥>空气能热泵干燥>热风变温干燥,各处理间氨基酸总量有显著性差异(P<0.05)。从鲜味氨基酸总量来看,真空冷冻干燥>自然干燥>微波真空-热泵联合干燥>微波真空干燥>空气能热泵干燥>热风变温干燥。从甜味氨基酸总量来看,真空冷冻干燥>自然干燥>微波真空-热泵联合干燥>空气能热泵干燥>微波真空干燥>热风变温干燥。真空冷冻干燥金耳中的氨基酸总量、鲜甜味氨基酸含量明显高于其他各组。热风变温干燥金耳的氨基酸总量、鲜味氨基酸和甜味氨基酸的含量都是最低的,可能是由于热风变温干燥时温度较其他组更高且受热时间更长,导致美拉德反应加剧,从而引起了氨基酸含量的降低。

表6 不同干燥方法对金耳切片氨基酸的影响 单位：g/100 g

Table 6 Effects of different drying methods on amino acids of T.aurantialba slices

3 结论与讨论

本文通过对护色金耳切片的感官、色度值、复水比及营养成分等指标进行全面分析和比较,探究了自然干燥、热风变温干燥、空气能热泵干燥、微波真空干燥、真空冷冻干燥、微波真空-热泵联合干燥等6种干燥方法对护色后金耳切片品质的影响。结果发现,真空冷冻干燥金耳的感官评分最高,感官品质最好,其次是空气能热泵干燥金耳,两者间无显著差异(P>0.05)。从总色差来看,空气能热泵干燥金耳的ΔE值(11.59±0.44)最小,其次是真空冷冻干燥金耳(11.62±1.84)。复水比由大到小的顺序为:真空冷冻干燥>微波真空-热泵联合干燥>空气能热泵干燥>微波真空干燥>自然干燥>热风变温干燥。从一般营养成分来看,真空冷冻干燥的金耳粗蛋白和总糖质量分数最高,分别为9.97 g/100 g和74.20%,而微波真空干燥、微波真空-热泵联合干燥与自然干燥的金耳粗蛋白含量无显著差异(P>0.05)。氨基酸总量、鲜甜味氨基酸含量均是真空冷冻干燥、自然干燥和微波真空-热泵联合干燥处理的金耳最高。在6种干燥方法中,以热风变温干燥的感官评分总分最低、ΔE值最大(17.72±1.13),复水性能最小,氨基酸总量、鲜味氨基酸和甜味氨基酸的含量最低,这可能是因为热风变温干燥过程中温度较高,所采用的热风循环干燥箱空间较小,装载量过大导致排湿不畅,大量物料受热不均,导致金耳切片干燥时间过长,褐变皱缩严重,品质较差,后续还需对热风变温干燥的批次处理物料装载量、干燥风速、干燥温度和时间等做进一步研究。微波真空干燥虽然在6种干燥方法中干燥时间最短,但由于干燥参数跟物料量的多少关系密切,干燥功率过高、温度过高和干燥时间过长都会使干燥物料发生碳化,且平铺物料在干燥过程中会整体往中部回缩,导致厚薄不均一,干燥终点不好把握,很难同时达到干燥终点。微波真空-热泵联合干燥技术的应用,可解决单一微波真空干燥的技术缺陷,但后续尚需对最佳的转换水分含量做进一步研究,以便能更显著地提高干燥效率。自然干燥虽然也能较好地保持基本营养成分,但由于干燥过程容易受自然环境影响,也不利于大规模应用。综合来看,以真空冷冻干燥得到的金耳品质最好,综合考虑控制成本、节约能耗和提高效率的情况下,实际生产中可采用微波真空-热泵联合干燥或空气能热泵干燥方法来处理金耳。本研究为金耳干制品加工及品质评价提供了一定的理论依据。