王婭，姚利利，王頡，郭雪霞，馬艷莉，牟建樓，*

（1.河北農業(yè)大學食品科技學院，河北保定071000；2.農業(yè)部規(guī)劃設計研究院農業(yè)部農產品產后處理重點實驗室，北京100125）

香菇（Lentinus edodes）是第二大食用菌，其產量僅次于雙孢蘑菇[1]。中國是最早種植香菇的國家，也是世界上最大的香菇生產國和消費國[2]。香菇是一種食藥同源，營養(yǎng)價值高的食用菌[3]，具有延緩衰老、防癌抗癌的作用，在我國民間被稱為“山珍海味”中的“山珍”[4-8]。鮮香菇的含水率一般在85%～95%（濕基），如果不進行及時干制處理，容易腐敗變質，影響風味和價值[9-10]。

食用菌的脫水和干燥是一個復雜的傳熱傳質過程[11]，干燥方法、干燥設備和干燥工藝參數(shù)都對干燥特性和干制品品質產生一定的影響[12]。食用菌的干燥過程是通過干燥技術降低食用菌的水分含量，從而增加可溶性物質的濃度，使得微生物無法利用，從而達到了殺菌的目的，使食用菌不易腐爛變質[13]。干燥可以抑制酶活性，使食用菌保存期增加[14]。干燥還可以促進香菇內部芳香物質的揮發(fā)，增加風味[15]。傳統(tǒng)干燥香菇的方式是熱風干燥[16]。李艷杰等[17]對香菇的熱風干燥工藝進行了優(yōu)化，最佳干燥工藝為：切片厚度4.99 mm，干燥溫度55.21 ℃，裝載量7.88 g/dm2。王安建等[18]對香菇的真空冷凍干燥工藝進行了優(yōu)化，最佳工藝條件為：冷凍干燥室壓力80 Pa，加熱板溫度40 ℃。Maia C B等[19]利用巴西小型太陽能升流塔對香蕉干燥過程的熱力學進行了分析，結果表明：太陽能輻照度越高，負荷越多，最終效率越高。Anum R 等[20]對混合式太陽能干燥機的干燥特性及性能評價進行了探究。結果表明：產品初始的高水分含量利用早期的太陽能除去，與常規(guī)干燥相比，使用備用能源除去剩余的少量水分，成本較低。

該研究旨在通過真空冷凍干燥、熱風干燥、太陽能干燥3 種方式對香菇進行干燥，探討不同干燥方式對香菇干制品多糖含量、蛋白質含量、氨基酸含量和種類以及收縮率、復水率和硬度的影響，并結合干燥時間和干燥能耗，以期獲得香菇的理想干燥工藝，為香菇的深加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮香菇：保定市工農路蔬菜果品批發(fā)市場，放置在低溫冷庫（0 ℃）中貯存?zhèn)溆谩?/p>

硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、葡萄糖、氫氧化鈉：國藥集團化學試劑有限公司；甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑：天津市福晨化學試劑廠；無水乙醇、苯酚：天津市風船化學試劑科技有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

混聯(lián)式太陽能干燥設備（HLSD-18 型）：張家口泰華機械廠；電熱鼓風干燥箱（OH6-914385-Ⅲ型）：廣州新苗醫(yī)療儀器制造公司；真空冷凍干燥設備（LG-1.5型）：新陽速凍設備制造有限公司；高相液相色譜儀（Agilent 1200 型）：美國Agilent 公司；紫外可見分光光度計（752 型）：上海菁華有限公司；高速冷凍離心機（Neofuge 15R 型）：力康生物醫(yī)療科技控股有限公司；食品物性分析儀（TMS-Pro 型）：美國 FTC 公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗方法

1.3.1.1 太陽能干燥

使用混聯(lián)式太陽能干燥設備，干燥條件設置如下：干燥溫度為55 ℃，干燥風速為8 m/s，干燥量為6 kg，以香菇含水率13%（濕基）為干燥終點，記錄干燥時間和干燥能耗，并測定干制品的收縮率、復水比、硬度、多糖含量、蛋白質含量和氨基酸含量。試驗重復3 次。

1.3.1.2 熱風干燥

使用電熱鼓風干燥箱設備，干燥條件設置如下：干燥溫度為55 ℃，干燥風速為2 m/s，干燥量為6 kg，以香菇含水率13%（濕基）為干燥終點，記錄干燥時間和干燥能耗，并測定干制品的收縮率、復水比、硬度、多糖含量、蛋白質含量和氨基酸含量。試驗重復3 次。

1.3.1.3 真空冷凍干燥

使用真空冷凍干燥設備，干燥條件設置如下：預凍溫度為-35 ℃，預凍時間為10 min，干燥溫度為55 ℃，真空度在100 Pa 以下，干燥量為6 kg，以香菇含水率13%（濕基）為干燥終點。干燥完成后，記錄干燥時間和能耗，并測定干制品的收縮率、復水比、硬度、多糖含量、蛋白質含量和氨基酸含量。試驗重復3 次。

1.3.2 指標測定方法

1.3.2.1 干燥能耗的測定

太陽能干燥能耗的測定：干燥能耗為干燥量1.0 kg時的能耗，記錄電表的總耗電量，再轉換成干燥量為1.0 kg 的耗電量。

其他干燥方式能耗的測定：實時記錄試驗過程中設備各組分的工作時間，設備功率和干燥時間計算干燥能耗，能耗同樣為干燥量1.0 kg 時的能耗。

1.3.2.2 收縮率的測定

尺寸收縮率[21]（shrinkage）采用游標卡尺測定香菇的菌蓋直徑，干燥結束后測定相應位置的香菇菌蓋的直徑尺寸，試驗重復測定3 次。計算公式：

式中：d0和dt分別為干燥前后香菇尺寸大小，mm。

1.3.2.3 復水比的測定

復水比[22]即準確稱取一定質量的干制品，在室溫（25 ℃）的水中保持4 h 取出瀝干，擦去多余水分并稱重，每組重復測定3 次。

式中：K 為復水比；m0和 m干分別為復水后和復水前的物料重量，g。

1.3.2.4 復水后硬度的測定

干香菇復水后的質構大小采用質構分析儀測定，儀器校準使用1 kg 重量元件，用P25 的圓柱形平底探頭測試，操作模式為壓力測試，測前速度1.0 mm/s，測試速度0.5 mm/s，測試后返回速度10.0 mm/s，測試壓縮比40%，最大峰值即為樣品硬度，每組樣品重復測定3 次。

1.3.2.5 粗多糖含量的測定

參照NY/T1676-2008《食用菌中粗多糖含量的測定》，每組樣品重復測定3 次。

1.3.2.6 粗蛋白質含量的測定

參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》，每組樣品重復測定3 次。

1.3.2.7 游離氨基酸含量和種類的測定

參照王偉華等[23]通過高效液相色譜法測定香菇中氨基酸含量和種類方法，并略作修改，每組樣品重復測定3 次。

1.3.3 試驗結果統(tǒng)計分析方法

試驗結果用平均值±標準差（Mean±SD）表示，試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0 軟件進行統(tǒng)計學分析，差異顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方法對香菇干燥時間和干燥能耗影響

不同干燥方法（太陽能干燥，熱風干燥，真空冷凍干燥）對香菇干燥能耗和干燥時間的影響如表1 所示。

表1 不同干燥方法對干燥時間和干燥能耗的影響Table 1 The influence of different drying ways on drying time and drying energy consumption

由表1 可知，太陽能干燥的干燥時間最短，熱風干燥次之，真空冷凍干燥的干燥時間最長，并且兩兩差異顯著（p＜0.05）。真空冷凍干燥的干燥能耗最大，熱風干燥次之，太陽能干燥的干燥能耗最小，并且兩兩差異顯著（p＜0.05）。真空冷凍干燥的設備功率較大，設備需要具有制冷裝置、制熱裝置和真空裝置，并且產品需要預凍，所以香菇真空冷凍干燥的干燥能耗高。熱風干燥的風扇和電加熱一直開啟，設備沒有除濕功能，使香菇長時間熱風干燥，干燥能耗高。太陽能加熱以太陽能為主要能源，以電加熱和熱泵加熱為輔助能源，有顯著地節(jié)能功效，熱泵具有除濕功能，使香菇太陽能干燥的干燥時間縮短。

2.2 不同干燥方法對香菇物理特性影響

不同干燥方法（太陽能干燥，熱風干燥，真空冷凍干燥）對香菇干制品品質的影響如表2 所示。

表2 不同干燥方法對物理特性的影響Table 2 The influence of different drying ways on physical characteristics

從表2 中可以看出，真空冷凍干燥的干香菇產品具有最小的收縮率，最大的復水比和最小的硬度；熱風干燥香菇干制品的品質較差，收縮率大、復水比小、復水后的硬度大；太陽能干燥香菇干制品的品質居于二者中間，并且兩兩差異顯著（p＜0.05）。從感官上可以看出，熱風干燥的香菇表面硬化結殼、皺縮嚴重，阻礙香菇內部水分的散失，造成不均勻的收縮，使香菇的收縮率增加，不利于復水，使咀嚼性增加，所以復水后香菇的硬度增加。凍干過程中冰直接升華，所以溫度較低的真空冷凍干燥維持了香菇在干燥過程中的低溫狀態(tài)，避免了高溫對香菇的影響，能夠最大限度的保持原料的色澤、形態(tài)和風味，凍干后的香菇呈多孔結構，具有很好的復水能力，復水后硬度小，太陽能干燥具有熱泵除濕功能，縮短了香菇的干燥時間，在復水后，香菇的收縮率降低，復水能力增加，香菇的硬度增加。

2.3 不同干燥方法對香菇化學特性影響

香菇是一種營養(yǎng)豐富的食用菌，尤其是香菇多糖具有良好的抗癌作用[24]。然而，在干燥過程中，香菇中營養(yǎng)素的損失可能是由加熱溫度和其他因素引起的。不同干燥方法（太陽能干燥，熱風干燥，真空冷凍干燥）對香菇的化學性質的影響如表3 所示。

表3 不同干燥方法對化學特性的影響Table 3 The influence of different drying ways on chemical characteristics

從表3 可以看出，從多糖含量的角度來看，真空冷凍干燥的香菇干制品具有最少的香菇多糖損失，熱風干燥的香菇干制品具有最多的香菇多糖損失，并且太陽能干燥和真空冷凍干燥之間的差異不顯著，熱風干燥和真空冷凍干燥之間的差異是顯著的（p<0.05）；從蛋白質含量來看，真空冷凍對香菇蛋白質的損失的影響最小，太陽能干燥次之，熱風干燥對香菇蛋白質損失的影響最大，太陽能干燥和真空冷凍干燥之間的差異不顯著，熱風干燥和太陽能干燥之間的差異顯著，熱風干燥和真空冷凍干燥之間的差異顯著（p<0.05）。從總氨基酸含量的角度來看，太陽能干燥在香菇中氨基酸損失最少，熱風干燥的香菇中氨基酸損失最多，兩者之間差異顯著（p<0.05）。綜上所述，真空冷凍干燥與太陽能干燥對香菇化學特性影響較小，均能較好地保持其營養(yǎng)成分。

2.4 不同干燥方法對香菇氨基酸種類影響

不同干燥方法（太陽干燥、熱風干燥、真空冷凍干燥）對香菇氨基酸組成的影響，見表4。

表4 氨基酸組成分析Table 4 Amino acid composition analysis

通過對比發(fā)現(xiàn)，在3 種干燥方式下香菇干燥前后的氨基酸組成沒有明顯變化，共測出13 種游離氨基酸，但不同干燥方法的氨基酸含量均有不同程度的降低。太陽能干燥香菇氨基酸含量最高，真空冷凍干燥次之，熱風干燥香菇氨基酸含量最低。新鮮香菇中必需氨基酸含量為5.6 g/kg，總氨基酸含量為18.25 g/kg，其中精氨酸含量最高；熱風干燥香菇的必需氨基酸含量為12.85 g/kg，總氨基酸含量為58.94 g/kg；真空冷凍香菇的必需氨基酸含量為16.21 g/kg，總氨基酸含量為74.00 g/kg；太陽能干燥香菇的必需氨基酸含量為14.46 g/kg，總氨基酸含量為104.66 g/kg。由此可見，與真空冷凍干燥和熱風干燥相比，太陽能干燥的香菇干制品的氨基酸含量具有很大優(yōu)勢。

3 結論

比較真空冷凍干燥、熱風干燥和太陽能干燥3 種不同干燥方法對香菇品質的影響，研究表明：真空冷凍干燥的香菇干制品品質最好，復水比大，硬度較小，營養(yǎng)損失少，多糖的保留率高，但真空冷凍干燥需要預凍，干燥時間最長為14.25 h，干燥能耗最高為11.65 kW·h，且該設備需制冷裝置、制熱裝置和真空裝置，干燥成本高；熱風干燥的香菇干制品品質最差，從感官上可以看出熱風干燥的香菇干制品表面皺縮嚴重，而且復水比小，復水后硬度較大，營養(yǎng)損失過多；太陽能干燥的香菇干制品營養(yǎng)損失較少，與真空冷凍干燥方法相比，多糖和蛋白質含量無明顯差異，氨基酸含量最多為104.66 g/kg，而且太陽能干燥具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，面對日益嚴峻的環(huán)境污染問題和能源短缺問題，利用太陽能進行干燥，是大規(guī)模制備香菇干制品的最佳方式。