食用菌干燥技术的研究进展

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食用菌干燥技术的研究进展

2024-07-09 16:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

食用菌干燥技术的研究进展

李湘利,刘静*,魏海香,赵敏,薛丽萍

(济宁学院生命科学与工程系,济宁市特色农产品高值化加工工程技术研究中心,山东曲阜273155)

摘 要:食用菌味道鲜美、营养丰富,富含多种生物活性物质。干燥可延长食用菌的货架期,降低贮运成本,是食用菌深加工的主要方式之一。该文主要介绍食用菌常用干燥前处理技术,综述国内外食用菌干燥技术的研究进展,并提出食用菌干燥产业的发展趋势,旨在为食用菌干燥产业的发展提供参考。

关键词:食用菌;干燥技术;研究现状;前处理;联合干燥

食用菌(edible mushroom)俗称“菇”“蕈”“蘑”“菌”“耳”“芝”“伞”等,是子实体肉质或胶质可供食用的一类大型真菌,富含多糖、蛋白质,维生素和矿物质,具有抗肿瘤、抗氧化、降血脂、增强免疫力等多种生理功能,FAO推荐21世纪最为合理均衡的膳食结构为一荤一素一菌,在人类膳食中占有重要地位[1]。中国食用菌占全球食用菌工厂化总产量的43%,栽培最多的是金针菇,其次依次为杏鲍菇、双孢菇、海鲜菇、香菇、蟹味菇等,且种类不断丰富[2]。然而,生鲜食用菌含水量高达70%~95%,极易腐败变质,不耐贮藏。近年来,一些名优食用菌工厂化栽培技术日趋成熟,鲜菇产量高,但价格下滑严重,制约了食用菌产业的健康发展。干燥可降低食用菌含水率,抑制微生物生长繁殖和生物酶活性,且干品便于长期保存、运输和携带。本文就食用菌干燥前处理技术、干燥技术和研究现状及发展趋势进行了简要综述,以期为食用菌干燥产业的发展提供参考依据。

1 食用菌干燥前处理技术 1.1 热烫处理

热烫(conventional blanching,CB)是农产品干燥前处理的方法之一,可软化原料组织,钝化酶活性,预防产品某些品质的破坏,提高干燥效果。

Srivastava B等[3]采用热水和热蒸汽处理平菇,经40、50、60、70、80 ℃热风干燥后,干菇固形物损失分别降低了25.46%和3.32%,热水处理平菇干燥速率最高,热蒸汽处理干燥时间最长,Page模型的预测效果优于Exponential模型,热水处理扩散系数最大,活化能为25.324 kJ/mol;热蒸汽处理的扩散系数最小,活化能为21.165 kJ/mol,且扩散系数随温度升高而增大。苏倩倩等[4]对香菇进行烫漂(100℃沸水处理1 min、80℃烫漂3 min)和蒸气(92℃蒸汽处理1 min)处理后,经预处理恒温和变温热风干燥的香菇甲醛含量和L值显著低于直接热风干燥(P<0.05),褐变度显著增大(P<0.05),所得干品可溶性蛋白质和糖含量较低,但收缩率和复水性与直接干燥差别不大。

热烫多使用水蒸气或热水热烫,可防止食用菌产品某些品质的破坏,提高最终产品的可接受性,避免由于酶促反应造成的褐变和风味改变及功能特性的改变,还可影响食用菌热风干燥规律和复水特性等。

1.2 渗透脱水

渗透脱水(osmotic dehydration,OD)是借助高渗透压溶液,除去原料中部分水分,抑制微生物生长,经渗透脱水的产品仍具有原料原有风味、色泽、质构及营养。

江宁等[5]优化了杏鲍菇渗透脱水联合隧道式微波干燥工艺,认为浸渍时间、微波功率和传送速率对产品的复水率、白度和多糖保持率影响显著(P<0.05),浸渍时间对单位脱水能耗影响显著(P<0.05),微波功率和传送速率对能耗影响不显著(P>0.05),最佳干燥条件为浸渍时间128 min,微波功率7.2 W/g,传送速率480 r/min。Yasmin S等[6]研究平菇的热风干燥特性,认为20%食盐渗透干燥效果优于直接干燥,且干燥速率为直接干燥的4倍左右,渗盐干燥可预防干品腐败变质。Tolera K D等[7]采用5%~10%食盐渗透处理平菇50 min,鲜菇粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、灰分和碳水化合物含量分别为 28.85%、2.47%、12.87%、9.76%和48.16%,干菇各成分含量分别为25.91%、2.18%、10.41%、10.91%和42.14%;热风干燥所得干菇灰分和碳水化合物含量较高;渗盐处理对干品成分组成影响显著(P<0.05),且随盐浓度的提高,蛋白质、脂肪和纤维含量逐步降低,但灰分和碳水化合物含量升高。

作为食用菌原料预处理技术,将渗透脱水与诸多干燥方法有机结合,可提高干燥速率、干品理化与感官品质,降低能耗及生产成本。如何精确控制渗透液浓度、回收利用渗透液,避免渗透期间的微生物污染等是制约渗透脱水应用与发展面临的主要问题。

1.3 超声波处理

超声波处理(ultrasonic treatment,US)是应用超声波作为一种物理能量形式,可使介质粒子振动,产生超声空化效应,使原料组织产生一些微小孔道,可提高干燥速率、缩短干燥时间和降低能耗。

陈立夫等[8]对超声辅助渗透处理冷冻干燥双孢菇冻干效率和品质的研究表明,超声辅助渗透处理45 min后,样品冷冻时间和冷冻干燥时间分别缩短了21.24%和28.62%,冻干产品的可滴定酸、总蛋白质及多酚等营养物质的保留率高于普通渗透120 min处理;与普通渗透120 min相比,超声辅助渗透45 min处理组冻干样品复水比、硬度更高,微观结构接近于直接冻干样品。Zhang Z等[9]采用超声频率40 kHz和功率0.4 W/cm2处理双孢菇切片5、10 min,经热风与远红外干燥的研究发现,超声处理可使干燥时间缩短9.5%,Logarithmic模型可用于干燥数据的预测,超声处理显著改变了切片硬度、易碎性、复水性、收缩性、微观结构与营养成分(P<0.05)。刘宗博[10]研究漂烫、超声漂烫、常温超声预处理在远红外干燥条件下对双孢菇干品硬度、脆度、色泽、VC含量和微观结构的影响,并应用核磁共振技术分析双孢菇内部水分分布与变化规律,认为远红外干燥适用于双孢菇干燥,Weibull模型最适合描述干品的复水特性。为缩短香菇冷冻干燥时间,段续等[11]采用超声波功率300 W,处理时间10 min,脉冲5 s∶3 s,提高了香菇冷冻干燥速率,干燥时间缩短了29.4%,干菇复水性可提高约29%。

超声波可减少食用菌表面汽化阻力,促进内部水分扩散,提高干燥速率和干燥品质。如何有效提高超声能量在物料内部的传质速率和利用率,将超声处理与不同干燥技术组合使用是食用菌干燥的一个重要研究方向。

1.4 高压电场处理

高压电场技术(high voltage electric field,HVEF)是利用离子束与物料中水分子间的相互作用,使水分子由无规则运动转为沿电场强度增加的方向做定向运动,干燥过程中物料温度不升高,营养成分得以有效保留。

DuttaB等[12]认为Page方程可用于预测微波(5W/g、5 min)和高电场(430 kV/m、15 min)预处理双孢菇冷冻干燥动力学模型,虽然冻干蘑菇速率较低,但综合品质和复水品质较好。励建荣[13]对超高压处理(400 MPa、10 min)的香菇进行热风干燥,干品甲醛含量为56.30 mg/kg,比对照低 83.62%(P<0.01),且样品所含硫化合物成分显著改变,二甲基二硫醚和二甲基三硫醚均未检出,这说明超高压处理可改变香菇代谢、抑制酶活性,对香菇甲醛含量的增长有显著抑制作用(P<0.01)。

高压电场辅助干燥技术是近年发展起来的一种新型干燥技术,其最大特点是被干燥物料不升温,可实现较低温度范围内(20℃~45℃)干燥,提高干品色、香、味和生物活性成分保留率,效果接近冷冻干燥,能耗与设备成本低于真空冷冻干燥,但干燥速率相对较慢。

2 食用菌干燥技术

食用菌常见干燥技术有太阳能干燥、热风干燥、流化床干燥、红外干燥、微波干燥、真空冷冻干燥、微波冷冻干燥、微波真空干燥和联合干燥等,不同干燥方法对产品品质影响不同。

2.1 太阳能干燥

太阳能干燥(solar drying,SD)是以太阳能为能源,物料直接吸收太阳能或与太阳集热器加热的空气进行对流换热而获得热能,将能量传至物料内部,水分从物料内部以液态或气态形式扩散至表面,从而实现物料的干燥。

Rahman M等[14]采用太阳能干燥平菇,建立了一种基于收缩率的数学模型,模型相关系数高于改良的Page模型、Fick’s Diffusion模型和Brooker模型,所得干燥模型为食用菌干燥提供了重要参考。

与自然干燥相比,太阳能干燥提高了干燥温度,缩短了干燥时间,可避免风沙、灰尘等污染;与普通能源干燥相比,太阳能干燥节能环保,运行费用低;但受外界气候影响较大,可控性差、热效率低、占地面积大,阻碍了其推广与应用。

2.2 热风干燥

热风干燥(hot air drying,HAD)是以热空气为干燥介质,利用煤、石油、天然气等热源提供热量,热空气经风机进入干燥室内,物料表面的水分受热汽化而扩散至周围空气中,干燥期间传质、传热同时进行,但方向相反。

Rhim J W 等[15]研究 40、50、60、70 ℃热风干燥香菇的特性,绘制了25℃和40℃下的吸附等温线,所得单分子层水分含量分别为7.23 g/100 g和5.44 g/100 g,并采用Newton模型对干燥动力学参数进行预测,香菇整菇和切片的活化能分别为22.58 kJ/mol和20.48 kJ/mol。李艳杰等[16]所得香菇的热风干燥参数为切片厚度4.99 mm、热风温度 55.21℃、装载量7.88 g/dm2;香菇可溶性蛋白质和游离氨基酸含量无显著下降(P>0.05),而总酚含量及DPPH自由基清除率都较干燥前显著降低(P<0.05),这说明热风干燥可较好保留香菇可溶性蛋白质和游离氨基酸含量,但对香菇总酚含量和抗氧化活性的破坏较大。刘丽娜等[17]认为随热风干燥温度的升高和切片厚度的减小,香菇柄干燥时间缩短;在热风温度50℃干燥香菇柄,所得粗粉的营养成分保留率高,色泽较好;与粗粉相比,微粉色泽稍差,但流动性好,休止角和滑角降低,堆密度、持水力、水溶性指数、膨胀力和持油能力均有不同程度的提高;同时,膳食纤维、可溶性蛋白质和多糖得率均有所增加。因此,经过超微粉碎处理后,粉体的物理特性和营养成分得率均得到改善。Dogan N等[18]采用响应面法优化了平菇的热风干燥条件,在50℃干燥269.02 min的最佳条件下干燥平菇的EC50、总酚和期望率分别为275.464、0.762和0.976。王明等[19]认为,60℃热风干燥银耳干制品有最佳的感官质量,其复水比、收缩率及综合评分仅次于冷冻干燥,且方法简便,成本较低,是一种较优的银耳干燥方式。佟秋芳[20]探讨黑木耳变温变湿热风干燥工艺,采用40℃热风高湿干燥将水分降低到90%~92%,可防止木耳表面硬化;升温至50℃降湿至85%可快速去除游离水,降低收缩率;升温到55℃并降低湿度,干燥至原料水分66%左右,木耳收缩明显;热风温度升高到60℃左右,将木耳水分降至安全含水率14%以去除胶体结合水,此工艺所得产品外观形状良好,品质接近于自然晾晒。刘清斌等[21]认为复水黑木耳采用70℃热风干燥效果较好,干燥温度和风速提高,干燥能力提高,干燥温度比热空气流速对干燥时间的影响更显著(P<0.05)。

热风干燥温度过高或干燥时间较长,可引起物料色泽劣变和营养成分降解,且热效率低,但因投资较低、操作方便、易于控制,仍是目前食用菌干燥的最常用方法之一。因此,依据物料特性,寻找适宜的热风干燥条件是目前食用菌热风干燥研究的关键问题。

2.3 流化床干燥

流化床干燥(fluidized bed drying,FBD)设备简单,物料和干燥介质接触面积大、传热效果好、温度分布均匀、干燥速率快,可在低温条件下实现快速干燥,特别适用于颗粒状和粉状物料的干燥。

Darvishi H等[22]研究7%盐水渗透与空气循环对流化床干燥双孢菇能耗的影响,研究表明渗盐与空气循环处理的能量利用率高达89.0%~96.4%,能耗显著降低(P<0.05)。Arumuganathan T 等[23]研究流化床干燥乳菇切片的干燥条件,建立干燥动力学模型,认为Wang and Singh模型预测效果最佳,但60℃干燥活化能最低。

采用流化床干燥食用菌物料,传热系数较高、干燥时间短、能耗较低,可使物料在高温热风干燥的条件下短时间内达到安全含水率。但如何有效地提高干燥过程中的传热、传质系数是获得较好干燥效果的关键因素,也是提高干燥效率和干燥品质的关键影响因素。

2.4 红外干燥

红外干燥(infrared radiation drying,IRD)可有效替代热风干燥,红外波长较长,穿透能力较强,可渗透到加热物料内部,使分子和原子之间高速摩擦而产生热量,从而完成干燥过程,可减少干燥对干品质量的破坏,干燥时间短且能耗低,更适合叶片类蔬菜的干燥。

刘宗博等[10]采用远红外干燥(50、60、70℃)方式研究切片厚度为3、5、7 mm双孢菇切片干燥过程中内部水分的变化,认为相同温度条件下,切片厚度为3 mm的双孢菇自由水和弱结合水去除所需的时间最短;随着干燥温度的升高,双孢菇片中自由水和弱结合水含量逐渐降低,但3种切片厚度的双孢菇在不同温度下干燥时结合水含量无显著下降趋势(P>0.05)。可见,结合水含量对双孢菇远红外干燥效果无明显影响。郭玲玲等[24]确定中短波红外干燥香菇片的最佳工艺条件为温度55℃、切片厚度4.5 mm、辐照距离120 mm,此条件所得香菇脆片色泽L值为58.56、复水比5.32、硬度495.63 g、氨基酸含量818.12 mg/100 g、总糖含量281.37 mg/g,认为干燥温度是影响香菇干燥品质的主要因素,其次是切片厚度。吴振等[25]对银耳红外辐射干燥特性及其动力学模型进行研究结果发现,Midilli模型可用于描述银耳红外干燥过程。

利用红外技术干燥食用菌,常常会因物料自身特性而无法保证各部分的干燥均匀性,易出现“未干透”、不均匀、焦糊色变等问题,对产品的干燥品质影响极大。因此,一般采用将食用菌切片等形式进行干燥加工。采用与其他技术联合干燥的方法,可用于解决食用菌干燥不均匀的问题,也是未来红外干燥技术研究的重要方向。

2.5 微波干燥

微波干燥(microwave drying,MWD)是利用微波发生器将微波辐射到物料上,物料内部水分子发生极化并沿着微波电场方向整齐排列,随高频交变电场方向的交互变化而转动,水分子间产生摩擦热,物料表面和内部同时升温,使大量水分子从物料排除而达到干燥的目的。

刘素稳等[26]所得双孢菇膨化工艺条件为微波功率540 W、菇片厚度8 mm、初始含水率38%,此条件下双孢菇的膨化率可达195%,感官指标为9.5。李伟荣等[27]以干燥时间、色差为指标,微波强度、初始含水率、切片厚度为因素进行正交试验,研究杏鲍菇微波干燥的失水规律,发现杏鲍菇微波干燥失水过程包括受热升温和快速失水2个阶段,所得微波干燥工艺参数为初始含水率60%,微波强度32 kW/kg,切片厚度3 mm。

在微波干燥时,能量直接与食用菌物料耦合,物料周围空气不被加热,能量利用率高,干燥速率快且加热均匀,很少发生物料表面过热与结壳现象。但微波干燥速率快也有可能使物料过度干燥,产生焦糊现象,故微波干燥应注意干燥时间的控制。

2.6 真空冷冻干燥

真空冷冻干燥(vacuum freeze drying,VFD)是利用冰的升华原理,将物料中的水分先由液态转变为固态再由固态转变为气态的低温干燥高新技术,可最大限度地保持制品的色、香、味、形和营养成分,保证了食品的质量。

Tarafdar A等[28]对双孢菇的冻干条件进行了优化,所得最适冻干压力为9 Pa、切片厚度为0.36 cm、一次干燥和二次干燥温度分别为-7.53℃和25.03℃,此条件下干品蛋白质、VC和抗氧化成分含量分别为7.28 mg/g、26.92 mg/100 g和8.60 mg/g,二段冻干可缩短干燥时间,减少营养成分的损失。Nolle N等[29]对紫外照射(1.5 J/cm2、20 min、25 ℃)香菇、平菇干燥期间 VD2和色泽的研究发现,热风温度升高对VD2无不良影响,但干燥温度上升可使干品表观色泽变黑;香菇经冻干处理后,VD2含量最高为171.84 μg/g,而60℃热风干燥香菇、平菇的 VD2含量分别为 169.00、121.96 μg/g。Sumic Z等[30]认为香菇真空干燥的最优条件为温度57.1℃,真空度10 kPa,所得香菇总固形物含量为85.4%,水分活度0.615。Zdravko S等[31]对真空干燥鸡油菌的工艺条件进行了研究,在干燥温度50℃,真空压力10 kPa下所得干品水分活度为0.685,复水率为68.74%,但55℃和10 kPa时干品总酚含量最高可达346.37 mg GAE/100 g。张苗青等[32]对非硫护色杏鲍菇采用热风、远红外和真空冷冻干燥3种方法进行干燥,发现护色处理后3种干燥方法对干品色泽无显著影响(P>0.05);真空冷冻干燥所得杏鲍菇复水时间仅为2 min,但各干燥方法均可引起细胞变形,尤以真空冷冻干燥影响最小。卜庆状[33]认为真空冷冻干燥能更好地保持猴头菇的颜色和气味,真空冷冻干燥和热风干燥猴头菇粗蛋白、碳水化合物、粗脂肪均有损失,但真空冷冻干燥产品的营养损失远低于热风干燥,可显著降低碳水化合物的损失(P<0.05)。常虹等[34]认为真空冷冻干燥栗蘑的最佳工艺条件为真空度20 Pa、隔板温度50℃、物料厚度5 mm、干燥时间12 h,所得干品复水性好,脆度适中。李亚欢等[35]的研究表明冷冻干燥的银耳质构品质和营养成分最佳,所得银耳适宜短期贮藏,而长期贮藏不可避免会滋生微生物,并产生米酵菌酸、二氧化硫等有害代谢物,采用真空干燥方式可降低有害代谢物的累积。

真空冷冻干燥温度低,可减少食用菌干燥时粗蛋白、多酚、维生素等热敏性物质的损失。与其他干燥方法相比,避免了物料可溶性物质因内部水分梯度扩散而向外移动,造成营养损失;所得产品呈海绵状多孔结构,复水性好。但真空冷冻干燥的不足之处在于干燥时间长,能耗和成本很高。

2.7 微波冷冻干燥

微波冷冻干燥(microwave freeze drying,MFD)是在真空条件下,利用微波辐射冻结状态下的物料,在高频交变电磁作用下使水分子发生振动和相互磨擦,将电磁能转化为水分子升华所需要的潜热而达到干燥的目的,具有高效、低温的特点。

Duan X等[36]采用微波冷冻干燥双孢菇的研究表明,双孢菇干燥期间会发生非酶褐变和酶促褐变,干燥初期采用低功率可显著降低酶促褐变(P<0.05),干燥后期采用低功率可降低非酶褐变作用,微波干燥阶段可用Page模型预测。Liu W C等[37]研究了双孢菇的微波冷冻干燥特性,水分含量为0.25 g/g时,由于玻璃化相变,开孔转变为闭孔;水分含量低于0.17 g/g时,蘑菇多孔性变化不大,动态微波干燥可显著提高干品质量(P<0.05)。

微波冷冻干燥以微波为加热源,能大幅缩短食用菌冷冻干燥的时间,产品质量较高。但干燥室中的微波场分布不均,易出现物料加热不均匀等问题。受微波场分布和物料质热传递的影响,食用菌会出现干层热失速、冻结层冰融、回波损伤等现象。但因水冻结后介电常数大幅降低,吸收微波的能力下降,加之微波穿透能力有限,制约了其在实际生产中的应用。

2.8 微波真空干燥

微波真空干燥(microwave vacuum drying,MVD)结合了微波干燥和真空干燥的技术优势,能较好地保留物料原有色、香、味和热敏性及生物活性成分,具有干燥速率快、时间短、物料温度低等优点。

Rodriguez R等[38]采用微波真空干燥双孢菇,确定了真空和温度参数,建立了干燥模型,所得干品的微观结构与鲜品或冻干产品相似,但干燥成本明显降低(P<0.05)。苏丽娟等[39]对黑木耳脆片的微波真空干燥工艺研究表明,0.25%浸盐煮制15 min后,于750 W下进行微波干燥15 min后可得一种咸淡适中、口感酥脆、风味较佳的黑木耳脆片。黄建立等[40]在铺料密度10 W/g和真空度-90 kPa下进行微波真空干燥银耳,认为Page模型可准确预测干燥过程中的含水率和失水速率变化,除色泽、亮度值较低外,其它品质均较优,且干燥能耗低,是一种值得推广使用的干燥方式。孙丽娟等[41]利用微波真空干燥灵芝,所得灵芝多糖和三萜酸的保留率接近于冷冻干燥产品,高于60℃~65℃真空干燥,且干燥时间为真空干燥的1/9。

微波真空干燥是一种较为理想的替代传统干燥方法的食用菌干燥技术,它克服了传统干燥能耗高、效率低、干燥周期长等缺点,产品品质接近于冷冻干燥。加热的不均匀性和排湿困难是限制其应用的主要技术难题。加之微波真空干燥的物料呈多孔结构,导热性差,故对物料尺寸和形状要求苛刻;且物料层不宜过厚,否则会引起微波加热不均,一般料层越薄越均匀,干燥效果越好。

2.9 联合干燥

联合干燥(combined drying,CD)是根据物料特性,将2种或2种以上的干燥方法进行优化组合,分阶段进行干燥的一种复合干燥技术,在提高原料干燥速率、降低能耗和提高成品质量方面具有独特优势。

Das I等[42]采用120 W微波和60℃热风干燥双孢菇切片的研究表明,微波热风联合干燥可显著缩短干燥时间(P<0.05),成品水分活度低、色浅且复水效果好,所得最佳切片厚度为2.5 mm。陈健凯[43]系统研究了杏鲍菇在热风和微波真空联合干燥条件下的干燥特性和动力学模型,所得联合干燥最佳工艺参数为热风温度73.55℃、转换点含水率60%、微波功率2.65 kW。Pei F等[44]认为冷冻微波真空联合干燥(freeze drying+microwave vacuum drying,FD+MVD)是一种适用于双孢菇干燥的高效节能保质的干燥方式,Page模型对FD过程水分曲线拟合最好,而Logarithmic模型对MVD过程水分含量曲线拟合最好;Peleg模型可用于预测FD和FD+MVD脱水双孢菇片的复水特性,FD和FD+MVD两种干燥方式生产的双孢菇和不同干燥阶段双孢菇风味差异显著(P<0.05)。

王洪彩[45]系统研究了香菇中短波红外干燥(midinfrared drying,MIRD)的脱水特性及工艺条件,建立了干燥动力学模型,采用MIRD与冷冻干燥(FD)分段联合干燥可提高MIRD产品品质和降低FD干燥时间及能耗。郭玲玲等[46]对香菇中短波红外-脉动压差闪蒸联合干燥(mid-infrared drying+explosion puffing drying,MIRD+EPD)工艺进行了研究,结果表明MIRD预干燥含水率为35.42%、抽空温度为56.88℃、抽空时间为0.88 h,所得香菇干品口感酥脆、感官品质好,营养成分保留高。Salehi F等[47]采用红外真空干燥(infrared-vacuum drying,IVD)技术于 150 W~375 W、5 kPa~15 kPa、0~160 min下干制双孢菇切片,探讨了红外干燥功率和真空度对干燥水分比(moisture ratio,MR)的影响,认为红外干燥功率影响较大,并可用Page模型进行预测。

为提高黑木耳的干燥品质,董周永等[48]对热风微波联合干燥黑木耳的干燥特性进行了研究,发现黑木耳热风干燥主要为降速阶段,干燥曲线符合Page模型方程,70℃热风联合385 W微波干燥所需时间仅为同温度热风干燥所需时间的52%,且干品品质较高,是黑木耳干制的较优方法。张卫鹏等[49]认为中短波红外联合气体射流干燥方式,可缩短茯苓干燥时间,降低破碎率、提高浸出物收率,Fick第二定律适用于降速干燥,而Weibull分布函数、Dincer模型可应用于非降速干燥,但仅适用于呈“指数式”拟合的干燥过程。邵平等[50]认为热风真空联合干燥是一种高品质、低能耗的银耳干燥方法,所得干品的微观结构呈立体网状结构,孔隙较多,干燥效果好,银耳收缩率不低于60%,复水比可达12以上。

联合干燥结合了不同干燥方法的优点,避免了单一干燥的缺点,缩短了干燥时间,提高了产品品质,降低了能耗和生产成本。因此,联合干燥必将成为食用菌干燥产业未来的发展趋势,但如何最大限度地发挥各干燥技术的优势,使干燥产品品质最优和生产成本最低是当前食用菌联合干燥研究的主要趋势。

3 食用菌干燥技术发展趋势

中国是食用菌生产大国,加强对食用菌干燥技术研究,开发节能高效的干燥工艺及装备,不仅能够大幅提高食用菌采后附加值,提升生鲜农产品市场竞争力,而且能带动相关产业的健康发展。因此,基于上述食用菌干燥技术的研究现状,以下食用菌干燥技术方面的研究尚需进一步加强。

3.1 新型联合干燥技术研究

食用菌种类繁多,组织状态差异较大,不同种类的食用菌联合干燥工艺并非固定不变,确定联合干燥顺序及转换点含水率,发挥不同干燥技术的优势,提高干燥效率,缩短干燥时间,节能降耗。

3.2 基于食用菌干燥特性的研究

食用菌菌盖和菌柄干燥速率不同,菌柄干燥时间较长,干燥容易导致菌盖过度干燥,影响成品质量。根据食用菌物料特性(如菌柄与菌盖的干燥差异等),寻找适宜的干燥方法是值得深入研究的课题。另外,食用菌干品菌盖易脱落,菌柄易焦糊,应进一步优化干燥工艺,寻找适宜的包装方式以降低菌盖脱落率。色泽和复水率是评价食用菌品质的重要指标,应着重对食用菌干燥过程中的褐变及品质变化机制进行研究,为干制过程优化控制提供理论依据。

3.3 食用菌干燥动力学研究

在食用菌干燥过程中,内部水分的变化直接影响干燥速率和干品质量,干燥数学模型拟合可广泛应用于分析食用菌干燥期间的水分变化规律。然而,不同食用菌干燥模型在指导其他食用菌实际生产上具有很大局限性,在开展常见食用菌干燥动力学研究的同时,加强对名、优、稀食用菌干燥动力学研究也具有重要意义。

3.4 食用菌新型干燥设备研发

高效节能现已经成为我国食品工业的主要发展趋势之一,开发操作安全、绿色环保、自动化程度高的可再生能源干燥设备及多功能组合式干燥设备是未来的重要发展方向。借助温、湿度传感器和远程控制技术对食用菌干燥过程进行自动化控制,必将促进我国食用菌干燥产业的持续发展。

参考文献:

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Research Progress in Drying Technology of Edible Mushroom

LI Xiang-li,LIU Jing*,WEI Hai-xiang,ZHAO Min,XUE Li-ping(Department of Life Science and Engineering,Jining University,Jining Engineering and Technology Research Center for Special Agricultural Products High Value Processing,Qufu 273155,Shandong,China)

Abstract:Edible mushroom were tasty,nutrient-rich as full of all kinds of bioactive substances.Edible mushroom drying process was one kind of technique used to enlarge its lifetime for consumption,reducing packing and transportation costs.The drying pretreatment techniques used for edible mushroom were introduced in this paper.The research progress in drying technology of edible mushroom at home and abroad was reviewed and the development trend of edible mushroom drying industry was also summarized,which would provide reference for the development of edible mushroom drying industry.

Key words:edible mushroom;drying technology;research status;pretreatment;combined drying

DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2019.06.036

基金项目:国家星火计划项目(2015GA740023)

作者简介:李湘利(1979—),男(汉),副教授,硕士,研究方向:生鲜食品贮运与深加工技术。

*通信作者:刘静(1980—),女(汉),副教授,硕士,研究方向:园艺产品资源开发与利用。

引文格式:

李湘利,刘静,魏海香,等.食用菌干燥技术的研究进展[J].食品研究与开发,2019,40(6):207-213

LI Xiangli,LIU Jing,WEI Haixiang,et al.Research Progress in Drying Technology of Edible Mushroom[J].Food Research and Development,2019,40(6):207-213

收稿日期:2018-09-01



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