郭玲玲1,2，周林燕2，毕金峰2，邓放明1,*，易建勇2，陈芹芹2
（1.湖南农业大学食品科技学院，湖南 长沙 410128；2.中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工重点实验 室，北京 100193）
摘 要：以香菇为原料，采用响应面法优化香菇中短波红外干燥工艺。在单因素试验基础上，根据Box-Behnken试验设计原理，选取干燥温度、切片厚度和辐照距离进行三因素三水平试验，分析干燥温度、切片厚度和辐照距离对香菇片色泽L、复水性、硬度、氨基酸及总糖含量的影响及因素间交互作用对指标的影响，并建立各指标的二次回归方程，确定中短波红外干燥香菇片的最佳工 艺条件。结果表明：干燥温度是影响香菇干燥品质的主要因素，随着温度的升高香菇色 泽L、复水比、硬度、氨基酸及总糖含量下降；其次是切片厚度，随着切片厚度增加香菇色泽L、复水比、总糖 含量减少，而氨基酸含量先增后减。干燥香菇的最 佳工艺条件为：干燥温度55 ℃、切片厚度4.5 mm、辐照距离120 mm。在此条件下得到香菇色泽L为58.56、复水比为5.32、硬度为495.63 g、氨基酸含量为818.12 mg/100 g、总糖含量为281.37 mg/g，与理论预测值无显著性差异。
关键词：香菇；红外干燥；响应面法；氨基酸；总糖
郭玲玲, 周林燕, 毕金峰, 等. 香菇中短波红外干燥工艺优化[J]. 食品科学, 2016, 37(6): 44-51. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201606008. http://www.spkx.net.cn
GUO Lingling, ZHOU Linyan, BI Jinfeng, et al. Optimized of medium- and short-wave infrared radiation drying process for shiitake mushroom[J]. Food Science, 2016, 37(6): 44-51. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201606008. http://www.spkx.net.cn
香菇（Lentinus edodes (Berk.) Sing），又名香蕈、香菌，香菇属，是属于担子菌亚门的一种腐生型真菌，寄生在栗、柯等树上的侧耳科植物的子实体[1]。它不仅富含蛋白质、氨基酸、膳食纤维、矿物质和维生素，同时还含有香菇多糖和各种酚类化合物，是著名的食药兼用菌。香菇中氨基酸含量极其丰富，总量在10%～25%之间，其中8 种人体必需氨基酸在总氨基酸中的比例为30%～50%；而且种类齐全，除了人体必需的8 种氨基酸外，还含有10多种非必需氨基酸，是极好的营养保健食品[2]。采摘得到的鲜香菇质地细嫩，含水量达87%～92%，容易引起开伞、菌褶褐变、菇体萎缩等，不仅不利于长途运输及长期保存，而且加工过程中极易褐变，严重影响产品风味和商品价值。传统的干燥方法有自然晾晒、阴干、热风干燥，这些方法不但存在能耗大、效率低、干制的香菇既不卫生、又不美观等问题，而且容易造成营养物质大量损失，质量难以保证[3]。因此，不利于我国香菇干制行业的进一步发展。
与传统加热技术相比，红外辐射加热干燥技术具有效率高、能耗低、干燥时间短、产品干燥过程中温度均匀、便于温控、干燥产品的质量高等优点[4]。近年来，果蔬红外加热干燥技术的研究和应用得到了快速发展，国内外一些学者应用红外技术对柑橘、洋葱、甘薯、胡萝卜等[5-6]果蔬的干制进行研究，也有学者应用该技术对桑黄（淡黄木层孔菌）、双孢菇等[7-8]食用菌进行研究，研究结果表明，红外干燥技术能较好地保持产品的色泽和营养品质，有效降低能耗[9]。
红外根据波长（0 . 7 5～1 0 0 μ m）可以分为短波（0.75～2 μm）、中波（2～4 μm）和长波（4～100 μm）[10]。与目前的红外干燥相比，本实验使用0.75～4 μm范围的中短波红外干燥，其特点是辐射频率大、能量高、穿透力强，可以使分子间发生不同能级的跃迁[11]，因此能加快干燥速率，减少营养成分的损失，获得较优品质的干燥产品。已有研究者对香菇中短波红外干燥特性及中短波红外结合真空冷冻干燥对其品质影响进行了研究[12-13]，确定了中短波红外干燥及中短波红外结合真空冷冻干燥对香菇物理和营养品质的影响规律，但都未对香菇中短波红外干燥工艺条件优化进行研究。本实验为了获得高品质干制香菇，采用Box-Behnken设计试验对香菇中短波红外干燥工艺进行优化，探讨不同水平的干燥温度、切片厚度、辐照距离等中短波红外干燥工艺参数对香菇干燥产品色泽、复水比、硬度、氨基酸和总糖含量的影响，为香菇干制提供科学依据和生产指导。
1.1 材料与试剂
原料香菇：品种为808香菇，购买于北京海淀区清河小营果蔬批发市场。
茚三酮、亮氨酸、抗坏血酸、正丙醇、正丁醇、乙二醇、乙酸、乙酸钠、95%乙醇、苯酚、葡萄糖、氢氧化钠、浓盐酸、98%浓硫酸（均为分析纯） 北京广达恒益科技有限公司。
1.2 仪器与设备
中短波红外干燥设备 泰州圣泰科红外科技有限公司；Ta-XT2i/50 型物性分析仪 英国SMS公司；D25LT型色差仪 美国Hunterlab公司；FW100型万能粉碎机天津市泰斯特仪器有限公司；UV1800型紫外-可见分光光度计、AUW220电子天平 日本岛津公司。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程
香菇清洗、去柄→切片→中短波红外干燥→分级→包装→成品
具体如下：选取大小一致、菇体直径6～8 cm、无腐烂及病虫害的香菇作为原料。将香菇去蒂，菇柄仅留1～2 cm，根据实验要求切成不同厚度的片状。将香菇单层均匀平铺于红外干燥箱的料板上，干燥箱提前预热0.5 h，待干燥箱运行稳定后放入箱内干燥。每个处理组干燥至物料湿基含水低于8%（安全含水率）时终止干燥，迅速放入真空干燥皿冷却后进行真空包装，包装后放置真空干燥皿，待测定指标时取用。每份实验处理组平行重复做3 次，测定各自实验指标值，最后取其平均值。
1.3.2 指标测定
1.3.2.1 含水率的测定
依据GB/T 5009.3—2003《食品中水分的测定》测定香菇的初始含水率。
1.3.2.2 色泽的测定
采用Hunter Lab-D25LT色差仪进行色泽测定和评价[14]。该仪器以白板色泽为标准，根据CIE Lab表色系统测量香菇片的明度指数L、彩度指数a和b。产品评价以L值越大，产品颜色越白，褐变程度越低；L值小，颜色暗，褐变程度高。
1.3.2.3 复水比的测定
产品复水性能用复水比表示，复水比大，反映产品复水性能好。
复水比的测定参考Giri等[15]的方法并稍作修改：取干燥后样品，置于装有蒸馏水的烧杯中，料液比为1∶100，先将烧杯放入40 ℃的水浴恒温锅中，待蒸馏水水温达到40 ℃时放入称好的一定量的样品。每隔10 min取出样品沥干，并用吸水纸拭干其表面水分、称质量，直到恒质量。每组进行3次平行实验，结果取平均值。复水比计算公式如下：
式中：RR为复水比；Mf为干品复水沥干后的质量/g；Mg为复水前干品的质量/g。
1.3.2.4 硬度的测定
采用Ta-XT2i/50型物性分析仪进行测定。参考Kotwaliwale等[16]的方法。测定条件如下：探头P/0.25 S，测试前速率2.0 mm/s，测试速率1 mm/s，测试后速率2 mm/s，总测试距离10.0 mm。选取形状、大小相近的香菇片测质构。从包装袋中迅速取出后，逐一在质构仪上做压缩实验，重复10 次，最后取平均值。硬度值等于质构图中显示力的最高峰值，用Force 2的数值表示，值越大表示被测物体的硬度越大。
1.3.2.5 氨基酸含量的测定
采用茚三酮显色法[17]测定样品中游离氨基酸总量。将样品粉碎，称取1 g样品于烧杯中，加入5.0 mL 10%乙酸溶液和少量蒸馏水溶解后，转移到100 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释、定容，混匀。然后过滤，得待测样品。吸取1.0 mL样品滤液和1.0 mL无氨蒸馏水，置于20 mL带塞刻度试管中，然后加入3 mL水合茚三酮和0.1 mL 1 g/L抗坏血酸溶液，盖塞、摇匀，在100 ℃水浴中加热15 min（加热时封口），迅速冷水冷却后加入5.0 mL 95%乙醇溶液，盖塞、猛摇。然后用60%乙醇溶液稀释至20 mL，于570 nm波长处测吸光度A。
1.3.2.6 总糖含量的测定
采用苯酚-硫酸比色法测定样品的总糖含量，参考Agbenorhevi等[18]的方法，稍有修改。将样品粉碎，称取1 g样品于大试管中，分别加入2 mL 6 mol/L的HCl溶液和25 mL蒸馏水，振荡摇匀，在96 ℃的水浴锅中水浴2 h，冷却后加入2 mL 6 mol/L的NaOH溶液，振荡摇匀，然后倒入50 mL的离心管离心，最后用蒸馏水定容至50 mL，得待测样品。吸取1.0 mL待测样品，然后加入1.0 mL 5%苯酚和5 mL 98%浓硫酸溶液，立刻摇匀，冷却室温后于490 nm波长处测吸光度。
1.3.3 单因素试验
单因素试验设计见表1。
表1 各单因素试验水平设计
Table 1 The experimental design for one-factor-at-a-time method
1.3.4 优化试验设计
在单因素试验基础上，根据Box-Behnken试验设计原理，以切片厚度、干燥温度、辐照距离3 个影响香菇红外干燥的主要因素为自变量，以色泽L、复水比、硬度、氨基酸和总糖含量为响应值，进行三因素三水平的响应面分析试验。单因素试验中已确定最佳辐照功率为1 350 W。试验因素水平编码设计见表1。
表2 响应面试验因素与水平
Table 2 The coded level and corresponding actual values of factors used in response surface analysis
1.4 数据处理
运用Design Expert 8.0和SPSS 19.0软件进行实验设计及数据分析。
2.1 单因素试验结果
2.1.1 干燥温度对香菇品质的影响
图1 干燥温度对香菇品质的影响
Fig.1 Effect of drying temperature on the quality of shiitake mushroom
同指标不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。下同。
分析不同干燥温度对香菇色泽L、复水比、硬度、氨基酸及总糖含量的影响，结果如图1所示。当切片厚度、辐照距离和辐照功率一定时，干燥温度对香菇复水比、硬度、氨基酸及总糖含量影响极为显著，随着温度的升高而下降；对色泽L影响显著，随着干燥温度的升高，香菇色泽L值先上升后下降，在60 ℃时达到最大值。香菇复水比和硬度的下降是由于温度过高，红外辐射的热能使物料表面水分迅速蒸发，物料表面温度升高，导致物料在脱水过程中内部组织结构遭到破坏，且增加了物料的收缩，产品复水性差，硬度下降。而干燥过程中物料表面氨基酸和总糖破坏增大[19]，高温加剧了美拉德反应使色泽L、氨基酸和总糖含量下降[20]，这个结果与一些学者的研究结果一致。Pei fei等[21]发现双孢菇真空冷冻结合微波干燥过程中，温度的升高会增加可溶性糖和氨基酸的反应，使可溶性糖和氨基酸组成减少，同时色泽比真空冷冻干燥差；Lan Xiaohong等[22]发现温度80～120 ℃范围内，褐变速率会随着温度的上升而加快，超过120 ℃后，褐变速率又会趋于平缓。低温会延长干燥时间，增加美拉德反应的机会，也使色泽下降。由此，确定干燥温度60 ℃为优化试验的零水平。
2.1.2 切片厚度对香菇品质的影响
图2 切片厚度对香菇品质的影响
Fig.2 Effect of slice thickness on the quality of shiitake mushroom
由图2可知，当干燥温度、辐照距离和辐照功率一定时，切片厚度对色泽L和硬度影响极为显著；对复水比、氨基酸含量及总糖含量影响显著。厚度在3～6 mm范围，色泽L值、复水比和氨基酸随着切片厚度的增加而增加；当厚度超过6 mm时，色泽L值、复水比和氨基酸含量都下降。色泽L的变化可能是因为物料过厚，干燥时红外辐射的热量沿着厚度方向的衰减量增加，中心部分获得的热能减少，同时内部水分扩散至物料表面路径长，这样相对延长了干燥时间，增加了酶促、非酶促褐变反应的机会，导致褐变程度增高[23]。氨基酸含量的变化主要是因为物料厚度过薄，吸收的红外波转换成热能使物料表面水分迅速蒸发，物料持续暴露在高温环境中，导致物料温度高，对氨基酸破坏大；物料太厚，物料中心温度过低，导致物料中心水分蒸发较难，延长干燥时间，而物料外层水分蒸发后继续吸收红外热能，导致外部料温高，氨基酸破坏大[24]；总糖随着切片厚度的增加而减少，原因可能是物料越厚，干燥时间越长，干燥过程中焦糖化和美拉德反应就越明显。如吴惠玲等[25]在影响美拉德反应因素的研究中发现，加热温度越高，美拉德反应越剧烈；时间越长，颜色越深。硬度随着切片厚度的增加而急剧下降。综合考虑，确定切片厚度6 mm为优化试验的零水平。
2.1.3 辐照距离对香菇品质的影响
图3 辐照距离对香菇品质的影响
Fig.3 Effect of radiation distance on the quality of shiitake mushroom
从图3可知，当干燥温度、切片厚度和辐照功率一定时，辐照距离对色泽L、氨基酸和总糖含量影响显著；而对复水比和硬度没有显著影响。色泽L值随着辐照距离的增大而呈上升的趋势，主要因为辐照距离缩短，香菇吸收红外波辐射的热能增多，导致物料温度急速升高，美拉德反应加剧，色泽L值下降[26]；氨基酸含量随着辐照距离的增大而增大，这可能是因为辐照距离增大，物料吸收红外辐射的热能减少，相当于降低了干燥温度，对氨基酸的破坏减少，这与Qi Linlin等[27]的比较不同干燥方式对香菇品质和复水性的研究结果相似；总糖含量随着辐照距离的增大而增大；复水比和硬度随着辐照距离的增大基本没有变。当距离在120～160 mm时，氨基酸和总糖含量的变化没有显著差异，但辐照距离变大，干燥时间延长，能耗增加。因此，确定辐照距离为120 mm为优化试验的零水平。
2.1.4 辐照功率对香菇品质的影响
图4 辐照功率对香菇品质的影响
Fig.4 Effect of radiation power on the quality of shiitake mushroom
从图4可知，辐照功率的变化对香菇色泽L、复水比、硬度、氨基酸及总糖含量都没有显著影响。故在响应面优化中不选此因素作为优化条件。
2.2 响应面分析法优化试验结果
综合单因素试验结果，根据 Box-Behnken试验设计原理，选取干燥温度、切片厚度和辐照距离3 个因素，采用三因素三水平的响应面分析方法优化香菇中短波红外干燥工艺。具体试验设计方案及结果见表3，其中1～12为析因试验，13～17为中心试验，用来估计试验误差。
表3 Box-Behnken试验设计方案及结果
Table 3 Box-Behnken design with experimental results
2.3 回归方程的建立与方差分析
利用Design-Expert 8.0.5软件，根据Box-Behnken试验设计，对表中数据进行二次多项式回归分析，获得各因素变量与色泽L、复水比、硬度、氨基酸含量、总糖含量响应值之间的三元二次回归方程如下：
表4 回归方程方差分析
Table 4 Analysis of variance of regression equation
注：*.显著水平P＜0.05；**.极显著水平P＜0.01；***.高度显著水平P＜0.001。
对回归方程进行方差分析，结果见表4。方差分析结果表明，试验各指标所建立的二次回归模型极显著（P＜0.01），说明其响应值与各试验因素之间存在极显著的线性相关性。各响应值的失拟性P值均大于0.1，说明失拟项不显著，该模型与实际情况的拟合程度较好，试验误差小。方程的多重相关系数R2分别为0.939 0、0.944 2、0.975 5、0.946 0、0.926 5，说明建立的模型能够分别解释93.9%、94.42%、97.55%、94.6%、92.65%响应值的变化，能很好地表述香菇中短波红外干燥过程中其品质随干燥条件的变化规律。因此，可用该模型来分析和预测香菇中短波红外干燥的工艺。
对各因素的显著性分析可知，干燥温度对复水比、硬度、氨基酸及总糖含量影响极为显著，对色泽L影响显著。切片 厚度对色泽L和硬度影响极为显著，对复水比、氨基酸含量及总糖含量影响显著。辐照距离除了对色泽L有显著影响，对复水比、硬度、氨基酸及总糖含量影响都不显著，其原因可能为本实验中辐照距离之间的变化不大，对物料干燥时间和品质影响较小。从方程一次项系数的绝对值大小可以看出，各因素对香菇干燥品质影响的主次顺序为干燥温度（X1）＞切片厚度（X2）＞辐照距离（X3）。因此，干燥温度（X1）是影响香菇干燥品质的主要因素。
2.4 交互作用分析
响应面图是响应值在各试验因素交互作用下得到的结果构成的一个三维空间曲面。根据回归分析结果做出相应的响应面图和等高线图（图5～7），可以确认干燥温度、切片厚度和辐照距离三因素对香菇中短波红外干燥色泽L、复水比、硬度、氨基酸含量及总糖含量的影响。由表4可知，干燥温度、切片厚度及辐照距离之间的交互作用对复水比和硬度没有显著影响，所以，后续只讨论干燥温度、切片厚度及辐照距离之间的交互作用对色泽L、氨基酸含量和总糖含量的影响。
图5 各因素对香菇色泽L的影响
Fig.5 Effect of drying parameters on the color L of shiitake mushroom
由图5可知，切片厚度和辐照距 离两者间的交互作用对香菇色泽有显著影响。切片厚度是香菇色泽L主要影响因素，在切片厚度较薄时，香菇色泽L 随辐照距离的增加变化缓慢；而当切片厚度较厚时，色泽L随辐照距离的增大明显增加。当辐照距离较大时，色泽L随着切片厚度在3.0～9.0 mm变化过程中缓慢下降；而当辐照距离在80 mm时，色泽L随着切片厚度的增加明显下降。由等高线的变化可以看出，在切片厚度3.0～4.5 mm、辐照距离100～130 mm范围内会有最优组合，使色泽L达到最大值。
图6 各因素对香菇氨基酸含量的影响
Fig.6 Effect of drying parameters on the amino acid content of shiitake mushroom
由图6可知，干燥温度和切片厚度的交互作用对氨基酸含量影响极显著。当干燥温度较低（50～55 ℃）时，切片厚度在4.0～6.0 mm变化过程中，温度的变化对氨基酸含量影响不明显，且此时氨基酸含量有最大值，随着厚度由6.0～9.0 mm变化时，氨基酸含量急剧下降；当干燥温度较高时，香菇中氨基酸含量随着切片厚度在3.0～7.5 mm范围内急剧升高，随后变化不缓慢。当切片厚度较薄时，氨基酸含量随着干燥温度的升高明显下降，在60～70 ℃范围下降特别明显；当切片厚度较厚时，氨基酸含量随着干燥温度的变化不明显，仅在50～55 ℃变化过程中有缓慢增加的趋势。由等高线的变化可以看出，在干燥温度55～65 ℃、切片厚度4.5～7.5 mm范围内会有最优组合，使氨基酸含量达到最大值。
图7 各因素对香菇总糖含量的影响
Fig.7 Effect of drying parameters on the total sugar content of shiitake mushroom
由图7可知，干燥温度和切片厚度的交互作用对总糖含量有显著影响。干燥温度是影响总糖含量的主要因素，当温度较高时，总糖含量随切片厚度的增加缓慢变化，且先升后降趋势；而当干燥温度较低时，总糖含量随切片厚度的增加明显下降，且厚度在3.0～4.5 mm范围时有最大值。当切片厚度较薄时，香菇产品的总糖含量随着干燥温度的升高明显下降，而当切片厚较厚时，总糖含量随着温度的增加缓慢下降。由等高线的变化可以看出在温度50～55 ℃、厚度3.0～4.5 mm范围内会有最优组合，使总糖含量达到最大值。
2.5 最佳工艺条件的确定及验证实验结果
响应面分析表明，适宜的干燥温度、辐照距离及较薄的厚度能提高香菇干燥品质，并对干燥速率有一定的影响。最优工艺需要色泽L值、复水比、氨基酸和总糖含量趋于最大值，硬度趋于最小值。在此前提下，对5 个指标进行综合考虑，分别赋予各评价指标一定的重要度，其中色泽L（Y1）的重要度为5，复水比（Y2）和硬度（Y3）的重要度为3，氨基酸（Y4）和总糖（Y5）含量的重要度为2。结合回归模型的数学分析并由Design-Expert 8.0.5分析出最佳中短波红外干燥工艺参数为：干燥温度54.52 ℃、切片厚度4.33 mm、辐照距离138.74 mm。在此条件下得到香菇产品各指标理论值见表5。
表5 各指标理论值与实际值
Table 5 Predicted and actual values of physicochemical properties of dried shiitake mushroom
为进一步验证模型的可靠性，考虑到实际操作的情况，将最佳工艺条件修正为：干燥温度55 ℃、切片厚度4.5 mm、辐照距离120 mm。在此条件下进行3 次平行实验，得到修正后的实际条件下所得香菇各指标见表5。实际值与模型预测值较为接近，说明回归方程能较真实地反映各因素对香菇红外干燥工艺的影响，充分表明采用响应面分析方法优化得到的香菇中短波红外干燥工艺参数准确、可靠，具有一定的实用价值。
本实验研究了干燥温度、切片厚度、辐照距离对香菇中短波红外干燥产品色泽L、复水比、硬度、氨基酸及总糖含量的影响。采用试验设计软件Design-Expert 8.0.5，通过Box-Behnken试验设计得到了中短波红外干燥过程中干燥温度、切片厚度、辐照距离与色泽L、复水比、硬度、氨基酸及总糖含量关系的回归模型，试验证明该模型合理可靠，可用于生产预测，对今后香菇中短波红外干燥产业化具有指导意义。
香菇中短波红外干燥最优工艺参数为：干燥温度55 ℃、切 片厚度4.5 mm、辐照距离120 mm。采用该工艺，得到香菇产品色泽L 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。使用此方法干燥香菇，得到的产品具有感官质量好、营养成分保留高的优点，不仅为香菇干制行业开辟新途径，同时也为香菇干燥工业化提供科学依据和生产指导，具有一定的推广应用的价值。
参考文献：
[1] RHIM J W, LEE J H. Drying kinetics of whole and sliced shiitake mushrooms (Lentinus edodes)[J]. Food Science and Biotechnology, 2011, 20(2): 419-427. DOI:10.1007/s10068-011-0059-9.
[2] TEZCAN F, UZASC S, UYAR G, et al. Determination of amino acids in pomegranate juices and fingerprint for adulteration with apple juices[J]. Food Chemistry, 2013, 141(2): 1187-1191. DOI:10.1016/ j.foodchem.2013.04.017.
[3] THERDTHAI N, ZHOU W. Characterization of microwave vacuum drying and hot air drying of mint leaves (Mentha cordifolia Opiz ex Fresen)[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 91(3): 482-489. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2008.09.031.
[4] WANG W, LI S, ZHANG Q, et al. Infrared radiation signature of exhaust plume from solid propellant s with different energy characteristics[J]. Chinese Journal of Aeronautics, 2013, 26(3): 594-600. DOI:10.1016/j.cja.2013.04.019.
[5] SENEVIRATHNE M, KIM S H, KIM Y D, et al. Effect of far-infrared radiation drying of citrus press-cakes on free radical scavenging and antioxidant activities[J]. Journal of Food Engineering, 2010, 97(2): 168-176. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2009.10.006.
[6] KOCABIYIK H, TEZER D. Drying of carrot slices using infrared radiation[J]. International Journal of Food Science & Technology, 2009, 44(5): 953-959. DOI:10.1111/j.1365-2621.2008.01767.x.
[7] JO W S, PARK S D. Changes in quality of Phellinus gilvus mushroom by different drying methods[J]. Mycoscience, 2009, 50(1): 70-73.
[8] WANG X, GAO Z, ZENG Z, et al. Optimization of technical parameters of pickling on agaricus bisporus under pulsed pressure[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2012, 28(7): 282-287.
[9] WU B, PAN Z, QU W, et al. Effect of simultaneous infrared dryblanching and dehydration on quality charact eristics of carrot slices[J]. LWT-Food Science and Technology, 2014, 57(1): 90-98. DOI:10.1016/j.lwt.2013.11.035.
[10] BI J, CHEN Q, ZHOU Y, et al. Optimization of short-and mediumwave infrared drying and quality evaluat ion of jujube powder[J]. F ood and Bioprocess Technology, 2014, 7(8): 2375-2387. DOI:10.1007/ s11947-013-1245-y.
[11] 王相友, 操瑞兵, 孙传祝. 红外加热技术在农业物料加工中的应用[J]. 农业机械学报, 2007, 38(7): 177-182. DOI:10.3969/ j.issn.1000-1298.2007.07.046.
[12] 王洪彩, 张慜, 王兆进. 香菇中短波红外干燥的试验[J]. 食品与生物技术学报, 2013, 32(7): 698-705. DOI:10.3969/ j.issn.1673-1689.2013.07.005.
[13] WANG H, ZHANG M, ADHIKARI B. Drying of shiitake mushroom by combining freeze-drying and mid-infrared radiation[J]. Food and Bioproducts Processing, 2014, 94(5): 1574-1581. DOI:10.1016/ j.fbp.2014.07.008.
[14] DAS I, KUMARR G. Experimental investigation on simultaneous dry blanching and drying of mushroom slices using microwave enhanced hot air heating system[J]. Journal of Food Science and Engineering, 2013, 3(3): 517-524.
[15] GIRI S K, PRASAD S. Drying kinetics and rehydration characteristics of microwave-vacuum and convective hot-air dried mushrooms[J]. Journal of Food Engineering, 200 7, 78(2): 512-521. DOI:10.1016/ j.jfoodeng.2005.10.021.
[16] KOTWALIWALE N, BAKANE P, VERMA A. Changes in textural and optical properties of oyster mushroom during hot air drying[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 78(4): 1 207-1211. DOI:10.101 6/ j.jfoodeng.2005.12.033.
[17] 曹建康, 姜微波, 赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指导[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2007: 41-44.
[18] AGDENORHEVI J K, KONTOGIORGOS V. Polysaccharide determination in protein/polysaccharide mixtures for phase-diag ram construction[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 81(4): 849-854.
[19] 陈健凯, 林河通, 林艺芬, 等. 基于品质和能耗的杏鲍菇微波真空干燥工艺参数优化[J]. 农业工程学报, 2014, 30(3): 277-284.
[20] DERMIKI M, PHANPHENSOPHON N, MOTTRAM D S, et al. Contributions of non-volatile and volatile compounds to the umami taste and overall flavour of shiitake mush room extracts and their applicati on as flavour enhancers in cooked minced meat[J]. Food Chemistry, 2013, 141(1): 77-83. DOI:10.1016/ j.foodchem.2013.03.018.
[21] PEI F, SHI Y, GAO X, et al. Changes in non-volatile taste components of button mushroom (Agaricus bisporus) during different stages of freez e drying and freeze drying combined with microwav e vacuum drying[J]. Food Chemistry, 2014, 165: 547-554. DOI:10.1016/ j.foodchem.2014.05.130.
[22] LAN X H, LIU P, XIA S, et al. Temperature effect on the non-volatile compounds of Maillard reaction products derived from xylose-soybean peptide system: further insights i nto thermal degradation and crosslinking[J]. Food Chemistry, 2010, 120(4): 967-972.
[23] 胡庆国. 毛豆热风与真空微波联合干燥过程研究[D]. 无锡: 江南大学, 2006.
[24] GIRI S K, PRASAD S. Optimization of microwavevacuum drying of button mushroom using response-surface methodology[J]. Drying Technology, 2007, 25(5): 901-911. DOI:10.1080/073739307 01370407.
[25] 吴惠玲, 王志强, 韩春, 等. 影响美拉德反应的几种因素研究[J]. 现代食品科技, 2010, 26(5): 441-444. DOI:10.3969/ j.issn.1673-9078.2010.05.003.
[26] 巨浩羽, 肖红伟, 白竣文, 等. 苹果片的中短波红外干燥特性和色泽变化研究[J]. 农业机械学报, 2013, 44(2): 186-191. DOI:10.6041/ j.issn.1000-1298.2013.S2.035.
[27] QI L L, ZHANG M, MUJUMDAR A S, et al. Comparison of drying characte ristics and quality of shiitake mushrooms (Lentinus edodes) using different drying methods[J]. Drying Technology, 2014, 32(15): 1751-1761.
GUO Lingling1,2, ZHOU Linyan2, BI Jinfeng2, DENG Fangming1,*, YI Jianyong2, CHEN Qinqin2
(1. College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Agro-Products Processing Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)
Abstract: The response surface method ology was used to optimize the drying conditions for shiitake mushroom using infrared radiation. Using Box-Behnken design, a quadratic regression model was established indicating the effects of drying temperature, slice thickness and radiation distance at 3 levels each on color L value, rehydration ratio, hardness, amino acids and total sugar contents. Results showed that drying temperature was the major factor affecting the quality of dried shiitake mushroom, followed by slice thickness. Color L, rehydration ratio, hardness, amino acids and total sugar content of shiitake mushroom decreased with increasing temperature. A decrease in color L, rehydration ratio, and total sugar content was observed with increasing slice thickness, yet amino acid content initially increased and then declined. The optimum drying conditions were determined as follows: drying temperature, 55 ℃; slice thickness, 4.5 mm; and radiation distance, 120 mm. Unde r these conditions, color L, rehydration ratio, amino acid content and total sugar content were measured to be 58.56, 5.32, 495.63 g, 818.12 mg/100 g and 281.37 mg/g, respectively, which were in close agreement with the values predicted by the developed model.
Key words: shiitake mushroom; infrared drying; response surface methodology; amino acids; total sugar
中图分类号：TS255.1
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2016）06-0044-08引文格式：
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201606008
*通信作者：邓放明（1962—），男，教授，博士，研究方向为食品科学。E-mail：fmdenghnan@sina.com
作者简介：郭玲玲（1990—），女，硕士研究生，研究方向为果蔬加工。E-mail：215763086@qq.com
基金项目：公益性行业（农业）科研专项（201303079）
收稿日期：2015-06-12