不同干燥方式对金针菇菇根粉物理性质的影响

张 明，周 萍，李新胜，马 超，古静燕，王朝川，孟晓峰（中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南250014）

不同干燥方式对金针菇菇根粉物理性质的影响

张 明，周 萍，李新胜*，马 超，古静燕，王朝川，孟晓峰
（中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南250014）

采用热风干燥、微波真空干燥、变温压差膨化干燥及真空冷冻干燥技术制备金针菇菇根粉，研究不同干燥方式对金针菇菇根粉物理性质的影响。结果表明：真空冷冻干燥粉体色泽保持最好，其次是微波真空干燥和变温压差膨化干燥；真空冷冻干燥和微波真空干燥粉体粒度和跨度较小，且粒度更均匀。热风干燥和变温压差膨化干燥粉体流动性及压片成型性较好；微波真空干燥和真空冷冻干燥粉体持水能力较强，真空冷冻干燥粉体持油力最强，达1.8 g/g；热风干燥和变温压差膨化干燥粉体水溶性较强，微波真空干燥最弱。真空冷冻干燥和微波真空干燥金针菇菇根粉适宜作为功能原料添加到食品中或吸附在食品表面。热风干燥和变温压差膨化干燥菇根粉适宜压制片剂及进行可溶性成分提取。

热风干燥，微波真空干燥，变温压差膨化干燥，真空冷冻干燥，金针菇菇根，物理性质

金针菇（Flammulina velutipes）又名冬菇、朴菇、构菌、青杠菌、毛柄金钱菌，隶属担子菌亚门，层菌纲，伞菌目，口蘑科，金钱菌属［1］。金针菇菌盖滑嫩、菌柄细长脆嫩，形美，味鲜，是世界上著名的食药两用菌和观赏菌［2］。金针菇菇根是工厂化金针菇生产加工过程中产生的副产物，约占原料的30%～40%。金针菇菇根营养丰富，据测定，每100 g干金针菇菇根中含蛋白质16.99 g、总糖11.4 g、干物质46.7 g，并含有丰富的维生素和矿物质［2］。金针菇菇根含有18种氨基酸，其中人体必需氨基酸含量占氨基酸总量的41.76%。其赖氨酸和精氨酸含量非常丰富，每克菇根蛋白中赖氨酸和精氨酸的含量分别为34.66 mg和24.68 mg［3］。研究表明，赖氨酸可以增强记忆、开发智力，对幼儿增加身高和体重十分有益，因此金针菇又有“增智菇”的美誉［4］。此外，金针菇菇根中还含有多糖、功能蛋白等多种功能成分，具有降低胆固醇［5］、增强免疫力［6］、保胃护肝［7］和抗肿瘤［8-9］等多种功效。

由于缺乏有效的加工技术，这些副产物通常被作为肥料、燃料或被直接丢弃。不仅造成了资源的极大浪费，同时污染了环境。目前，对金针菇菇根的应用研究主要集中于对其营养和功效成分的提取，主要包括蛋白质、膳食纤维、多糖、核苷酸等。由于金针菇菇根含水量较大，不宜保存和运输，在加工利用前需先将其干制成粉。本实验考察了热风干燥、微波真空干燥、真空冷冻干燥和变温压差膨化干燥四种干燥方式对金针菇菇根粉物理性质的影响，以期找出适宜的干燥方式，为金针菇及金针菇副产物的精深加工利用提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

金针菇菇根 由高密市惠德农产品有限公司提供；胡姬花花生调和油 购于济南大润发超市章丘店。

RXH-B-1热风循环烘箱 江阴市宏达粉体设备有限公司；DPH1000-4型果蔬膨化设备 天津市勤德新材料科技有限公司；WZD4S-01微波真空设备南京三乐微波技术发展有限公司；Alpha 1-2 LD plus真空冷冻干燥设备 德国Marin Christ公司；标准检验筛 80目，浙江上虞市金鼎标准筛具厂；TGL-10B高速台式离心机 上海安亭科学仪器厂；RH-600A高速粉碎机 永康市荣浩工贸有限公司；BT-9300H激光粒度分布仪 丹东百特仪器有限公司；WSC-S测色色差计 上海仪电物理光学仪器有限公司；MB23水分测定仪 奥豪斯仪器（上海）有限公司。1.2 实验方法

1.2.1 金针菇菇根粉的制备 取新鲜金针菇菇根，洗净，均匀平铺于干燥料盘中，物料厚度不超过1 cm，按照工厂生产条件，分别进行如下处理：热风干燥：置于60℃烘箱中烘至水分含量7%以下。微波真空干燥：微波功率600 W，真空度65 kPa，微波时间5 min。变温压差膨化干燥：60℃热风预干燥3 h后进行膨化干燥，膨化温度100℃，保温时间10 min，抽空干燥温度70℃，抽空时间2 h。真空冷冻干燥：冷阱温度-45℃，真空度为0.1 kPa，干燥时间36 h。所得菇根湿基含水量均低于7%。以上材料取出后用高速粉碎机处理5 min，过80目筛，分别得到热风、微波、膨化和冻干粉，将粉体置于干燥容器中储存备用。

1.2.2 金针菇菇根粉物理性质测定

1.2.2.1 色泽测定 采用测色色差计测定4种金针菇菇根粉的色泽，用CIELAB表色系统测定金针菇菇根粉的L*、a*和b*值，其中L*代表明度指数，从黑暗（L*=0）到明亮（L*=100）的变化；a*代表颜色从绿色（-a*）到红色（+a*）的变化，b*代表颜色从蓝色（-b*）到黄色（+b*）的变化。

1.2.2.2 粒径和比表面积测定 采用激光粒径分布仪测定4种金针菇菇根粉的粒径分布和比表面积［10］。

1.2.2.3 含水量、休止角、滑动角的测定 采用水分测定仪测定4种金针菇菇根粉的水分含量。休止角和滑动角分别参照文献所述方法进行测定［11-12］。

1.2.2.4 堆积密度测定 堆积密度：称取10 g金针菇粉体，移入50 mL量筒中，震实，直至量筒内物料体积不再变化，读取物料体积，重复测量三次，取平均值［13］。

1.2.2.5 膨胀力测定 称取4种金针菇菇根粉各1 g，缓慢加入标有刻度的试管中，记录干基体积（mL），加入10 mL蒸馏水，充分振荡混匀，在室温下静置24 h，待粉体沉淀完全后，记录沉淀体积（mL），按如下公式计算粉体膨胀力［14］。

1.2.2.6 持水力测定 称取4种金针菇菇根粉各1 g 于100 mL烧杯中，加入40 mL的蒸馏水，用磁力搅拌器慢速搅拌30 min，随后将样液转入50 mL离心管中，在室温下5000 r/min离心20 min，除去上清液，称量沉淀质量。计算公式如下［15］：

1.2.2.7 持油力测定 称取4种金针菇菇根粉各5.00 g置于50 mL离心管中，加入40 mL花生调和油，充分搅拌均匀后静置30 min，以5000 r/min离心20 min，记录上清油液体积，计算持油力［16］。

1.2.2.8 水溶性指数（WSI）测定 称取4种金针菇菇根粉各1 g（M0），置于100 mL三角瓶中，加入40 mL蒸馏水，充分混匀后于80℃恒温水浴条件下处理30 min，冷却后移入50 mL离心管中，在室温下6000 r/min离心10 min，取上清液置于预先称重的干燥烧杯（M1）中，先用酒精灯加热除去绝大部分水分，然后在105℃温度下干燥，将干燥好的样品与烧杯称质量（M2），水溶性指数采用如下公式［17］。

1.3 处理与分析

数据统计均采用SPSS进行ANOVA单因素方差分析和Ducan's多重检验（p＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对金针菇菇根粉色泽的影响

新鲜金针菇菇根呈亮白色，略显黄色。由表1可知，L*值大小依次为冻干＞膨化＞热风＞微波。冻干粉亮度最大，其次是膨化干燥粉，微波和热风干燥粉基本一致。a*值中冻干粉明显小于其他样品，微波和膨化次之，热风偏红程度最大。b*值中冻干粉数值最小，其次是微波和膨化，热风偏黄程度最大。由实验结果可以看出，真空冷冻干燥对物料色泽保持效果明显优于其他三种干燥方式，其次是膨化干燥和微波干燥，经热风干燥处理的样品色泽变化最为严重。其原因是后三种干燥温度均高于真空冷冻干燥，在加热过程中金针菇菇根的羰基化合物和氨基化合物发生美拉德反应，生成黑色物质，使其颜色明显变暗，呈现棕黄色［18］。

表1 不同干燥方式对金针菇菇根粉色泽的影响（n=3）Table1 Color parameters of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods（n=3）

2.2 不同干燥方式对金针菇菇根粉粒径的影响

4 种干燥粉体的粒径分析结果如表2所示，D10、D50、D90分别表示粉体粒径小于某一值时累积率为10%、50%、90%，其中D50为粒径的中值，具有代表性。4种干燥粉体经相同粉碎处理后，粒径差异显著（p＜0.05）。中值大小依次为膨化＞热风＞微波＞冻干，经真空冷冻干燥和微波干燥处理的粉体粒度要远远小于热风和膨化干燥。跨度用来表示粒度分布的宽度，跨度越大，粒度越分散。由表2可知，同中值一样，冻干和微波粉体的跨度最小，粒度更均匀，膨化粉体粒度分散最大。可能是由于膨化干燥和热风干燥处理温度较高，处理时间较长，物料表面急剧收缩，组织紧密，经相同粉碎条件处理，较难形成均匀微小粉粒。

表2 不同干燥方式对金针菇菇根粉粒径的影响Table2 Particle sizes of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods

2.3 不同干燥方式对金针菇菇根粉流动性和压缩成型性的影响

休止角和滑动角体现了粉体的流动性，粉体休止角越小，流动性越好。由表3可以看出，休止角大小依次为微波＞冻干＞热风＞膨化，滑动角结果与其基本一致，且前后相邻两者数值较为接近。结合粒度分析数据可以看出，微波和冻干粉体粒度较小，颗粒比表面积较大，表面聚合力和黏着力也相应增大，颗粒发生团聚致使流动性变差。堆积密度大小依次为热风＞膨化＞微波＞冻干。其中热风和膨化堆积密度明显高于微波和冻干。研究表明，堆积密度越大，越有利于压片成型，因此，热风和膨化干燥粉体更利于压片。比表面积大小依次为微波＞冻干＞热风＞膨化。比表面积越大，粉体表面聚合力也越大，可作为功能性原料吸附在食品表面［19］。

2.4 不同干燥方式对金针菇菇根粉膨胀力的影响

由图1可以看出，4种干燥粉体膨胀力大小依次为微波＞冻干＞热风＞膨化。结合粒度分析可知，微波和冻干粉体粒径较小，比表面积较大，亲水基团暴露数量较多，更利于与水结合，使得膨胀力增大［20］。

图1 不同干燥方式对金针菇菇根粉膨胀力的影响Fig.1 Swelling of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods

2.5 不同干燥方式对金针菇菇根粉持水力和持油力的影响

由图2可知，4种金针菇菇根粉的持水力大小依次为微波＞冻干＞膨化＞热风，微波干燥和真空冷冻干燥粉体持水力较好，膨化次之，热风最差。可能是由于在干燥过程中微波和真空冷冻干燥对金针菇内部组织破坏较少，复水能力较好；热风干燥使物料表面急剧收缩，组织紧密，组织破坏较严重，持水能力较差。膨化干燥粉体糖分较高，相对干物质较少，持水能力较微波和冻干稍弱［21］。

表3 不同干燥方式对金针菇菇根粉流动性和压缩成型性的影响（n=3）Table3 Liquidity and compression molding of Flammulina velutipes rootes powder prepared by different drying methods（n=3）

图2 不同干燥方式对金针菇菇根粉持水力和持油力的影响Fig.2 The water-holding and oil-holding capacity of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods

4 种干燥粉体的持油力大小依次为冻干＞热风＞微波＞膨化。冻干粉持油力显著（p＜0.05）高于其他三种干燥方式，达1.8 g/g。可能是由于冻干粉堆积密度较小，在相同质量下较其他干燥粉体体积更大，对油脂的束缚能力相对更强。

2.6 不同干燥方式对金针菇菇根粉水溶性指数的影响

由图3可知，4种干燥方式的水溶性指数大小依次为热风＞膨化＞冻干＞微波。其中热风和膨化干燥数值相近，且微波干燥粉水溶性指数显著（p＜0.05）低于其余三种干燥粉。可能是由于微波和真空冷冻干燥对金针菇内部组织保持较好，持水力较强，可溶性物质溶出量较其他两种干燥方式相对较少［21］。

图3 不同干燥方式对金针菇菇根粉水溶性指数的影响Fig.3 The water solubility index of Flammulina velutipes root powder prepared by different drying methods

3 结论

经不同干燥方式制得金针菇菇根粉的物理特性分别表现为：真空冷冻干燥粉体色泽保持最好，其次是微波真空干燥和变温压差膨化干燥，热风干燥色泽最差；真空冷冻干燥和微波真空干燥粉体粒度明显小于热风干燥和变温压差膨化干燥，且跨度更小，粒度更均匀，变温压差膨化干燥粉体粒度分散最大；热风干燥和变温压差膨化干燥粉体流动性及压片成型性较好，微波真空干燥和真空冷冻干燥比表面积较大，利于吸附；微波真空干燥和真空冷冻干燥粉体持水能力较强，真空冷冻干燥粉体持油力最强，其他3种方式数值相近；热风干燥和变温压差膨化干燥粉体水溶性较强，微波真空干燥最弱。

经真空冷冻干燥和微波真空干燥得到的金针菇菇根粉色泽较好，粒度细小均匀，比表面积较大，膨胀力、持水力和持油力较强，适宜作为功能原料添加到食品中或吸附在食品表面。热风干燥和变温压差膨化干燥粉体流动性、压片成型性和水溶性较好，适宜压制片剂及进行可溶性成分提取。

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Effect of drying methods on powder physical properties of Flammulina velutipes root

ZHANG Ming，ZHOU Ping，LI Xin-sheng*，MA Chao，GU Jing-yan，WANG Chao-chuan，MENG Xiao-feng
（Jinan Fruit Research Institute，China Supply and Marketing Cooperatives，Ji'nan 250014，China）

Using the drying technology of hot air drying，microwave vacuum drying，explosion puffing drying，vacuum freeze-drying were used to prepare Flammulina velutipes root powder.The effects of different drying methods on powder physical properties of Flammulina velutipes root were studied.The results showed that the vacuum freeze-dried powder keep the best color，followed by microwave vacuum drying and explosion puffing drying.The Flammulina velutipes root powder prepared by vacuum freeze-drying and microwave vacuum drying particle size and the particle dispersion was significantly smaller than the hot air drying and explosion puffing drying，more uniform particle size.The Flammulina velutipes root powder prepared by hot air drying and explosion puffing drying were better flowability and compression molding.The Flammulina velutipes root powder prepared by microwave vacuum drying and vacuum freeze-drying had strong water holding capacity，and strongest oil holding capacity，up to 1.8 g/g.The Flammulina velutipes root powder prepared by hot air drying and explosion puffing drying had strong water solubility，and the microwave vacuum dried powder had worst water solubility.The Flammulina velutipes roots powder prepared by vacuum freeze-drying and microwave vacuum drying were suitable as a functional material added foods or adsorbed on the surface of the food.The Flammulina velutipes roots powder prepared by hot air drying and explosion puffing drying were suitable compressed tablets and extract the soluble component.

hotairdrying；microwave vacuum drying；explosionpuffing drying；vacuum freeze-drying；Flammulina velutipes root；physical properties

TS255.36

A

1002-0306（2016）06-0100-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.06.011

2015－08－17

张明（1988-），男，硕士研究生，研究方向：天然产物提取及功能食品研发，E-mail：zhangming_101@126.com。

李新胜（1957-），男，研究员，研究方向：农产品加工，E-mail：lixinsheng570129@sina.com。

国家科技支撑计划课题（2014BAL07B05）。