基于复水能力和流变学性质的速食银耳羹熬煮工艺优化

于群，张涛，范柳萍

（江南大学食品学院，江苏无锡 214122）

银耳（Tremellafuciformis）是一种广泛食用的东亚银耳科真菌。作为一种食用和药用真菌，银耳富含碳水化合物、蛋白质、膳食纤维、维生素和矿物质元素[1]。此外，由于其具有改善胃肠功能、补肺、补肾、等作用，被誉为“真菌之冠”。银耳多糖具有显著的生物活性，包括抗炎、抗氧化和免疫调节作用[1-2]。当前，国内外对银耳的研究主要集中于其功能性成分银耳多糖的提取及应用方面，研究人员将银耳中的多糖成分提取出来制成护肤品及功能食品，以提高产品的功能性价值[3]。作为一种来源广泛、营养价值高的食用真菌，银耳类产品在食品方面也具有广阔的应用空间。然而，各类市售银耳产品中，鲜银耳及银耳干制品占比较大，初级银耳产品未经加工，导致产品附加值低，很大程度上限制了银耳的经济效益。

速食银耳羹由于质量轻、含水量低和即食特性被认为是一种方便食品。良好的汤料品质是速食汤料复水后优良品质的前提，研究发现不同的熬煮工艺会对汤料品质产生不同影响。张小永等[4]研究发现改变牛骨熬制的工艺条件可以调控熬煮液的品质，当添加0.41 mol/L 的柠檬酸，同时设置熬煮时间为173 min，熬煮温度为126 ℃时，可以获得总氮含量最高的熬煮液。韩辉等[5]以感官评价为指标及体系中可溶性固形物和可溶性蛋白含量为依据，通过响应面试验进行优化，发现即食鸡汤的最佳工艺参数是熬煮压力0.19 MPa，熬煮时间53 min，熬煮温度113 ℃。闫俊霖等[6]将银耳片与清水按1∶5 的比例（质量比）导入锅中熬煮90 min后，继续用汤的余温焖煮20 min，制备出了符合条件、品质优良的即食银耳汤块。由此可见，熬煮工艺对汤料的品质存在较大影响，因此从熬煮工艺出发，探究其对新鲜银耳羹及干制品复水后银耳羹品质的影响，以期为速食银耳羹的发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜银耳、冰糖（食品级）：市售；柠檬酸、小苏打（食品级）：河南万邦化工科技有限公司；考马斯亮蓝G-250、牛血清蛋白、磷酸、乙醇、苯酚、浓硫酸、液体石蜡（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 主要设备

HGJR-02 红外加热炉：河南中良科学仪器有限公司；Alpha 1-4 LSC Christ 冷冻干燥机：北京博劢行仪器有限公司；CM-2300D 测色色差仪：日本Konica Minolta股份有限公司；L8 型紫外可见分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司；DSC3 差示扫描量热仪：瑞士梅特勒-托利多公司；TA-XT2i 物性分析仪：英国SMS 公司；DISCOVERY HR-3 流变仪：美国TA 仪器公司；WAY型阿贝折光仪：上海仪电物理光学仪器有限公司；BDF-86348 低温水箱：山东博科生物产业有限公司；101-0A 烘箱：惠州市捷扬环保设备有限公司；TA.XTC-18 物性测试仪：上海保圣实业发展有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 新鲜银耳羹的制备

挑选新鲜银耳，去除底部黄色及木质化部分，充分清洗后剪成约1.5 cm×1.5 cm 小块，沥干备用。银耳片按质量比1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14 与水混合，加入其总质量4%的冰糖，煮沸后于红外加热炉上熬煮60 min；不同熬煮时间：银耳片与水按质量比1∶8 混合，加入其总质量4%的冰糖，分别熬煮30、45、60、75、90 min。

1.3.2 脱水和复水银耳羹的制备

待银耳羹完全冷却后，取（1.00±0.02）kg 银耳羹装盒，盒子大小为7 cm×5 cm，固定样品厚度为2 cm，每盒约装入50 g 银耳羹，随后将样品置于-35 ℃中预冻48 h。将预冻之后的样品置于冷冻干燥箱内冷冻干燥至水分含量小于5%，设置冷冻干燥机冷阱温度为-54 ℃，干燥过程中压力维持在（0.100±0.005）Pa，将脱水后的银耳羹称为速食银耳羹；向制备好的脱水银耳羹块中加入100 ℃热水，补充干燥过程中损失水分，复水至干燥前质量[7]，即得复水银耳羹。

表1 不同样品制备过程Table 1 Preparation processes of different samples

1.3.3 共晶点和共熔点的测定

采用差式扫描量热仪测定样品中新鲜银耳羹的共晶点（Tf-DSC）和共熔点（Tm-DSC），以10 ℃/min 的扫描速率进行25～-30 ℃、-30～25 ℃的温度扫描，得到差示扫描量热（differential scanning calorimetry，DSC）曲线，氮气流速设为50 mL/min。

1.3.4 质构性质的测定

采用质构仪测定速食银耳羹的硬度值及酥脆性数值，参考Peng 等[8]的方法并作适当修改，具体为采用直径为2 mm 的圆柱体探头，测前速度为1 mm/s，测时速度为1 mm/s，测后速度为5 mm/s，测试距离为8 mm，触发力为15 g，每个样品平行测定6 次。

1.3.5 总固形物和可溶性固形物含量的测定

新鲜银耳羹及复水银耳羹的总固形物含量采用105 ℃烘箱法干燥至质量恒定后进行测定。可溶性固形物含量用手持阿贝折光仪测定：滴加液体至折光仪的透镜上，以去离子水作参考，结果以百分比（%）表示。

1.3.6 可溶性蛋白和多糖含量的测定

可溶性蛋白的测定采用考马斯亮蓝G-250 法，结果根据牛血清白蛋白标准溶液计算。多糖含量按照苯酚-硫酸法进行检测[9]。

1.3.7 色差的测定

使用测色色差仪测定新鲜银耳羹和复水银耳羹的颜色差异，使用ΔE描述总色差值，计算公式如下。

式中：L0、a0、b0为新鲜银耳羹的亮度值、绿色/红色值、蓝色/黄色值；L*、a*、b*为复水后银耳羹亮度值、绿色/红色值、蓝色/黄色值，每个样品平行测定6 次。

1.3.8 流变性质的测定

稳态剪切测试：采用40 mm 平板，设置间隙为1 mm，测试之前样品平衡30 s，在25 ℃条件下进行剪切速率为0.01～1 000 s-1的扫描，记录银耳羹汤羹黏度随剪切速率的变化。

应变扫描测试：固定频率1 Hz，25 ℃条件下在应变范围0.1%～1 000% 内扫描以确定线性黏弹区（linear viscoelastic region，LVR）。

频率扫描测试：在1% 的恒定应变下进行频率扫描测试，温度为25 ℃，角频率范围为0.1～10 rad/s，测定汤羹的储能模量G′及损耗模量G″。

温度扫描测试：在1% 的恒定应变下进行温度扫描以测定汤羹模量变化，温度从25 ℃线性升高至80 ℃，然后线性下降到25 ℃，升温和降温速率均设定为5 ℃/min。为防止水分蒸发，样品边缘滴加低黏度的液体石蜡油。

1.3.9 感官评价

速食银耳羹的感官评价由食品专业人士组成的感官评定小组（15 人）进行感官评价，评价标准参照张园[10]的方法并稍作修改，如表2 所示。

表2 感官评价评分标准Table 2 Sensory evaluation scoring standard

1.4 数据分析

所有试验均重复3 次，结果以平均值±标准差的形式表示。数据及图像处理分别采用Excel 2016 和Origin 9.0，数据分析采用SPSS 19.0 软件，并通过Duncan多重比较结果差异。

2 结果与分析

2.1 熬煮工艺对速食银耳羹脱水前共晶点和共熔点的影响

共晶点和共熔点是冷冻干燥过程中重要的物性参数。为保证物料的完全冻结，所设预冻温度应低于共晶点10～20 ℃[11]，预冻温度过低，会增加生产成本；预冻温度过高，物料未被完全冻结，在干燥过程中易发生皱缩塌陷等现象[12]。在冷冻干燥过程中，升华温度也不能高于物料共熔点，否则冰晶融化后会对产品质量产生不利影响[12]。采用DSC 法分别测定了新鲜银耳羹液体汤羹和固体银耳片的共晶点和共熔点，结果见图1。

图1 熬煮工艺对新鲜银耳羹脱水前共晶点和共熔点的影响Fig.1 Effect of processing condition on eutectic point and comelting point of instant T.fuciformis soup before dehydration

如图1 所示，所有样品的共熔点均在-5 ℃左右。此外，随着银耳与水质量比的增加及熬煮时间的延长，液体汤羹的共晶点逐渐降低，最低达-21.17 ℃，主要原因在于水添加量的增加及熬煮时间的延长使汤羹黏度不断增大，汤羹中固形物含量高，水分的可利用程度及水分子的可活动性降低[13]。不同银耳与水质量比制备的新鲜银耳羹中固体银耳片的共晶点在-20 ℃左右，不同熬煮时间制备的新鲜银耳羹中固体银耳片共晶点为-15.17～-22.83 ℃，主要原因是固体银耳片中溶出溶质含量的不同[14]。综上可知，所有测试样品的共晶点均高于-25 ℃，因此，设置预冻温度为-35 ℃。

2.2 熬煮工艺对速食银耳羹质构性质的影响

食品的质构特性是进行食品物理性质分析的基础，也是消费者进行感官评价的一个关键指标。熬煮工艺对速食银耳羹块质构特性的影响见表3。

表3 熬煮工艺对速食银耳羹块质构特性的影响Table 3 Effect of processing condition on textural properties of instant T.fuciformis soup

如表3 所示，不同银耳与水质量比及不同熬煮时间制备的速食银耳羹块数值均有显著性差异（P＜0.05）。随着加水量的减少及熬煮时间的延长，速食银耳羹块的硬度及酥脆性数值不断增大，当银耳与水质量比为1∶6 时，硬度和酥脆性数值分别达150.84 g 和116.00 g，熬煮时间为90 min 时，硬度和酥脆性数值分别达167.78 g 和138.00 g。体系的组成在很大程度上影响了样品的质构，加水量越多，熬煮时间越长，汤羹黏度越大，体系中固形物含量越高，水分含量越低，所形成的冰晶越少，因而在冷冻干燥过程中形成了更少的多孔结构，导致更高的硬度和酥脆性数值[15]。另一方面，由于过多的加水量及过短的熬煮时间所制备出的速食银耳羹块具有相对较低的质构数值，产品也产生了较多碎屑。因此，考虑到速食银耳羹块产品包装及运输的便捷性，需要避免选择硬度及酥脆性数值偏低的样品。

2.3 熬煮工艺对速食银耳羹块复水能力的影响

干制品的复水是一个复杂过程，受到加工技术、食品特性、介质黏度等多种因素的影响[16]。在复水过程中，毛细管扩散是固体干燥样品最关键的机制[17]，而润湿性、溶胀性、下沉性、分散性和溶解性是液体物料干燥后复水的重要性质[18]。银耳羹中包括固体银耳片和液体汤羹，速食银耳羹块的复水过程包括脱水后的汤羹固体溶解在水中以及固体银耳片吸水复原两个方面，且作为一个黏稠体系，寻常的沥水称重法难以评估产品的复水能力，因此以液体汤羹为研究对象，比较新鲜银耳羹汤羹及复水银耳羹后汤羹中基本物质的含量差异，进一步评估复水能力，结果如图2 所示。

图2 熬煮工艺对速食银耳羹复水能力的影响Fig.2 Effect of processing condition on rehydration capacity of instant T.fuciformis soup

由图2 可知，随着加水量的增加和熬制时间的延长，液体汤羹的黏度增加，固形物、可溶性蛋白和多糖含量与黏度具有相似的趋势。水的添加稀释了银耳中溶出物质的含量，而熬煮时间的延长则会导致更多的物质溶解到汤羹中，而当熬煮时间超过60 min 时，银耳中物质的溶出速率减缓。图2 中总固形物含量差异表明，与新鲜汤羹相比，复水后样品的总固形物含量差异不大，说明在冷冻干燥过程中物料损失小，制备的产品质量高。熬煮工艺影响速食银耳羹块的复水能力，加水量的降低及熬煮时间的延长导致新鲜汤羹黏度的增大及汤羹中溶出物质含量的升高。当以新鲜汤羹为对照时，随着加水量的降低及熬煮时间的延长，复水汤羹的可溶性固形物、可溶性蛋白及多糖含量与相应新鲜汤羹中含量的差异增大，表明了复水能力降低（图2）。总体而言，初始新鲜汤羹黏度较低时，所制备的速食银耳羹块也具备更好的复水能力，主要原因是黏度较大的体系更易阻碍复水过程中固体银耳片对水的吸收[19]。同时，在低黏度溶液中，汤羹中银耳多糖的多糖链刚性更小，流动性更强，有更快的移动速度以适应水分子[20]。Mastrocola 等[21]也曾发现当复水体系中的溶液浓度增高时，干草莓片的吸水能力也会降低。此外，由于孔隙会极大影响复水能力[16]，松散、多孔的物料结构更易与水结合[22]，黏度高的样品固形物含量也高，干燥过程中形成的孔隙率会降低，从而进一步降低复水能力。

2.4 熬煮工艺对速食银耳羹复水后黏度的影响

熬煮工艺对速食银耳羹脱水前和复水后黏度的影响如图3 所示。

图3 熬煮工艺对新鲜银耳羹脱水前和复水银耳羹黏度的影响Fig.3 Effect of processing condition on viscosity of instant T.fuciformis soup before dehydration and after rehydration

由图3 可知，随着加水量的减小和熬制时间的延长，液体汤羹的黏度增加，固形物、可溶性蛋白和多糖含量与黏度具有相似的趋势。水的添加稀释了银耳中溶出物质的含量，而熬煮时间的延长则会导致更多的物质溶解到汤羹中，而当熬煮时间超过60 min 时，银耳中物质的溶出速率减缓。

2.5 熬煮工艺对速食银耳羹复水后色差的影响

图4 显示了银耳与水质量比及不同熬煮时间条件下速食银耳羹复水前后银耳羹的色差，ΔE值越大，表明复水后银耳羹与新鲜银耳羹色差越大。

图4 熬煮工艺对速食银耳羹复水后色差的影响Fig.4 Effect of processing condition on color difference of instant T.fuciformis soup after rehydration

由图4 可知，银耳与水质量比为1∶6 和1∶8 的样品与其余样品银耳与水质量比1∶10～1∶14 相比存在显著性差异（P＜0.05），同样，当熬煮时间超过60 min 时，色差值也相应更高，差异更明显，可能原因是新鲜银耳汤羹黏度大，干燥后复水能力差，部分固体银耳片附着在一起，未充分吸收水分还原[23]。因此，在高黏度样品的复水能力差的情况下，总色差值较高。

2.6 熬煮工艺对速食银耳羹块复水后流变特性的影响

2.6.1 熬煮工艺对速食银耳羹块复水后稳态流变性质的影响

不同熬煮工艺下制备的速食银耳羹复水后稳态流变如图5 所示。

图5 熬煮工艺对速食银耳羹复水后稳态流变性质的影响Fig.5 Effect of processing condition on steady rheological property of instant T.fuciformis soup after rehydration

由图5 可知，所有样品在剪切开始时均出现了一个小的牛顿平台，表明初始时黏度与剪切速率无关，随着加水量减少和熬煮时间的延长，牛顿平台越来越不明显[24]。样品的黏度随着剪切速率的增加而降低，表现出剪切稀化行为，黏度更大的样品剪切变稀行为更明显，原因在于剪切作用下分子内或分子间相互作用的破坏[25]。增加的剪切速率也提高了液体汤羹的流动性，降低了多糖分子间的纠缠密度，导致黏度降低[26]。汤羹的黏度随着加水量减少和熬煮时间延长而增大，进一步表明银耳多糖的高含量是导致体系黏度大的主要因素[27]。

2.6.2 熬煮工艺对速食银耳羹块复水后应变扫描结果的影响

复水银耳羹的应变扫描测试如图6 所示。

图6 熬煮工艺对速食银耳羹复水后应变扫描结果的影响Fig.6 Effect of processing condition on strain scanning result of instant T.fuciformis soup after rehydration

由图6 可知，所有样品都具有宽范围的线性黏弹性区域（LVR）。储能模量（G′）和损耗模量（G″）在LVR期间（主要在0.1%～20% 范围内）均保持恒定，随后在超过临界应变30%时模量降低。LVR 内G′和G″不变表明体系不依赖于剪切应变，而超过LVR 区间G′和G″的减小是由于更高的剪切应变引起复水汤羹体系结构的破坏。为了后续研究，选择剪切应变1% 来进一步测量动态流变特性。

2.6.3 熬煮工艺对速食银耳羹块复水后频率扫描结果的影响

熬煮工艺对速食银耳羹复水后频率扫描结果的影响结果如图7 所示，储能模量（G′）和损耗模量（G″）分别表示汤羹样品的弹性和黏性特征，损耗因子（tanδ）是G″与G′的比值。

图7 熬煮工艺对速食银耳羹复水后频率扫描结果的影响Fig.7 Effect of processing condition on frequency scanning result of instant T.fuciformis soup after rehydration

由图7 可知，所有样品均表现出弹性和黏性特征，表明所有复水后的液体银耳羹都是黏弹性体系。模量具有频率依赖性，G′和G″值随着角频率的增加而增加，G′的增加幅度略大于G″，从而导致整个扫描过程中tanδ逐渐减小。样品在低频区域表现为类液体行为（G″＞G′或tanδ＞1）而高频区域表现为类固体行为（G″＜G′或tanδ＜1），G′和G″曲线在频率范围内的交点表明体系中形成纠缠网络，并在较高频率下具有明显的类固体行为趋势[24]。G′和G″表现出对汤羹中多糖浓度的极大依赖性，在不同的熬煮条件下，由于较少的加水量和较长的熬煮时间所制备的样品中多糖浓度较高，因而表现出较高的模量，表明形成了更强的网络结构[28]，可能原因是在较大黏度下大分子间的相互作用随着距离的减小而增大。在所测定的样品中均观察到G′和G″交叉点的存在，即tanδ=1 的点，不同银耳与水质量比和熬煮时间的交叉点对应角频率大小依次为1∶6＜1∶8＜1∶10＜1∶12＜1∶14 和90 min＜75 min＜60 min＜45 min＜30 min，这与液体中的固体含量（主要是多糖）密切相关，一般来说，随着体系黏度和多糖含量的增加，交叉点会向低频转移，表现出更好的凝胶特性和体系稳定性[29]，而多糖浓度低的溶液体系表现出更多的黏性性质。

2.6.4 熬煮工艺对速食银耳羹块复水后温度扫描结果的影响

图8 显示了复水银耳羹的温度扫描情况。

图8 熬煮工艺对速食银耳羹复水后温度扫描结果的影响Fig.8 Effect of processing condition on temperature scanning result of instant T.fuciformis soup after rehydration

由图8 可知，随着温度的升高，G′和G″减小，而tanδ增加，主要原因是温度升高后，汤羹体系流动性增加，黏度降低。研究表明，温度会影响多糖溶液的凝胶和熔融过程[30]，G′和G″的交叉点（tanδ=1）的存在表明温度扫描中完成了凝胶熔融过程，分别将加热和冷却过程的G′和G″定义为熔化温度（Tm）和凝胶温度（Tg）[30]。Tm和Tg都表现出对银耳与水质量比和熬煮时间的高度依赖性。在加热过程中，不同银耳与水汤羹的Tm在50～67 ℃间变化，加水量越高，汤羹黏度越大，Tm越高，当熬煮不同时间时，Tm也随熬煮时间延长而变大，这表明Tm的差异主要是由汤羹中的多糖含量不同引起的。在较低温度下，汤羹体系中氢键较多，多糖分子运动较少，易形成弱凝胶，而当温度超过45 ℃时，所有样品体系中凝胶减弱，均表现出黏性行为，可能原因是多糖的螺旋结构变成了无规卷曲。此外，所有测定样品的Tm和Tg值相近，加热曲线与冷却曲线几乎完全重合，这说明银耳汤羹具有热可逆特性。

2.7 感官评价

图9 为不同熬煮工艺对速食银耳羹感官评价影响的结果。

图9 熬煮工艺对速食银耳羹感官评价的影响Fig.9 Effect of processing condition on sensory evaluation of instant T.fuciformis soup

由图9 可知，随着加水量的增加和熬煮时间的延长，感官评分均呈现先升高后下降的趋势。一方面，过高的加水量和过短的熬煮时间所制备的速食银耳羹块易产生碎屑，尽管具有较好的复原性，但整体口感偏稀。当加水量偏少且熬煮时间偏长时，速食银耳羹块碎屑较少，状态评分高，但由于初始汤羹较为黏稠，冻干后的产品复原性较差。

3 讨论与结论

熬煮工艺（银耳与水质量比及熬煮时间）影响速食银耳羹块的品质。在银耳与水质量比1∶6～1∶14 及熬煮时间30～90 min 时，随着银耳与水质量比的降低及熬煮时间的延长，银耳羹黏度增大，汤羹中溶出的可溶性固形物、可溶性蛋白及多糖含量也增加。差式扫描量热结果表明，所有样品的共晶点均在-25 ℃以上，共熔点在-5 ℃左右。熬煮工艺影响速食银耳羹的质构特性及复水能力，随着加水量的降低及熬煮时间的延长，速食银耳羹的硬度及酥脆性数值增大，碎屑减少，而产品的复水能力降低，并与初始汤羹的黏度呈负相关。此外，熬煮工艺影响速食银耳羹块复水后的流变性质，流变性质与汤羹中多糖含量密切相关，复水银耳羹具有频率、温度依赖性，在温度扫描范围内具有热可逆性。综合产品运输包装的便利性及冻干产品的复原性结果，选定适宜条件：银耳与水质量比1∶10，熬煮时间60 min。本研究为速食银耳羹块的工业化生产及应用提供理论依据及技术支撑。