即食杏鮑菇熱風-真空聯合干燥工藝優化
為了充分利用工廠化栽培杏鮑菇加工副產物(菇頭),對其進行聯合干燥開發成即食杏鮑菇休閑產品。選取干燥速率、感官評分、色澤明亮度和硬度的綜合值為評價指標,采用三因素二次通用旋轉組合設計優化即食杏鮑菇生產中熱風-真空聯合干燥工藝參數,同時與熱風干燥(60℃)、真空干燥(−0.09 MPa,60℃)產品的品質進行對比分析結果表明:熱風干燥溫度和真空干燥溫度對即食杏鮑菇干燥過程影響極顯著(P<0.01),熱風時間影響顯著(P<0.05),影響因素主次順序依次為真空干燥溫度、熱風干燥溫度和時間,確定的最佳工藝條件為:先熱風干燥(60℃,20 min)(轉換點濕基含水率≤78%),后真空干燥(55℃,−0.09 MPa);聯合干燥即食杏鮑菇休閑產品的品質優于熱風干燥和真空干燥產品的品質,能耗比真空干燥減少57%,但高于熱風干燥。研究為實現工廠化栽培杏鮑菇副產物的資源化利用提供了參考。
引言
杏鮑菇(Pleurotus eryngii(DC.ex Fr.)QueL.),別名雪茸,屬口蘑科側耳屬;菌肉肥厚,質地脆嫩,具有杏仁清香和鮑魚口感,較適合加工和烹調,極受消費者青睞;有降血脂、增強機體免疫力功效,是聯合國糧農組織推薦的新型食用菌。
目前除鮮食外,杏鮑菇還被加工成灌腸、脆片、鮑菇醬、菇脯、軟罐頭等食品。工廠化生產杏鮑菇加工副產物約占總產量的20%,主要是菇頭,其營養價值與商品菇差異不大,用其加工即食杏鮑菇,可提高資源利用率。干燥是即食杏鮑菇加工中的重要技術過程,干燥工藝直接關系到即食杏鮑菇產品的口感品質和貯藏穩定性。熱風干燥產品皺縮度大,易褐變,營養成分損失嚴重;真空干燥速率慢,排濕困難,設備干燥負荷大。聯合干燥技術是目前干燥技術的研究熱點之一,是結合各種干燥方式特點,將6 種或多種干燥方式優勢互補,進行分階段干燥的一種復合技術,具有最大程度保留物料原有的品質和色澤的特點。熱風-真空聯合干燥是根據物料在不同干燥階段含水量及組織結構等特性的變化情況,使用最少的干燥時間,以最低的能耗進行高質量的干燥,對單一的熱風和真空干燥方式不足進行了有效的改善,目前已用在胡蘿卜渣、蘋果片、蘋果干燥中,但未見應用于即食杏鮑菇加工的研究報道。本文利用響應面分析法優化熱風-真空聯合干燥即食杏鮑菇工藝參數,并建立動力學模型,以期掌握其干燥規律,同時與單獨熱風、單獨真空干燥產品的品質進行對比,為即食杏鮑菇生產提供理論依據。
1、材料與方法
1.1、儀器與設備
GDHS-2005A 型真空干燥箱(上海精宏實驗設備有限公司);KwS-SAE 型熱風干燥箱(寧波自動化儀表廠);ADCI 系列全自動色差計(北京辰泰克公司);EZ TEST 型食品質構儀(日本島津公司);MB35 型快速水分測定儀(奧豪斯(上海)有限公司)。
1.2、試驗方法
1.2.1、工藝流程
杏鮑菇菇頭→分切(厚度0.6~0.8 cm)→燙漂(100℃,10 min)→調味(食鹽、白砂糖、5’-呈味核苷酸二鈉等)→干燥→真空包裝→殺菌→產品。
1.2.2、聯合試驗固定參數的確定
影響即食杏鮑菇熱風-真空聯合干燥產品品質的因素很多,主要有熱風干燥溫度、風速、時間(與轉換點含水率意義相同)和真空干燥真空度、溫度和杏鮑菇切片厚度、裝載量等參數。通過觀察和試驗,同時采用比較分析方法,依據不同干燥階段特征不同、對產品品質影響和實際生產情況,固定部分因素,重點研究其他主要影響因素。
由預試驗可知,即食杏鮑菇熱風干燥風速對產品品質影響較小,所以試驗選取風速為0.5 m/s。真空度越高干燥速度越快,因此選用最大真空度(−0.09 MPa)以加速物料干制。即食杏鮑菇切片厚度對干燥影響極大,綜合考慮調味和干燥2 個工藝選擇切片厚度為0.6~0.8 cm。裝載量影響干燥效率,考慮到生產中干燥設備與試驗設備的差異,固定裝載量為100 g 進行研究。由此確定熱風干燥溫度、熱風干燥時間和真空干燥溫度3 個因素作為聯合試驗的單因素。
1.2.3、因素的0 水平確定方法
采用單因素法確定主要影響因素(熱風干燥溫度、熱風干燥時間、真空干燥溫度)的零水平。固定杏鮑菇菇頭切片厚度0.6~0.8 cm、裝載量100 g,選擇熱風風速為0.5 m/s,真空度為−0.09 MPa,將產品干燥至最終含水率為71%~73%的條件下,分別研究不同熱風干燥溫度(50℃、60℃、70℃、80℃)、不同熱風干燥時間(10 min、20 min、40 min、60 min)和不同真空干燥溫度(50℃、60℃、70℃、80℃)對聯合干燥產品品質的影響。
1.2.4、二次通用旋轉組合設計試驗
根據二次通用旋轉組合設計理論,以干燥速率、感官評分、色澤明亮度和硬度的綜合值Y 為試驗指標,選取熱風干燥溫度(X1)、熱風干燥時間(X2)、真空干燥溫度(X3)3 因素為自變量,利用響應面分析法尋找即食杏鮑菇產品干燥綜合值與所選3 個因素之間的變化關系,從而優化聯合干燥工藝參數。因素水平編碼見表1。
表1 試驗因素水平及其編碼表
1.2.5、熱風和真空干燥
調味后的杏鮑菇菇頭每份稱取100 g,均勻平鋪在托盤中,無疊加,分別進行熱風干燥(風速0.5 m/s、溫度60℃)、真空干燥(真空度−0.09 MPa,溫度60℃),作為對照,測定菇頭的硬度、色澤及感官評分,并計算能耗。
4、結論
1)根據響應面二次通用旋轉組合設計理論進行熱風—真空聯合干燥的試驗結果得出:真空溫度對即食杏鮑菇聯合干燥工藝綜合值的影響最大,熱風溫度次之,熱風時間最小。
2)建立了熱風—真空聯合干燥即食杏鮑菇工藝的綜合值與熱風溫度、熱風時間、真空干燥溫度的二次多項式回歸模型,得到最佳工藝參數。經試驗驗證,熱風風速0.5 m/s,熱風干燥溫度60℃下干燥20 min 后轉為真空干燥,在真空度−0.09 MPa、真空溫度55℃下干燥至71%~73%含水率,此時最大綜合值為0.590,相對誤差低于5%。實驗值與理論值吻合,證明了該模型的合理可靠性。
3)聯合干燥與單一干燥比較,聯合干燥的即食杏鮑菇休閑產品品質優;干燥速率高于真空干燥,且能耗比真空干燥減少57%。