高压湿热处理平菇工艺优化及其对物性和吸附性的影响

刘婷婷，李文敬，张艳荣

（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林 长春 130118）

平菇（Pleurotus ostreatus）又名侧耳，是我国栽培最广、产量最高的常见食用菌[1]。平菇富含蛋白质、氨基酸、维生素、矿物质等营养成分[2]，平菇性平，味甘，具有降低血液胆固醇含量、防止血管硬化等保健作用，是一种药食兼用食用菌[3-6]。目前，我国平菇产量已超过500万t[7-8]。近几年来，随着人们生活水平的提高和消费观念的更新，人们对食用菌消费方式及形式也提出了新的要求。由于鲜平菇的产量高，水分含量大、不易保存，致使鲜平菇常出现烂市现象，即造成食用菌资源的浪费及严重经济损失，同时也严重挫伤菇农的种菇积极性，因此，对鲜平菇进行食品加工延长其保鲜期具有重要意义。将鲜平菇加工成风味食品是延长其保鲜期的有效方法，但由于鲜平菇水分含量较高，加工风味食品时不易吸附调味汁液的味道，使其口感平淡，口感欠佳，因而不被大多数消费者接受。本研究采用高压湿热处理平菇，赋予其蓬松中空的网络结构，提高平菇对调味料的吸附性，改善其口感，使其可广泛应用于方便、营养的即食风味食品的生产，为平菇在工程食品生产中的应用提供理论参考及实践依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

平菇、洋葱、辣椒、花椒、大料、桂皮、绿麻椒、豆蔻、加碘精制食盐、绵白糖、味精、芝麻油、一级大豆油均为市售；无水氯化钙（食品添加剂） 浙江大成钙业有限公司；柠檬酸（食品添加剂） 青岛扶桑精制加工有限公司。

1.2 仪器与设备

高压蒸汽灭菌锅 上海中华医疗器械销售有限公司；SSX-550扫描电子显微镜 日本岛津公司；TAXT2i物性测试仪 英国Stable Micro System公司；SH10A水分快速测定仪 上海恒平科学仪器有限公司；JJ500电子精密天平 美国双杰兄弟（集团）有限公司；DZA-01美川真空包装机 诸城市美川机械有限公司；101A-2E精密鼓风干燥箱 上海实验仪器厂有限公司。

1.3 方法

1.3.1 平菇风味食品工艺流程

鲜平菇→清洗选择及分级→硬化→漂烫灭酶活→漂洗→水分调整→高压湿热处理及风味调整→冷却→真空包装→二次杀菌→冷却→成品

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 原料预处理

选择无病虫害、无腐烂的新鲜平菇，剪去根蒂，流动水缓慢清洗干净，沥净浮水。

1.3.2.2 硬化

按料液比1∶3（g/mL）将平菇置于0.4%的氯化钙溶液中浸泡30 min，增加原料的硬度和脆度[9-12]。

1.3.2.3 漂烫灭酶活

漂烫液含质量分数0.3%的柠檬酸、1.0%的NaCl，按料液比1∶3（g/mL）将硬化后平菇置于沸腾的漂烫液中漂烫灭酶活及护色处理3～5 min[13]。

1.3.2.4 漂洗

漂烫灭酶活后立即捞出置于流动冷水中漂洗10 min，冷却到20 ℃左右，防止菇体变色变质[14]。

1.3.2.5 水分调整

将漂洗后的平菇置于纱布袋中，离心脱水，然后置于在50 ℃条件下的热风干燥箱，调整平菇的水分含量为所需程度。

1.3.2.6 高压湿热处理及风味调整

以香辣风味平菇休闲食品为例，考察高压湿热处理对其物性及表观的影响。所有调味料粉碎成粒度80 目的调味粉备用。将大豆油加热至150 ℃，按配方要求加入全部调味粉，加热20～50 s，直至产生香辣味，但原料不能发生焦糊现象。用滤布趁热过滤，除去滤渣，取过滤后清油用于平菇风味调整。将水分调整后的平菇，加入其质量分数10%的调味油、3%的食盐、2%的糖、2%的味精和0.5%的香油[15]，搅拌均匀，然后进行高压湿热处理。

1.3.2.7 冷却及真空包装

高压湿热处理后取出冷却至常温，然后真空包装，提高产品贮存稳定性。真空包装条件为真空处理时间12 s、热封口时间2.4 s、冷却时间3 s。

1.3.2.8 二次杀菌

包装后产品于100 ℃、30 min条件下水浴杀菌，冷却，擦干袋表水分，即为成品。

1.3.3 高压湿热工艺单因素试验

将原料平菇切成均匀一致的菇条，设定平菇水分含量为75%、时间为15 min、压力为0.06 MPa，单因素试验为固定其他因素，研究某因素对调味油吸附值及产品感官品质的影响，各因素水平为：压力分别为0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 MPa；时间分别为5、10、15、20、25 min；平菇水分含量分别为90%、85%、80%、75%、70%。

1.3.4 高压湿热处理工艺优化

根据单因素试验结果，以压力（X1）、时间（X2）、平菇水分含量（X3）为影响因子，以平菇的调味油吸附值（Y1）和产品感官品质评价得分（Y2）为响应值，根据响应面试验设计原理，确定产品的最佳工艺条件。响应面试验设计因素水平见表1。

表1 试验设计因素与水平Table 1 Factors and levels for Box-Behnken experimental design

1.3.5 产品品质评价指标的测定

1.3.5.1 产品对调味油吸附值测定

式中：m1为吸附调味油前产品的质量/g；m2为吸附调味油后产品的质量/g。

1.3.5.2 感官品质评价方法

由10 名具有感官品评经验的专业人员组成评价小组，对平菇休闲食品的色泽、滋味、形态及质地进行评价[16]，感官评价标准见表2。

表2 产品感官品质评价标准Table 2 Criteria for sensory evaluation of products

1.3.5.3 产品物性的检测

采用质地剖面分析法（texture profile analysis，TPA），对产品物性进行测定。选择粗细、长短均匀一致的试样，置于物性仪探头下，采用P/36R圆柱型平底探头，样品测试深度为2 mm，测试速率为1.5 mm/s，返回速率为1.5 mm/s，循环2 次启动。通过相应软件分析得到试样硬度、脆性、黏聚性、弹性、咀嚼性、回复性等物性参数[17-19]。

1.3.5.4 扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）分析法

利用扫描电子显微镜观察试样的空间结构变化。将烘干后的样品进行喷金处理，然后置于扫描电镜下观察。工作条件为：加速电压15 kV，电子束4.0，放大倍数分别为1 000 倍和2 000 倍。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 压力对平菇风味食品品质的影响

图1 压力对产品品质的影响Fig.1 Effect of pressure on the quality of mushroom product

由图1可知，随着压力的增加，平菇风味食品的调味油吸附值与感官品质评价得分也随之增高，当压力上升至0.06 MPa时，调味油吸附值和感官品质评价得分达到最高值，并随着压力的继续增加反而下降。适当的压力可以使纤维大分子之间连接键断裂，同时部分不溶性半纤维素发生熔融现象，导致纤维致密的网状结构被破坏，各种极性和非极性基团暴露[20]，平菇纤维结构疏松化，从而有利于调味油的浸入。而压力过高则会使平菇过分软烂，导致调味油的吸附能力降低，口感变劣。

2.1.2 处理时间对平菇风味食品品质的影响

图2 处理时间对产品品质的影响Fig.2 Effect of high-pressure treatment time on the quality of mushroom product

由图2可知，平菇风味食品的调味油吸附值和感官品质评价得分随高压处理时间的延长而逐渐升高，在高压处理时间为15 min时效果达到最佳，并随着时间的继续延长调味油吸附值变化不明显。由此可知，高压处理时间过短，平菇组织疏松优化效果不明显，调味油的渗入量较少；高压处理时间过长，由于平菇对调味油的吸附量已达到饱和状态，因此对产品风味影响较小。

2.1.3 水分含量对平菇风味食品品质影响

图3 水分含量对产品品质的影响Fig.3 Effect of moisture content on the quality of mushroom product

由图3所示，平菇对调味油的吸附值随着水分含量的增加逐渐降低，而产品的感官品质评价得分随之呈现出先增大后减小的趋势。水分达到75%时，口感最佳。平菇水分含量较低时，与调味油体系的渗透压差较大，有利于调味油渗入到平菇的组织内部。但平菇水分含量过低，口感较粗硬，会使产品失去柔滑脆感觉。

2.2 高压湿热处理工艺响应面优化结果

根据Box-Behnken试验设计原理，综合单因素试验所得结果，以压力（X1）、处理时间（X2）、平菇水分含量（X3）为影响因子，以产品的调味油吸附值和产品感官品质评价得分为响应值，三因素三水平试验设计及结果见表3。

表3 Box-Behnken试验设计及结果Table 3 Design and results of Box-Behnken experiments

2.2.1 高压湿热处理对调味油吸附值的影响

采用Design Expert 7.0软件对试验数据进行回归分析，建立回归模型，由此可以得出产品的调味油吸附值（Y1）的回归方程：

表4 调味油吸附值回归模型方差分析Table 4 Analysis of variance for the response surface regression model for seasoning oil adsorbability

由表4可以看出，回归模型达到极显著水平（P＜0.01），失拟项P=0.353 9＞0.05，表明模型失拟项不显著。模型的R2=0.993 5，表明调味油吸附值的试验值与模型回归值一致性良好，可以用此模型来分析和预测高压湿热处理工艺参数。回归方程各项方差分析结果显示，各因素对调味油吸附值影响顺序为：水分含量＞时间＞压力。其中，X1、的影响极显著，影响显著。

通过Design Expert 7.0软件分析得出高压湿热处理的最佳工艺参数：压力0.06 MPa、时间16.44 min、平菇水分含量70%，此条件下产品的调味油理论吸附值为62.88 mg/g。

2.2.2 高压湿热处理对产品感官品质的影响

通过对试验结果进行回归分析，建立响应面回归模型，得到感官品质评价得分（Y2）的回归方程：

表5 感官品质评价得分回归模型方差分析Table 5 Analysis of variance for the response surface regression model for sensory evaluation score

由表5可以看出，回归模型达到极显著水平（P＜0.01），失拟项P=0.150 3＞0.05，表明模型失拟项不显著。模型的R2=0.996 1，表明产品感官评价得分的试验值与模型回归值一致性良好，可以用此模型来分析和预测高压湿热处理工艺参数。回归方程各项方差分析结果显示，各因素对感官评价得分影响顺序为：水分含量＞压力＞时间。其中，X3、X1X2、X1X3、X2X3、X12、X22、X32的影响极显著，X1影响显著。

通过Design Expert 7.0软件分析得出高压湿热处理的最佳工艺参数：压力0.06 MPa、时间14.97 min、水分含量76.38%，此条件下产品的感官品质评价得分理论值为89.8分。

由Design Expert 7.0软件处理得响应面等高图如图4所示。通过该组图即可对任何两个因素交互影响感官品质评价得分的效应进行分析和评价。等高线形状可反映交互效应的强弱，椭圆形表示两因素交互作用显著，圆形与之相反。

2.2.3 验证实验

回归模型的两个响应值达到最优时，所对应的因素条件不完全一致，说明两个响应值相互制约。感官品质评价是衡量食物及食物口味是否能被消费者接受的一种重要手段，所以，本实验以产品的感官品质评价得分为主要考核指标，以产品的调味油吸附值为辅助考核指标。根据感官品质评价得分，优化得出的最佳高压湿热处理工艺参数为压力0.06 MPa、时间14.97 min、水分含量76.38%，在此最佳工艺条件下产品感官品质评价得分的理论值为89.8分，调味油理论吸附值为49.86 mg/g。考虑到试验可操作性，将工艺参数修正为：压力0.06 MPa、时间15 min、水分含量76%，在此修正条件下进行验证实验，取3次实验平均值做为最终结果，实际得到产品感官品质评价得分90.1分，调味油吸附值50.11 mg/g，与预测值基本相符，表明该方程与实际情况拟合较好。

图4 两因素交互作用对感官品质评价得分影响的等高线示意图和响应面图Fig.4 Response surfaces and contour plots for the interactive effects of treatment conditions on sensory evaluation score

2.3 物性测定结果

利用物性分析仪将高压湿热处理和未经高压湿热处理的平菇食品进行物性指标的测定。并经过相应的软件分析得到的具体物性参数指标见表6。

表6 平菇食品的TPA测试结果Table 6 TPA parameters of intact and treated products

由表6可以看出，经过高压湿热处理的平菇产品物性与未经高压湿热处理的平菇产品物性存在较大区别。高压湿热处理可以使平菇内部纤维组织结构疏松，平菇变得柔嫩，硬度变小，弹性变大。而黏聚性反映样品内部黏结的紧密程度和抵抗外界破坏的能力，黏聚性越大，产品保型性越强。咀嚼度是硬度和弹性以及黏聚性的乘积。

2.4 平菇样品扫描电镜结果

由图5可以看出，与未经高压湿热处理的平菇相比，高压湿热处理可使平菇纤维发生膨胀，空间结构变得疏松，有利于调味油的渗入，保持产品风味优良；另外，经过高压湿热处理后平菇组织内部比表面积增大，从而增强其对调味油的吸附能力和吸附量，进而赋予制品浓郁的芳香风味。扫描电镜图从微观上证明经过适当的高压湿热处理能明显改善平菇食品的品质。

图5 平菇样品扫描电镜图Fig.5 SEM images of intact and treated products

3 结 论

采用高压湿热处理平菇，提高平菇对调味料的吸附能力，改善其口感，使其可广泛应用于方便、营养的即食风味食品的生产，为平菇在工程食品生产中的应用提供理论参考及实践依据。采用Box-Behnken设计，建立了高压湿热处理法改善平菇风味食品品质工艺参数的二次多项式数学模型，经检验该模型合理可靠，能够较好地预测平菇风味食品品质的改善情况。高压湿热处理最佳工艺条件为压力0.06 MPa、时间15 min、水分含量76%；通过对试样物性的测定和扫描电镜观察，证明高压湿热处理产品的综合物性指标优于未处理样品，产品内部组织变得蓬松。经高压湿热处理后的平菇风味食品，口感滑嫩，爽脆，风味浓郁。

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