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食用菌干燥技術(shù)的研究進(jìn)展

返回列表 來(lái)源：未知 發(fā)布日期：2019-04-16 13:53【大 中 小】
中國(guó)食用菌占全球食用菌工廠化總產(chǎn)量的43%，栽培最多的是金針菇，其次依次為杏鮑菇、雙孢菇、海鮮菇、香菇、蟹味菇等，且種類不斷豐富。然而，生鮮食用菌含水量高達(dá)70%~95%，極易腐敗變質(zhì)，不耐貯藏。近年來(lái)，一些名優(yōu)食用菌工廠化栽培技術(shù)日趨成熟，鮮菇產(chǎn)量高，但價(jià)格下滑嚴(yán)重，制約了食用菌產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。干燥可降低食用菌含水率，抑制微生物生長(zhǎng)繁殖和生物酶活性，且干品便于長(zhǎng)期保存、運(yùn)輸和攜帶。本文就食用菌干燥前處理技術(shù)、干燥技術(shù)和研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要綜述，以期為食用菌干燥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 食用菌干燥前處理技術(shù)

1.1 熱燙處理
熱燙是農(nóng)產(chǎn)品干燥前處理的方法之一，可軟化原料組織，鈍化酶活性，預(yù)防產(chǎn)品某些品質(zhì)的破壞，提高干燥效果。所得干品可溶性蛋白質(zhì)和糖含量較低，但收縮率和復(fù)水性與直接干燥差別不大。熱燙多使用水蒸氣或熱水熱燙，可防止食用菌產(chǎn)品某些品質(zhì)的破壞，提高最終產(chǎn)品的可接受性，避免由于酶促反應(yīng)造成的褐變和風(fēng)味改變及功能特性的改變，還可影響食用菌熱風(fēng)干燥規(guī)律和復(fù)水特性等。

1.2 滲透脫水
滲透脫水是借助高滲透壓溶液，除去原料中部分水分，抑制微生物生長(zhǎng)，經(jīng)滲透脫水的產(chǎn)品仍具有原料原有風(fēng)味、色澤、質(zhì)構(gòu)及營(yíng)養(yǎng)。熱風(fēng)干燥所得干菇灰分和碳水化合物含量較高；滲鹽處理對(duì)干品成分組成影響顯著（P＜0.05），且隨鹽濃度的提高，蛋白質(zhì)、脂肪和纖維含量逐步降低，但灰分和碳水化合物含量升高。作為食用菌原料預(yù)處理技術(shù)，將滲透脫水與諸多干燥方法有機(jī)結(jié)合，可提高干燥速率、干品理化與感官品質(zhì)，降低能耗及生產(chǎn)成本。如何精確控制滲透液濃度、回收利用滲透液，避免滲透期間的微生物污染等是制約滲透脫水應(yīng)用與發(fā)展面臨的主要問(wèn)題。

1.3 超聲波處理
超聲波處理是應(yīng)用超聲波作為一種物理能量形式，可使介質(zhì)粒子振動(dòng)，產(chǎn)生超聲空化效應(yīng)，使原料組織產(chǎn)生一些微小孔道，可提高干燥速率、縮短干燥時(shí)間和降低能耗超聲波可減少食用菌表面汽化阻力，促進(jìn)內(nèi)部水分?jǐn)U散，提高干燥速率和干燥品質(zhì)。如何有效提高超聲能量在物料內(nèi)部的傳質(zhì)速率和利用率，將超聲處理與不同干燥技術(shù)組合使用是食用菌干燥的一個(gè)重要研究方向。

1.4 高壓電場(chǎng)處理
高壓電場(chǎng)技術(shù)是利用離子束與物料中水分子間的相互作用，使水分子由無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為沿電場(chǎng)強(qiáng)度增加的方向做定向運(yùn)動(dòng)，干燥過(guò)程中物料溫度不升高，營(yíng)養(yǎng)成分得以有效保留。高壓電場(chǎng)輔助干燥技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型干燥技術(shù)，其最大特點(diǎn)是被干燥物料不升溫，可實(shí)現(xiàn)較低溫度范圍內(nèi)（20 ℃~45 ℃）干燥，提高干品色、香、味和生物活性成分保留率，效果接近冷凍干燥，能耗與設(shè)備成本低于真空冷凍干燥，但干燥速率相對(duì)較慢。

2 食用菌干燥技術(shù)
食用菌常見干燥技術(shù)有太陽(yáng)能干燥、電熱鼓風(fēng)干燥、流化床干燥、紅外干燥、微波干燥、真空干燥、微波冷凍干燥、微波真空干燥和聯(lián)合干燥等，不同干燥方法對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響不同。

2.1 太陽(yáng)能干燥
太陽(yáng)能干燥是以太陽(yáng)能為能源，物料直接吸收太陽(yáng)能或與太陽(yáng)集熱器加熱的空氣進(jìn)行對(duì)流換熱而獲得熱能，將能量傳至物料內(nèi)部，水分從物料內(nèi)部以液態(tài)或氣態(tài)形式擴(kuò)散至表面，從而實(shí)現(xiàn)物料的干燥。與自然干燥相比，太陽(yáng)能干燥提高了干燥溫度，縮短了干燥時(shí)間，可避免風(fēng)沙、灰塵等污染；與普通能源干燥相比，太陽(yáng)能干燥節(jié)能環(huán)保，運(yùn)行費(fèi)用低；但受外界氣候影響較大，可控性差、熱效率低、占地面積大，阻礙了其推廣與應(yīng)用。

2.2 熱風(fēng)干燥
熱風(fēng)干燥是以熱空氣為干燥介質(zhì)，利用煤、石油、天然氣等熱源提供熱量，熱空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入干燥室內(nèi)，物料表面的水分受熱汽化而擴(kuò)散至周圍空氣中，干燥期間傳質(zhì)、傳熱同時(shí)進(jìn)行，但方向相反。熱風(fēng)干燥溫度過(guò)高或干燥時(shí)間較長(zhǎng)，可引起物料色澤劣變和營(yíng)養(yǎng)成分降解，且熱效率低，但因投資較低、操作方便、易于控制，仍是目前食用菌干燥的最常用方法之一。因此，依據(jù)物料特性，尋找適宜的熱風(fēng)干燥條件是目前食用菌熱風(fēng)干燥研究的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.3 流化床干燥
流化床干燥設(shè)備簡(jiǎn)單，物料和干燥介質(zhì)接觸面積大、傳熱效果好、溫度分布均勻、干燥速率快，可在低溫條件下實(shí)現(xiàn)快速干燥，特別適用于顆粒狀和粉狀物料的干燥。采用流化床干燥食用菌物料，傳熱系數(shù)較高、干燥時(shí)間短、能耗較低，可使物料在高溫?zé)犸L(fēng)干燥的條件下短時(shí)間內(nèi)達(dá)到安全含水率。但如何有效地提高干燥過(guò)程中的傳熱、傳質(zhì)系數(shù)是獲得較好干燥效果的關(guān)鍵因素，也是提高干燥效率和干燥品質(zhì)的關(guān)鍵影響因素。

2.4 紅外干燥
紅外干燥可有效替代熱風(fēng)干燥，紅外波長(zhǎng)較長(zhǎng)，穿透能力較強(qiáng)，可滲透到加熱物料內(nèi)部，使分子和原子之間高速摩擦而產(chǎn)生熱量，從而完成干燥過(guò)程，可減少干燥對(duì)干品質(zhì)量的破壞，干燥時(shí)間短且能耗低，更適合葉片類蔬菜的干燥。利用紅外技術(shù)干燥食用菌，常常會(huì)因物料自身特性而無(wú)法保證各部分的干燥均勻性，易出現(xiàn)“未干透”、不均勻、焦糊色變等問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品的干燥品質(zhì)影響極大。因此，一般采用將食用菌切片等形式進(jìn)行干燥加工。采用與其他技術(shù)聯(lián)合干燥的方法，可用于解決食用菌干燥不均勻的問(wèn)題，也是未來(lái)紅外干燥技術(shù)研究的重要方向。

2.5 微波干燥
微波干燥是利用微波發(fā)生器將微波輻射到物料上，物料內(nèi)部水分子發(fā)生極化并沿著微波電場(chǎng)方向整齊排列，隨高頻交變電場(chǎng)方向的交互變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，水分子間產(chǎn)生摩擦熱，物料表面和內(nèi)部同時(shí)升溫，使大量水分子從物料排除而達(dá)到干燥的目的。在微波干燥時(shí)，能量直接與食用菌物料耦合，物料周圍空氣不被加熱，能量利用率高，干燥速率快且加熱均勻，很少發(fā)生物料表面過(guò)熱與結(jié)殼現(xiàn)象。但微波干燥速率快也有可能使物料過(guò)度干燥，產(chǎn)生焦糊現(xiàn)象，故微波干燥應(yīng)注意干燥時(shí)間的控制。

2.6 真空冷凍干燥
真空冷凍干燥是利用冰的升華原理，將物料中的水分先由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)再由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的低溫干燥高新技術(shù)，可最大限度地保持制品的色、香、味、形和營(yíng)養(yǎng)成分，保證了食品的質(zhì)量。真空冷凍干燥溫度低，可減少食用菌干燥時(shí)粗蛋白、多酚、維生素等熱敏性物質(zhì)的損失。與其他干燥方法相比，避免了物料可溶性物質(zhì)因內(nèi)部水分梯度擴(kuò)散而向外移動(dòng)，造成營(yíng)養(yǎng)損失；所得產(chǎn)品呈海綿狀多孔結(jié)構(gòu)，復(fù)水性好。但真空冷凍干燥的不足之處在于干燥時(shí)間長(zhǎng)，能耗和成本很高。

2.7 微波冷凍干燥
微波冷凍干燥是在真空條件下，利用微波輻射凍結(jié)狀態(tài)下的物料，在高頻交變電磁作用下使水分子發(fā)生振動(dòng)和相互磨擦，將電磁能轉(zhuǎn)化為水分子升華所需要的潛熱而達(dá)到干燥的目的，具有高效、低溫的特點(diǎn)。微波冷凍干燥以微波為加熱源，能大幅縮短食用菌冷凍干燥的時(shí)間，產(chǎn)品質(zhì)量較高。但干燥室中的微波場(chǎng)分布不均，易出現(xiàn)物料加熱不均勻等問(wèn)題。受微波場(chǎng)分布和物料質(zhì)熱傳遞的影響，食用菌會(huì)出現(xiàn)干層熱失速、凍結(jié)層冰融、回波損傷等現(xiàn)象。但因水凍結(jié)后介電常數(shù)大幅降低，吸收微波的能力下降，加之微波穿透能力有限，制約了其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.8 微波真空干燥
微波真空干燥結(jié)合了微波干燥和真空干燥的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能較好地保留物料原有色、香、味和熱敏性及生物活性成分，具有干燥速率快、時(shí)間短、物料溫度低等優(yōu)點(diǎn)。微波真空干燥是一種較為理想的替代傳統(tǒng)干燥方法的食用菌干燥技術(shù)，它克服了傳統(tǒng)干燥能耗高、效率低、干燥周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，產(chǎn)品品質(zhì)接近于冷凍干燥。加熱的不均勻性和排濕困難是限制其應(yīng)用的主要技術(shù)難題。加之微波真空干燥的物料呈多孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱性差，故對(duì)物料尺寸和形狀要求苛刻；且物料層不宜過(guò)厚，否則會(huì)引起微波加熱不均，一般料層越薄越均勻，干燥效果越好。

2.9 聯(lián)合干燥
聯(lián)合干燥是根據(jù)物料特性，將2種或2種以上的干燥方法進(jìn)行優(yōu)化組合，分階段進(jìn)行干燥的一種復(fù)合干燥技術(shù)，在提高原料干燥速率、降低能耗和提高成品質(zhì)量方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。聯(lián)合干燥結(jié)合了不同干燥方法的優(yōu)點(diǎn)，避免了單一干燥的缺點(diǎn)，縮短了干燥時(shí)間，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，降低了能耗和生產(chǎn)成本。因此，聯(lián)合干燥必將成為食用菌干燥產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，但如何最大限度地發(fā)揮各干燥技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使干燥產(chǎn)品品質(zhì)最優(yōu)和生產(chǎn)成本最低是當(dāng)前食用菌聯(lián)合干燥研究的主要趨勢(shì)。