一种提高双孢菇切片微波穿透深度的烫漂预处理方法与流程

本发明涉及一种提高双孢菇切片微波穿透深度的烫漂预处理方法，属于农产品精深加工领域。

背景技术：

双孢菇(agaricusbisporus)，中文别名为白蘑菇、洋菇等，隶属真菌界、担子菌亚门，担子菌亚纲，伞菌目，口蘑科，口蘑属。双孢菇是目前世界上人工栽培最广泛、产量最高、消费量最大的食用菌，约占世界食用菌总产量的37.89％，被誉为“世界蘑菇”。中国双孢菇产量和出口量均居世界第一位，2014年产量达250.5万t，占同期国内食用菌总产量的7.2％。双孢菇味道鲜美，具有极高的营养价值，富含多种氨基酸、矿物质和微量元素。然而，新鲜采摘的双孢菇水分含量较高，采后呼吸作用和新陈代谢旺盛，由于菌盖表面没有明显的保护结构，常温下采后1-2天，即易发生水分散失、菌盖开伞脱落、褐变甚至发生腐烂变质等品质劣变现象，其中尤以酶促褐变的影响最为明显。采用干制加工，能够延长其保存期，便于贮藏和运输，对缓解产销矛盾具有重要意义。目前其主要干制方式为热风干燥(ad)和冷冻干燥(fd)，但热风干燥加工的脱水双孢菇易出现干缩及褐变现象，复水性差，而且破坏了产品中的功能成分。冷冻干燥能耗高、生产周期长，产品成本较高，影响其市场竞争力。

近年来，国内外学者对基于微波源的双孢菇介电干燥进行了大量研究。如国外giri等研究对比了双孢菇热风干燥、冷冻干燥和真空微波干燥(mvd)特性，发现双孢菇真空微波干燥效率及产品复水性要远优于热风干燥，并具有良好的色泽、质构和密度，外观品质接近于冷冻干燥产品，但能耗显著降低。国内李波等研究对比热风干燥、真空干燥、冷冻干燥和真空微波干燥4种干燥方法加工脱水双孢菇，发现真空微波干燥在产品的复水率、色泽和vc含量等品质指标方面，均明显优于热风干燥和真空干燥，与冷冻干燥产品接近，而真空微波干燥时间比冷冻干燥要缩短很多。另外，裴斐和段续分别采用fd与mvd串联和fd与mvd并联(微波冷冻干燥，mfd)进行了双孢菇干燥研究，均发现微波源的介入，可以在保持双孢菇脱水产品品质的同时，有效提高干燥效率、降低生产能耗。

然而，近年来国内外关于果蔬微波介电干燥技术的研究表明，干燥均匀性差是束缚该技术产业化应用的瓶颈问题。目前，国内外关于双孢菇微波介电干燥研究，也局限于干燥特性及工艺优化范畴，尚缺乏双孢菇微波介电干燥均匀性问题的解决技术方案研究。

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的是提供一种提高双孢菇切片微波穿透深度的烫漂预处理方法。针对双孢菇物料在微波介电环境下干燥均匀性差的问题，建立一种新型低频超声波耦合热处理技术，利用低频超声波的空穴效应与热处理的协同作用，在抑制双孢菇多酚氧化酶活性的同时，调节双孢菇物料的介电常数ε′和介电损耗因子ε″，提高微波频率下双孢菇片物料的穿透深度dp，进而提高双孢菇片微波介电干燥过程中物料的微波分布均匀度，生产出色泽分布均匀、外形均一的脱水双孢菇片产品。

技术方案

本发明所提供一种提高双孢菇切片微波穿透深度的烫漂预处理方法，包括以下步骤：

(1)清洗、去皮、切片：选择菇型完整，无损伤，无褐变的双孢菇为原料；将清洗后的双孢菇，用切片机切片，双孢菇片厚度为3-6mm；

(2)低频超声波耦合热处理参数预设：设置超声波频率18-24khz、超声波功率0.5-1.2w/ml，水浴温度加热至63-73℃，并通过冷循环系统调控水浴温度达到恒定预设值。

(3)低频超声波耦合热烫漂：将双孢菇切片置入已达到预设低频超声波耦合热处理条件的水浴中，料水比为1∶7-1∶12，处理时间为5-12min。

(4)沥干、冷却：取出烫漂处理后的双孢菇物料，采用振动沥干机沥干、冷却。

有益效果

本发明的有益效果是，通过本发明的低频超声波耦合热烫漂预处理方法，可以有效提高双孢菇切片物料在常用微波频率915mhz和2450mhz下的穿透深度，同时微波干燥终产品的均匀性得到显著提高。通过矢量网络分析仪对介电参数的检测和换算，低频超声波耦合热烫漂技术处理的双孢菇切片，比常规烫漂处理的双孢菇切片物料在微波频率915mhz和2450mhz下穿透深度分别提高了60％和50％以上。通过微波干燥(频率：2450mhz，功率：8w/g，常压)终产品的均匀性检测，经过低频超声波耦合热烫漂方法处理的双孢菇切片水分含量分布和色泽分布均匀性，比常规烫漂处理的双孢菇切片物料的均匀性分别提高了约50％和40％以上。综合而论，本发明利用低频超声波耦合热烫漂方法，提高了微波频率下双孢菇切片物料的穿透深度，改善了双孢菇切片在微波环境干燥的均匀性，脱水产品色泽分布均匀，外形均一。

附图说明

图1不同处理的双孢菇切片在频率为915mhz和2450mhz的微波穿透深度

注：cb-常规烫漂；lu-hb-低频超声波耦合热烫漂。

图2双孢菇切片样品介电参数测试系统示意图

注：1--e5061b型矢量网络分析仪；2--计算机；3--高温同轴探头；4--测温电偶；5--水浴锅；6--升降台；7--陶瓷容器；8--双孢菇切片样品。

具体实施方式

下面的实施例可以更好地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例

1.选择发育良好、无机械伤、无褐变的双孢菇为原料，经清洗后用sa-300d型半自动切片机(广州敏洪食品机械有限公司)切片，切片厚度为4mm；

2.开启kq-250de超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)，设置超声波频率20khz、功率为0.55w/ml，水浴温度72℃，并通过冷循环系统调控水浴温度维持恒定在72℃；

3.将双孢菇切片置入已达到预设低频超声波耦合热烫漂条件的水浴中，料水比为1∶8，处理时间为7min。

4.将经过低频超声波耦合热烫漂处理的双孢菇切片取出，采用ft-1800振动沥水机(肇庆市凤翔餐饮设备有限公司)沥干、冷却。

5.相关指标检测：上述方法制备的双孢菇切片样品在微波频率2450mhz，温度范围(25-60℃)下的穿透深度为12.56-14.87mm，显著大于常规烫漂处理的双孢菇切片物料7.26-8.13mm。上述方法制备的双孢菇切片经过微波干燥(频率：2450mhz，功率：8w/g，常压)终产品的水分含量(mc)及色差(δe)的均匀度分别为2.4％和8.7％，远低于常规烫漂处理后微波干燥样品的mc和δe均匀度(8.8％，17.3％)。

这些结果表明：低频超声波耦合热烫漂处理可以明显地提高双孢菇切片在微波频率下的穿透深度，进而改善微波干燥终产品的均匀度，具体试验设计和指标测定方法如下：

试验设计：

在实验研究中，采用矢量网络分析仪，从每批烫漂预处理双孢菇切片样品中随机挑选6片，在25-60℃温度范围，测量样品的介电常数ε′和介电损耗因子ε″，并换算成微波穿透深度值dp。将微波干燥双孢菇片产品的干燥均匀度定义为相对标准差(rsd)，即标准差(sd)与平均测量值的比值。从每批微波干燥(频率：2450mhz，功率：8w/g，常压)双孢菇产品中随机挑选6片用于样品水分含量和色差均匀度测量。6片脱水双孢菇干燥前首先测量他们的重量、色泽，然后用不同颜色的细线用细针系上脱水双孢菇片作为区别标记。当进行微波干燥时，6个标记的脱水双孢菇同其它同一个批次的样品一起放入干燥仓内，同其它同一个批次的样品按照样品盘的径向位置排列在样品盘上。样品的重量采用精度为0.0001g的分析天平进行称量。所有的测量次数为3次，平均值用于实验数据的分析。

指标测定方法：

①穿透深度(dp)测量：首先测定双孢菇切片物料的介电常数ε′和介电损耗因子ε″值。介电测试系统主要由e5061b型矢量网络分析仪、计算机、高温同轴探头、测温电偶、水浴锅、升降台、陶瓷容器和双孢菇切片样品组成，如说明书附图(图2)所示。将双孢菇切片放置在高温同轴探头下，样品的表面积大于高温同轴探头的底面积，测量介电特性时通过升降台调整，确保探头底面紧贴样品，避免在测量过程中探头与外部空气接触，通过计算机读出微波频率(915mhz和2450mhz)下的介电常数ε′和介电损耗因子ε″值，最后通过下列公式计算穿透深度值dp：

其中：f为微波频率hz，c为光在真空中的传播速度(3×108ms-1)，ε′和ε″分别为测得的介电常数和介电损耗因子值.

②色泽(δe)测定：双孢菇片样品表面的色泽采用wsc-s色差仪进行测量，用色差(δe)来描述干燥过程中样品色泽的变化，色差值采用新鲜双孢菇的色泽值作为参照标准值，根据下列公式进行计算。

其中：l^*0、a^*0、b^*0指新鲜双孢菇的色泽读数。

③水分含量(mc)计算：按照下式计算不同时刻的双孢菇含水率：

式中：gt——t时刻双孢菇片重量，g；gg——双孢菇片干重，g；g0——双孢菇片初始重量，g；w0——双孢菇片初始含水率，％；wt——双孢菇片t时刻含水率。