本发明涉及一种调理蛹虫草脱水及其品质提升的方法，主要用于蛹虫草的干燥，属于食用菌类脱水加工技术领域。
背景技术：
蛹虫草，别名北蛹虫草，属于肉座目，麦角菌科。在中国，蛹虫草作为一种可食用的真菌被应用于食疗及中药制作已有上千年的历史(xiaoy,xingg,ruix,etal.enhancementoftheantioxidantcapacityofchickpeasbysolidstatefermentationwithcordycepsmilitarissn-18[j].journaloffunctionalfoods,2014,10:210-222.)。蛹虫草的食用价值及药用价值与冬虫夏草极为相似，但冬虫夏草产量极低，且价格十分昂贵，蛹虫草可人工培养，与冬虫夏草相比，价格低廉，产量较高，可作为一种冬虫夏草很好的替代品。蛹虫草营养丰富，含有多种活性成分，如腺嘌呤，虫草素，虫草酸，虫草多糖，麦角甾醇，氨基酸，蛋白质，维生素等。其在治疗肝病及舒缓肺病方面有很好的疗效(zhus,panj,zhaob,etal.comparisonsonenhancingtheimmunityoffreshanddrycordycepsmilitarisinvivoandinvitro[j].journalofethnopharmacology,2013,149(3):713-719.)。此外，蛹虫草含有丰富的麦角固醇及麦角脂醇，在紫外线的照射下，能够转化为维生素d。近些年来，由于其具备多种生理调节功能，如抗疲劳、抗衰老、消炎、免疫调剂等，蛹虫草已被广泛应用于疾病治疗方面。然而，新鲜的蛹虫草不易保存，在采收后极易腐败，造成其营养成分的损失及食用品质的下降。因此，适当的保存方法在延长蛹虫草的货架期方面十分重要。
控制微生物的生长繁殖是延长食品货架期的重要手段。而水分是影响食品中微生物生长繁殖的最主要因素之一。在食品工业中，通常利用干燥的方式来降低食品中的水分含量，从而达到延长食品货架期的目的。在食品工业中，热风干燥是最常用的一种干燥方式，它易于操作，便于控制。然而热风干燥会降低产品的品质，造成营养成分的流失。冷冻干燥以其高品质干燥的特点而著称，但冷冻干燥所需时间长，加之其所需的真空泵及循环水，造成干燥能耗高，导致生产成本的增加。为克服冷冻干燥时间长，能耗高的缺点，引入微波来辅助其干燥过程，即微波冻干。与传统的冷冻干燥相比，微波冻干可以将干燥时间缩短50％(jiangh,zhangm,mujumdaras,etal.comparisonofdryingcharacteristicanduniformityofbananacubesdriedbypulse‐spoutedmicrowavevacuumdrying,freezedryingandmicrowavefreezedrying[j].journalofthescienceoffoodandagriculture,2014,94(9):1827-1834.)。然而，新的问题随之而来。微波冻干中微波场的不均匀分布，会导致干燥过程中出现“尖端放电”效应，导致冰晶的融化，使得干燥产品出现皱缩或过热现象。为了解决此问题，本实验室发明了负压微波喷动辅助冷冻干燥装置。负压微波喷动辅助冻干综合了微波及传统冻干的优势，喷动模式使得干燥过程中物料均匀分散在干燥腔的不同位置，实现了高效及高品质兼备的均匀干燥(wangy,zhangm,mujumdaras,etal.microwave-assistedpulse-spoutedbedfreeze-dryingofstemlettuceslices—effectonproductquality[j].foodandbioprocesstechnology,2013,6(12):3530-3543.)。
由于负压微波喷动辅助冻干在整个干燥过程中保持较低的温度，能够最大程度的保留干燥物料中的颜色及营养成分，因此蛹虫草中的酶类物质及多酚类物质得到了较好的保存，在蛹虫草子实体复水过程中会出现较为严重的褐变现象，因此本发明采取超声波联合浓缩果
汁预处理对蛹虫草进行灭酶、脱腥，同时超声波的空化效应使得水分的表面附着力降低，减小其迁移阻力，促进蛹虫草内部水分流出，有利于其后续冻干过程的进行。
蔡亚禄等(专利申请号：201510196189.0)公开了一种中药材黄山贡菊蒸汽漂烫、微波杀青及真空冷冻干燥的炮制方法，该方法采用蒸汽漂烫及微波杀青两种技术对黄山贡菊中的多酚氧化酶进行处理，防止其变色，而后进行真空冷冻干燥，有效地缩短干燥时间，提高干燥效率，保留黄山贡菊的绿原酸及木樨草苷等活性成分。而本发明则采用超声波结合浓缩果汁对蛹虫草进行灭酶预处理，随后进行负压微波喷动辅助冷冻干燥，在保持蛹虫草品质的前提下，能够明显缩短干燥时间，节约干燥能耗。
蔡茜(专利申请号：201610039639.x)公开了一种铁皮石斛微波真空冷冻干燥方法，通过对铁皮石斛蒸汽熏蒸后，进行预冷过程，而后在-32～-36℃条件下冻结，进行微波冷冻干燥。该方法能最大限度保留铁皮石斛的活性物质，干燥速度快，时间短。而本发明采用负压脉冲喷动的模式对蛹虫草进行微波冻干，能够改善微波冻干产品的均匀性，在提高生产效率的同时，也提高了干燥产品的品质。
张慜等(专利申请号：201210518887.4)公开了一种用于颗粒状调理食品的脉冲喷动微波冻干装置及均匀化高效加工方法，该方法将气-固分离器连接微波加热腔体内真空干燥管出口，且通过管道与捕水器连接。该装置可实现物料在微波冻干条件下的喷动、旋转，达到高效、均匀干燥的目的。与本发明相比，该专利主要侧重微波冻干装置的设计，而对于物料品质方面的参数叙述较少。本发明采用超声波结合浓缩果汁对蛹虫草进行预处理，能够防止其复水过程中的褐变现象，且超声波预处理可减少后期干燥时间，提高干燥品质。
张慜等(专利申请号：200910213559.1)公开了一种提高微波喷动干燥中颗粒状果蔬均匀膨化效果的分段方法。该方法通过对果蔬原料进行漂烫灭酶及护色处理后，采用热风与微波喷动干燥分段的方法，使得果蔬物料水分快速蒸发，干燥之后的果蔬产品呈多孔性结构，提高了其膨化度。该专利采用传统的漂烫方式对果蔬进行灭酶处理，同时侧重产品的膨化效果。而本发明则采用超声波结合浓缩果汁的方式进行灭酶脱腥，侧重微波喷动冻干后产品在复水过程中褐变的抑制及土腥味的脱除。
任迪峰等(专利申请号：201210335302.5)公开了一种微波真空冷冻干燥制备螺旋藻粉的方法。该发明采用新鲜螺旋藻为原料，经预冻、微波真空冷冻干燥后，得到的螺旋藻粉具有良好的流动性，且其色素成分保留较好，藻蛋白含量较高。本发明则采用新鲜的蛹虫草进行超声波预处理后干燥，物料为棒状，而非粉末状。且在微波冻干过程中采用脉冲喷动模式实现产品干燥的均匀性，粉末状的物料无法采用此方法。
张慜等(专利申请号：201610672263.6)公开了一种低频超声波辅助提高葛仙米脱水及复水的方法。该方法采用超声波对葛仙米进行预处理，前期采用脉冲低频微波结合真空冷冻干燥，后期采用热风干燥。所得产品质构完整，复水速率快，且复水后的产品颗粒饱满，弹性较高。该专利也将超声波用作预处理手段，其目的主要是缩短干燥时间及干燥后产品的复水时间。而本发明采用超声波结合浓缩果汁预处理，其目的在缩短干燥时间的基础上，更着重对蛹虫草中多酚氧化酶等酶类的灭活作用，防止其在复水过程中褐变现象的发生。
王杰等(专利申请号：201610285366.3)公开了一种利用超声-微波辅助结合真空冷冻干燥提取食用菌麦角硫因的方法。虽然此发明也应用了超声波、微波及真空冷冻干燥技术，但其过程为先对杏鲍菇进行真空冷冻干燥，然后用微波及超声波处理其提取液。该发明侧重利用微波及超声波对杏鲍菇的活性成分的提取，而不是其对冷冻干燥进程的促进作用。本发明则先采用超声波对蛹虫草进行预处理，而后负压脉冲喷动辅助微波冻干，并无涉及到原料活性成分或营养物质的提取。
孙玉敬等(专利申请号：201210043177.0)公开了一种鲜榨苹果汁防褐变的方法，该方法利用超声波处理鲜榨果汁达到抑制苹果汁褐变的目的。张鲁斌等(张鲁斌,宋康华,谷会,等.柠檬酸处理对鲜切粉葛褐化保鲜效果研究[j].热带作物学报,2017,38(6):1143-1148.)研究了柠檬酸处理对鲜切粉葛护色效果的影响，发现适宜浓度的柠檬酸预处理可显著减轻鲜切粉葛的褐变程度。本发明采取超声波与浓缩果汁相结合的方法对蛹虫草子实体进行预处理，达到抑制多酚氧化酶的目的，防止干燥品复水过程中出现褐变现象。
以上是利用微波冷冻干燥进行加工生产的一些实例，与这些实例报道的方法相比，本发明的方法采用超声波结合浓缩果汁对蛹虫草进行预处理，而后利用负压脉冲喷动辅助微波冻干过程，提高了蛹虫草的干燥效率，缩短了干燥时间，降低了干燥所需能耗，同时最大程度的保留了蛹虫草中的营养物质及其感官品质，避免了其在干燥后的复水阶段中褐变现象发生。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种调理蛹虫草脱水及其品质提升的方法，将超声波结合浓缩果汁对蛹虫草进行脱水预处理，以提高后续负压微波喷动冻干的干燥效率，提升蛹虫草干燥产品的品质，在去除蛹虫草的土腥味的同时赋予其果汁的香气，且在其复水过程中避免褐变现象的发生。
本发明的技术方案：
一种调理蛹虫草脱水及其品质提升的方法，以新鲜蛹虫草为原料，对其分级选料后，清洗除去杂质，而后采用超声波结合浓缩果汁对蛹虫草进行预处理，沥干后冷冻，最后进行负压脉冲微波冻干。冻干后的产品进行复水，以检测其是否发生褐变。具体步骤如下：
(1)原料分选及清洗：挑选新鲜、长度及粗细一致、颜色均匀且无机械损伤的蛹虫草为原料；对选出的原料进行清洗，以除去其表面附着的杂质；
(2)超声波结合浓缩果汁预处理：将步骤(1)清洗后的蛹虫草浸泡于浓缩果汁中，进行超声波预处理；其中，超声波频率为20～30khz，功率为400～2000w，处理时间为5～10min，蛹虫草与浓缩果汁的质量比为1:2；
(3)冷冻：将步骤(2)超声波预处理后的蛹虫草进行清洗，而后沥干，并将其置于超低温冰箱中冷冻5h至蛹虫草完全冻结；
(4)负压脉冲喷动微波冻干：对步骤(3)冻结后的蛹虫草进行负压脉冲喷动微波冷冻干燥，干燥至湿基含水率为6％以下，得到蛹虫草干制品；其中，磁控管工作频率为2450mhz，微波功率设置为2.2～2.6w/g，喷动持续时间设置为0.1s，喷动间隔为10min，干燥时间为3～3.5h；
(5)复水检验褐变：对步骤(4)所得的蛹虫草干制品进行复水，以检测是否发生褐变现象。
所述蛹虫草的直径为2～5mm，长度为5～9cm。
所述步骤(2)中，超声波频率为20khz、功率为800w，处理时间为10min。
所述步骤(3)中，超低温冰箱的温度为-40℃，冷冻速率为1℃/min，冷冻时间为5h。
所述步骤(4)中，微波功率为2.2w/g。
所述步骤(5)中，复水时的水温为25℃。
所述步骤(2)中，浓缩果汁为浓缩柠檬汁、橙汁、草莓汁。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用微波冷冻干燥技术，与传统的冷冻干燥相比，显著缩短了干燥所需时间，提高了干燥效率；
(2)本发明采用负压脉冲喷动模式，克服了微波场分布不均匀的难题，使物料在干燥过程中能均匀分布在干燥腔的不同位置，实现干燥的均匀性；
(3)超声波结合浓缩果汁的应用，能够有效的降低蛹虫草多酚氧化酶的活性，在去除蛹虫草土腥味的同时赋予其水果香气。此外，超声波能够减少物料中水分迁移阻力，有效缩短干燥时间，且复水后的蛹虫草也不会出现褐变现象。
具体实施方式
实施例1：超声波结合浓缩柠檬汁对虫草进行脱水及品质提升的方法
选取新鲜、颜色均匀，直径为2～3mm，长度为5～6cm的无机械损伤的蛹虫草子实体300g进行清洗，以去除表面附着的杂质。称取浓缩柠檬汁(广州嘉豪食品有限公司)600g，将蛹虫草子实体浸入浓缩柠檬汁中，进行超声波预处理。超声波频率为20khz，功率为800w，处理时间为10min，蛹虫草与浓缩柠檬汁质量比为1:2。将处理后的蛹虫草子实体清洗后沥干，置于超低温冰箱中冷冻5h，至蛹虫草子实体完全冻结后，将冷冻后的物料进行负压脉冲喷动微波冷冻干燥。微波功率设置为660w(2.2w/g)，喷动时间设为0.1s，喷动间隔为10min。干燥时间为3.4h，比传统冷冻干燥缩短了62％。干燥后的蛹虫草无腥味，且具有柠檬清香。对干燥后的蛹虫草子实体进行复水处理，水温为25℃，复水后的蛹虫草没有出现褐变现象。
实施例2：超声波结合浓缩橙汁对虫草进行脱水及品质提升的方法
选取新鲜、颜色均匀，直径为2～3mm，长度为5～6cm的无机械损伤的蛹虫草子实体300g进行清洗除杂。称取浓缩橙汁(广州嘉豪食品有限公司)600g，将蛹虫草子实体浸入浓缩橙汁中，进行超声波预处理。超声波频率为20khz，功率为800w，处理时间为10min，蛹虫草与浓缩橙汁溶液质量比为1:2。将处理后的蛹虫草子实体清洗后沥干，置于超低温冰箱中冷冻5h，至蛹虫草子实体完全冻结后，将冷冻后的物料进行负压脉冲喷动微波冷冻干燥。微波功率设置为660w(2.2w/g)，喷动时间设为0.1s，喷动间隔为10min。干燥时间为3.5h，比相同尺寸的蛹虫草子实体采用传统冷冻干燥所需干燥时间缩短了64％。干燥后的蛹虫草无腥味，且具有橙子清香。对干燥后的蛹虫草子实体进行复水处理，水温为25℃，复水后的蛹虫草没有出现褐变现象。
实施例3：超声波结合浓缩草莓汁对虫草进行脱水及品质提升的方法
选取新鲜、颜色均匀，直径为2～3mm，长度为5～6cm的无机械损伤的蛹虫草子实体300g进行清洗除杂。称取浓缩草莓汁(广州嘉豪食品有限公司)600g，将蛹虫草子实体浸入浓缩草莓汁中，进行超声波预处理。超声波频率为20khz，功率为800w，处理时间为10min，蛹虫草与浓缩橙汁溶液质量比为1:2。将处理后的蛹虫草子实体清洗后沥干，置于超低温冰箱中冷冻5h，至蛹虫草子实体完全冻结后，将冷冻后的物料进行负压脉冲喷动微波冷冻干燥。微波功率设置为660w(2.2w/g)，喷动时间设为0.1s，喷动间隔为10min。干燥时间为3.5h，比相同尺寸的蛹虫草子实体采用传统冷冻干燥所需干燥时间缩短了64％。干燥后的蛹虫草无腥味，且具有橙子清香。对干燥后的蛹虫草子实体进行复水处理，水温为25℃，复水后的蛹虫草没有出现褐变现象。