CN110447888B - 一种采用冷等离子体活化水预处理提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用冷等离子体活化水预处理提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性的方法。主要包括如下步骤：采用冷等离子体设备预处理水，制备冷等离子体活化水；将新鲜香菇浸泡在冷等离子体活化水中进行干燥前预处理；浸泡后的新鲜香菇进行热风干燥处理，获得干香菇。本发明对香菇进行冷等离子体活化水预处理，再进行热风干燥，相比未预处理本发明方法可缩短香菇干燥时间，提高香菇总酚含量和抗氧化活性。
Description
技术领域
本发明涉及农产品加工技术领域，特别涉及一种采用冷等离子体活化水预处理提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性的方法。
背景技术
香菇(Lentinus edodes)属担子菌纲(Basidaiomycetes)、伞菌目(Agaricales)、口蘑科(Tricholomatacete)、香菇属(Lentinus)，是由菌丝体和子实体两部分组成，菌丝体是营养器官，子实体是繁殖器官。香菇起源于我国，是世界上第二大栽培食用菌，约占全球蘑菇产量的25％，也是我国久负盛名的珍贵食用菌。香菇肉质肥厚细嫩，味道鲜美，香气独特，营养丰富，是一种食药同源的食物，具有很高的营养、药用和保健价值。然而，新鲜的香菇保质期较短，细菌，霉菌，酶活性和生化变化会在储存期间引起香菇的腐败变质。因此，需要采用干燥处理等方式加工新鲜香菇，以避免香菇的腐败和降解损失，增加香菇保质期。
干燥是最重要的食品保鲜方法之一，旨在将食品中水分含量降低到安全水平，在此水平下将最大程度抑制微生物腐败和水分介导的变质反应。食品材料的干燥还有助于减轻重量和体积，从而最大限度地减少包装，储存和运输费用。最常见的干燥方法是热风干燥，但需要很长时间并导致热诱导降解。因此，在热风干燥前的预处理可以减少干燥时间并保护营养物免受氧化和热降解。干燥前最常用的预处理方法为化学预处理，然而经常使用化学预处理存在食品安全隐患。
冷等离子体是非热处理和新技术，其是由电子、离子及未电离的中性粒子组成的电离气体。研究表明，将食物暴露于冷等离子体的电离辐射，可以有效地杀灭微生物，使酶促反应失活，提高产品质量，并确保产品的安全性(吕晓桂,李凤敏,王鹏.冷等离子体在食品加工领域的灭菌研究进展[J].中国农业科技导报,2017,19(09):96-102.)。然而，冷等离子体直接应用于食品可能会导致颜色损失，生物活性化合物降解和表面蚀刻。因此，可以使用冷等离子体射流系统在水面上或直接在水中产生等离子体放电来制备冷等离子体活化水，采用冷等离子体活化水进行样品预处理。制备冷等离子体活化水时会发生化学反应，形成活性氧物质和活性氮物质。有研究表明，冷等离子体活化水可以作为微生物消毒的替代方法，促进种子萌发和植物生长(Thirumdas R,Kothakota A,Annapure U,et al.Plasmaactivated water(PAW):chemistry,physico-chemical properties,applications infood and agriculture[J].Trends in Food Science&Technology,2018,77:21-31.)。然而，如何有效的将等离子体活化水应用于食品干燥预处理领域尚未有报道。
发明内容
本发明公开了一种香菇干燥预处理方法，采用冷等离子体活化水预处理香菇，从而提高热风干燥香菇中的总酚含量和抗氧化活性。预处理过程可以通过蚀刻香菇表面来改变其结构，在预处理和脱水过程中将促进酚类物质释放，同时也可以有效的缩减香菇热风干燥时间，从而减少酚类物质的降解，进而提高干燥香菇中的总酚含量和抗氧化活性。
一种香菇干燥预处理方法，具体步骤如下：
(1)采用冷等离子体设备预处理水，制备冷等离子体活化水；冷等离子体设备输出功率为500-990W，冷等离子体气流流速为100-300L/min，预处理时间为5-30min；
(2)将新鲜香菇浸泡在冷等离子体活化水中进行干燥前预处理；新鲜香菇完全浸泡在冷等离子体活化水中，浸泡时间为0.5-10min。
(3)浸泡后的新鲜香菇进行热风干燥处理，获得干香菇。
所述干香菇中总酚含量为150.58-405.29mg/100g DW(干基)，以ABTS评价计，干香菇抗氧化活性为2.15-4.06μg VCE/mg DW(干基)，以DPPH评价计，干香菇抗氧化活性为1.54-3.42μg VCE/mg DW(干基)。
作为优选，步骤(1)中，所述冷等离子体设备输出功率为500-700W，冷等离子体气流流速为100-200L/min，预处理时间为5-20min。
作为优选，步骤(1)中，冷等离子体活化水在制备时，一直保持在冰水浴中。
作为优选，步骤(2)中，新鲜香菇完全浸泡在冷等离子体活化水中，浸泡时间为0.5-3min。
作为优选，步骤(2)中，浸泡后取出，使用吸水纸擦干表面水分。
作为优选，步骤(3)中，热风干燥温度为50-70℃，风速为1-2m/s。
作为优选，步骤(3)中，热风干燥结束时，香菇水分含量控制为以湿基计不超过10％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明采用冷等离子体活化水预处理香菇，冷等离子体活化水绿色无污染，经冷等离子体活化水处理后的香菇不存在食品安全隐患，且冷等离子体活化水在一定程度上具有杀菌的功能；本发明优化了冷等离子体活化水的处理时间和处理方式。
本发明采用冷等离子体活化水预处理香菇，与冷等离子体直接处理相比，单位时间内香菇处理量更大，处理效率更高；冷等离子体直接处理需关注香菇与冷等离子体之间的距离以及位置关系，对等离子处理技术的工艺要求高，若工艺控制不当，则预处理效果不但不理想，还将对香菇产生营养破坏，这使得冷等离子体直接预处理过程效率较低；而本发明可以进一步缩减了香菇干燥工艺的整体处理时间。等离子体活化水预处理后，香菇表面紧密纤维结构打开，形成较为均匀的孔洞，使得最终干香菇产品的品质较为稳定和均一，且有效的减少热风干燥的时间；而等离子直接处理后，香菇表面孔洞不均一，香菇表面部分纤维结构有灼伤现象，形成皱缩；无轮是孔洞不均一还是皱缩都使得热风干燥阶段得到的干香菇产品品质不稳定，这主要表现在同批次干香菇间品质不稳定(如干燥程度不同，总酚含量差异较大等)；对于品质不理想的干香菇往往需要挑选以进一步干燥或作为次品处理。而冷等离子体活化水预处理的阶段，香菇在预处理阶段是均匀浸泡在活化水中的，因此进入热风干燥前香菇较为均一，易获得品质稳定的干香菇产品。
本发明发现冷等离子体活化水预处理能够减少香菇热风干燥时间，本发明首次发现冷等离子体活化水预处理能够有效提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性。
本发明为冷等离子体活化水提供了新的食品加工用途，拓展了一个新的应用领域。
附图说明
图1为对比例和实施例的香菇干燥时间对比图；
图2为对比例和实施例的香菇总酚含量对比图；
图3为对比例和实施例的香菇抗氧化活性(ABTS法)对比图；
图4为对比例和实施例的香菇抗氧化活性(DPPH法)对比图。
图5为冷等离子体活化水处理前后香菇表面结构示意图。
具体实施方式
下面结合对比例和具体实施例对本发明作进一步描述，以下列举的仅是本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不仅限于此：
对比例1
新鲜香菇不经预处理，将热风干燥机温度预热至50℃，放入香菇进行热风干燥，风速为1.5m/s，每隔30min测定香菇含水量，当香菇水分含量低于10％(以湿基计)时停止干燥，获得干香菇，干燥时间为1240min。
所述干香菇中总酚含量为97.02mg/100g DW(干基)，以ABTS评价计，干香菇抗氧化活性为2.35μg VCE/mg DW(干基)，以DPPH评价计，干香菇抗氧化活性为1.76μg VCE/mg DW(干基)。
对比例2
新鲜香菇不经预处理，将热风干燥机温度预热至60℃，放入香菇进行热风干燥，风速为1.5m/s，每隔30min测定香菇含水量，当香菇水分含量低于10％(以湿基计)时停止干燥，获得干香菇，干燥时间为890min。
所述干香菇中总酚含量为153.03mg/100g DW(干基)，以ABTS评价计，干香菇抗氧化活性为2.65μg VCE/mg DW(干基)，以DPPH评价计，干香菇抗氧化活性为1.9μg VCE/mg DW(干基)。
对比例3
新鲜香菇不经预处理，将热风干燥机温度预热至70℃，放入香菇进行热风干燥，风速为1.5m/s，每隔30min测定香菇含水量，当香菇水分含量低于10％(以湿基计)时停止干燥，获得干香菇，干燥时间为790min。
所述干香菇中总酚含量为301.27mg/100g DW(干基)，以ABTS评价计，干香菇抗氧化活性为3.06μg VCE/mg DW(干基)，以DPPH评价计，干香菇抗氧化活性为2.13μg VCE/mgDW(干基)。
实施例1
调节冷等离子体设备输出功率为500W，冷等离子体气流流速为200L/min，预处理水20min(保持在冰水浴中)，制备得到冷等离子体活化水。将新鲜香菇完全浸泡在冷等离子体活化水中，浸泡时间为2min，浸泡后取出，使用吸水纸擦干表面水分。将热风干燥机温度预热至50℃，放入预处理后的香菇进行热风干燥，风速为1.5m/s，每隔30min测定香菇含水量，当香菇水分含量低于10％(以湿基计)时停止干燥，获得干香菇，干燥时间为1075min。
所述干香菇中总酚含量为158.63mg/100g DW(干基)，以ABTS评价计，干香菇抗氧化活性为2.43μg VCE/mg DW(干基)，以DPPH评价计，干香菇抗氧化活性为2.02μg VCE/mgDW(干基)。
实施例2
调节冷等离子体设备输出功率为700W，冷等离子体气流流速为150L/min，预处理水10min(保持在冰水浴中)，制备得到冷等离子体活化水。将新鲜香菇完全浸泡在冷等离子体活化水中，浸泡时间为0.5min，浸泡后取出，使用吸水纸擦干表面水分。将热风干燥机温度预热至60℃，放入预处理后的香菇进行热风干燥，风速为1.5m/s，每隔30min测定香菇含水量，当香菇水分含量低于10％(以湿基计)时停止干燥，获得干香菇，干燥时间为775min。
所述干香菇中总酚含量为257.93mg/100g DW(干基)，以ABTS评价计，干香菇抗氧化活性为2.76μg VCE/mg DW(干基)，以DPPH评价计，干香菇抗氧化活性为2.34μg VCE/mgDW(干基)。
实施例3
调节冷等离子体设备输出功率为600W，冷等离子体气流流速为100L/min，预处理水5min(保持在冰水浴中)，制备得到冷等离子体活化水。将新鲜香菇完全浸泡在冷等离子体活化水中，浸泡时间为3min，浸泡后取出，使用吸水纸擦干表面水分。将热风干燥机温度预热至70℃，放入预处理后的香菇进行热风干燥，风速为1.5m/s，每隔30min测定香菇含水量，当香菇水分含量低于10％(以湿基计)时停止干燥，获得干香菇，干燥时间为730min。
所述干香菇中总酚含量为384.12mg/100g DW(干基)，以ABTS评价计，干香菇抗氧化活性为3.77μg VCE/mg DW(干基)，以DPPH评价计，干香菇抗氧化活性为2.95μg VCE/mgDW(干基)。
实施例4
调节冷等离子体设备输出功率为750W，冷等离子体气流流速为250L/min，预处理水25min(保持在冰水浴中)，制备得到冷等离子体活化水。将新鲜香菇完全浸泡在冷等离子体活化水中，浸泡时间为10min，浸泡后取出，使用吸水纸擦干表面水分。将热风干燥机温度预热至55℃，放入预处理后的香菇进行热风干燥，风速为1.0m/s，每隔30min测定香菇含水量，当香菇水分含量低于10％(以湿基计)时停止干燥，获得干香菇，干燥时间为900min。
所述干香菇中总酚含量为150.58mg/100g DW(干基)，以ABTS评价计，干香菇抗氧化活性为2.15μg VCE/mg DW(干基)，以DPPH评价计，干香菇抗氧化活性为1.54μg VCE/mgDW(干基)。
实施例5
调节冷等离子体设备输出功率为990W，冷等离子体气流流速为300L/min，预处理水30min(保持在冰水浴中)，制备得到冷等离子体活化水。将新鲜香菇完全浸泡在冷等离子体活化水中，浸泡时间为5.5min，浸泡后取出，使用吸水纸擦干表面水分。将热风干燥机温度预热至65℃，放入预处理后的香菇进行热风干燥，风速为2m/s，每隔30min测定香菇含水量，当香菇水分含量低于10％(以湿基计)时停止干燥，获得干香菇，干燥时间为750min。
所述干香菇中总酚含量为405.29mg/100g DW(干基)，以ABTS评价计，干香菇抗氧化活性为4.06μg VCE/mg DW(干基)，以DPPH评价计，干香菇抗氧化活性为3.42μg VCE/mgDW(干基)。
由以上结果和附图1-4可以看出：本发明的实施例1-3利用冷等离子体活化水预处理方法相比于未预处理的对比例1-3，在相同的热风干燥温度和风速条件下，干燥时间最高可以减少13％，干香菇总酚含量最高可提升69％，干香菇抗氧化活性(ABTS法)最高可提高23％，干香菇抗氧化活性(ABTS法)最高可提高38％。如图5所示，冷等离子体活化水预处理后，可以促进香菇表面结构改变，呈多孔状，促进酚类物质的释放，提高干燥过程中水分的扩散效率，同时也可以有效的缩减香菇热风干燥时间，从而减少酚类物质的降解。因此，相比未进行预处理香菇热风干燥方法，本发明一种采用冷等离子体活化水预处理提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性的方法可提高干香菇总酚含量和抗氧化活性。
最后，本发明可用其他的不违背本发明的精神和主要特征的具体形式来概述。因此，无论从那一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (5)
1.一种采用冷等离子体活化水预处理提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性的方法，其特征在于：
（1）采用冷等离子体设备预处理水，制备冷等离子体活化水；冷等离子体设备输出功率为500-990 W，冷等离子体气流流速为100-300 L/min，预处理时间为5-30 min；
（2）将新鲜香菇浸泡在冷等离子体活化水中进行干燥前预处理；新鲜香菇完全浸泡在冷等离子体活化水中，浸泡时间为0.5-10 min；
（3）浸泡后的新鲜香菇进行热风干燥处理，热风干燥温度为50-70℃，风速为1-2 m/s；热风干燥结束时，香菇水分含量控制为以湿基计不超过10％；获得干香菇。
2.根据权利要求1所述一种采用冷等离子体活化水预处理提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性的方法，其特征在于步骤（1）的优选操作方法为：
冷等离子体设备输出功率为500-700 W，冷等离子体气流流速为100-200 L/min，预处理时间为5-20 min。
3.根据权利要求1所述一种采用冷等离子体活化水预处理提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性的方法，其特征在于步骤（1）的优选操作方法为：
冷等离子体活化水在制备时，一直保持在冰水浴中。
4.根据权利要求1所述一种采用冷等离子体活化水预处理提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性的方法，其特征在于步骤（2）的优选操作方法为：
新鲜香菇完全浸泡在冷等离子体活化水中，浸泡时间为0.5-3 min。
5.根据权利要求1所述一种采用冷等离子体活化水预处理提高热风干燥香菇总酚含量和抗氧化活性的方法，其特征在于步骤（2）的优选操作方法为：
浸泡后取出，使用吸水纸擦干表面水分。
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