1. 研究目的与意义
我国在双孢蘑菇的产量方面位居世界之首，同时双孢蘑菇也是我国目前出口量及创收最大的食用菌之一[1]。双孢蘑菇不仅在口味上香甜可口，同时它富含多种营养物质，脂肪含量较低，含有多种氨基酸，其中赖氨酸含量最高[2]。但是新鲜双孢蘑菇的水分含量较高，当被采摘后因其自身的呼吸作用，使其在储存及运输过程中容易使得水分散失，甚至造成腐烂变质的现象，从而失去其使用品质及产品价值[3]。为了避免这种现象的发生，对新鲜的双孢蘑菇采取干燥处理是目前最为有效的处理手段。其对双孢蘑菇的耐储性有非常大的提升，有效的延长产品的货架期。目前主流的对双孢蘑菇的干燥方法主要有热风干燥、冷冻干燥。而冷冻干燥对于保持双孢蘑菇的风味、色泽、营养等方面有着较为显著的优势。冷冻干燥是指直接通过升华的方式去除食品中的水分或其他溶剂的干燥处理方式。使用冷冻干燥得到的双孢蘑菇，相比于热风干燥后的双孢蘑菇，其风味、色泽、营养受到的损伤均较小。但是冷冻干燥相较于热风干燥需要消耗更多的能源，大大增加工艺成本，因此如何使用保证高效并且节约能源的干燥手段处理双孢蘑菇，已经成为了众多学者、菇农和蘑菇加工企业关注的热点。渗透脱水（Osmotic Dehydration）是指在一定温度下，物料通过浸入到高渗透压的溶液（本实验预计使用不同浓度的葡萄糖，蔗糖，NaCl溶液）中，通过物料细胞膜的半透性，物料中的水分转移到渗透液中，从而去除水分的一种技术[4,5]。分子热运动引起的自由扩散是水分迁移的基础，溶液间的渗透压是渗透过程中质量传递的主要推动力[6]。相比于干燥脱水方式，渗透脱水是自发传递过程，水分的迁移没有发生相变，因而避免了高温对于食品成分和感官品质的破坏。目前，该技术已经作为一种果蔬加工前处理方式，广泛地应用于干燥、冷冻、杀菌、储藏过程中[7]。渗透处理不仅能够降低冷冻和干燥过程中的水分负荷，提升冷冻过程和干燥过程干燥效率，降低能耗，并且显著改善产品风味、色泽、质构、营养与感官品质，同时对微生物具有抑制作用[8]。 通过渗透处理的方式，同时结合冷冻干燥的加工方法，能够从诸多的方面对加工效率进行提升，减少冷冻干燥的处理时间。因此本次实验通过对双孢蘑菇采取渗透处理的办法，将渗透作为双孢蘑菇冷冻干燥的一项预处理，不仅可以提高产品的品质[9]，并且双孢蘑菇因为其共晶点的改变，以及通过渗透脱水降低了水分负荷，大大提升了冷冻干燥的干燥效率[10]。超声波拥有快速、实用、经济、高效的优点。同时超声波对于提高农产品的渗透脱水率[11]和营养保持率[12]有着显著的作用。本次实验期望通过使用超声波结合不同种类的不同浓度（蔗糖、葡萄糖，40%、50%、60%）（NaCl，10%、15%、20%）的渗透液对双孢蘑菇进行预处理[13]，以期提高冷冻干燥的效率，减少冷冻干燥的时间。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
1、不同渗透液的不同浓度对双孢蘑菇固形物提升和水分含量变化的影响。
2、渗透处理对双孢蘑菇冷冻干燥传质过程及冷冻干燥效率影响。
3. 国内外研究现状
目前，关于果蔬类产品干燥的方法主要有热风干燥和冷冻干燥。热风干燥工艺流程简单，能耗小，成本低，但存在使得果蔬等发生皱缩劣变而影响食用品质的缺点。冷冻干燥存在能耗大，生产加工周期长的缺点，但冷冻干燥对产品品质的保存有着热风干燥所无法比肩的优势。如今超声波以其理想的渗透效果而广受关注。
国外学者的研究热点主要集中在超声渗透处理对于果蔬品质、色泽、口味等方面。Garcia-Noguera J等人[14]研究的超声渗透脱水对草莓冷冻干燥的影响，结果表明经过超声渗透预处理的草莓相较于未经预处理的草莓在色泽上呈现出更高的亮度。Nowacka M等人[15]研究了超声渗透处理对猕猴桃中水分的影响，结果表明经过超声渗透处理10min以上对猕猴桃的脱水率有着显著地提高。Fernandes FA等人[16]研究了超声波预处理对于菠萝干燥的影响，结果表明经过超声波预处理的菠萝固形物含量显著上升。Kowalski等[17]研究了渗透-热风组合干燥胡萝卜工艺，结果表明经过渗透处理后的干燥品在色泽和皱缩程度显著优于热风干燥样品。
国内学者的研究热点主要集中在超声渗透处理对于果蔬干燥效率的影响方面。刘云宏等人[18]通过对砀山梨进行超声波渗透的预处理结合了热风干燥进行研究，结果表明加大超声的功率和渗透液浓度可以明显的增加失重率，有效地缩短了总工艺的时间，提高了干燥的效率。李俊先等人[19]通过以蔗糖为渗透液研究了超声波渗透脱水对紫薯的水分及固形物影响，结果表明渗透时间，渗透温度，渗透液浓度以及超声波功率由主到次影响了脱水率和固形物增加率。兰冬梅等人[20]将果蔬浸入到高渗透压溶液中去除果蔬组织中部分水分，结果表明渗透脱水耗能低，提高了干燥效率。
4. 计划与进度安排
1、2022年11月30日选题。
2、2022年12月1日-2022年12月20日，查阅并整理相关文献资料。
3、2022年12月21日-2022年12月31日，完成文献综述和开题报告。
5. 参考文献
[1]Walton K, Walker R, Ioannides C. Effect of baking and freeze-drying on the direct and indirect mutagenicity of extracts from the edible mushroom Agaricus bisporus. Food and Chemical Toxicology, 36(4): 315-320, 1998. [2]Cheskin L J, Davis L M, Lipsky L M, et al. Lack of energy compensation over 4 days when white button mushrooms are substituted for beef . Appetite, 51(1): 50-57, 2008. [3]Jiang T, Zheng X, Li J, et al. Integrated application of nitric oxide and modified atmosphere packaging to improve quality retention of button mushroom (Agaricus bisporus). Food Chemistry, 126(4): 1693-1699, 2011. [4]Knorr D, Raghavarao K S M S, Rastogi N K, et al. Recent developments in osmotic dehydration: methods to enhance mass transfer. Trends in Food science and Technology, 13(2): 48-59, 2002. [5]Shi J-x, LeMaguer M, Wang S-l, et al. Application of osmotic treatment in tomato processing-effect of skin treatments on mass transfer in osmotic dehydration of tomatoes. Food Research International, 30(9): 669-674, 1997. [6]沈卉芳. 黑加仑浆果超声波强化渗透脱水及微波真空膨化试验研究. 东北农业大学: 哈尔滨, 2014. [7]吴昊磊, 赵金红, 孙亚松, 等. 果蔬渗透脱水过程动力学研究. 干燥技术与设备, 4: 190-198, 2007 [8]Vega G A, Scala K D, Rodr#237;guez K, et al. Effect of air-drying temperature on physicochemical properties, antioxidant capacity, colour and total phenolic content of red pepper (Capsicum annuum, L. var. Hungarian)[J]. Food Chemistry, 2009, 117(4): 647-653[9]林冰, 王莹, 周礼青, 周英, 等. 《中成药》, 2012, 34(11): 2089-2094[10]石启龙, 赵亚, 郑亚琴. 雪莲果超声波辅助渗透脱水工艺参数的优化[J]. 食品科学, 2011, 32(14): 124-129．[11]赵彩青, 汪致富, 胡小松. 超声波预处理对樱桃番茄渗透脱水影响研究[J]. 食品工业科技, 2008(3): 149-150.[12]吴晓霞, 张华余, 张卫红, 等. 超声场强化自萝卜渗透脱水研究[J]. 食品科技, 2013, 38(5): 112-116.[13]任仙娥, 何仁, 黄永春, 等. 超声波强化菠萝渗透脱水工艺 [J]. 食品科学, 2010(22): 279-285.[14] Garcia-Noguera J, Oliveira FI, Weller CL, et al. J Food Sci Technol. 2014 Sep; 51(9): 2222-7.[15] Nowacka M, Tylewicz U, Laghi L, et al. Food Chem. 2014 Feb 1; 144: 18-25. [16] Fernandes FA, Linhares FE Jr, Rodrigues S, et al. Ultrason Sonochem. 2008 Sep; 15(6): 1049-54. [17] Kowalski S J, Mierzwa D. Numerical analysis of drying kinetics for shrinkable products suchas fruits and vegetables. Journal of Food Engineering, 114(4): 522-529, 2013.[18]刘云宏, 吴建业, 刘建学, 等. 超声渗透脱水-热风干燥梨的研究[J]. 食品科学, 2014(3).[19]李俊先, 张莹, 董全, 超声波强化紫薯渗透脱水工艺[J]. 食品科学, 2012(14): 73-77.[20]兰冬梅, 许平, 林晓岚, 等. 超声波辅助渗透脱水预处理的农产品干制研究进展《亚热带农业研究》, 2015,11(2): 133-138.
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