1. 研究目的与意义
选题目的和意义: 双孢蘑菇(Agaricus bisporus)属真菌界、真菌门、担子菌亚门、层菌纲、同担子菌亚纲、伞菌目、蘑菇科、蘑菇属,是目前世界上栽培面积最广,消费量最大的食用菌之一[1]。我国双孢蘑菇产量居世界首位,也是目前出口最大、创汇最多的食用菌之一。双孢蘑菇不仅味道鲜美,并且含有丰富的营养物质,其中蛋白质、维生素、矿物元素、多酚类物质和功能性多糖含量相对较高。与动物性蛋白源相比,双孢蘑菇脂肪含量较低,且富含全面丰富的氨基酸,尤其是赖氨酸含量较高[2]。 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(一般为糖溶液或盐溶液)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[3,4]。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[5]。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。 本实验采用30%的蔗糖溶液(前期预实验处理发现蔗糖溶液的渗透效果最佳)为渗透溶液,通过真空渗透、超声渗透、和传统的恒温恒压渗透三种方式进行对比,筛选出最佳的渗透方式。并研究在渗透过程中各类参数的变化,研究出不同渗透过程对双孢蘑菇品质变化的影响。
2. 研究内容和预期目标
研究内容、拟解决的关键问题、写作提纲: (1) 研究不同渗透工艺中的温度、料液比和浸渍液成分对双孢蘑菇中可溶性固形物含量与含水量这两个工艺参数的影响,从中筛选出最佳的方式(2) 通过对比实验优化验证,建立双孢蘑菇渗透过程中品质变化的数据参考。拟解决的关键问题: 针对双孢蘑菇中水分含量高、加工过程中水分负荷大的问题,本研究拟采用不同的渗透方式对双孢蘑菇进行渗透,对比渗透过程中不同渗透方式下双孢蘑菇的品质变化。包括双孢蘑菇的质构特性:硬度和咀嚼性;营养成分变化:可滴定酸、蛋白质含量和抗坏血酸含量的变化研究;最后研究不同渗透方式中双孢蘑菇水分分布与含量变化。写作提纲:第一部分:摘要及关键字,对本论文的概要叙述;第二部分:绪论,课题研究的背景、国内外对双孢蘑菇制品的研究状况,;第三部分:实验方案,以及试验所得到的数据及简单分析;第四部分:小结。最后是参考文献。
3. 国内外研究现状
国内外研究现状: Dermesonlouoglou等[6]研究了渗透辅助处理对冷冻过程黄瓜品质的影响,证明了渗透辅助冷冻处理黄瓜硬度得到显著提高,且褐变程度降低,显著改善了黄瓜品质。Spiazzi等[7]研究了渗透辅助冷冻处理柠檬,结果表明经渗透处理的冷冻柠檬解冻后汁液流失率显著降低Zhao等[8]采用渗透脱水联合冷冻加工芒果,证明了与传统冷冻相比,渗透辅助处理能够显著提升冻结效率,提升芒果硬度,减少汁液流失率,显著增加了维生素C和总酚的含量,有效改善了冷冻芒果的产品品质。Udomkun等[9]研究了渗透辅助干燥木瓜的微观结构变化,结果表明渗透处理显著影响了木瓜微观组织结构和孔隙结构,通过渗透处理能够显著改善了木瓜细胞组织区域的区分和细胞膜的通透性。Kowalski等[10]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。An等[11]研究了渗透辅助热风干燥樱桃的产品品质分析,结果表明通过渗透辅助处理可以显著缩短番茄热风干燥时间,提高维生素C保留率,减少颜色损失。Wang等[12]发现浸入蔗糖、盐、味精等成分对冻结或未冻结的蔬菜汤料的介电性质有着显著的影响,其中介电常数和介电损耗因子随加入渗透溶液浓度的增加而增加,从而提高物料微波吸收能力。 然而超声波辅助渗透在双孢蘑菇中的研究尚未出现。因此,超声波辅助渗透如何有效解决双孢蘑菇中大水分负荷的干扰,进一步提高双孢蘑菇等生鲜食品的干燥效率,降低生产能耗,同时更好的维持双孢蘑菇干制品的品质特性,成为生鲜食品高效节能精深加工过程中亟需解决的热点问题。
4. 计划与进度安排
2022.11.01-2022.11.10:阅读文献,制定实验方案。2022.11.15-2022.12.15:进行不同渗透中双孢蘑菇中可溶性固形物与含水量这两个工艺参数影响的实验。2022.03.15-2022.03.30:研究超声渗透和恒温恒压渗透的质构特性对比实验,研究双孢蘑菇硬度与咀嚼性变化。2022.04.01-2022.04.15:研究超声渗透和恒温恒压渗透的营养成分变化实验,研究双孢蘑菇可滴定酸、蛋白质含量和抗坏血酸含量的营养变化。2022. 04.16-2022.04.20:研究超声渗透和恒温恒压渗透过程中双孢蘑菇的水分分布与含量变化规律,通过低场核磁共振成像技术绘制图。
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] 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. [4] 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. [5] 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. [6] Dermesonlouoglou E K, Pourgouri S, Taoukis P S. Kinetic study of the effect of the osmotic dehydration pre-treatment to the shelf life of frozen cucumber. Innovative Food Science amp; Emerging Technologies, 9(4): 542#8211;549, 2008. [7] Li B, Sun D-W. Novel methods for rapid freezing and thawing of foods-a review. Journal of Food Engineering, 54(3): 175-182, 2002. [8] Zhao J-H, Hu R, Xiao H-W, et al. Osmotic dehydration pretreatment for improving the quality attributes of frozen mango: effects of different osmotic solutes and concentrations on the samples. International Journal of Food Science amp; Technology, 49(4): 960#8211;968, 2014. [9] Udomkun P, Argyropoulos D, Nagle M, et al. Sorption behaviour of papayas as affected by compositional and structural alterations from osmotic pretreatment and drying. Journal of Food Engineering, 157: 14-23, 2015.[10] Kowalski S J, Mierzwa D. Numerical analysis of drying kinetics for shrinkable products such as fruits and vegetables. Journal of Food Engineering, 114(4): 522-529, 2013.[11] An K-J, Ding S-H, Tao H-Y, et al. Response surface optimisation of osmotic dehydration of Chinese ginger (Zingiber officinale Roscoe) slices. International Journal of Food Science and Technology, 48(1): 28-34, 2013. [12] Wang R, Zhang M, Mujumdar A. S. Effect of food ingredient on microwave freeze drying of instant vegetable soup. LWT-Food Science and Technology, 43(7): 1144-1150, 2010.
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