《食品科学》：渤海大学曹雪慧教授等：香菇复水过程中质地及风味变化

香菇是一种常见的药食用菌，新鲜香菇子实体含水量在80%及以上，风味独特，富含蛋白质、膳食纤维、多种维生素和矿物质等。在加工或食用前，干制的香菇都需经历复水的过程才能被食用或再加工利用。在复水过程中，香菇会逐渐变得饱满、柔软，同时其风味和营养也得到一定程度的恢复。香菇复水温度对其品质和风味的影响研究存在一定差异。

渤海大学食品科学与工程学院的李倩钰、曹雪慧*、禚秋辰等根据本课题组前期初步实验的结果来看，复水温度100 ℃组表现出良好的复水特性，40 ℃组的风味和质地较好。基于此，本实验选择高温和低温方式进行研究，将香菇分别置于40 ℃和100 ℃恒温水浴中，进一步研究复水过程对香菇持水率、色泽、营养、滋味及风味的影响，特别针对复水比、质地、微观结构和特征性风味物质（含硫化合物和八碳化合物）之间的关联性进行分析，探究引起品质变化的机理，以期为干香菇的工业化利用提供理论参考。

01

复水过程对香菇复水比与持水率的影响

复水比的大小能够衡量干制品复水能力的高低，使用不同温度联合时间变化研究物质复水更能表征物质的复水过程及特性。由图1可知，两种温度复水香菇的复水比均随着复水时间的延长而增加，在0～15 min的过程中两种温度复水的复水比迅速上升，主要是由于复水初期，细胞空腔被迅速填充，且由于相对高的温度使得高温赋予水分子更多动能，水分更易进入空腔中。在整个复水过程中，温度为40 ℃时，复水比在约30 min时达到平衡，之后几乎不再增加（

P

＞0.05），温度为100 ℃时，复水比呈缓慢上升趋势，在180 min之内未到达复水平衡，90 min后持水率开始下降。

持水率主要取决于不同成分与水的结合能力及物质的骨架结构，在整个复水过程中，持水率变化较小，组间差异不大，主要是由于香菇是多孔的纤维基质，新鲜香菇自身细胞壁的毛细管力和刚性是处于相互平衡的状态，干制过程中由于温度升高等原因，导致其细胞壁的刚性逐渐消失，细胞壁之间相互靠近并渐渐发生黏连，而复水的过程能够平衡力与力之间的失衡现象，但在复水过程中，水分大量进入细胞空腔，于一定程度后将达到饱和，此时更多水分只是简单地吸附在香菇的表层，轻触表面就会有水渗出，导致其复水比升高但持水率下降。但在复水至90 min时持水率发生上升，并于180 min时持水率又再次下降。结合剪切力的结果分析，由于长时间复水，细胞壁骨架发生变化，导致多糖结构之间的连接更加紧密，能够截留住更多的水分；而复水的进行并伴随高温促使香菇细胞壁的结构松散，截留水分的能力下降，使得其中的水更容易被挤压出，同时高温会促使这个进程加快，可见，复水至180 min时，于100 ℃复水的香菇持水率明显小于40 ℃复水的香菇。

02

复水过程对香菇质构的影响

硬度结合咀嚼性可反映复水后香菇的适口性。由图2a可知，于40 ℃中复水的香菇其硬度在复水初期迅速下降，在30 min后硬度变化变缓，说明香菇内部结构趋于稳定，其柔软程度达到了最高点。而于100 ℃中复水的香菇其硬度前15 min下降更为明显，由于瞬间的高温，香菇的内部结构迅速舒张，并在15 min达到稳定，考虑可能是蛋白的变性导致其细胞外层的葡聚糖被溶出，细胞结构溃解、坍塌。

弹性和咀嚼性是评价香菇口感的重要指标。由于香菇内部的纤维状结构，在整个复水过程中，40 ℃复水的香菇其弹性无显著差异（

P

＞0.05），且在整个复水过程中，同一时间点的弹性几乎均高于100 ℃复水的香菇。而咀嚼性与硬度具有一定相关性，图2b、c中呈现的趋势表明，40 ℃复水的香菇其咀嚼性在复水初期迅速下降，复水30 min后咀嚼性几乎不发生变化，而100 ℃复水的香菇其咀嚼性在整个复水过程中呈缓慢下降的趋势，与硬度结果一致。这可能是由于硬度和咀嚼性之间呈正相关，两者在相同条件下变化趋势一致。

剪切力的变化能够反映物质的骨架变化，由图2d可知，两种温度复水的香菇其剪切力在复水初期都发生了下降，这与咀嚼性的前部分趋势相同。但是在复水中后期，咀嚼性无变化，剪切力反而整体上升，结合持水率和微观结构数据分析，主要是由于咀嚼是模拟人口腔牙齿与物质位移变化的过程，这期间很少涉及到“切断”的过程，而剪切是模拟人口腔牙齿咬断物质的运动，本质上是“切断”的过程。所以剪切力会更受物质微观结构的影响。García-Segovia等对常规复水和真空复水（5、15、20 min，30、40、50 ℃）香菇的剪切力进行了分析，其结果与本研究相似，两种复水方式下香菇的剪切力均在测试时间内发生了下降，而常规复水更为明显。

香菇细胞壁含有大量的香菇多糖，其中包括了香菇

-葡聚糖、甘露糖和几丁质，

-葡聚糖是细胞壁的骨架并在水中呈刚性三螺旋结构，以

-葡聚糖为主体，细胞壁的多糖之间的交联有3 种形式，正是因为细胞壁各组分之间相互交联和应力平衡保持了细胞壁的弹性和骨架。但细胞壁组成和交联以及应力的变化同样也会导致细胞骨架的变化。几丁质在细胞壁中占比不高，但其与

-葡聚糖交联形成的细胞骨架却是决定细胞壁物理性质的重要因素，在食用菌中，几丁质与

-葡聚糖和蛋白质形成复杂的纤维骨架网络结构，并由于几丁质、葡聚糖和蛋白质能够相互交联，葡聚糖-几丁质复合物具有良好的吸附性和生物相容性从而加固细胞壁的骨架，并将水分吸收并截留于中层和内层，进一步解释了香菇在复水过程中其持水率（图1）和剪切力（图2d）升高的原因。

03

复水过程对香菇色泽的影响

褐变反应是促使干制品变色的一个主要原因，香菇干制过程中的褐变主要是美拉德反应造成的非酶促褐变，脱水干制时高温和残余水分中反应基团的浓度对美拉德反应有促进作用。如表1所示，40 ℃复水的香菇菌盖

L

*值在复水5 min后持续高于100 ℃复水的香菇盖，并于30 min达到亮度峰值，40 ℃复水的香菇菌盖褐变指数与

a

*和

b

*值在整个复水过程中呈现相同趋势，均为先升高（5～30 min）后整体降低（30～180 min）（

P

＜0.05），并高于同时间100 ℃复水的香菇，主要是由于亮度提升的同时其红度和黄度也在上升，造成总褐变指数的上升。内褶部分的亮度结果与菌盖部分相似，40 ℃复水的香菇内褶亮度在同一时间始终高于100 ℃复水香菇，褐变指数始终低于100 ℃，但40 ℃内褶的褐变指数并无显著差异（

P

＞0.05）。Kotwaliwale等研究也得到相似结果，这主要是由于复水过程中会有菌盖中褐色物质的溶解，使其附着于内褶上，但内褶本身的亮度较高，使得有轻微的亮度下降或褐变就非常明显。

04

复水过程对香菇抗氧化活性及蛋白质溶出量的影响

香菇中因有麦角甾醇、可溶性糖等成分，使其具有抗氧化等作用，且香菇在干制过程中，由于美拉德反应使得干香菇所具有的抗氧化能力更佳，可以通过ABTS阳离子自由基和DPPH自由基的清除能力反映。由图3a、b可知，于40 ℃复水的香菇其ABTS阳离子自由基、DPPH自由基的清除率均高于100 ℃中复水的香菇，其中30 min后，两种温度复水香菇的自由基清除率均发生显著下降（

P

＜0.05），主要是由于高温及长时间的复水，导致能够产生生理活性作用的多糖以及蛋白溶于复水溶液中，这一点从图3c能够得到验证。

香菇中含有多种功能性蛋白，在其复水过程中由于复水时间及温度等原因会造成“沥出现象”，通过测定复水液中可溶性蛋白的含量能间接反映香菇中可溶性蛋白相对保留程度。如图3c所示，两种温度条件下可溶性蛋白溶出量都呈现持续上升的趋势，但40 ℃条件下溶出缓慢，5 min和180 min可溶性蛋白溶出极差仅为1.77 mg/g，且90 min之后溶出量变化较小（0.29 mg/g）；而100 ℃条件下溶出量和速率均较高，5 min和180 min可溶性蛋白溶出极差为4.73 mg/g，且组内各时间的溶出量均有显著差异（

P

＜0.05），表明复水温度越高，随着复水时间的延长，溶出量急速增加，复水液中的可溶性蛋白质含量越多，这一结果与陈千祥等的结果一致。

05

复水过程对香菇微观结构的影响

荧光增白剂28是一种非特异性荧光染料，可结合细胞壁中的纤维素和几丁质，从图4可明显看出，复水初期，细胞之间紧密连接，逐渐升温或延长复水时间其细胞之间的连接发生松动，骨架松散，于100 ℃条件下复水的图像更为明显。其结果与质地结果相对应，由于葡聚糖及几丁质的交联作用，复水中后期细胞壁骨架相较于复水中期更加紧密。

06

复水过程对香菇风味的影响

6.1 游离氨基酸

香菇中含有丰富的氨基酸，如谷氨酸、缬氨酸和甘氨酸等，本研究以谷氨酸为标准氨基酸制作标准曲线，对不同复水条件下香菇中的游离氨基酸含量进行定量分析。如图5所示，复水初期及后期两种温度复水的香菇其游离氨基酸含量相差较小，30 min时，于40 ℃复水的香菇其游离氨基酸含量达到峰值，并显著高于其他时间组（

P

＜0.05），之后开始缓慢下降，在100 ℃复水的氨基酸含量在复水前期和中期虽具有显著变化（

P

＜0.05），但5 min和180 min的含量变化极差仅为6.24 μg/100 g，而40 ℃复水180 min和30 min含量变化极差为140.43 μg/100 g。主要是因为氨基酸含量与美拉德反应程度相关，高温复水过程中，热敏性氨基酸发生转化、氧化或流失，而不充分的复水（即未达到复水平衡）又难以激发呈味氨基酸的风味。

6.2 电子舌分析结果

食物中的呈鲜味物质来源主要是氨基酸、核苷酸和鲜味寡肽。如图6a所示，各处理组之间的鲜味、咸味和丰富度滋味均具有差异。图6b显示主成分PC1的方差贡献率为44.5%，PC2的方差贡献率为32.9%，总方差贡献率大于70%，表明降维后的数据能够反映出原始数据的整体信息，贡献影响因子在图6b中以线段表示，其中越靠近样品所在坐标轴，说明影响因子对其影响越大，40 ℃ 5 min组、40 ℃ 30 min组和100 ℃ 5 min组最接近X轴，100 ℃ 90 min组和100℃ 180 min组相接近，滋味相似；100 ℃ 30 min组较其他组较远，位于第3象限。40 ℃ 5 min组和40 ℃ 15 min组主要受咸味和鲜味的影响，40 ℃ 5 min组、40 ℃ 90 min组、100 ℃ 90 min组和100 ℃ 180 min组主要受酸味影响较大。

如图6c所示，鲜味强度值在40 ℃复水的香菇中呈现先升高后降低的趋势，于100 ℃复水的香菇中呈现逐渐降低的趋势（

P

＜0.05），且同一时间点，40 ℃复水香菇的鲜味强度值均高于100 ℃复水香菇，特别是15 min时，40 ℃复水香菇的鲜味强度是100 ℃的1.88 倍。这主要是由于复水前期，水分未更多地进入香菇，使得香菇中的呈鲜味物质没有过多的溶于复水液中，并保留了部分干香菇的鲜味特性，随着温度的升高及复水的进行，鲜味强度变化与刘常园采用煮制、复热方式对香菇汤品质影响的研究结果相似，伴随着煮制的进行或温度的升高，鲜味物质溶于复水剂中，甚至有的鲜味物质发生了分解，使得香菇中保留的呈鲜味物质强度发生下降，这一结果与游离氨基酸结果相印证。

6.3 挥发性化合物分析结果

在干制过程中，容易引起风味物质挥发，通常干制品的风味物质比新鲜制品更少，但是在干制的过程中会产生特殊的气味，如热处理会带来硫味和焦香味等。香菇的风味成分较其他食用菌更为丰富且更特殊，并由于干制过程中发生美拉德反应和脂肪酸氧化裂解作用，使得干香菇的风味不同于鲜香菇。鲜香菇中和完全干制的干香菇中有俗称的“霉臭味”，没有香菇独特的气味，但干香菇复水后其特征性风味会释放出来。

香菇的风味物质经气相色谱-质谱分析，各组分质谱经计算机NIST谱库检索，检测出123 种挥发性风味化合物，对复水过程香菇挥发性风味物质进行分类及含量变化分析，结果如图7a所示，其中烷烃类25 种、烯烃类7 种、醇类24 种、醛类23 种、酮类7 种、酮类12 种、硫化物12 种、酯类7 种、苯系物17 种。干香菇中含硫化合物含量较高，因香菇在焙烤及干制过程中会造成氨基酸和肽类物质的降解以及美拉德反应等，导致产生大量的挥发性化合物。40 ℃复水香菇的主要挥发性成分为含硫化合物，其次是醛类，而100 ℃复水的香菇其硫化物含量较低，主要挥发性成分为苯系物（图7a）。八碳含硫化合物主要是由前体物质香菇酸于谷氨酸转肽酶的作用下产生的二硫杂环丙烷中间体聚合而成，其中香菇精是香菇的主要风味物质之一，由于其易挥发性和高温易分解性，导致其在高温条件下复水含量较低。香菇精在高温中易分解为具有洋葱气味的二甲基二硫和二甲基三硫，随着复水时间的延长和温度的升高，香菇精的含量逐渐下降，二甲基二硫和二甲基三硫的含量随之增加。3-甲硫基丙醛具有焦香味，于40 ℃复水时含量较大，而于100 ℃复水时含量较小甚至无检出，说明其也具有高温不稳定性。

醇类化合物通常对美拉德反应体系风味的香气贡献较小，直链醇风味阈值较高，相对的气味会较弱，但随着碳链的增长其气味也会增强，对复水过程中香菇挥发性化合物进行聚类分析，结果如图7b所示，八碳醇化合物也是香菇特征性风味物质之一，而其前体物质主要是不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸在有氧气存在时经过自身的脂肪氧合酶及氢过氧化物裂解酶等作用形成八碳化合物，由于热稳定性差和易氧化的特性，其在鲜香菇焙烤过程及干制过程中大量损失，所以于复水香菇中存在较少。蘑菇醇和3-辛醇的含量与温度相关，图7b结果表明随着复水温度的升高，其含量下降甚至未检出，这一结果与Luo Dongsheng和Hou Hui等的研究结果相似。香菇中八碳酮类化合物中占主导地位的是3-辛酮，但是3-辛醇易被氧化及高温分解挥发，在热风干制后的香菇中含量较少，所以在所有处理组中均无检出。

醛类化合物通常是由脂肪的自动氧化所生成，通常阈值较低，多数具有油脂香和清香等，对肉制品或烘培产品的风味形成具有一定的促进作用。很多Strecker醛（如苯甲醛和苯乙醛等）本身及其反应产物对于风味生成具有积极作用。苯甲醛是干香菇中最多的挥发性物质，具有油脂味和鸢尾似香；苯乙醛具有青草香气，图7b显示，苯甲醛在100 ℃ 5 min具有相对其他组更高的含量，苯乙醛在40 ℃复水的香菇中普遍存在，于100 ℃复水的香菇中仅在5 min和90 min时存在，5 min时可能是由于保留有干香菇的风味物质。低浓度的己醛能够提供清香，但浓度较高会产生类似腐臭味，图7b中显示100 ℃相对40 ℃复水具有较高的己醛含量。挥发性物质中的其他烃类、醛类、酮类及酯类等，主要是由脂肪酸氧化分解而生成，在香菇中能够协调风味，但是含量过高，则会造成风味的劣变。由图7a能够看出，烷烃的种类最多，其次是醛类和醇类。烃类化合物是氨基酸及脂肪氧化后期的产物，醛类物质除了来自不饱和脂肪酸的降解，还有的来自Strecker降解。100 ℃复水的香菇，其烃类化合物含量明显高于40 ℃复水的香菇，说明其劣变风味更为突出明显。

综上，于40 ℃复水的香菇其风味较100 ℃复水的香菇更浓郁，且根据各类化合物相对含量以及特征化合物的气味并结合电子舌结果综合分析，于40 ℃中复水30 min的香菇在风味上优于其他各组。

07

相关性分析结果

为进一步明确品质和风味等指标之间的相关性，对40 ℃和100 ℃复水条件的结果（除微观结构外）进行了Spearman相关性分析。通过筛选|r|＞0.5、

P

＜0.05的数据绘制相关性网络，如图8所示，其中红色表示正相关，绿色表示负相关，无显著相关性的在网络图中没有体现。以40 ℃为复水温度时，复水比与咀嚼性、硬度、内部

L

*值和褐变指数以及鲜味强度等呈负相关，而与酮类含量和蛋白溶出量等呈负相关。但以40 ℃为复水温度时，复水比与内部褐变指数呈正相关，而与外部

L

*值和褐变指数呈负相关。而在持水率方面，40 ℃为复水温度时，持水率与咀嚼性呈正相关，与弹性呈负相关，而与其他质地指标无相关性；100 ℃为复水温度时，持水率与质地指标之间无相关性。上述相关性分析与品质研究结果一致，这是因为100 ℃为复水温度时，持水率的变化幅度相对质地较大，相互之间没有关联性。而风味与营养物质含量之间的关系相比质地与复水特性之间更为明显。两种温度条件下，鲜味强度均与自由基清除率呈负相关，而与蛋白溶出量呈正相关。

结论

复水是干香菇被加工利用之前必须进行的一个处理过程，复水条件直接影响制品的品质和风味等。曾有学者研究了不同复水方式、复水温度以及不同产地香菇的复水品质，主要研究了复水过程的复水比、持水率和特征化合物等，缺乏对品质变化的原理分析和各指标之间的关联性分析。本研究对比分析了干香菇在两种常用的复水温度中进行不同时间复水后香菇的复水特性、质地、色泽、滋味和风味的差异，结果表明，于100 ℃中对香菇进行复水，虽能够使其快速达到高的复水比，但其细胞壁骨架会被破坏，且香菇本身的营养物质会大量溶出，特征性风味物质含量和鲜味强度也相应降低，其加工性能受到严重破坏。而于40 ℃中复水的香菇其复水比和持水率在复水90 min达到峰值，而30 min之前，香菇的菌丝体未舒展开，未能达到可加工利用的程度，且其抗氧化性和鲜味感受强度在复水30 min后突然下降，氨基酸含量于30 min达到峰值。30 min在整个40 ℃复水过程中相当于一个“分界线”，在此时间后发生品质下降、风味劣变和营养损失等。综上，40 ℃ 30 min是干香菇于加工之前进行复水的良好复水条件。

本文《香菇复水过程中质地及风味变化》来源于《食品科学》2025年46卷3期46-55页，作者：李倩钰，曹雪慧*，禚秋辰，尤开艳，梁志棠，朱丹实。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20240627-190。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：刘芯；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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