香菇柄成松设备及工艺试验研究

【摘要】香菇是传统的食用菌,也是中国的特产之一,中国是香菇种植第一大国,近几年香菇产量均超过100万吨,产量占据全球70%以上。香菇柄是香菇菌盖以下的部分,约占实体干重的1/4-1/3。香菇柄中含有丰富的游离氨基酸,多糖、亚油酸、膳食纤维等营养物质,由于香菇柄口感较差,不宜直接食用,香菇加工过程中常将菇柄剪去,绝大多数菇柄被废弃,造成极大资源浪费。实践表明,将香菇柄加工成松能显著改善适口性,但成松加工依然以传统手工加工为主,其生产效率低下,不符合市场化规模生产要求。因此,迫切需要采用机械化成松方法。鉴于此,本文的研究目的及意义在于探索香菇柄成松最优工艺参数及研制成松设备。香菇柄的剪切强度、抗拉强度等力学特性是香菇柄加工成松利用的重要依据,而含水率是影响其力学特性的重要因素。本文测定了114个不同含水率样本的剪切强度,119个不同含水率样本的抗拉强度,探讨含水率对这些特性的影响规律。结果表明,当香菇柄含水率为17.46%～83.34%时,对应的剪切强度4.11MPa～0.44MPa;含水率为13.86%～89.52%,对应的抗拉强度为3.36MPa～0.18MPa;香菇柄含水率对抗拉强度和剪切强度的影响极显著(p<0.01),含水率越低,抗拉强度和剪切强度越大；剪切强度与含水率的拟合曲线为y=-1.6571n(x)+7.9645(R2=0.8441)；抗拉强度与含水率关系的拟合曲线为y=-0.8941n(x)+4.5114(R2=0.5802)。借鉴肉松加工技术,采用揉搓加工原理,结合香菇柄剪切和拉伸力学特性,设计了对辊式与螺旋式成松设备并完成试验样机加工制造。利用成松设备进行试验,结果表明：双滚筒钉齿式成松设备双滚筒相向或同向转动,能将含水率低的菇柄块状尺寸变小；对辊式方案对含水率高的菇柄加工几乎无效果,双滚筒同向转动方案能将含水率高的菇柄搓散,但容易粘在快辊钉齿上。单滚筒螺旋式成松设备能将含水率低的菇柄搓成粉末,加工物仅部分呈丝状；含水率高的菇柄加工存在出料困难的问题。综上,采用揉搓原理设计的两台成松设备均未能达到预期效果。以双剪干香菇柄为试验材料,采用高速打击原理,利用小型多功能粉碎机进行打击成松试验,试验达到预期效果,并通过进一步试验确定了香菇柄成松工艺。为研究香菇柄最优成松工艺参数,提出了一种香菇柄成松质量的客观评价方法,并据此对香菇柄打击成松工艺进行了试验研究。结果表明：香菇柄经打击成松后,样品的堆积密度以及采用质构仪测定的硬度、粘附性、内聚性、弹性、胶粘性、咀嚼性、起始模量等质构特性指标存在较强的相关性,堆积密度和硬度可以作为香菇柄打击成松效果的客观评价指标；香菇柄打击成松质量与菇柄含水率、打击时间有关,水分过高或过低、打击时间过长,均不利于成松；当香菇柄含水率为57.41%,打击时间为5s,香菇柄松的堆积密度和硬度最小,即成松质量最好,其堆积密度和硬度分别为0.127g/cm3、17.5N；以林鹤牌太仓式肉松品质为标准,32个香菇柄松样本与肉松一一对比分析,通过建立目标函数的方法得出香菇柄含水率57.41%,打击时间5s的样本目标函数值最小为17.333,即成松质量与肉松最接近。本文试验条件下,成松效果最优的工艺参数为含水率57.41%,打击时间5s。该工艺参数可以为香菇柄成松机械研制提供参考依据。
【作者】董全胜；
【导师】谭鹤群；
【作者基本信息】华中农业大学，农业机械化工程，2014，硕士
【关键词】香菇柄；成松；设备；工艺；质量评价；质构特性；

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