《Journal of Stored Products Research》：Moisture migration and quality evolution of
Stropharia rugosoannulata during hot air and vacuum drying: An LF-NMR approach
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本研究探讨热风干燥（HAD）与真空干燥（VD）在50-70°C下对香菇（Stropharia rugosoannulata）干燥动力学、颜色、微观结构及营养成分的影响，结合低场核磁共振（LF-NMR）分析水分迁移规律。结果表明HAD在干燥效率、颜色保留（ΔE值更小）、微观结构完整性和多糖保留率方面优于VD，而VD对酚类物质保留更佳。60°C热风干燥为最优条件，水分迁移有序性高，显著减少组织损伤。验证了水分迁移与品质演变的内在关联，为工业干燥工艺优化提供理论依据。
Kuncan Yu|Shidan Zhang|Xiufang Bi|Chunlei Ni|Xi Cao|Yuanyuan Liu
中国四川省成都市西南民族大学药学院与食品学院，邮编610225
摘要
本研究假设Stropharia rugosoannulata在干燥过程中的特定水分迁移模式与其物理化学性质和营养价值的演变密切相关。为了验证这一假设，系统评估了两种干燥方法——热风干燥（HAD）和真空干燥（VD）在50、60和70°C下的干燥动力学、颜色、微观结构、水分迁移性和营养成分保留情况，并利用低场核磁共振（LF-NMR）技术来阐明水分动态变化。结果表明，HAD优于VD，具有更快的干燥速率、更低的颜色降解（ΔE值更小），以及更好的微观结构和完整性保持能力。LF-NMR显示，干燥过程中自由水被有效去除，部分转化为固定水和结合水，而VD则表现出不规则的水分迁移和较高的残余水分含量。可溶性总蛋白、粗多糖和酚类物质的含量随干燥时间减少，其中HAD在蛋白质和多糖的保留方面表现更优，而VD在酚类化合物的保留方面表现更好。在所有处理方法中，60°C下的HAD被认为是最佳条件，其颜色变化最小、收缩程度最低、水分迁移最均匀、粗多糖保留率最高。这些发现证实了S. rugosoannulata在干燥过程中水分迁移与质量演变之间的内在联系，为优化工业干燥工艺提供了理论基础，以实现效率与质量保护的平衡。
引言
Stropharia rugosoannulata是国际市场上十大畅销蘑菇之一。作为一种新型可食用真菌，近年来其市场需求持续增长，栽培面积不断扩大（Liu等人，2024年）。由于其高营养价值（包括降低血液胆固醇和净化血液的作用，Hou等人，2021年），它在膳食营养供应、生物活性化合物提取、功能性食品生产和风味食品加工等领域具有广泛的应用潜力（Huang等人，2023年）。然而，新鲜S. rugosoannulata的高水分含量和旺盛的呼吸代谢会导致采后品质迅速下降，如褐变、软化、细胞组织结构破坏和脱水，这限制了其市场潜力的充分发挥和资源价值的深度挖掘（Wang等人，2021b年），因此迫切需要通过干燥（Zhang等人，2026年）和包装（Mar?al等人，2021年）等手段来延长保质期和扩展产业链。目前关于S. rugosoannulata的研究主要集中在种植优化方面（Jin等人，2023年），而对其深入加工的研究仍然较为缺乏。
干燥是一种安全有效的可食用真菌储存方法，可将真菌的水分含量降至10%以下，从而实现长期储存，并使其在收获季节之外也能被利用（Dong等人，2017年）。在现有的可食用真菌干燥技术中，热风干燥（HAD）因其操作简单、控制容易和成本低廉而最为流行（Bi等人，2022年）。然而，过长的干燥时间往往会降低产品质量，导致颜色降解（Guo等人，2021年）、结构收缩（Duan等人，2025年）和营养成分的热降解（Zhong等人，2025年）。替代技术如真空干燥（VD）通过在较低压力和温度下脱水，更好地保护了热敏感化合物、颜色和风味（Zhang等人，2025a年）。此外，VD的封闭系统操作还能减少微生物污染和氧化损伤（Demiray和Ko?，2021年）。尽管如此，干燥参数（如温度、方法）与最终产品质量（特别是水分迁移动态、营养成分保留和微观结构）之间的相互作用对于S. rugosoannulata>仍知之甚少。
值得注意的是，水分迁移与干燥产品的质量密切相关，而低场核磁共振（LF-NMR）提供了一种强有力的分析工具。先前的研究已利用LF-NMR研究了Tricholoma matsutake（Guo等人，2018年）、青椒（Li等人，2024a年）、菊花（Xu等人，2023年）、树莓（Sun等人，2021b年）等食品在干燥过程中的水分相变、分布和迁移性。这些研究表明，干燥产品的关键物理化学性质（如质地（Sun等人，2021b年）、微观结构（Zhang等人，2025c年）、营养成分（Zhang等人，2019年，如蛋白质和多糖）等直接与水分迁移相关，进而影响消费者的接受度。虽然已有研究关注了S. rugosoannulata的风味和感官变化（Hu等人，2020年；Liu等人，2022c年），但将LF-NMR与营养成分和结构分析相结合的系统性研究仍然不足。
因此，本研究综合评估了不同温度（50–70°C）下的HAD和VD方法，结合LF-NMR技术对水分迁移性进行分析，并通过多维度质量评估（颜色、微观结构和营养成分保留）进行综合分析。通过阐明干燥动力学、水分迁移与产品质量之间的关联，本研究不仅验证了HAD和VD用于干燥S. rugosoannulata的可行性，还重点分析了这两种干燥过程中S. rugosoannulata>的水分迁移规律及质量-营养成分演变特征，这是本研究的核心创新点。最终目标是建立一种既能提高效率又能保证优质产品的优化干燥工艺，为工业规模化生产提供实用指导。
材料
新鲜S. rugosoannulata购自中国四川省成都市白家市场。为确保样品的物理性质一致，选择了无虫害和机械损伤、品种、大小和颜色均匀的新鲜采收样本。实验前清理了菌柄上的附着土壤。
干燥程序和样品处理
新鲜S. rugosoannulata采用热风干燥设备（LD0-9246A，上海龙越仪器设备有限公司）进行处理
水分含量的变化
图1显示了S. rugosoannulata在HAD和VD处理过程中的水分含量变化。两种干燥方法都能显著降低样品的水分含量。与其他食品材料类似，水分含量在干燥初期下降迅速，随后逐渐减缓。各组的水分含量从9.0克水/克固体降至低于0.13克水/克固体。在干燥时间方面，HAD70和VD70所需时间最短
结论
本研究探讨了50–70°C下热风干燥（HAD）和真空干燥（VD）对Stropharia rugosoannulata干燥行为、品质和营养成分保留的影响。利用低场核磁共振（LF-NMR）分析了水分迁移情况。结果表明，HAD在干燥效率、颜色保持、微观结构完整性和水分去除均匀性方面优于VD。HAD促进了水分从自由态向结合态的有序迁移，减少了结构损伤。而VD则
作者贡献声明
Kuncan Yu：撰写、审稿与编辑、软件操作、数据整理。Shidan Zhang：软件操作、方法设计、数据分析。Xiufang Bi：监督、资源协调、概念构思。Chunlei Ni：撰写、审稿与编辑、验证、方法设计。Xi Cao：撰写、审稿与编辑、监督。Yuanyuan Liu：撰写、审稿与编辑、资金筹集。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了四川省科技计划（项目编号：2025ZNSFSC1054）的支持
