香菇柄纖維擠出低聚化作用及工藝優化

劉婷婷，戴 龍，王慶慶，王大為*

香菇柄纖維擠出低聚化作用及工藝優化

劉婷婷，戴 龍，王慶慶，王大為*

（吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130118）

利用單螺桿擠出對香菇柄纖維進行 低聚化處理。采用黏度法測定纖維的聚合度及平均 相對分子質量，以聚合度為響應值，通過響應面試驗，分析擠出溫度、物料粒度、液固質量比對低聚化效果的影響。結果表明：當擠出溫度162 ℃、物料粒度0.147 mm（100 目）、液固質量比1.43∶1時，香菇柄纖維低聚化效果最佳，香菇柄纖維聚合度由1 278降低至2 02，平均相對分子質量由207 054降低至32 7 42。通過掃描 電子顯微鏡觀察，擠出低聚化香菇柄纖維結構呈疏松多孔狀。紅外光譜研究結果表明擠出低聚化處理對香菇柄纖 維分子 結構無明顯 破壞作用，但有少部分半纖維素發生降解。低聚化香菇柄纖維的持水力、 持油力、膨脹力均較未處理樣明顯提高。

香菇柄；纖維；擠出；低聚化

香菇是一種藥食兼用的名貴真菌，是世界第二大食用菌，也是中國特產食用菌之一[1]。香菇柄約占香菇干質量的23%～25%，每100 g干香菇柄含糖類物質73 g、蛋白質6.8 g、脂溶性成分2.68 g、灰分6.1 g以及豐富的維生素、礦物質[2]，其中膳食纖維的含量遠超過菇傘部分。商品香菇加工過程中大多數菇柄沒有被充分地開發和利用，全國每年廢棄的香菇柄達數萬噸[3]，造成了極大的資源浪費。高品質的膳食纖維是具有預防 心血管疾病、癌癥、糖尿病以及其他疾病的功能[4]，以及清潔腸道、稀釋和加速食物中有毒有害物質的排泄等作用[5]。膳食纖維主要來自于植物的細胞壁，包含纖維素、半纖維素、樹脂、果膠及木質素等[6]，是不能被人體利用的非淀粉多糖，即不能被人類消化酶所消化。多糖的生理活性與其聚合度及相對分子質量有關[7]，相對分子質量大于十萬的多糖，其生物活性較低，甚至無生理活性。因而未經任何處理的膳食纖維中可溶性膳食纖維含量較少，則上述保健作用不明顯。與傳統的化學法、酶法進行纖維低聚化不同[8-9]，單螺桿高溫高壓擠出能大幅度降低纖維的聚合度及相對分子質量，使一部分不溶性膳食纖維轉化為可溶性膳食纖維[10]，無化學試劑污染，為膳食纖維在食品生產中的應用提供前提和保證。香菇柄擠出低聚化處理后改善其粗韌難嚼的口感，增加食用價值，提升其加工品質，提高香菇柄的附加值。目前對香菇柄纖維擠出低聚化的研究還鮮有報道。因此，本研究采用單螺桿擠出技術對香菇柄粉進行高溫高壓擠出處理，使其聚合度降低、相對分子質量減少，并通過紅外光譜、電子顯微鏡掃描對擠出后香菇柄纖維微觀結構進行分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干香菇柄為市售無蟲蛀、無霉變、當年產干制品。

可溶性淀粉、硫氰酸銨 天津市北方天醫化學試劑廠；氯化鋇 天津市福辰化學試劑廠；硫酸銅 沈陽市東興試劑廠；氨水、濃硫酸、氫氧化鈉、無水乙二胺、碘化鉀、冰醋酸、硫代硫酸鈉 北京化工廠。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

JC-60單螺桿擠出機 長春市盛達食品工業研究所；Q-250A3高速多功能粉碎機 上海冰都電器有限公司；GB1302型電子精密天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；DZF-6050型真空干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；PHS-3TC微型數顯酸度計 上海天達儀器有限公司；HZS-HA水浴振蕩器 哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司；1835型烏氏黏度計 浙江臺州椒江玻璃儀器廠；IR Prestige傅里葉變換紅外光譜儀、SSX-550掃描電子顯微鏡 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 原料預處理

香菇柄用流動水反復進行漂洗除去原料中的泥沙、草屑等雜質，然后于40 ℃條件下烘干處理，至水分含量質量分數6%～8%為宜。然后粉碎、篩分，得到粒度分別為0.246（60 目）、0.175（80 目）、0.147（100 目）、0.125（120 目）、0.106 mm（140 目）的香菇柄纖維粉，冷藏備用。

1.3.2 香菇柄纖維擠出低聚化工藝條件優化

1.3.2.1 單螺桿擠出單因素試驗設計

采用等距單螺桿擠出機對香菇柄纖維進行低聚化處理，影響香菇柄纖維擠出低聚化效果的主要因素有擠出溫度、物料粒度、液固質量比，以擠出物聚合度作為考核指標，考察各因素對低聚化效果的影響。

擠出溫度對香菇柄纖維聚合度的影響：在液固質量比1.4∶1，物料粒度0.147 mm（100 目）條件下，考察擠出溫度130、140、150、160、170 ℃對香菇柄纖維聚合度的影響。

物料粒度對香菇柄纖維聚合度的影響：在擠出溫度160 ℃，液固質量比1.4∶1條件下，考察物料粒度0.246（60 目）、0.175（80 目）、0.147（100 目）、0.125（120 目）、0.106 mm（140 目）對香菇柄纖維聚合度的影響。

液固質量比對香菇柄纖維聚合度的影響：在擠出溫度160 ℃，粒度0.147 mm（100 目）條件下，考察液固質量比1.2∶1、1.3∶1、1.4∶1、1.5∶1、1.6∶1對香菇柄纖維聚合度的影響。

1.3.2.2 響應面優化試驗設計

在單因素試驗基礎上，采用三因素三水平Box-Behnken試驗設計方法，以擠出溫度（A）、物料粒度（B）、液固質量比（C）為變量，以擠出物聚合度為考核指標，確定最佳擠出低聚化條件。試驗因素及編碼水平見表1。

表1 香菇柄纖維響應面分析試驗設計因素和水平Table 1 Factors and levels used for response surface analysis experimental design

1.3.3 香菇柄纖維聚合度的測定

1.3.3.1 香菇柄纖維-銅乙二胺溶液的制備

稱取粒度0.147mm的香菇柄纖維2.00 g，105 ℃烘20 min后置于干燥器中冷卻15 min，準確稱取0.080 0 g，置于有蓋容器中，加銅粒約20 顆（銅粒使用前依次用濃硝酸、無水乙二胺溶液浸泡，用蒸餾水反復洗滌）、20 mL蒸餾水、20 mL銅乙二胺溶液（1 mol/L），攪拌1 h，使試樣全部溶解，配成質量濃度約0.002 g/mL的香菇柄纖維-銅乙二胺溶液[11]。

1.3.3.2 黏度計的校準

用質量分數65%的甘油水溶液、蒸餾水和稀釋一倍的銅乙二胺溶液（0.5 mol/L），在（25±0.1）℃條件下，分別用校準用黏度計（直徑（0.57±0.002）mm）及測定用黏度計（直徑（0.8±0.05）mm）測其流出時間，按式（1）、（2）分別求出黏度計因子和黏度計常數。

式中：tkg為質量分數65%甘油在校準黏度計中流出時間/s；tng為質量分數65%甘油在測定黏度計中流出時間/s；tKCED為稀釋一倍的銅乙二胺溶液在校準用黏度計中流出時間/s。

1.3.3.3 香菇柄纖維聚合度的測定及相對分子質量計算用移液管準確吸取10 mL香菇柄纖維-銅乙二胺溶液于經校正、洗凈、干燥處理的黏度計中（直徑（0.57±0.002） mm），置于25 ℃恒溫水浴鍋中，垂直固定，溫度平衡后進行測定。取3 次測量值的平均值為最終結果，兩次測量值之差不大于較小值的0.4%[13-14]。

非牛頓流體在黏度計內因重力作用而流出時，遵守Poiseuille定律[17]，即：

式中：ηr為相對黏度；hn校準時測得的測定用黏度計常數；tn為試樣溶液流過測定用黏度計的流出時間/s。

根據相對黏度ηr，參考GB/T 5888—1986《苧麻纖維素聚合度測定方法》中的ηr與[η]×C換算表，查出ηr對應的[η]×C值（其中C和[η]分別為從換算表中查到的試樣質量濃度值和特性黏度值），按公式（4）計算特性黏度[15-16]：

式中：[η]’為特性黏數；C’為香菇柄纖維-銅乙二胺的實際質量濃度/（g/mL）。

[η]’與高聚物平均聚合度DP之間的經驗關系可用Mark方程表示為：

根據纖維素、聚合度與特性黏度的關系式，求得聚合度，再根據公式（6）求出樣品的相對分子質量。

式中：M為相對分子質量；162為纖維素結構單元分子式縮寫為（C6H10O5）n，相對分子質量為162n；18為纖維素兩端葡萄糖基相對分子質量增值之和。

1.3.4 香菇柄纖維物性分析

1.3.4.1 持水力的測定

準確稱取105 ℃條件下干燥至恒質量的物料0.50 g（m0），置于50mL燒杯中，向其中加入20mL蒸餾水，密封后室溫條件下浸泡12 h，然后用濾紙除去水分，稱量樣品的質量（m1）。按公式（7）計算持水力。

1.3.4.2 持油力的測定

準確稱取105 ℃條件下干燥至恒質量的物料0.20 g（m0），放入50 mL離心管中，加入豆油10 mL，使之混合均勻，密封后37 ℃條件下靜置1 h，3 800 r/min條件下離心20 min，棄去上層油脂，稱量剩余殘渣的濕質量（m1）。按式（8）計算持油力。

1.3.4.3 膨脹力的測定

準確稱取105 ℃條件下干燥至恒質量的物料0.50 g（m），置于10 mL量筒中，記錄樣品在自然堆積情況下的體積（V0），加入蒸餾水至10 mL刻度，搖勻后用薄膜密封，室溫條件下放置24 h，然后測定并記錄膳食纖維膨脹體積（V1）。按式（9）計算膨脹力。

1.3.5 香菇柄纖維掃描電鏡觀察

將樣品置于105 ℃烘箱中干燥至恒質量，挑取適量樣品黏于觀察臺上，采用離子濺射法對樣品進行表面鍍金，將其置于SSX-550掃描電子顯微鏡下觀察、拍照。采用加速電壓為15 kV，放大倍數分別為500 倍和1 000 倍，相應的標尺分別為20、10 μm。

1.3.6 香菇柄纖維紅外光譜分析

采用傅里葉紅外光譜法對香菇柄纖維中的官能團類型進行分析。分別稱取干燥后樣品2 mg，與200 mg干燥的溴化鉀粉末混合充分研磨均勻，然后壓制成直徑13 mm、厚度0.5 mm的薄片，在400～4 000 cm-1中紅外區掃描。

2 結果與分析

2.1 擠出單因素試驗

2.1.1 擠出溫度對聚合度的影響

圖1 擠出溫度對聚合度的影響Fig.1 Effect of extrusion temperature on the degree of polymerization

由圖1可知，當溫度范圍在140～160 ℃時，香菇柄纖維的聚合度隨著溫度的升高而降低；當溫度高于160 ℃以后，其聚合度逐漸升高。適當高溫處理可加快不溶性的纖維裂解為可溶性小分子的速率，可溶性成分增加[17-18]，當擠出溫度為160 ℃時香菇柄纖維聚合度降至最低。但當溫度高于180 ℃時，部分擠出物發生焦糊現象。

2.1.2 粒度對聚合度的影響

由圖2可知，粒度0.147 mm（100 目）時擠出物聚合度最低。較大粒度的香菇柄纖維在擠出腔內不易輸送，甚至發生倒流，且物料中心升溫緩慢，在較短的擠出過程中，降解反應不完全；粒度過小時，物料在擠出腔內打滑，輸送困難，導致物料在擠出腔內時間過長而焦糊。

圖2 粒度對聚合度的影響Fig.2 Effect of material particle size on the degree of polymerization

2.1.3 液固質量比對聚合度的影響

圖3 液固質量比對聚合度的影響Fig.3 Effect of solid to liquid ratio on the degree of polymerization

單螺桿擠出過程是高溫高壓的反應過程，對高纖維物料含水量的要求較嚴格，適當的液固質量比可使物料得到充分的潤濕、膨松，增大水蒸氣的切割力，更好的對物料進行改性處理[19]，有助于在外力作用下纖維束的打開和斷裂。過高的液固質量比，物料水分含量過大導致擠出溫度大幅度降低，剪切力減弱，不利于降低膳食纖維的聚合度。液固質量比較低，物料含水量過低，擠出機機筒內水蒸氣的含量過少，造成溫度快速升高，發生焦糊。由圖3可知，當液固質量比在1.2∶1～1.4∶1之間時，聚合度下降得較為明顯，當液固質量比是1.4∶1時低聚化效果最好，當液料比大于1.5∶1時，物料伴隨著水蒸氣一起噴出，無法正常操作。

2.2 單螺桿擠出香菇柄纖維工藝優化

2.2.1 數學模型的建立與顯著性檢驗

Box-Behnken響應面試驗結果見表2，方差分析結果見表3，可信度分析結果見表4。

對結果進行多元回歸擬合、方差分析及顯著性檢驗，得到以聚合度為目標函數，進行方差分析及顯著性檢驗，得到各條件編碼值的二元回歸方程：

Y=212.20-26.12A-7.75B-79.88C＋4.00AB-10.97AC＋14.00BC＋91.03A2＋11.27B2＋118.53C2

對響應面結果進行回歸分析，各因素對試驗的影響是否顯著可以通過P值確定。由上述表中結果可知，回歸模型（P＜0.000 1）達到極顯著水平，而失擬項大于0.05不顯著，說明回歸方程與實際情況擬合程度較好，試驗誤差小。因此可用該回歸方程代替試驗真實點對試驗結果進行分析，R2=99.74%，預測值與實測值之間具有高度的相關性，說明方程可靠性較高[20]。在回歸模型中，一次項A、B、C，交互項AB、AC，二次項A2、B2、C2均表現出了顯著水平。根據各變量顯著性檢驗P值的大小，可以按照各因素對香菇柄纖維聚合度影響程度由強到弱依次為液固質量比＞擠出溫度＞物料粒度。

表2 響應面試驗設計及結果Table 2 Response surface analysis experimental design and results

表3 回歸模型的方差分析Table 3 Variance analysis for the developed regression model

表4 回歸模型的可信度分析Table 4 Reliability analysis of the regression model

2.2.2 各因素的交互作用對香菇柄纖維的響應面分析

響應面圖可直觀反應各因素的交互作用[21]，在其他因素條件固定不變的情況下，對模型進行降維分析，考察各因素間的交互作用對響應值的影響。等高線直觀反映出各因素交互作用對響應值的影響，橢圓形等高線表示兩因素交互作用顯著，圓形等高線則相反。由圖4可知，擠出溫度（A）與物料粒度（B）之間以及物料粒度（B）與液固質量比（C）之間的交互作用顯著；擠出溫度（A）與液固質量比（C）之間的交互作用不顯著。

圖4 各兩因素交互作用響應面及等高線圖Fig.4 Response surfaces and contour plots showing the interactive effects of three factors on the degree of polymerization

2.2.3 擠出低聚化對香菇柄膳食纖維作用及工藝優化

求回歸方程3 個變量的一階偏導數，并設其值為0，得到三元一次方程組，求出最佳點的編碼值：

解得A=0.161、B=0.103、C=0.339，即擠出溫度161.61 ℃、物料粒度102.06 目、液固質量比1.43∶1。擠出后香菇柄纖維聚合度理論值196.186。為方便實際操作，將參數修正為擠出溫度162 ℃、物料粒度100 目、液固質量比1.43∶1，進行3 次平行實驗，得到香菇柄纖維聚合度平均值為202，與理論預測值接近，表明數學模型可行。各因素對香菇柄纖維聚合度影響程度由強到弱依次為液固質量比＞擠出溫度＞物料粒度。

通過黏度法計算出擠出前香菇柄纖維及最佳條件擠出后的香菇柄纖維聚合度（表5），可以得出擠出處理能大幅度降低香菇柄纖維的聚合度和平均相對分子質量，使聚合度由原來的1 278降到202，平均相對分子質量由207054降到32742。由表6、7可以看出擠出低聚化后香菇柄纖維的可溶性膳食纖維含量大幅度增加，持油力、膨脹力及持水力得到較大改善，實現了香菇柄纖維低聚化及功能化效果。

表5 聚合度和平均相對分子質量的測定結果Table 5 Results of molecular weight and DP

表7 香菇柄纖維物性測定結果Table 7 Physical properties of Lentinula edodes handle fiber

2.2.4 掃描電鏡觀察的結果

圖5 香菇柄膳食纖維掃描電鏡圖Fig.5 SEM images of Lentinula edodes handle dietary fiber before and after extrusion

圖5 是放大500 倍和1 000 倍的香菇柄纖維擠出前后電鏡圖。香菇柄纖維低聚化處理后，微觀結構發生了顯著的變化，平滑致密的形態變成了立體多孔型蜂窩狀結構。香菇柄纖維擠出過程中受高溫、高壓、剪切以及熔融等作用，緊密纖維結構被打開，結構斷裂、重組，降低了纖維的聚合度。這種多孔溝壑結構預示著纖維表面積大幅增加，導致持油力、膨脹力和吸附力得到較顯著的提高[22]。

2.2.5 香菇柄纖維紅外光譜分析結果

由圖6和圖7可知，香菇柄纖維均具有多糖的特征吸收峰，在3 200～3 600 cm-1處附近出現了由許多小尖峰組成的強寬峰，這是羥基（O-H）的特征峰，說明纖維中存在著處于締合狀態的分子間氫鍵，在高溫、高壓擠出作用下，香菇柄纖維中多糖糖苷鍵斷裂，生成的游離羥基增多，從而使其羥基的吸收峰增強。在2 929.87 cm-1處是碳水化合物和木質素中-CH2的C-H反對稱伸縮振動吸收峰[24]。圖6和圖7中1 647.21 cm-1及1 643.35 cm-1處的吸收峰是羰基的吸收峰，說明香菇柄纖維中有多糖吸收峰特征[25]。圖6中1 041.56～1 203.58 cm-1和圖7中1 041.28～1 153.43 cm-1處的吸收峰是由纖維素半纖維素的C-O伸縮振動吸收[23]。鄭建仙等[24]認為擠出處理后，纖維內部組成成分可以調整與重組，部分不溶性阿拉伯木聚糖會溶解或斷裂某些連續鍵轉變成可溶性阿拉伯木聚糖，但纖維聚合物的化學結構不發生變化[25]。對比擠出前后的紅外圖譜，相對應吸收峰波數峰形基本相似，說明擠出前后膳食纖維化學組分基本相同，符合上述觀點。所以擠出低聚化處理并沒有破壞分子內的官能團，仍較好地保護了纖維內部大部分的親水基團以及其他活性基團，這些活性基團對提高香菇柄纖維的持水力、膨脹力、吸附力具有重要作用。

圖6 擠出前香菇柄纖維紅外譜圖Fig.6 Infrared spectrum of Lentinula edodes handle fiber before extrusion

圖7 擠出后香菇柄纖維紅外譜圖Fig.7 Infrared spectrum of Lentinula edodes handle fiber after extrusion

3 討 論

3.1 以香菇柄為原料，利用單螺桿擠出技術降低香菇柄膳食纖維聚合度，通過響應面試驗，篩選最佳擠出條件為擠出溫度162 ℃、物料粒度0.147 mm（100 目）、液固質量比1.43∶1。擠出后香菇柄纖維聚合度由1 278降低至202，平均相對分子質量由207054降低至32 742，香菇柄纖維的可溶性膳食纖維含量大幅增加。

3.2 對香菇柄纖維微觀結構進行觀察，表明擠出前香菇柄纖維的結構較緊密、表面較平整，擠出后香菇柄纖維結構疏松多孔、有褶皺，預示其有利于水分滲入，提高其對水的束縛能力，因此擠出低聚化香菇柄纖維的持水力、膨脹力和持油力都有了較顯著的提高。

3.3 對香菇柄纖維官能團紅外光譜分析，結果表明香菇柄纖維具有羥基、醛基等糖類的特征吸收峰。擠出低聚化處理沒有破壞纖維分子結構及化學組成，仍然含有對提高膳食纖維的持水力、持油力、膨脹力具有重要作用的活性基團。

3.4 單螺桿擠出機的輸送能力低于雙螺桿擠出機，且不具備自潔能力，但剪切能力優于雙螺桿擠出機，可有效降低膳食纖維聚合度。本實驗目前只研究香菇柄纖維理化特性，還未進行功能性實驗，所以還需要進一步研究。

[1] 高虹, 史德芳, 何建軍, 等. 超微粉碎對香菇柄功能成分和特性的影響[J]. 食品科學, 2010, 31(5): 40-43.

[2] 劉存芳, 田光輝, 賴普輝. 香菇柄中營養成分的開發與利用綜述[J].科技信息, 2008(1): 34-35.

[3] 李星彩. 香菇柄中微量元素的測定[J]. 廣東微量元素科學, 2006, 13(7): 60-61.

[4] GALISTEO M, DUARTE J, ZARZUELO A. Effects of dietary fibers on disturbances clustered in the metabolic syndrome[J]. The Journal of Nutritional Biochemistry, 2008, 19(2): 71-84.

[5] 陳龍, 郭曉暉, 李富華, 等. 食用菌膳食纖維功能特性及其應用研究進展[J]. 食品科學, 2012, 33(11): 303-306.

[6] JOANNE S. Impact of the proposed definition of dietary fiber on nutrient databases[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2003, 16(3): 287-291.

[7] 杜麗平, 肖冬光. 生物活性多糖的研究現狀與展望[J]. 化工時刊, 2005, 19(4): 33-38.

[8] 張世仙, 張素英, 曾啟華, 等. 堿法提取茅臺酒糟中水溶性膳食纖維的工藝研究[J]. 中國釀造, 2011, 29(10): 126-128.

[9] 張津鳳. 玉米皮膳食纖維的雙酶法制備及其性質研究[J]. 食品研究與開發, 2007, 28(4): 97-101.

[10] 劉婷婷, 張傳智, 浦靜舒. 雙螺桿擠出工藝對米糠可溶性膳食纖維含量的影響[J]. 食品科學, 2011, 32(24): 41-45.

[11] 全國塑料標準化技術委員會. HG/T 2758—1996 乙酸纖維素稀溶液粘數和粘度比的測定[S].

[12] 全國塑料標準化技術委員會. GB/T 1632—1993 聚合物稀溶液粘數和特性粘數測定[S].

[13] 王大為, 張娜, 劉婷婷. 玉米皮多糖擠出低聚化的研究[J]. 食品科學, 2009, 30(2): 138-141.

[14] ALTAN A, KATHRYN L, MCCARTHY L, et al. Evaluation of snack foods from barley-tomato pomace blends by extrusion processing[J]. Journal of Food Engineering, 2008, 84(2): 231-242.

[15] 紡織工業部標準化研究所. GB/T 5888—1986 苧麻纖維素聚合度測定方法[S].

[16] 哈麗丹·買買提, 努爾買買提. 黏度法測定植物纖維素的聚合度[J].合成纖維工業, 2006, 29(1): 40-42.

[17] STOJCESKA V, AINSWORTH P, PLUNKETT A, et al. The effect of extrusion cooking using different water feed rates on the quality of ready-to-eat snacks made from food by-products[J]. Food Chemistry, 2008, 114(1): 226-232.

[18] 徐向宏, 何明珠. 試驗設計與Design-Expert、SPSS應用[M]. 北京:科學出版社, 2010: 149-155.

[19] 王大為, 杜彩霞, 周清濤, 等. 響應面法優化玉米皮纖維雙螺桿擠出工藝[J]. 食品科學, 2011, 32(18): 6-10.

[20] 王研. 高纖維即食玉米片生產新工藝的研究[D]. 長春: 吉林農業大學, 2012: 28-29.

[21] 郭振楚. 糖類化學[M]. 北京: 化學工業出版社, 2005: 106-119.

[22] SHI Ying, SHENG Jianchun, YANG Fangmei, et al. Purification and identification of polysaccharide derived from Chlorella pyrenoidosa[J]. Food Chemistry, 2007, 103(1): 101-105.

[23] 劉志廣, 張華, 李亞明. 儀器分析[M]. 北京: 大連理工大學出版社, 2007: 273-292.

[24] 鄭建仙, 耿立萍, 高孔榮. 蔗渣膳食纖維擠壓改性的研究(Ⅱ)[J]. 食品科學, 1996, 17(10): 11-14.

[25] 陳雪峰, 張振華, 王銳平. 蘋果膳食纖維制備中水溶性膳食纖維變化的研究[J]. 食品科技, 2010, 35(8): 117-120.

Optimization of Extrusion Parameters for Improved Oligomerization of Lentinula edodes Handle Fiber

LIU Ting-ting, DAI Long, WANG Qing-qing, WANG Da-wei*
(College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)

The oligomerization of Lentinula edodes handle fi ber was conducted through single-screw extrusion. Viscosity method was used to measure the degree of polymerization (DP) and molecular weight (MW) of extruded products. By using response surface methodology, the oligomerization efficiency of extrude Lentinula edodes handle fiber was investig ated as a function of e xtrusion temperature, raw material particle size and liquid to solid ratio. The results showed the best oligomerization effi ciency was achieved when the fi ber powder with particle size 0.147 mm (100 mesh) was extruded at 162 ℃ with a liquid to solid ratio of 1.43:1. It turned out that the DP dropped from 1 278 to 202, and the MW from 207 054 to 32 742. Scanning electron microscopy (SEM) observation showed the loose and porous structure of the extruded material, and the original molecular structure was not signifi cantly damaged as indicated by infrared spectroscopy, but a small part of hemicellulose was degraded. Water-holding capacity, oil-holding capacity and expansive force of oligomerized Lentinula edodes handle fi ber were improved obviously compared with the untreated samples.

Lentinula edodes handle; fiber; extrusion; oligomerization

TS201.1

A

1002-6630（2014）16-0011-07

10.7506/spkx1002-6630-201416003

2014-01-24

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2013BAD16B08）；國家高技術研究發展計劃（863計劃）項目（2011AA100805）

劉婷婷（1984—），女，講師，博士，研究方向為糧油植物蛋白工程與功能食品。E-mail：ltt1984@163.com

*通信作者：王大為（1960—），男，教授，博士，研究方向為糧油植物蛋白工程與功能食品。E-mail：xcpyfzx@163.com