不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉粉體特性和營養(yǎng)成分的影響

梁曉君，廖才學，黃振勇，王冬梅，韋馨平，淡 明，張娥珍，*

(1.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西南寧530007;2.廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院，廣西南寧530007;3.南寧市農(nóng)業(yè)科學研究所，廣西南寧530009)

玉木耳(Auricularia nigricans)屬真菌界木耳屬毛木耳種，由吉林農(nóng)業(yè)大學李玉院士團隊將毛木耳進行基因改良獲得，是近年來興起的一種新型食用菌品種，堪稱木耳界的“白富美”［1］。玉木耳主要分布于吉林、黑龍江、遼寧等北方省份，近幾年南方地區(qū)也開始種植，目前栽培技術(shù)成熟，出菇穩(wěn)定，產(chǎn)量高。木耳屬真菌具有食藥兩用功能，常食用可抗衰老、抗腫瘤［2］、提高免疫力［3］，還可降低血糖、血脂［4］，能有效預防血栓的形成［5］。玉木耳營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，目前對玉木耳的研究多集中于栽培方面［6－7］，加工利用方面研究尚少［8－9］，玉木耳營養(yǎng)物質(zhì)優(yōu)于當前主栽毛木耳品種［10］，有望以玉木耳為原料開發(fā)新型功能性保健食品。

玉木耳干燥和粉碎后粉體特性和營養(yǎng)成分差異性尚未見報道，但其他種類食用菌干燥和粉碎方面的研究已頗多［11－13］。新鮮采摘的食用菌通常水分含量較大，極易發(fā)生酶促褐變［14］，嚴重影響保質(zhì)期，通常會對其進行干制或其他處理。食用菌常見干燥方式主要有熱風干燥(Hot air drying，HAD)［15］、真空冷凍干燥［16］(Vacuum freeze drying，VFD)和微波真空干燥［17］(Microwave vacuum drying，MVD)等方式。不同的干燥方式對食用菌產(chǎn)品色澤、流動性、復水性以及營養(yǎng)物質(zhì)含量等方面均有重要影響［18－20］。干制后通常進行普通粉碎或超微粉碎處理，不同粉碎處理對食用菌粉體特性有較大影響，尤其在食用菌有效活性物質(zhì)含量和溶出方面存在較大差異［21－25］。粉碎技術(shù)在食藥兩用植物深加工和產(chǎn)品的研發(fā)上有著極其重要的作用，是提升食藥兩用植物產(chǎn)品品質(zhì)的重要途徑［26－29］。

本實驗采用熱風干燥、真空冷凍干燥和微波真空干燥三種干燥方式處理玉木耳子實體，對干燥后的玉木耳分別進行普通粉碎和超微粉碎，對比不同干燥和粉碎條件下玉木耳粉休止角、滑動角、松密度、持水能力、持油能力、潤濕下沉性等粉體特性和總糖、粗多糖、粗蛋白、粗纖維和粗脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)差異性，以期為玉木耳深加工和產(chǎn)品研發(fā)提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

玉木耳 南寧市農(nóng)業(yè)科學研究所基地提供;葡萄糖、硼酸 天津市科密歐化學試劑有限公司;濃硫酸、濃鹽酸、氫氧化鈉、無水乙醇 成都市科隆化學品有限公司;苯酚 成都金山化學試劑有限公司;石油醚 天津市富宇精細化工有限公司;以上試劑均為分析純。

WGLL－230BE電熱鼓風干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司;LGJ－100F型真空冷凍干燥機 北京松源華興科技發(fā)展有限公司;KL－2D－15ZK微波真空干燥設(shè)備 廣州市凱棱工業(yè)用微波設(shè)備有限公司;FW80高速萬能粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司;WF－250低溫超微粉碎機 江陰市中凱制藥機械制造有限公司;3－18KS高速冷凍離心機 希格瑪實驗室離心機公司;UV－6100紫外可見分光光度計 上海元析儀器有限公司;ZDDN－Ⅱ全自動定氮儀 浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司;F800纖維測定儀 濟南海能儀器股份有限公司;SZF－06C全自動脂肪測定儀 浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 玉木耳子實體干燥和粉碎處理 玉木耳子實體選取新鮮飽滿、色澤亮麗無病癍個體，采集后及時送至實驗室，去除根部攜帶基質(zhì)、流動水清洗表面雜質(zhì)，撈出瀝干，分別進行不同處理。

1.2.1.1 HAD普粉(熱風干燥普通粉)瀝干水的玉木耳子實體置于電熱鼓風干燥箱中，65℃烘干至恒重后用高速萬能粉碎機進行普通粉碎［30］。

1.2.1.2 HAD微粉(熱風干燥超微粉)瀝干水的玉木耳子實體置于電熱鼓風干燥箱中，65℃烘干至恒重后用高速萬能粉碎機進行普通粉碎，再用低溫超微粉碎機進行超微粉碎。

1.2.1.3 VFD普粉(真空冷凍干燥普通粉)參考陳合等［31］方法，在冷阱溫度－65℃，預冷玉木耳至樣品溫度－40℃，開啟真空泵，設(shè)定每隔60 min升溫5℃，加熱溫度35℃，開啟自動凍干模式，在樣品溫度達35℃并維持120 min，真空度＜10 Pa時，樣品水分含量在13%以下達到干燥要求，干燥后用高速萬能粉碎機進行普通粉碎。

1.2.1.4 VFD微粉(真空冷凍干燥超微粉)真空冷凍干燥方法同1.2.1.3，干燥后用高速萬能粉碎機進行粉碎，再用低溫超微粉碎機進行超微粉碎。

1.2.1.5 MVD普粉(微波真空干燥普通粉)在真空度為0.08 MPa，溫度40℃，微波功率1000 W下干燥25 min［17］，干燥后用高速萬能粉碎機進行普通粉碎。

1.2.1.6 MVD微粉(微波真空干燥超微粉)微波真空干燥方法同1.2.1.5，干燥后用高速萬能粉碎機進行普通粉碎，用低溫超微粉碎機進行超微粉碎。

1.2.2 玉木耳粉粉體特性測定

1.2.2.1 休止角和滑動角測定 參考劉素穩(wěn)等［21］方法測定。將漏斗固定使其底部與平板間垂直距離H為1 cm，將玉木耳粉倒入漏斗，在自然狀態(tài)下使其在平板上形成圓錐體，用鉛筆勾勒出圓錐底面圓形狀，多點測定底面圓直徑2R取平均值，休止角大小計算公式如下:

在桌面上放置一玻璃平板，在玻璃板上選取一固定位置，準確稱取5.00 g玉木耳粉倒于該固定位置，輕抬玻璃板至大部分粉末滑動，用量角器記錄此時玻璃平板與桌面形成的角度，即為滑動角。

1.2.2.2 松密度的測定 參考崔蕊靜等［32］的方法進行。準確稱取5.00 g玉木耳粉緩慢倒入10 mL量筒中，并不斷振敲于桌面至其在量筒中體積不再發(fā)生變化，記錄此時體積v，則玉木耳粉粉體松密度為:

松密度(g/mL)=m/v

1.2.2.3 持水能力和持油能力測定 持水能力和持油能力參考江潤生等［33］的方法。取已稱量恒重的離心管(m1)，準確稱取玉木耳粉1 g(m2)倒入管內(nèi)，加10 mL去離子水，沸水浴加熱攪拌混合30 min，取出冷卻至室溫后5000 r/min離心15 min，棄去上清液，倒扣試管于濾紙上，直至無水分流下，稱量沉淀與試管的總質(zhì)量m3，持水能力計算公式如下:

持水能力(g/g)=(m3－m2－m1)/m2

取已稱量恒重的離心管(W1)，準確稱取玉木耳粉1 g(W2)倒入管內(nèi)，加20 mL大豆油，沸水浴加熱攪拌混合30 min，取出冷卻至室溫后5000 r/min離心20 min，棄去上清液，倒扣試管于濾紙上，直至無油跡流下，稱量沉淀與試管的總質(zhì)量W3，持油能力計算公式如下:

持油能力(g/g)=(W3－W2－W1)/W2

1.2.2.4 潤濕下沉性 參考黃梅華等［34］的方法進行測定。取一培養(yǎng)皿加入50 mL去離子水，準確稱取0.100 g玉木耳粉倒入其中，記錄從倒入玉木耳粉末開始至玉木耳粉末被水完全潤濕所用時間，重復測定3次取平均值。

1.2.3 玉木耳粉營養(yǎng)成分測定 玉木耳粉總糖和粗多糖含量分別按GB/T 15672－2009《食用菌中總糖含量的測定》和NY/T 1676－2008《食用菌中粗多糖含量的測定》規(guī)定方法進行測定;粗蛋白含量按GB 5009.5－2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》第一法凱氏定氮法進行測定;粗纖維含量按GB/T 5009.10－2003《植物類食品中粗纖維的測定》方法進行測定;粗脂肪含量按照GB 5009.6－2016《食品中脂肪的測定》方法進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

實驗數(shù)據(jù)采用Origin 2017軟件進行One－way ANOVA統(tǒng)計和差異性顯著分析并繪圖，P＜0.05表示數(shù)據(jù)間有統(tǒng)計學差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉休止角和滑動角的影響

休止角和滑動角是衡量粉體流動性的重要指標［22］，不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉休止角和滑動角影響如圖1所示。在同種干燥模式下，玉木耳子實體超微粉碎后粉體的休止角均比普通粉碎有所提高，其中真空冷凍干燥、熱風干燥和微波真空干燥超微粉碎后玉木耳粉休止角角度分別增加了5.93、5.23和5.16°，提高效果顯著(P＜0.05)。采用不同干燥方式，玉木耳普通粉在休止角上無顯著性差異(P＞0.05)，在三種玉木耳超微粉中，真空冷凍干燥超微粉與熱風干燥超微粉具有顯著性差異(P＜0.05)，但是兩者分別與微波真空干燥超微粉相比均無顯著性差異(P＞0.05);6組處理中，以玉木耳真空冷凍干燥超微粉休止角最大，以熱風干燥普通粉休止角最小，角度達到了分別為51.82和43.70°，兩者間差異性顯著(P＜0.05)。從滑動角上看，玉木耳熱風干燥普通粉與超微粉間無顯著性差異(P＞0.05)，真空冷凍干燥和微波真空干燥兩種方式中玉木耳普通粉與超微粉相比均有顯著性差異(P＜0.05);6組處理中，以真空冷凍干燥超微粉滑動角最大，以熱風干燥普通粉滑動角最小。玉木耳子實體在粉碎過程中，粒徑不斷減小，粒徑比表面積增大，粒子間的相互附著力增加［24］，使其具有更強的堆積性，因此玉木耳粉體越細流動性越差［35］。實驗結(jié)果表明，玉木耳真空冷凍干燥超微粉流動性較差，熱風干燥普通粉流動性較好。

圖1 不同處理對玉木耳粉流動性的影響Fig.1 Effects of different treatments on liquidity of Auricularia nigricans powder

2.2 不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉松密度的影響

不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉松密度的影響如圖2所示。由實驗結(jié)果知，干燥方式和粉碎程度不同，玉木耳粉松密度有一定差異。在熱風干燥、真空冷凍干燥和微波真空干燥三種不同干燥方式中，熱風干燥對玉木耳粉松密度的影響較大，其普通粉和超微粉松密度分別達到了0.604和0.574 g/mL，與真空冷凍干燥和微波真空干燥相比均有顯著性差異(P＜0.05)。相同干燥方式中，玉木耳普通粉松密度均比超微粉大，但差異不顯著(P＞0.05)。粉體松密度越大，其壓縮度就越小，說明具有較強的填充性［36］，實驗結(jié)果表明，三種不同干燥模式中，玉木耳熱風干燥所得粉體填充性較強;同種干燥模式中，玉木耳普通粉填充性優(yōu)于超微粉。

圖2 不同處理對玉木耳粉松密度的影響Fig.2 Effects of different treatments on bulk density of Auricularia nigricans powder

2.3 不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉持水能力的影響

不同干燥和粉碎方式對玉木耳全粉的持水能力影響如圖3所示，6組不同處理中，玉木耳真空冷凍干燥超微粉持水能力達20.86 g/g，顯著高于其他處理(P＜0.05);采用熱風干燥或微波真空干燥，其普通粉在持水能力上與同干燥模式下超微粉均無顯著性差異(P＞0.05);總體上看，三種干燥模式中，真空冷凍干燥所得玉木耳粉體持水能力較高，其次為微波真空干燥，熱風干燥持水能力較差。熱風干燥在干燥過程中，高溫使玉木耳子實體急劇收縮，細胞損傷較大，吸收水分恢復原狀能力較差［37］。實驗結(jié)果表明，真空冷凍干燥有助于提高玉木耳全粉的持水能力，對玉木耳新鮮度的保持優(yōu)于熱風干燥和微波真空干燥，同時也說明，真空冷凍干燥處理的玉木耳復水泡發(fā)時間比其他干制處理較短。

圖3 不同處理對玉木耳粉持水能力的影響Fig.3 Effects of different treatments on water－h(huán)olding capacity of Auricularia nigricans powder

2.4 不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉持油能力的影響

不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉持油能力的影響如圖4所示。玉木耳經(jīng)真空冷凍干燥后其普通粉和超微粉持油能力較好，兩者間差異性不顯著(P＞0.05)，其中真空冷凍干燥超微粉持油能力達3.67 g/g，顯著高于熱風干燥和微波真空干燥處理中普通粉和超微粉的持油能力(P＜0.05);微波真空干燥模式中，玉木耳普通粉與超微粉在持油能力上無顯著性差異(P＞0.05);針對熱風干燥模式干制后的玉木耳，超微粉碎能顯著提高其粉體持油能力(P＜0.05)。實驗結(jié)果說明，玉木耳干制過程中干燥溫度對其粉體持油能力有較大影響，低溫干燥持油能力效果較好，采用高溫處理玉木耳，需加大粉碎程度以提高粉體持油能力。

2.5 不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉潤濕下沉性的影響

圖4 不同處理對玉木耳粉持油能力的影響Fig.4 Effects of different treatments on oil－h(huán)olding capacity of Auricularia nigricans powder

不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉潤濕下沉性影響如圖5所示。在6組不同處理中，熱風干燥得到的玉木耳粉潤濕下沉時間較短，其中熱風干燥普通粉潤濕下沉所用時間顯著少于其他處理(P＜0.05)，粉末全部潤濕下沉時間為8.11 min;玉木耳真空冷凍干燥后其粉體潤濕下沉時間較長，超微粉潤濕下沉時間可達17.54 min，顯著長于其他處理(P＜0.05);同種干燥模式下，超微粉潤濕下沉所需時間明顯比普通粉長(P＜0.05)，說明玉木耳粉體顆粒越細，其潤濕下沉時間會相應延長。超微粉由于粉碎度高，其粉體粒徑小，極易吸濕，但同時由于其微粒間的相互吸附作用比普通粉大，容易聚集成團，吸濕后表面形成一層膠質(zhì)粘膜，阻隔內(nèi)部顆粒與水的接觸，使微粉團增加了浮力，因而漂浮于水面的時間更長［34］，導致潤濕下沉時間延長。

圖5 不同處理對玉木耳粉潤濕下沉性的影響Fig.5 Effects of different treatments on wetting and sinking time of Auricularia nigricans powder

2.6 不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉總糖和粗多糖含量的影響

不同干燥和粉碎方式對玉木耳全粉總糖和粗多糖含量影響如圖6所示。實驗結(jié)果上看，三種不同干燥方式中，玉木耳普通粉總糖含量均略高于超微粉，熱風干燥和微波真空干燥組內(nèi)普通粉與超微粉之間差異不顯著(P＞0.05)，真空冷凍干燥普通粉與超微粉之間總糖含量差異顯著(P＜0.05);采用真空冷凍干燥干制的玉木耳全粉總糖含量較高，普通粉中總糖含量達到了47.32%，但與其他處理普通粉比較，差異不顯著(P＞0.05)。同種干燥模式下，玉木耳普通粉與超微粉在粗多糖含量上無顯著性差異(P＞0.05);三種不同干燥方式中，熱風干燥對玉木耳粗多糖的損耗較大，均低于真空冷凍干燥和微波真空干燥處理中普通粉和超微粉粗多糖含量，差異性顯著(P＜0.05);真空冷凍干燥與微波真空干燥普通粉和超微粉粗多糖含量均相差不大，差異性不顯著(P＞0.05)。總體來說，真空冷凍干燥對玉木耳全粉中糖類的損耗較小，其中普通粉中總糖含量較高，超微粉中粗多糖含量較高。

圖6 不同處理對玉木耳粉總糖和粗多糖含量的影響Fig.6 Effects of different treatments on total sugar and crude polysaccharide content of Auricularia nigricans powder

2.7 不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉粗蛋白、粗纖維和粗脂肪含量的影響

不同干燥和粉碎方式對玉木耳粉中粗蛋白、粗纖維和粗脂肪影響如圖7所示。6組處理中，普通粉碎的玉木耳粉粗蛋白含量均比超微粉略高，6組處理粗蛋白含量在15.34%～15.81%，差異性不顯著(P＞0.05);同種干燥模式下，玉木耳普通粉粗纖維含量比超微粉碎低，差異不顯著(P＞0.05);采用熱風干燥處理的玉木耳粗纖維含量較低，普通粉粗纖維含量為16.16%，其普通粉和超微粉粗纖維含量分別與微波真空干燥普通粉和超微粉相比均有顯著性差異(P＜0.05)，與真空冷凍干燥相比，超微粉間有顯著差異(P＜0.05)，但普通粉差異性不顯著(P＞0.05);真空冷凍干燥與微波真空干燥玉木耳粉在粗纖維含量上無顯著性差異(P＞0.05);超微粉碎一定程度上能使其細胞內(nèi)容物溶出效果增強，玉木耳熱風干燥和真空冷凍干燥后超微粉碎粗脂肪含量有顯著提高(P＜0.05)，但微波真空干燥中效果不顯著(P＞0.05)。實驗結(jié)果表明，玉木耳真空冷凍干燥和微波真空干燥粗纖維和粗蛋白含量相差不大，從普通粉需求上考慮，以微波真空干燥效果較好，但從超微粉需求上考慮，則真空冷凍干燥占優(yōu)勢。

圖7 不同處理對玉木耳粉粗蛋白、粗纖維和粗脂肪含量的影響Fig.7 Effects of different processing on crude protein，crude fiber and crude fat content of Auricularia nigricans powder

3 結(jié)論

玉木耳經(jīng)不同干燥和粉碎方式處理后粉體特性和營養(yǎng)成分方面均有所差異。熱風干燥模式中粉體流動性和填充性顯著優(yōu)于其他處理(P＜0.05)，持水、持油能力以真空冷凍干燥效果較好。與常規(guī)普通粉相比，超微粉碎可改善粉體特性，提高粉體對水、油的保持能力，但流動性會有所下降，超微粉碎后粉體潤濕下沉所需時間顯著長于普通粉(P＜0.05)。玉木耳粉營養(yǎng)物質(zhì)含量上以真空冷凍干燥效果最好，其次為微波真空干燥，熱風干燥對營養(yǎng)物質(zhì)的損耗較大，超微粉碎在一定程度上能提高玉木耳粉營養(yǎng)物質(zhì)的溶出率。玉木耳營養(yǎng)豐富，具有食藥兩用功能，在加工過程中應根據(jù)產(chǎn)品定位選擇合適的加工工藝，才能在低成本前提下生產(chǎn)高品質(zhì)的玉木耳功能產(chǎn)品。