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2022年02月22日 星期三

拉斯维加斯娱乐城 药食同源资源挖掘与利用团队在羊肚菌菌柄高值化利用方面取得重要进展

近日,拉斯维加斯娱乐城 药食同源资源挖掘与利用团队郭兴峰教授联合中国农业大学,围绕六妹羊肚菌菌柄的加工利用开展研究,系统评估了蒸汽爆破、超微粉碎及二者联合处理对菌柄粉理化性质、抗氧化能力和挥发性组分的影响。相关成果发表于食品科学期刊《Foods》。

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图 1 蒸汽爆破与超微粉碎联合改性羊肚菌菌柄粉的研究流程及主要结果示意图

        羊肚菌是具有较高经济价值的食用菌。在商品化分级和加工过程中,菌柄常与菌盖分离,部分菌柄被丢弃或低值利用。研究发现,菌柄的粗纤维含量高于菌盖,但其相对致密的组织结构也可能限制单纯机械粉碎的效果。针对这一问题,研究团队比较了常规粉碎(CG)、超微粉碎(UG)、蒸汽爆破(SE)以及先蒸汽爆破、后超微粉碎(SE-UG)四种处理方式,考察不同处理对菌柄粉结构和功能特性的影响。

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图 2 不同物理改性处理后羊肚菌菌柄粉的扫描电镜图(A-D:2500×;E-H:10,000×)

       扫描电镜结果显示,常规粉碎组样品整体较为致密、粗糙;超微粉碎使原有结构破碎,形成更小且形态不规则的颗粒。蒸汽爆破处理后,菌柄粉呈现出较为疏松、网状和多孔的形貌;在此基础上继续进行超微粉碎,原有多孔结构进一步破碎,形成细小、疏松的颗粒聚集体。该结果表明,蒸汽爆破可改变菌柄组织的微观形态,而后续超微粉碎进一步促进颗粒细化。

       粒径分析进一步验证了联合处理的细化效果。与常规粉碎组相比,SE-UG组的中位粒径(D50)由88.88 μm降至10.46 μm,比表面积提高至8256.48 cm2/cm3,约为常规粉碎组的4.85倍。与此同时,水溶性指数(WSI)由31.20%提高至36.55%,说明联合处理改变了菌柄粉的水分分散及可溶性组分释放特性。


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图 3 不同改性处理对羊肚菌菌柄粉DPPH(A)和ABTS(B)自由基清除能力的影响

抗氧化测定结果显示,在所测试浓度范围内,SE-UG组的DPPH和ABTS自由基清除率均为最高,最高响应分别达到68.70%和93.35%。总抗氧化能力(T-AOC)测定中,SE组和SE-UG组的数值分别为35.6和30.1 μmol Fe2+/g DW,二者差异未达到统计学显著水平。综合来看,蒸汽爆破及其与超微粉碎的联合处理提高了部分抗氧化测定指标,其中SE-UG在DPPH和ABTS测定中表现突出。

研究团队还利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)分析不同处理后的挥发性组分。多变量分析显示,含蒸汽爆破处理的样品与常规粉碎组、单独超微粉碎组的挥发性组分谱存在较明显差异;部分呋喃类和吡嗪类物质在SE和SE-UG组中表现出较高的相对丰度,SE-UG组中与蘑菇气味相关的1-辛烯-3-醇相对丰度也较高。这些结果说明加工方式会影响菌柄粉顶空挥发性组分的相对组成,但相对丰度变化并不直接等同于感官香气改善,仍需结合感官评价等方法进一步判断。

总体而言,先蒸汽爆破、后超微粉碎的处理路线可显著降低羊肚菌菌柄粉粒径、提高水溶性指数,并改善DPPH和ABTS自由基清除测定结果,同时改变挥发性组分分布。该研究为羊肚菌菌柄副产物的分级加工和高值化利用提供了实验依据。

中国农业大学食品科学与营养工程学院硕士研究生靳家琪为该论文第一作者,聊城大学郭兴峰教授与中国农业大学吴继红教授为共同通讯作者。该研究由聊城大学与中国农业大学合作完成。

文章链接://doi.org/10.3390/foods15203748