干制方法對蛹蟲草超微粉營養特征物質及物理特性的影響*

林曉婕，翁伯琦，林曉姿

1(福建省農業科學院農業工程技術研究所，福建福州，350003)

2(福建省農產品(食品)加工重點實驗室，福建 福州，350003)3(福建省農業科學院，福建福州，350003)

蛹蟲草(Cordyceps militaris)，又名北蟲草、北冬蟲夏草，屬于蟲草科(Cordycipitaceae)的蟲草屬(Cordyceps)，與線蟲草科(Ophiocordycipitaceae)線蟲草屬(Ophiocordyceps)的冬蟲夏草(Ophiocordyceps sinensis)都隸屬于肉座菌目(Hypocreales)，是重要的食藥用真菌，其有效成分與冬蟲夏草基本相似［1-2］。研究表明，蛹蟲草中蟲草素含量為冬蟲夏草的4～20倍［4-5］，腺苷含量為冬蟲夏草的 6.5 倍［6］。蟲草素即3'-脫氧腺嘌呤核苷或 3'-脫氧腺苷(3'-deoxyadenosine)，是腺苷的類似物，腺苷是一種遍布人體細胞的內源性核苷，兩者同為蟲草的特征活性成分。

近年來，有關蛹蟲草的栽培和營養成分分析成為熱點，已經分別從人工培養、菌種選育、分子生物學研究、活性成分及其藥效等多角度對蛹蟲草產業化技術、菌種形態與分布、生物學特性以及藥理學等方面進行了研究［2-3］，但對于蟲草的干制方法和干制品加工鮮有報道。關于干制方式對營養成分的影響還存在著一定爭議，如研究認為45℃烘干和凍干對蛹蟲草腺苷沒有顯著影響，干制對蟲草素和SOD酶的影響存在菌株差異，菌株30烘干條件下蟲草素高于凍干處理，菌株159凍干條件下高于烘干處理［7］;王立強則認為凍干處理的蛹蟲草中蟲草素和SOD含量明顯高于55℃烘干處理［8］。本試驗對比研究了不同溫度烘干和真空冷凍干燥2種方法對蛹蟲草子實體蟲草素、腺苷等特征成分的影響，以及蛹蟲草超微粉的流動性及膨潤特性，研發出了具有理想物化特性及活性物質最大化保留的蟲草超微粉干制工藝，實現了蟲草的全價利用，并為同類產品提供優質藥食同源的原料。

1 材料與方法

1.1 原料

福建益升食品有限公司提供的新鮮蟲草子實體。

1.2 儀器與藥品

E2695型高效液相色譜儀及2998型光電二極管陣列檢測器，美國Waters公司;Alpha n-2 Lo小型凍干機，德國Christ公司;DHG-9070型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精宏實驗設備有限公司;GX-04多功能粉碎機，上海高翔食品機械廠;KQ-300VDE型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司。

蟲草素標準品、腺苷標準品，購自加拿大TRC公司;其他試劑均為國產AR級。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

新鮮蟲草子實體→挑選→干燥→低溫超微粉碎→蟲草超微粉→密封包裝→備用

1.3.2 干制工藝

按照1.3.1的工藝流程制備蟲草超微粉，將新鮮子實體隨機分成4組，每組3批次，每批次300 g，第一組采用40℃熱風烘干24 h，第二組采用60℃熱風烘干12 h，第三組采用80℃熱風烘干6 h，第四組采用真空冷凍干燥24 h，所有樣品控制干制后水分含量2%～3%，采用多功能粉碎機對蛹蟲草干制品進行超微粉碎，過80目篩，檢測不同干制方法制備的蟲草超微粉物化特性及其特征營養指標。采用DPS軟件進行數據分析，所有數值均為3次結果的平均值。

1.4 分析檢測方法

1.4.1 水分

采用GB 5009.3-2010食品中水分的測定。

1.4.2 SOD酶活

ELIASA酶標儀試劑盒法。準確稱取蛹蟲草的重量，按1∶9(g∶mL)的比例，加入9倍體積的0.1 mol/L pH 7～7.4磷酸鹽緩沖液，將植物組織剪碎后勻漿，3 500 r/min離心10 min取上清液進行測定。采用南京建成生物工程研究所超氧化物歧化酶WST-1法測定試劑盒測定。在特定條件下，1 min內轉化1 μmol底物，或者底物中1 μmol有關基團所需的酶量，稱為1個國際單位(U)。

1.4.3 蟲草素和腺苷［11-12］

HPLC法。Waters C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，流動相 V(乙腈)∶V(水)=10∶90，流速 1.0 mL/min，柱溫38℃，二極管陣列檢測器，檢測波長260 nm，進樣量10 μL。

樣品前處理方法:0.5 g固體樣品粉末置于25 mL容量瓶內，加人適量體積分數50%乙醇，搖勻，超聲波提取30 min，用超純水定容，搖勻，提取液過0.45 μm 濾膜，收集濾液。

1.4.4 物理性質

將截去下管的漏斗固定于水平放置的繪圖紙上方，漏斗距離紙面一定高度，去適量粉末倒入漏斗，使落下粉末為圓錐形，測量錐體高度與底部半徑，得正切值即休止角［9，12］。

稱取適量蟲草粉(質量m)于50 mL離心管，充分攪拌均勻，60℃恒溫30 min，冷水冷卻30 min。于6 000 r/min轉速下離心20 min，倒出離心管中的上清液，置于105℃的恒溫干燥箱中蒸干后稱重(質量m1);下層沉淀物稱重(質量m2);下層沉淀物置于105℃的恒溫干燥箱中蒸干至恒重后稱重(質量m3)［13-14］。溶解度 SOL、膨脹勢 SP、持水力 WSI計算:

2 結果與分析

2.1 不同干制方法對蛹蟲草主要營養成分的影響

不同干制方式對特征成分的影響見表1。差異分析結果表明，干制溫度與SOD酶活損失呈正相關，凍干處理的影響最小，其SOD酶活顯著高于其他處理，達到36.73 U/mg，其次是40℃烘干處理。60℃烘干和凍干處理對蛹蟲草蟲草素含量的影響沒有顯著差異，但80℃高溫或24 h長時間的干制方式不利于蟲草素的保存。80℃烘干處理的腺苷達592.01 μg/g，顯著高于其他處理組，可能是高溫使蛹蟲草發生了某些化學變化，使得腺苷含量有所增加，但目前尚未有研究理論支持，有待進一步研究。本研究結果表明，凍干、60℃烘干或凍干、80℃烘干處理，分別有利于SOD酶活、蟲草素、腺苷的適宜干制方式。

表1 不同干制方法對蛹蟲草特征成分的影響Table 1 Effects of diferent drying methods on the bioactive compound content of Cordyceps militaris

2.2 超微粉的流動性及膨潤特性

粉末粒子的大小、形狀和表面特性等影響了粒子間的相互作用力，從而決定了粉末的流動性，直接關系到分劑量的準確性，這一特性常用休止角來表示。對于同一種物料，粒徑越小，休止角越大，流動性越小，原因可能是粉粒越細小，相互間的黏附力越大，表面聚合力也越大，吸附性越好。由表2可知，4種干制方法制成的超微粉休止角均超過40°，其中凍干超微粉表觀最細膩，休止角最大，達55.55°。粉末的膨潤特性常用溶解度、膨脹勢、持水力表示。凍干蛹蟲草超微粉的溶解度、膨脹勢、持水力略高于烘干處理的超微粉，溶解度在42.18%～43.30%，膨脹勢在5.81～6.28 g/g，持水力在5.19～5.80 g/g。總體來看，80℃烘干制成的超微粉溶解度、膨脹勢、持水力均略低于其他方法制成的超微粉。表明不同干制方法對蛹蟲草超微粉的流動性及膨潤特性影響差異不大，凍干蛹蟲草超微粉的含水量較小，流動性較小，其溶解度、膨脹勢、持水力略微高于烘干處理的超微粉。

表2 蟲草超微粉的物理性質Table 2 Physical properties of super micro-milling powder of C.militaris

3 結論與討論

通過研究不同干制方法對蛹蟲草主要營養成分的影響表明，溫度越高，SOD酶發生變性的可能性越大，SOD酶活損失越大，低溫有助于SOD酶的保存，原因可能是高溫導致SOD酶失活;高溫和長時間的干制方法對蟲草素含量的影響沒有顯著差異，高溫短時的干制方法有利于腺苷的保存，原因可能是高溫和氧氣導致蟲草素加速氧化，腺苷對溫度不敏感，減少干制時間有利于縮短腺苷和氧氣的接觸時間，減少氧化。這與現有報道不盡相同，楊青等研究表明，凍干處理的蟲草粉蟲草素和SOD酶活均高于烘干處理。孫軍德研究了2種干燥方法對不同蟲草菌株活性成分的影響，發現干燥方法對蟲草素和SOD酶活的影響存在著菌株差異，而2種干燥方法對蛹蟲草的腺苷含量影響沒有顯著的差異。

凍干蛹蟲草超微粉的休止角大于烘干超微粉，表面聚合力也越大，黏附力越大，混合均勻后不易分層，產品質量更穩定，原因是凍干的蛹蟲草含水量(2.2%)略低于其他干制蟲草(2.5%～2.9%)，硬脆性高，經凍干后的子實體基本維持原形狀不變，相同質量的蛹蟲草在相同條件下粉碎，凍干蛹蟲草由于相互物料碰撞、顆粒的接觸面積大，因此碰撞的頻率也增大，從而使粉碎粒度更小。凍干蛹蟲草超微粉溶解度、膨脹勢、持水力均略高于其他方法制成的超微粉，蛹蟲草經超微粉碎后，細胞壁被破碎，比表面積增大，有效成分被釋放，物理吸附和化學吸附性都增強，親水集團暴露，有序結構被打亂，水分子和羥基結合機會增加，從而改善了膨潤特性。80℃烘干制成的超微粉休止角較小，溶解度、膨脹勢、持水力均略低于其他方法制成的超微粉，有可能是因為高溫造成細胞快速脫水，從而導致了干品的復水性較差。

在應用中，可根據不同需求和不同加工終產品的設計，綜合考慮工藝成本等選擇適宜的干制干粉。在生產中，根據需求可加入一定的分散劑、粗粒子、甘露醇等，對粉末的流動性進行改善，以滿足生產過程中的流動性需求。

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