不同粉碎工藝對天山雪耳營養(yǎng)成分溶出率及化學(xué)成分的影響

喻文麗，李佩琪，秦新政，樊永紅*，孫慶培，迪拉熱·海米提，艾海白爾·卡斯木，王偉楠

1(新疆大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊，830046)2(新疆干旱區(qū)生物資源保護(hù)與利用實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊，830046)3(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院 微生物應(yīng)用研究所，新疆 烏魯木齊，830091)

EffectofdifferentcrushingprocessesonnutritionalcontentandchemicalcompositionofTremellasp.tianshan

YU Wenli1,2，LI Peiqi1,2,QIN Xinzheng3,FAN Yonghong1,2*,SUN Qingpei1,2,DILARE·Haimiti1,2，AIHAIBAIER·Kasimu1,2,WANG Weinan1,2

1(College of Life Science and Technology, Xinjiang University, Urumqi 830046,China)2 (Xinjiang Arid Region Biological Resources Protection and Utilization Laboratory, Urumqi 830046, China)3(Institute of Applied Microbiology, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China)

ABSTRACTThe aim of this study was to explore the effect of regular grinding and ultrafine grinding on the dissolution rate of the nutritional content and chemical composition in the fruit body of Tremella sp.tianshan. the particle size, fat, protein, polysaccharide and other nutrients of Tremella sp.tianshan and chemical composition were detected. The results showed that the average particle size of regular powder and ultrafine powder reached 328.460 μm and 67.518 μm respectively. Moreover, compared with regular powder, ultrafine grinding technology can effectively increase the dissolution rate of the nutritional content in term of fat (1.6%), protein (15.10%), crude polysaccharides (34.58%) of ultrafine powder. Through GC-MS (gas phase-mass spectrometry) analysis, the chemical components obtained by different grinding methods had common components and their unique components, and the main chemical constituents of Tremella sp.tianshan were alcohols, acids and esters. The common components including 1,2-cyclopentanedione, 2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl-4H-pyran-4-one, 2,3-dimethylmaleic anhydride,E,E,Z-1,3,12-nonadecatriene-5,14-diol, muconic acid, linoleic acid, ethyl linoleate, and elaidic acid ethyl ester. The content of alcohols and alkanes increased, but ketones decreased in ultrafine grinding treatment. So Tremella sp.tianshan was a high-quality jelly fungi and different crushing processes had significant effect on the dissolution of the nutrients of Tremella sp.tianshan. This process has paved a broad way for the utilization of Tremella sp.tianshan.

Keywordsultrafine grinding; particle size; nutritional content; crude polysaccharides; chemicalcomposition

天山雪耳屬于銀耳目、銀耳科，主要生長在寒帶，在國內(nèi)主要分布于新疆天山海拔2 000 m以上的山脈。新鮮的天山雪耳子實(shí)體為純白色、半透明，多由3～7枚波曲的耳片組成，形狀如雞冠，大小不一，重量不同。干時(shí)膠質(zhì)，硬而脆，白色。形態(tài)與習(xí)性都與血耳相似。

對于選擇不同的粉碎工藝，其粉體的物理性質(zhì)、粒徑、營養(yǎng)成分的溶出率也會(huì)發(fā)生改變。普通粉碎早已應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，有著操作方便、工藝簡單、設(shè)備成本低等優(yōu)點(diǎn)。但近年來，超微粉碎技術(shù)逐漸在食品及中藥領(lǐng)域應(yīng)用，隨著粒徑的減小，樣品結(jié)構(gòu)及比表面積都會(huì)發(fā)生變化，人體更易吸收[1]。另一方面，因?yàn)槌?xì)研磨后的粒徑達(dá)到25 μm甚至更低，破壁率增加，隨著細(xì)胞壁的破裂，傳質(zhì)阻力可進(jìn)一步降低，有效成分的擴(kuò)散速率可顯著提高，溶出率相應(yīng)也會(huì)增加[2-3]，這為更高效地利用有效成分開辟了新途徑。

銀耳科的膠質(zhì)真菌營養(yǎng)豐富，能量和脂質(zhì)低，富含膳食纖維、維生素等營養(yǎng)成分[4]，且銀耳多糖已成為功能性食品和藥物開發(fā)的新研究方向[5]。天山雪耳子實(shí)體的營養(yǎng)成分及化學(xué)成分報(bào)道較少，對于不同粉碎工藝應(yīng)用于天山雪耳子實(shí)體的文獻(xiàn)，鮮見報(bào)道。因此，本研究旨在系統(tǒng)地比較普通粉碎和超微粉碎技術(shù)對天山雪耳的脂肪、蛋白質(zhì)、總糖等營養(yǎng)成分溶出率的影響，并探討超微粉碎對天山雪耳子實(shí)體化學(xué)成分的影響，為天山雪耳資源的開發(fā)和應(yīng)用提供新的理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

天山雪耳干制品及天山雪耳超微粉均由烏魯木齊食用菌研究所提供。

H2SO4，河南省滎陽市永興；無水乙醇，康迪斯化工湖北有限公司；苯酚、石油醚，西安韋伯力揚(yáng)化工有限責(zé)任公司；葡萄糖、CuSO4、K2SO4，上海麥克林生化科技有限公司；無水乙醚，福州申輝化工儀器設(shè)備有限公司；硼酸，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

雷茲KDN-1自動(dòng)凱氏定氮儀，上海雷茲公司；華燁SZC-1脂肪測定儀，上海纖檢儀器有限公司；TYM-100超微粉碎機(jī)破壁設(shè)備，濟(jì)南天宇專用設(shè)備有限公司；DFY-600C高速萬能粉碎機(jī)，上海利聞科學(xué)儀器有限公司；精密天平，廈門萊斯德科學(xué)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備及粒徑測定

天山雪耳的干制品由常規(guī)萬能粉碎機(jī)粉碎，并過40目的篩子。超微粉碎樣品由低溫超微粉碎機(jī)TYM—100L臥式粉碎制得。通過MASTERSIZER 2000激光粒度儀測定兩種樣品的粒徑，泵速：1 800 r/min，超聲時(shí)間：3 min，超聲頻率：560 W，40 kHz。

1.3.2 營養(yǎng)成分測定

根據(jù)GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》測定脂肪含量[6]；根據(jù)GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》測定蛋白質(zhì)含量[7]；根據(jù)GB/T 15672—2009《食用菌中總糖含量的測定》測定總糖含量[8]；根據(jù)GB 5009.8—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、乳糖的測定》[9]，利用高效液相方法測定果糖、葡萄糖、蔗糖、乳糖的含量。

1.3.3 粗多糖含量的測定

按照NY/T 1676—2008《食用菌中粗多糖含量的測定》[10]，檢測2種不同工藝中的樣品中粗多糖的含量。

1.3.4 化學(xué)成分的測定

1.3.4.1 樣品中化學(xué)成分的提取

稱取1 g經(jīng)干燥粉碎處理的雪耳子實(shí)體樣品，加入1 mL去離子水潤濕樣品，加入10 mL甲醇，振蕩混勻后超聲波處理20 min，4 000 r/min離心5 min除去殘?jiān)?，上清液?jīng)0.22 μm濾膜過濾后，進(jìn)樣體積1 μL，用氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析。

1.3.4.2 GC-MS條件

GC條件：SHIMADZU SH-Rxi-5Sil MS色譜(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；分流進(jìn)樣，分流比10∶1；程序升溫：進(jìn)樣口溫度為250 ℃，初始溫度為30 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升至250 ℃，保持3 min，再以10 ℃/min升至280 ℃，保持5 min。

MS條件：EI電離源；載氣為He；吹掃流量3 mL/min；電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃;全掃描模式，質(zhì)量掃描范圍35～600 amu；溶劑延遲2 min。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式表示。采用SPSS 16.0軟件，根據(jù)單因素方差(one-way ANOVA)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性比較分析，P<0.05為數(shù)據(jù)之間存在顯著性差異。利用NIST17譜庫的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖對得到的譜圖數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和解析，選擇匹配度>800的作為物質(zhì)鑒定依據(jù)。采用峰面積歸一化法定量，得到各組分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同粉碎工藝對天山雪耳子實(shí)體粒徑分布的影響

天山雪耳子實(shí)體普通粉碎和超微粉碎的粒徑分布如圖1所示。普通粉碎粒徑分布的范圍為1.259～1 096.478 μm，平均粒徑為328.460 μm，粒徑圖呈現(xiàn)扁平山丘狀，粉體的粒徑范圍較大；超微粉碎后，粒徑分布的范圍為1.096～181.97 μm，平均粒徑為67.518 μm，粒徑圖呈現(xiàn)集中尖峰狀，粉體粒徑范圍較小。結(jié)果表明，超微粉碎能夠有效地減小天山雪耳的粒徑，并且粉體均一性較好。

a-普通粉碎；b-超級粉碎圖1 天山雪耳子實(shí)體不同粉碎方式粒徑分布Fig.1 The particle size distribution of powder of Tremella sp.tianshan by different grinding methods

2.2 不同粉碎工藝對天山雪耳營養(yǎng)成分溶出率的影響

由表1可知，天山雪耳的脂肪含量較低，這與古田銀耳相似[11]，超微粉碎后比普通粉碎時(shí)的脂肪含量增加了1倍，這是由于超微粉碎將天山雪耳的大顆粒完全破碎，大分子變?yōu)樾》肿?，而小分子能夠與溶劑充分接觸，因此脂肪溶出量增加，使得測定的脂肪含量大幅度增加[12]。天山雪耳的蛋白質(zhì)含量要比一般椴木栽培的銀耳與丑耳高[13]，并且比金耳高1倍[14]；經(jīng)過超微粉碎后，粒徑減小，顆粒的比表面積增大，水溶性增加，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比普通粉碎的高出12%，能夠達(dá)到15.10%，且由此也可說明天山雪耳含有豐富的蛋白質(zhì)[15]。總糖含量較高，這表明天山雪耳能夠提供更多的能量，更好的口感和更高的品質(zhì)[16]；超微粉碎后，總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了0.02%，差異不明顯。在天山雪耳子實(shí)體中未檢測到蔗糖和乳糖，可能是其本身不含，或者含量過低，不易被檢出。

表1 不同粒度天山雪耳營養(yǎng)成分含量比較 (n=3)

近年來，發(fā)現(xiàn)真菌多糖具有多種生理活性，例如增強(qiáng)免疫功能、抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、降血糖、降血脂、神經(jīng)保護(hù)等[17]。許多藥物副作用多，并且難以解決，藥物合成的成本高[18]，因此真菌多糖成為代替藥物的天然產(chǎn)物，擁有巨大的前景。由表1可知，天山雪耳超微粉碎后，粗多糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比普通粉碎時(shí)增加了51%，達(dá)到了34.58%。這是由于普通粉碎雖然對細(xì)胞結(jié)構(gòu)有一定的破壞，但是對細(xì)胞壁只有輕微的損傷，胞內(nèi)多糖難以溶出；超微粉碎后細(xì)胞結(jié)構(gòu)幾乎完全被破壞[19]，細(xì)胞壁破裂嚴(yán)重，胞內(nèi)多糖更多地溶出到細(xì)胞壁外，大大增加了粗多糖的含量。超微粉碎后，天山雪耳破壁率增加，其多糖溶出率也大幅度增加，因此，超微粉碎是一種高效提取天山雪耳子實(shí)體多糖的技術(shù)。

2.3 不同粉碎工藝對天山雪耳化學(xué)成分組成的影響

2.3.1 不同粉碎工藝的天山雪耳GC-MS分析

圖2是普通粉碎天山雪耳GC-MS總離子流出圖，通過NIST質(zhì)譜圖庫鑒定出普通粉碎的天山雪耳子實(shí)體中共有19種相對含量較高的化合物，其中，E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇(18.02%)、(S)-5-羥甲基二氫呋喃-2-酮(9.47%)、(S)-(+)-檸蘋酸(7.27%)是相對含量較多的化合物。檢測出的化合物主要是酮類(24.6%)、醇類(27.73%)、酸類(22.76%)、酯類(11.38%)，占到了檢出總化合物的86.47%。

圖2 普通粉碎天山雪耳GC-MS總離子流圖Fig.2 Analysis of Tremella sp.tianshan by regular grinding with GC-MS

圖3是超微粉碎天山雪耳GC-MS總離子流出圖，通過NIST質(zhì)譜圖庫鑒定出超微粉碎的天山雪耳子實(shí)體中共有18種相對含量較高的化合物，其中，E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇(39.58%)、亞油酸(15.64%)、反油酸乙酯(7.21%)是相對含量較多的化合物。檢測出的化合物主要是醇類(39.58)、酸類(23.47%)、酯類(13.58%)、酮類(9.69%)，占到了檢出總化合物的87.32%。

圖3 超微粉碎天山雪耳GC-MS總離子流圖Fig.3 Analysis of Tremella sp.tianshan by ultrafine grinding with GC-MS

2.3.2 普通粉碎與超微粉碎天山雪耳子實(shí)體GC-MS結(jié)果的比較

由表2可知，普通粉碎與超微粉碎天山雪耳子實(shí)體中共同含有的化合物有8種，分別是1,2-環(huán)戊二酮、2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、2,3-二甲基馬來酸酐、E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇、黏糠酸、亞油酸、亞油酸乙酯、反油酸乙酯。說明這8種物質(zhì)在天山雪耳中能夠穩(wěn)定存在，不易隨著外界的變化而改變。不同粉碎方式粉碎天山雪耳子實(shí)體中相對含量最高的均是E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇，這可能是天山雪耳子實(shí)體中最主要的成分，超微粉碎E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇的相對含量比普通粉碎高120%，E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇是不飽和醇，已被證實(shí)有抗炎、抗氧化和降血糖的作用[20-21]；1,2-環(huán)戊二酮的相對含量在普通粉碎工藝中高于超微粉碎，超微粉碎后下降了17%，1,2-環(huán)戊二酮是合成抗生素和前列腺素的前體[22]；2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮的相對含量在普通粉碎工藝中更高，超微粉碎后下降了70%，它有強(qiáng)氧化活性[23]，可阻止結(jié)腸癌細(xì)胞的生長[24]；2,3-二甲基馬來酸酐的相對含量同樣在普通粉碎工藝中高，超微粉碎后下降了26%，它可作為抗腫瘤的納米載體[25]。

天山雪耳普通粉碎時(shí)，酮類化合物的相對含量占據(jù)第一，酮類化合物可抗心臟纖維化、鎮(zhèn)痛、抗肺損傷，保護(hù)腎臟[26]；經(jīng)過超微粉碎后，醇類化合物相對含量增加，在檢出的化合物中占據(jù)第一，主要是不飽和醇相對含量的增加，不飽和醇可降低膽固醇、減小患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[20]。醇類物質(zhì)可能在胞內(nèi)大量存在，細(xì)胞壁阻擋了它的溶出，超微粉碎破壁后，胞內(nèi)的醇類物質(zhì)溶出，增加了相對含量。酮類化合物在經(jīng)過超微粉碎后，總體相對含量有所下降，1,3-二羥基丙酮和(S)-5-羥甲基二氫呋喃-2-酮未檢測到，而1,2-環(huán)戊二酮和2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮的相對含量都有不同程度的下降，可能是酮類化合物主要分布在胞外，進(jìn)行超微粉碎的過程中，粒徑的比表面積增大，極性基團(tuán)暴露[27]，劇烈的機(jī)械作用力可能影響到了酮類物質(zhì)，因此相對含量下降。酸類、酯類化合物的相對含量變化不大。天山雪耳經(jīng)過普通粉碎后，檢出的化合物中未出現(xiàn)烴類化合物，而超微粉碎后，出現(xiàn)了1,1-雙十二烷氧基十六烷、二十一烷、二十烷和萘，可能是烴類物質(zhì)主要在胞內(nèi)合成[28]，當(dāng)破壁后方便了這些物質(zhì)的溶出，烷烴類化合物對金黃色葡萄球菌、藤黃八疊球菌、蘇云金芽孢桿菌有一定的抑菌效果[29]。2,2′-亞甲基雙-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)俗名叫做抗氧劑，可抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引起的細(xì)胞凋亡，保護(hù)心臟、肝臟、腎臟，對神經(jīng)系統(tǒng)疾病產(chǎn)生積極的調(diào)節(jié)[30]。對于超微粉碎后，普通粉碎天山雪耳子實(shí)體中的一些成分未被檢出，可能是天山雪耳屬于膠質(zhì)食用菌且粉體粒徑過小，易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，成分溶出受阻，因此溶出率降低[31]，不易被檢出。

表2 不同粉碎工藝天山雪耳子實(shí)體的化學(xué)成分Table 2 The chemical constituents of Tremella sp.tianshan by different grinding methods with GC-MS

3 結(jié)論

天山雪耳子實(shí)體普通粉碎的粒徑主要分布在328.460 μm，超微粉碎的粒徑主要分布在67.518 μm，粒徑減小后，脂肪、蛋白質(zhì)、總糖等營養(yǎng)成分的溶出率都有所增加，這為超微粉碎技術(shù)在食用菌中的應(yīng)用提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。天山雪耳子實(shí)體的粒度大小與粗多糖溶出率有著直接關(guān)系，超微粉碎得到的粒徑能夠減小到普通粉碎粒徑的20%，而多糖的溶出率可增加51%。超微粉碎技術(shù)用于提取食用菌中的多糖成分有非常明顯的效果，可顯著增加多糖的溶出率。

天山雪耳子實(shí)體揮發(fā)成分的主要由醇類、酸類和酯類化合物構(gòu)成，子實(shí)體中E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇、1,2-環(huán)戊二酮、2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、2,3-二甲基馬來酸酐、黏糠酸、亞油酸、亞油酸乙酯、反油酸乙酯是在普通粉碎和超微粉碎的樣品中都穩(wěn)定存在的成分。經(jīng)過超微粉碎后，改變了化學(xué)成分的溶出率，天山雪耳子實(shí)體的1,2-環(huán)戊二酮、2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、黏糠酸、2,3-二甲基馬來酸酐的相對含量相比普通粉碎都有下降，而E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇、亞油酸乙酯、反油酸乙酯、亞油酸的相對含量相比普通粉碎都有所上升；醇類化合物和酯類化合物的相對含量在經(jīng)過超微粉碎處理后會(huì)增加，而酮類化合物的相對含量會(huì)有所下降。

普通粉碎和超微粉碎天山雪耳子實(shí)體得到的化學(xué)成分是有差異的，根據(jù)所需化學(xué)成份的不同可以對雪耳子實(shí)體選擇合適的粉碎工藝，若目標(biāo)成分主要為天山雪耳子實(shí)體酮類、酸類化合物，則只需進(jìn)行普通粉碎即可；若需要醇類、酯類化合物則采用超微粉碎工藝才能夠高效的提取。這為提取天山雪耳子實(shí)體中目標(biāo)成分是否需要應(yīng)用超微粉碎技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。同時(shí)為新疆真菌資源的開發(fā)和利用提供了一定的理論基礎(chǔ)。