香菇柄膳食纤维的理化特性研究*

张 妤，陈 萍，金 晖，张拥军，朱丽云，李 佳

（中国计量学院生命科学学院，浙江 杭州 310018）

香菇（Lentinus edodes）属于担子菌纲、伞菌目、口蘑科、香菇属，是世界第二大食用菌，也是中国特产之一。香菇柄是香菇商品化处理中的废弃物，约占香菇干质量的25%～30%，由于菇柄呈纤维化，适口性差，绝大部分都被废弃，少量用作饲料，全国每年废弃的香菇柄有数万吨，造成了极大的资源浪费。实际上香菇柄和菇盖一样是由香菇菌丝组成，同样含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素、矿物元素等营养成分，以及香菇多糖、膳食纤维等功能性成分，其中膳食纤维的含量更是远远超过菇盖。

膳食纤维按溶解性，可分为水溶性膳食纤维（SDF）和水不溶性膳食纤维（IDF）两大类。根据AACC的定义，膳食纤维是指在人体小肠中不能消化吸收而在大肠中完全或部分发酵的植物性可食用部分或类似碳水化合物的总称；膳食纤维包括多糖，寡糖，木质素及相关植物成分；膳食纤维对通便，（或）降血脂，（或）降血糖具有有益的生理功能。香菇柄作为一种优质的膳食纤维原，在开发利用过程中，其理化特性是影响质量、工艺和生物利用率的重要指标。理化特性主要包括溶解性、水合能力及持油能力、粘性、吸附性、离子交换能力等，其中水合能力包括吸水性、持水性和膨胀性，吸附性指对有机物 (如油脂、胆固醇、胆汁酸等)的吸附作用[1,2]，以及吸附肠道内的内源性和外源性有毒物质[3]。

目前关于香菇柄膳食纤维理化特性的研究还鲜有报道，本文通过制备香菇柄不溶性膳食纤维，并研究其水合能力、吸附性等理化特性，以期拓展香菇柄的深加工领域，实现香菇柄采后加工的新利用，对进一步挖掘香菇柄膳食纤维的营养价值与药用价值提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 香菇柄子实体

浙江杭州华丹农产品有限公司提供。使用前，置于50℃烘箱烘干，粉碎至粒径至 0.150 mm~0.250 mm，备用。

1.1.2 试剂

胆固醇、邻苯二甲醛（OPA）、胆酸钠（购自 Ruibio,98%≤纯度），大豆油（金龙鱼一级精炼）、乙醇、丙酮、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸、盐酸、硫酸铜、硫酸钾、酚酞、亚硝酸钠、磷酸盐、柠檬酸等均为分析纯。

1.1.3 仪器

粉碎机、AL04型电子天平、DELTA-320型pH计、HH-2型水浴锅、ZHENGFCHEN双层恒温摇床、DHG-9240A型鼓风干燥箱、DL-5M离心机（配更换转头）、85-Z磁力搅拌器、T6新世纪分光光度仪、马福炉、消解炉、KDY-9820凯氏定氮仪。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

香菇柄膳食纤维（IDF）的制备：取香菇柄粉，按料液比 1∶50 加去离子水，80℃提取 4 h，10 000 r·min-1离心30 min，料渣用去离子水反复冲洗，50℃烘干，粉碎，即得。

1.2.2 成分分析

水分：参照GB5009.3-2010；粗脂肪含量：参照GB/T15674-2009；灰分：参照GB5009.4-2010；碳水化合物：粗蛋白：参照GB/T15673-2009。

1.2.3 理化特性分析

膨胀性[4]：取1.000 g（M0）样品放入10 mL量筒中，测干粉体积V0。再取M1（约0.1 g）样品于量筒中，加水至10 mL处，用玻璃棒将其搅匀，使其充分与水接触，37℃静置24 h（自然沉降），读其膨胀后的体积V1，膨胀力（P，mL·g-1）公式如下：

膨胀率（L，mL·mL-1）公式如下：

持水性[4]：取1.000 g（M1）样品置于100 mL烧杯中，加蒸馏水50 mL，37℃下静置2 h，0.75 mm尼龙网过滤至无水滴下，将残渣移至天平上称得样品湿重M2，110℃干燥至恒重，得干质量M3。持水力（C，g·g-1）公式如下：

持油性[4]：取1.000 g（M1）样品置于50 mL的离心管中，加入25 g大豆油，37℃静置 1 h，3 000 r·min-1离心20 min，小心倒去上次油脂，剩下的油脂及样品用0.75 mm铁丝网过滤，用滤纸吸去多余油脂，称得质量M2。持油性（Y，g·g-1）公式如下：

吸附胆固醇能力：根据欧仕益等[5]的研究，略做修改。将5个鲜鸡蛋蛋黄混合搅拌均匀后，用蒸馏水稀释成10%（w·m-1）的蛋黄乳液。分别称取1.000 g的样品于50 mL的锥形瓶中，加入25 g蛋黄乳液，分别用浓 HCl和0.1 mol·L-1NaOH溶液调节体系pH至2.0和 7.0，放置于200 r·min-1的摇床中，37℃振摇 2 h，1 300 r·min-1（相当于400 RCF） 离心20 min，量取上清液体积后，吸取 1.00 mL上清液，用90%乙酸稀释10倍，取0.1 mL采用OPA法[6]测定胆固醇含量。

吸附胆酸钠能力[7]：在50 mL锥形瓶中，加入1 mmol·L-1的胆酸钠溶液（胆酸钠用 0.1 mol·L-1、pH7.0的磷酸钠缓冲溶液配置） 25 mL，分别加入0.50 g样品，摇匀，pH调至7.0±0.2，置于 200 r·min-1的摇床中，37℃振摇 2 h，4 000 r·min-1离心20 min，取适量上清液采用糠醛比色法[8]测定残余胆酸钠的量，根据反应前后的浓度差计算吸附量，同时做空白实验。

吸附亚硝酸根离子（NO2-）能力[2]：取0.50 g样品于100 mL 烧杯中，加入 25 mL、100 μmol·L-1NaNO2溶液，pH分别调2.0，置于200 r·min-1的摇床中，37℃振摇2 h，4 000 r·min-1离心 20 min，取上清液 2 mL，按 GB/T5009.33-2010测定溶液中NO2-含量，根据反应前后的浓度差计算吸附量，同时做空白实验。

2 结果与分析

2.1 香菇柄膳食纤维（IDF）的营养成分

香菇柄膳食纤维营养成分测定结果见表1。

由表1可知，香菇柄富含碳水化合物、蛋白质、矿物质等营养成分，具有较大的营养价值。由香菇柄制备的IDF主要由碳水化合物组成，含有少量的蛋白质和矿物质。

表1 香菇柄膳食纤维营养成分

2.2 香菇柄IDF的理化性质

香菇柄膳食纤维理化性质的检测有水合能力（包括持水性、膨胀率、膨胀力），吸附性（包括持油性、吸附胆固醇、胆酸钠能力、吸附亚硝酸根离子能力)。测定结果分别见图1、图2和表2。

2.2.1 香菇柄IDF的水合能力

膳食纤维的化学结构中含有许多亲水基团，具有良好的水合能力。这一物化特性，使其具有吸水功能与预防肠道疾病作用，并可增加人体排便的体积和速度，减轻直肠及泌尿系统的压力。膳食纤维的水合性质与其自身的化学结构、纤维的多孔性、颗粒大小、温度、pH、离子种类组成、离子强度等有关。

图1 香菇柄IDF的水合能力

由图1可知，在相同颗粒大小、温度、pH、离子种类组成、离子强度等到条件下，香菇柄子实体的水合能力低于IDF。IDF的持水性、膨胀力与膨胀率均高香菇柄子实体，IDF的持水性为5.69 g·g-1、膨胀率为5.63%、膨胀力为7.41 mL·g-1。IDF的持水性大于谷物膳食纤维如燕麦膳食纤维的持水性（4.6 g·g-1）[9]。一般膳食纤维的持水性大于5 g·g-1，膨胀力大于7 g·g-1可以认为是高品质膳食纤维。从香菇柄IDF水合能力的检测指标可以看出，香菇柄IDF的水合性质较优。

2.2.3 香菇柄IDF的吸附性

吸附性指对有机物 (如油脂、胆固醇、胆酸钠等)的吸附作用，以及吸附肠道内的内源性和外源性有毒物质（亚硝酸根离子），促使排出体外的能力。持油能力主要与膳食纤维表面性质、颗粒大小有、所带电荷、水合性质有关。香菇柄子实体的持油能力低于IDF（图2），验证了在相同温度、颗粒大小条件下，膳食纤维持油性与 IDF含量有关，IDF含量越高，持油性越好。胆酸盐是指来自人体和动物胆汁的具有甾核结构的一类两性大分子，其作为胆汁中主要的有机溶质，对脂肪的消化和吸收、脂溶性维生素的吸收及胆固醇的代谢起着重要的作用。

图2中香菇柄IDF对于胆酸钠有较好的吸附，说明香菇柄IDF可以维持人体内脂类物质的正常代谢。

图2 香菇柄IDF的吸附力

表2 香菇柄IDF的吸附力

由表2可知，香菇柄子实体对于胆固醇的吸附作用低于IDF，同时，体系的酸碱度对于其吸附胆固醇的能力有较明显的影响，在中性条件下（pH7，模拟小肠环境）IDFs对于胆固醇的吸附能力高于其在酸性条件（pH2，模拟胃环境）下的吸附能力。

亚硝酸盐在呈酸性条件下会自发转化为致癌物质，即N-亚硝胺，实验做了空白实验以扣除NO2-自发转化及内源性亚硝酸盐对测定结果产生的影响；结果发现，香菇柄IDF对NO2-有一定的吸附作用，效果优于香菇柄。

[1]胡叶碧，王璋.纤维素酶和木聚糖酶对玉米皮膳食纤维组成和功能特性的影响[J].食品工业科技，2006，27(11)：103-105.

[2]陈亚非，赵谋明.水溶性与水不溶性膳食纤维对油脂、胆固醇和胆酸钠吸附作用研究[J].现代食品科技，2005，21(3)：58-60.

[3]欧仕益，高孔荣，李炎，等.麦麸膳食纤维对有机磷农药的吸附作用[J].湖南农业大学学报，1998，24(4)：318-320.

[4]高荫榆，晁红娟，红秀，等.毛竹叶特种膳食纤维制备及特性的研究[J].食品科学，2007，28(12)：200-204.

[5]欧仕益，郑妍，刘子立，等.酵解和酶解麦麸吸附脂肪和胆固醇的研究 [J].食品科技,2005(3)：91-93.

[6]陈钧辉，陶力，李军俊.生物化学实验[M].北京：科学出版社，2003.

[7]Górecka D,Korczak J,Balcerowski E,et al.Sorption of bile acid and cholesterol by dirtary fiber of carrots,cabbage and apples [EB/OL].[2011-05-20].http://www.ejpau.media.pl/volume5/issue2/food/abs-02.html.

[8]胡国华，黄绍华.米糠膳食纤维对胆酸钠吸附作用的研究[J].中国食品添加剂，2001(2)：10-12.

[9]Drzikova B,Dongowski G,Gebhardt E,et al.The composition of dietary fibre-rich extrudates from oat affects bile acid binding and fermentation in vitro[J].Food Chemistry,2005(90):181-192.