不同粉碎工艺对天山雪耳营养成分溶出率及化学成分的影响

喻文丽，李佩琪，秦新政，樊永红*，孙庆培，迪拉热·海米提，艾海白尔·卡斯木，王伟楠

1(新疆大学 生命科学与技术学院，新疆 乌鲁木齐，830046)2(新疆干旱区生物资源保护与利用实验室，新疆 乌鲁木齐，830046)3(新疆农业科学院 微生物应用研究所，新疆 乌鲁木齐，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

天山雪耳属于银耳目、银耳科，主要生长在寒带，在国内主要分布于新疆天山海拔2 000 m以上的山脉。新鲜的天山雪耳子实体为纯白色、半透明，多由3～7枚波曲的耳片组成，形状如鸡冠，大小不一，重量不同。干时胶质，硬而脆，白色。形态与习性都与血耳相似。

对于选择不同的粉碎工艺，其粉体的物理性质、粒径、营养成分的溶出率也会发生改变。普通粉碎早已应用于各个领域，有着操作方便、工艺简单、设备成本低等优点。但近年来，超微粉碎技术逐渐在食品及中药领域应用，随着粒径的减小，样品结构及比表面积都会发生变化，人体更易吸收[1]。另一方面，因为超细研磨后的粒径达到25 μm甚至更低，破壁率增加，随着细胞壁的破裂，传质阻力可进一步降低，有效成分的扩散速率可显著提高，溶出率相应也会增加[2-3]，这为更高效地利用有效成分开辟了新途径。

银耳科的胶质真菌营养丰富，能量和脂质低，富含膳食纤维、维生素等营养成分[4]，且银耳多糖已成为功能性食品和药物开发的新研究方向[5]。天山雪耳子实体的营养成分及化学成分报道较少，对于不同粉碎工艺应用于天山雪耳子实体的文献，鲜见报道。因此，本研究旨在系统地比较普通粉碎和超微粉碎技术对天山雪耳的脂肪、蛋白质、总糖等营养成分溶出率的影响，并探讨超微粉碎对天山雪耳子实体化学成分的影响，为天山雪耳资源的开发和应用提供新的理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

天山雪耳干制品及天山雪耳超微粉均由乌鲁木齐食用菌研究所提供。

H2SO4，河南省荥阳市永兴；无水乙醇，康迪斯化工湖北有限公司；苯酚、石油醚，西安韦伯力扬化工有限责任公司；葡萄糖、CuSO4、K2SO4，上海麦克林生化科技有限公司；无水乙醚，福州申辉化工仪器设备有限公司；硼酸，国药集团化学试剂有限公司；以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

雷兹KDN-1自动凯氏定氮仪，上海雷兹公司；华烨SZC-1脂肪测定仪，上海纤检仪器有限公司；TYM-100超微粉碎机破壁设备，济南天宇专用设备有限公司；DFY-600C高速万能粉碎机，上海利闻科学仪器有限公司；精密天平，厦门莱斯德科学仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品制备及粒径测定

天山雪耳的干制品由常规万能粉碎机粉碎，并过40目的筛子。超微粉碎样品由低温超微粉碎机TYM—100L卧式粉碎制得。通过MASTERSIZER 2000激光粒度仪测定两种样品的粒径，泵速：1 800 r/min，超声时间：3 min，超声频率：560 W，40 kHz。

1.3.2 营养成分测定

根据GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》测定脂肪含量[6]；根据GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》测定蛋白质含量[7]；根据GB/T 15672—2009《食用菌中总糖含量的测定》测定总糖含量[8]；根据GB 5009.8—2016《食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、乳糖的测定》[9]，利用高效液相方法测定果糖、葡萄糖、蔗糖、乳糖的含量。

1.3.3 粗多糖含量的测定

按照NY/T 1676—2008《食用菌中粗多糖含量的测定》[10]，检测2种不同工艺中的样品中粗多糖的含量。

1.3.4 化学成分的测定

1.3.4.1 样品中化学成分的提取

称取1 g经干燥粉碎处理的雪耳子实体样品，加入1 mL去离子水润湿样品，加入10 mL甲醇，振荡混匀后超声波处理20 min，4 000 r/min离心5 min除去残渣，上清液经0.22 μm滤膜过滤后，进样体积1 μL，用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析。

1.3.4.2 GC-MS条件

GC条件：SHIMADZU SH-Rxi-5Sil MS色谱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；分流进样，分流比10∶1；程序升温：进样口温度为250 ℃，初始温度为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条件：EI电离源；载气为He；吹扫流量3 mL/min；电子能量70 eV；离子源温度200 ℃;全扫描模式，质量扫描范围35～600 amu；溶剂延迟2 min。

1.4 数据处理

所有实验均重复3次，结果以平均值±标准偏差的形式表示。采用SPSS 16.0软件，根据单因素方差(one-way ANOVA)方法对数据进行差异显著性比较分析，P<0.05为数据之间存在显著性差异。利用NIST17谱库的标准质谱图对得到的谱图数据进行检索和解析，选择匹配度>800的作为物质鉴定依据。采用峰面积归一化法定量，得到各组分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 不同粉碎工艺对天山雪耳子实体粒径分布的影响

天山雪耳子实体普通粉碎和超微粉碎的粒径分布如图1所示。普通粉碎粒径分布的范围为1.259～1 096.478 μm，平均粒径为328.460 μm，粒径图呈现扁平山丘状，粉体的粒径范围较大；超微粉碎后，粒径分布的范围为1.096～181.97 μm，平均粒径为67.518 μm，粒径图呈现集中尖峰状，粉体粒径范围较小。结果表明，超微粉碎能够有效地减小天山雪耳的粒径，并且粉体均一性较好。

a-普通粉碎；b-超级粉碎图1 天山雪耳子实体不同粉碎方式粒径分布Fig.1 The particle size distribution of powder of Tremella sp.tianshan by different grinding methods

2.2 不同粉碎工艺对天山雪耳营养成分溶出率的影响

由表1可知，天山雪耳的脂肪含量较低，这与古田银耳相似[11]，超微粉碎后比普通粉碎时的脂肪含量增加了1倍，这是由于超微粉碎将天山雪耳的大颗粒完全破碎，大分子变为小分子，而小分子能够与溶剂充分接触，因此脂肪溶出量增加，使得测定的脂肪含量大幅度增加[12]。天山雪耳的蛋白质含量要比一般椴木栽培的银耳与丑耳高[13]，并且比金耳高1倍[14]；经过超微粉碎后，粒径减小，颗粒的比表面积增大，水溶性增加，蛋白质质量分数比普通粉碎的高出12%，能够达到15.10%，且由此也可说明天山雪耳含有丰富的蛋白质[15]。总糖含量较高，这表明天山雪耳能够提供更多的能量，更好的口感和更高的品质[16]；超微粉碎后，总糖质量分数增加了0.02%，差异不明显。在天山雪耳子实体中未检测到蔗糖和乳糖，可能是其本身不含，或者含量过低，不易被检出。

表1 不同粒度天山雪耳营养成分含量比较 (n=3)

近年来，发现真菌多糖具有多种生理活性，例如增强免疫功能、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、降血糖、降血脂、神经保护等[17]。许多药物副作用多，并且难以解决，药物合成的成本高[18]，因此真菌多糖成为代替药物的天然产物，拥有巨大的前景。由表1可知，天山雪耳超微粉碎后，粗多糖的质量分数比普通粉碎时增加了51%，达到了34.58%。这是由于普通粉碎虽然对细胞结构有一定的破坏，但是对细胞壁只有轻微的损伤，胞内多糖难以溶出；超微粉碎后细胞结构几乎完全被破坏[19]，细胞壁破裂严重，胞内多糖更多地溶出到细胞壁外，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，超微粉碎是一种高效提取天山雪耳子实体多糖的技术。

2.3 不同粉碎工艺对天山雪耳化学成分组成的影响

2.3.1 不同粉碎工艺的天山雪耳GC-MS分析

图2是普通粉碎天山雪耳GC-MS总离子流出图，通过NIST质谱图库鉴定出普通粉碎的天山雪耳子实体中共有19种相对含量较高的化合物，其中，E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇(18.02%)、(S)-5-羟甲基二氢呋喃-2-酮(9.47%)、(S)-(+)-柠苹酸(7.27%)是相对含量较多的化合物。检测出的化合物主要是酮类(24.6%)、醇类(27.73%)、酸类(22.76%)、酯类(11.38%)，占到了检出总化合物的86.47%。

图2 普通粉碎天山雪耳GC-MS总离子流图Fig.2 Analysis of Tremella sp.tianshan by regular grinding with GC-MS

图3是超微粉碎天山雪耳GC-MS总离子流出图，通过NIST质谱图库鉴定出超微粉碎的天山雪耳子实体中共有18种相对含量较高的化合物，其中，E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇(39.58%)、亚油酸(15.64%)、反油酸乙酯(7.21%)是相对含量较多的化合物。检测出的化合物主要是醇类(39.58)、酸类(23.47%)、酯类(13.58%)、酮类(9.69%)，占到了检出总化合物的87.32%。

图3 超微粉碎天山雪耳GC-MS总离子流图Fig.3 Analysis of Tremella sp.tianshan by ultrafine grinding with GC-MS

2.3.2 普通粉碎与超微粉碎天山雪耳子实体GC-MS结果的比较

由表2可知，普通粉碎与超微粉碎天山雪耳子实体中共同含有的化合物有8种，分别是1,2-环戊二酮、2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、2,3-二甲基马来酸酐、E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇、黏糠酸、亚油酸、亚油酸乙酯、反油酸乙酯。说明这8种物质在天山雪耳中能够稳定存在，不易随着外界的变化而改变。不同粉碎方式粉碎天山雪耳子实体中相对含量最高的均是E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇，这可能是天山雪耳子实体中最主要的成分，超微粉碎E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇的相对含量比普通粉碎高120%，E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇是不饱和醇，已被证实有抗炎、抗氧化和降血糖的作用[20-21]；1,2-环戊二酮的相对含量在普通粉碎工艺中高于超微粉碎，超微粉碎后下降了17%，1,2-环戊二酮是合成抗生素和前列腺素的前体[22]；2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮的相对含量在普通粉碎工艺中更高，超微粉碎后下降了70%，它有强氧化活性[23]，可阻止结肠癌细胞的生长[24]；2,3-二甲基马来酸酐的相对含量同样在普通粉碎工艺中高，超微粉碎后下降了26%，它可作为抗肿瘤的纳米载体[25]。

天山雪耳普通粉碎时，酮类化合物的相对含量占据第一，酮类化合物可抗心脏纤维化、镇痛、抗肺损伤，保护肾脏[26]；经过超微粉碎后，醇类化合物相对含量增加，在检出的化合物中占据第一，主要是不饱和醇相对含量的增加，不饱和醇可降低胆固醇、减小患心血管疾病的风险[20]。醇类物质可能在胞内大量存在，细胞壁阻挡了它的溶出，超微粉碎破壁后，胞内的醇类物质溶出，增加了相对含量。酮类化合物在经过超微粉碎后，总体相对含量有所下降，1,3-二羟基丙酮和(S)-5-羟甲基二氢呋喃-2-酮未检测到，而1,2-环戊二酮和2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮的相对含量都有不同程度的下降，可能是酮类化合物主要分布在胞外，进行超微粉碎的过程中，粒径的比表面积增大，极性基团暴露[27]，剧烈的机械作用力可能影响到了酮类物质，因此相对含量下降。酸类、酯类化合物的相对含量变化不大。天山雪耳经过普通粉碎后，检出的化合物中未出现烃类化合物，而超微粉碎后，出现了1,1-双十二烷氧基十六烷、二十一烷、二十烷和萘，可能是烃类物质主要在胞内合成[28]，当破壁后方便了这些物质的溶出，烷烃类化合物对金黄色葡萄球菌、藤黄八叠球菌、苏云金芽孢杆菌有一定的抑菌效果[29]。2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)俗名叫做抗氧剂，可抑制内质网应激引起的细胞凋亡，保护心脏、肝脏、肾脏，对神经系统疾病产生积极的调节[30]。对于超微粉碎后，普通粉碎天山雪耳子实体中的一些成分未被检出，可能是天山雪耳属于胶质食用菌且粉体粒径过小，易出现团聚现象，成分溶出受阻，因此溶出率降低[31]，不易被检出。

表2 不同粉碎工艺天山雪耳子实体的化学成分Table 2 The chemical constituents of Tremella sp.tianshan by different grinding methods with GC-MS

3 结论

天山雪耳子实体普通粉碎的粒径主要分布在328.460 μm，超微粉碎的粒径主要分布在67.518 μm，粒径减小后，脂肪、蛋白质、总糖等营养成分的溶出率都有所增加，这为超微粉碎技术在食用菌中的应用提供了实践基础。天山雪耳子实体的粒度大小与粗多糖溶出率有着直接关系，超微粉碎得到的粒径能够减小到普通粉碎粒径的20%，而多糖的溶出率可增加51%。超微粉碎技术用于提取食用菌中的多糖成分有非常明显的效果，可显著增加多糖的溶出率。

天山雪耳子实体挥发成分的主要由醇类、酸类和酯类化合物构成，子实体中E,E,Z-1,3,12-十九碳三烯-5,14-二醇、1,2-环戊二酮、2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、2,3-二甲基马来酸酐、黏糠酸、亚油酸、亚油酸乙酯、反油酸乙酯是在普通粉碎和超微粉碎的样品中都稳定存在的成分。经过超微粉碎后，改变了化学成分的溶出率，天山雪耳子实体的1,2-环戊二酮、2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、黏糠酸、2,3-二甲基马来酸酐的相对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、亚油酸乙酯、反油酸乙酯、亚油酸的相对含量相比普通粉碎都有所上升；醇类化合物和酯类化合物的相对含量在经过超微粉碎处理后会增加，而酮类化合物的相对含量会有所下降。

普通粉碎和超微粉碎天山雪耳子实体得到的化学成分是有差异的，根据所需化学成份的不同可以对雪耳子实体选择合适的粉碎工艺，若目标成分主要为天山雪耳子实体酮类、酸类化合物，则只需进行普通粉碎即可；若需要醇类、酯类化合物则采用超微粉碎工艺才能够高效的提取。这为提取天山雪耳子实体中目标成分是否需要应用超微粉碎技术提供了理论基础。同时为新疆真菌资源的开发和利用提供了一定的理论基础。