干制方法对蛹虫草超微粉营养特征物质及物理特性的影响*

林晓婕，翁伯琦，林晓姿

1(福建省农业科学院农业工程技术研究所，福建福州，350003)

2(福建省农产品(食品)加工重点实验室，福建 福州，350003)3(福建省农业科学院，福建福州，350003)

蛹虫草(Cordyceps militaris)，又名北虫草、北冬虫夏草，属于虫草科(Cordycipitaceae)的虫草属(Cordyceps)，与线虫草科(Ophiocordycipitaceae)线虫草属(Ophiocordyceps)的冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)都隶属于肉座菌目(Hypocreales)，是重要的食药用真菌，其有效成分与冬虫夏草基本相似［1-2］。研究表明，蛹虫草中虫草素含量为冬虫夏草的4～20倍［4-5］，腺苷含量为冬虫夏草的 6.5 倍［6］。虫草素即3'-脱氧腺嘌呤核苷或 3'-脱氧腺苷(3'-deoxyadenosine)，是腺苷的类似物，腺苷是一种遍布人体细胞的内源性核苷，两者同为虫草的特征活性成分。

近年来，有关蛹虫草的栽培和营养成分分析成为热点，已经分别从人工培养、菌种选育、分子生物学研究、活性成分及其药效等多角度对蛹虫草产业化技术、菌种形态与分布、生物学特性以及药理学等方面进行了研究［2-3］，但对于虫草的干制方法和干制品加工鲜有报道。关于干制方式对营养成分的影响还存在着一定争议，如研究认为45℃烘干和冻干对蛹虫草腺苷没有显著影响，干制对虫草素和SOD酶的影响存在菌株差异，菌株30烘干条件下虫草素高于冻干处理，菌株159冻干条件下高于烘干处理［7］;王立强则认为冻干处理的蛹虫草中虫草素和SOD含量明显高于55℃烘干处理［8］。本试验对比研究了不同温度烘干和真空冷冻干燥2种方法对蛹虫草子实体虫草素、腺苷等特征成分的影响，以及蛹虫草超微粉的流动性及膨润特性，研发出了具有理想物化特性及活性物质最大化保留的虫草超微粉干制工艺，实现了虫草的全价利用，并为同类产品提供优质药食同源的原料。

1 材料与方法

1.1 原料

福建益升食品有限公司提供的新鲜虫草子实体。

1.2 仪器与药品

E2695型高效液相色谱仪及2998型光电二极管阵列检测器，美国Waters公司;Alpha n-2 Lo小型冻干机，德国Christ公司;DHG-9070型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司;GX-04多功能粉碎机，上海高翔食品机械厂;KQ-300VDE型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司。

虫草素标准品、腺苷标准品，购自加拿大TRC公司;其他试剂均为国产AR级。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

新鲜虫草子实体→挑选→干燥→低温超微粉碎→虫草超微粉→密封包装→备用

1.3.2 干制工艺

按照1.3.1的工艺流程制备虫草超微粉，将新鲜子实体随机分成4组，每组3批次，每批次300 g，第一组采用40℃热风烘干24 h，第二组采用60℃热风烘干12 h，第三组采用80℃热风烘干6 h，第四组采用真空冷冻干燥24 h，所有样品控制干制后水分含量2%～3%，采用多功能粉碎机对蛹虫草干制品进行超微粉碎，过80目筛，检测不同干制方法制备的虫草超微粉物化特性及其特征营养指标。采用DPS软件进行数据分析，所有数值均为3次结果的平均值。

1.4 分析检测方法

1.4.1 水分

采用GB 5009.3-2010食品中水分的测定。

1.4.2 SOD酶活

ELIASA酶标仪试剂盒法。准确称取蛹虫草的重量，按1∶9(g∶mL)的比例，加入9倍体积的0.1 mol/L pH 7～7.4磷酸盐缓冲液，将植物组织剪碎后匀浆，3 500 r/min离心10 min取上清液进行测定。采用南京建成生物工程研究所超氧化物歧化酶WST-1法测定试剂盒测定。在特定条件下，1 min内转化1 μmol底物，或者底物中1 μmol有关基团所需的酶量，称为1个国际单位(U)。

1.4.3 虫草素和腺苷［11-12］

HPLC法。Waters C18色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，流动相 V(乙腈)∶V(水)=10∶90，流速 1.0 mL/min，柱温38℃，二极管阵列检测器，检测波长260 nm，进样量10 μL。

样品前处理方法:0.5 g固体样品粉末置于25 mL容量瓶内，加人适量体积分数50%乙醇，摇匀，超声波提取30 min，用超纯水定容，摇匀，提取液过0.45 μm 滤膜，收集滤液。

1.4.4 物理性质

将截去下管的漏斗固定于水平放置的绘图纸上方，漏斗距离纸面一定高度，去适量粉末倒入漏斗，使落下粉末为圆锥形，测量锥体高度与底部半径，得正切值即休止角［9，12］。

称取适量虫草粉(质量m)于50 mL离心管，充分搅拌均匀，60℃恒温30 min，冷水冷却30 min。于6 000 r/min转速下离心20 min，倒出离心管中的上清液，置于105℃的恒温干燥箱中蒸干后称重(质量m1);下层沉淀物称重(质量m2);下层沉淀物置于105℃的恒温干燥箱中蒸干至恒重后称重(质量m3)［13-14］。溶解度 SOL、膨胀势 SP、持水力 WSI计算:

2 结果与分析

2.1 不同干制方法对蛹虫草主要营养成分的影响

不同干制方式对特征成分的影响见表1。差异分析结果表明，干制温度与SOD酶活损失呈正相关，冻干处理的影响最小，其SOD酶活显著高于其他处理，达到36.73 U/mg，其次是40℃烘干处理。60℃烘干和冻干处理对蛹虫草虫草素含量的影响没有显著差异，但80℃高温或24 h长时间的干制方式不利于虫草素的保存。80℃烘干处理的腺苷达592.01 μg/g，显著高于其他处理组，可能是高温使蛹虫草发生了某些化学变化，使得腺苷含量有所增加，但目前尚未有研究理论支持，有待进一步研究。本研究结果表明，冻干、60℃烘干或冻干、80℃烘干处理，分别有利于SOD酶活、虫草素、腺苷的适宜干制方式。

表1 不同干制方法对蛹虫草特征成分的影响Table 1 Effects of diferent drying methods on the bioactive compound content of Cordyceps militaris

2.2 超微粉的流动性及膨润特性

粉末粒子的大小、形状和表面特性等影响了粒子间的相互作用力，从而决定了粉末的流动性，直接关系到分剂量的准确性，这一特性常用休止角来表示。对于同一种物料，粒径越小，休止角越大，流动性越小，原因可能是粉粒越细小，相互间的黏附力越大，表面聚合力也越大，吸附性越好。由表2可知，4种干制方法制成的超微粉休止角均超过40°，其中冻干超微粉表观最细腻，休止角最大，达55.55°。粉末的膨润特性常用溶解度、膨胀势、持水力表示。冻干蛹虫草超微粉的溶解度、膨胀势、持水力略高于烘干处理的超微粉，溶解度在42.18%～43.30%，膨胀势在5.81～6.28 g/g，持水力在5.19～5.80 g/g。总体来看，80℃烘干制成的超微粉溶解度、膨胀势、持水力均略低于其他方法制成的超微粉。表明不同干制方法对蛹虫草超微粉的流动性及膨润特性影响差异不大，冻干蛹虫草超微粉的含水量较小，流动性较小，其溶解度、膨胀势、持水力略微高于烘干处理的超微粉。

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

3 结论与讨论

通过研究不同干制方法对蛹虫草主要营养成分的影响表明，温度越高，SOD酶发生变性的可能性越大，SOD酶活损失越大，低温有助于SOD酶的保存，原因可能是高温导致SOD酶失活;高温和长时间的干制方法对虫草素含量的影响没有显著差异，高温短时的干制方法有利于腺苷的保存，原因可能是高温和氧气导致虫草素加速氧化，腺苷对温度不敏感，减少干制时间有利于缩短腺苷和氧气的接触时间，减少氧化。这与现有报道不尽相同，杨青等研究表明，冻干处理的虫草粉虫草素和SOD酶活均高于烘干处理。孙军德研究了2种干燥方法对不同虫草菌株活性成分的影响，发现干燥方法对虫草素和SOD酶活的影响存在着菌株差异，而2种干燥方法对蛹虫草的腺苷含量影响没有显著的差异。

冻干蛹虫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，混合均匀后不易分层，产品质量更稳定，原因是冻干的蛹虫草含水量(2.2%)略低于其他干制虫草(2.5%～2.9%)，硬脆性高，经冻干后的子实体基本维持原形状不变，相同质量的蛹虫草在相同条件下粉碎，冻干蛹虫草由于相互物料碰撞、颗粒的接触面积大，因此碰撞的频率也增大，从而使粉碎粒度更小。冻干蛹虫草超微粉溶解度、膨胀势、持水力均略高于其他方法制成的超微粉，蛹虫草经超微粉碎后，细胞壁被破碎，比表面积增大，有效成分被释放，物理吸附和化学吸附性都增强，亲水集团暴露，有序结构被打乱，水分子和羟基结合机会增加，从而改善了膨润特性。80℃烘干制成的超微粉休止角较小，溶解度、膨胀势、持水力均略低于其他方法制成的超微粉，有可能是因为高温造成细胞快速脱水，从而导致了干品的复水性较差。

在应用中，可根据不同需求和不同加工终产品的设计，综合考虑工艺成本等选择适宜的干制干粉。在生产中，根据需求可加入一定的分散剂、粗粒子、甘露醇等，对粉末的流动性进行改善，以满足生产过程中的流动性需求。

［1］ 屈燕，区智.蛹虫草的研究进展［J］.现代农业科技，2012(12):15-16.

［2］ 郑壮丽，黄春花，梅彩英，等.蛹虫草国内外研究的新进展［J］.环境昆虫学报，2011，33(2):225-233.

［3］ 曾宏宾，宋斌，李泰辉.蛹虫草研究进展及其产业化前景［J］.食用菌学报，2011，8(2):70-74.

［4］ 杨瑞长.冬虫夏草与蛹虫草异同点比较［J］.食用菌，2012(3):4-9.

［5］ 吴荣荣.蛹虫草活性成分分析［J］.现代农村科技，2010(19):60.

［6］ 林群英，李泰辉，宋斌.广东虫草与冬虫夏草及蛹虫草的成分比较［J］.食用菌学报，2009，16(4):54-57.

［7］ 孙军德，廉添添，杨涛，等.不同干燥方法对蛹虫草子实体活性成分含量的影响［J］.沈阳农业大学学报，2013，44(6):761-765.

［8］ 王立强，王洪军，吴益民，等.北虫草粉中有效成分分析［J］.沈阳部队医药，2010，23(3):152-153.

［9］ 范明月，吴昊，朱俊向，等.干燥方式对南瓜粉物化特性及抗氧化活性的影响［J］.中国食品学报，2013，13(12):109-112.

［10］ 韩建华，杨淑芳，孙继红.蛹虫草中虫草素、腺苷综合提取工艺研究［J］.北方蚕业，2011，32(4):24-27.

［11］ JING Z DONG J Z，DING J，YÜ P Z，et al.Composition and distribution of the main active components in selenium-enriched fruit bodies of Cordyceps militaris link［J］.Food Chemistry，2013，137(1-4):164-167.

［12］ 朱慧，朱家壁.胰岛素吸入粉雾剂粉体性质的研究［J］.中国药科大学学报，2004，35(5):424-428.

［13］ 王慧云，陈海华，王雨生.花生蛋白粉对马铃薯淀粉理化性质的影响［J］.青岛农业大学学报:自然科学版，2013，30(1):60-63.

［14］ 张杰，何义萍，韩小贤.脱脂对燕麦淀粉理化性质影响研究［J］.中国粮油学报，2013，28(3):18-22.