粉碎粒度對毛木耳吸附特性影響的研究

岳鳳麗，安東，于克學，*，李新勝，井瑞潔，姜桂傳

（1.山東農業(yè)工程學院，山東濟南250100；2.中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南250014）

毛木耳（Auricularia polytricha）又名粗木耳[1]，屬擔子菌綱、木耳目、木耳科、木耳屬，是熱帶和亞熱帶地區(qū)主要栽培的食用菌之一。與黑木耳相比，雖是同屬不同的種類，但其耳片較黑木耳大、厚，且背面長有較長的絨毛，質地較粗韌，硬脆耐嚼；氨基酸組成、營養(yǎng)成分及功效與黑木耳基本相似，富含多糖、膠質、蛋白質、維生素和多種礦物質元素，具有益氣強身、活血止血、降低人體血液凝塊、緩和冠狀動脈硬化、防止血栓形成、清除腸胃中積食、纖維素之功能。由于毛木耳抗逆性強，適應性廣，生產技術容易掌握，因此，近年來在山東、河南、浙江、福建等地栽培面積不斷擴大。2013年，僅山東省魚臺縣年產毛木耳就達 6000萬公斤。隨著生活水平的提高，人們在食品安全、健康方面的意識逐步增強，過量的油脂攝入、農田土壤中重金屬以及食用水源的污染等因素[2-3]，促使慢性非傳染疾病發(fā)病率提高，影響著人體健康。如何通過食物本身除去影響人體健康的脂肪、重金屬等有害成分已成為營養(yǎng)學、食品科學及預防醫(yī)學等學科研究的課題之一[4]。毛木耳子實體中的膠質成分，是一種天然的生物吸附劑，近幾年來的研究，揭示了毛木耳膠質具有吸附銅離子的功能[5-9]，但尚未見到不同粒度的毛木耳粉體吸附水分、油脂及重金屬鎘離子的報道。本研究通過不同粉碎處理，探討不同粒度毛木耳粉體吸附能力的影響[10-13]，旨在為合理開發(fā)利用毛木耳資源，乃至工業(yè)化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

毛木耳：產于濟寧魚臺縣毛木耳種植基地，清理除雜后，按試驗要求進行不同粒度的粉碎以備用。

主要試劑：重金屬離子標準品：北京中標華威科技有限公司。

1.2 儀器與設備

6B-1型貝利微粉機：濟南貝利粉體技術工程有限公司；RXH-B1型熱風循環(huán)烘箱：上海一恒科技有限公司；A3-F型原子吸收分光光度計：北京普析通用公司。

1.3 毛木耳粉體的制備

取毛木耳子實體原料清洗除雜，烘干，含水量≤13%。在0℃～4℃條件下將處理的毛木耳置于超微粉碎機中超微粉碎，按粉碎時間不同，分別過篩得到40目、100目、300目3個粉體樣品，并以未處理的毛木耳子實體原料作為對照樣品。

1.4 毛木耳吸附水分能力的測定

稱取毛木耳粉體樣品及對照樣品各（2±0.01）g，分別置于離心管中，加入50 g的去離子水并攪拌1 min，靜置30 min后，以 1000 r/min離心5 min，去余水，稱重，計算每克樣品的吸水質量。每組重復處理3次。

1.5 毛木耳吸附油脂能力的測定

稱取毛木耳粉體樣品及對照樣品各（5±0.01）g，分別置于離心管中，加大豆油20 mL并攪拌1 min，靜置30 min后，以 1000 r/min離心5 min，稱重，計算每克樣品的吸油體積。每組重復處理3次。

1.6 毛木耳吸附重金屬含量的測定

1.6.1 重金屬溶液的配制

以Cd2+離子溶液的配制為例。用移液器分別精確吸取 Cd2+離子溶液標準品（濃度為 1 mg/mL）5、4、3、2 mL和1 mL，加入500 mL容量瓶中，用新配2%硝酸溶液定容，配制成濃度為分別為 2、4、6、8、10 μg/mL 的Cd2+離子標準溶液，以備用。

2.6.2 重金屬吸附試驗

稱取毛木耳粉體樣品及對照樣品各（2±0.01）g，放入裝有 100 mL 濃度分別為 2、4、6、8、10 μg/mL 重金屬溶液的三角錐瓶中，用恒溫振蕩器在150 r/min和25℃的條件下振蕩吸附5 h，振蕩后溶液用定量濾紙過濾，收集濾液，用FAAS法測定吸附前后溶液重金屬含量，每組重復處理3次。注：檢測方法參照GB/T 5009.15-2003。

1.7 吸附量計算公式

式中：m1、m2、m3為加入毛木耳粉體樣品的質量；C1為吸附前溶液中重金屬離子濃度，（μg/mL）；C2為吸附后溶液中重金屬離子濃度，（μg/mL）。

2 結果與分析

2.1 毛木耳粉體吸附水分能力

不同毛木耳粉體樣品飽和吸附水分能力見圖1。

圖1 不同目數(shù)毛木耳樣品對水分吸附Fig.1 Adsorpted water of Auricularia polytricha samples at different mesh

由圖1所示，隨著粉體目數(shù)的增加，毛木耳粉體飽和吸水量顯著增大，當粉碎目數(shù)達到300目時，飽和吸水量為17.12 g/g，與對照組（6.13 g/g）相比，吸附水分能力提高179.3%。這說明，毛木耳經(jīng)過粉碎處理后，隨著粉體比表面積增大，更多的親水基團暴露出來，對水分吸附能力顯著增強。

2.2 毛木耳粉體吸附油脂能力

不同毛木耳樣品油脂能力見圖2。

圖2 不同目數(shù)毛木耳樣品對油脂吸附Fig.2 Adsorpted oil of Auricularia polytricha samples at different mesh

由圖2所示，隨著粉碎目數(shù)的增加，毛木耳吸附油脂﹙具體油脂名稱﹚的能力逐漸增強。在粉碎目數(shù)達到300目時，飽和吸油量為1.06 mL/g，與對照組（0.37 mL/g）相比，吸附油脂能力提高186.5%。經(jīng)過粉碎后，吸附能力有了顯著提高，但由于毛木耳子實體中親油基團較少，因而對油脂的吸附能力表現(xiàn)一般，不及吸附水的量大。

2.3 毛木耳粉體吸附Cd2+離子能力

毛木耳樣品對Cd2+離子的吸附能力見圖3。

圖3 不同目數(shù)毛木耳樣品對金屬離子Cd2+吸附Fig.3 Adsorpted metal ion Cd2+of Auricularia polytricha samples at different mesh

從圖3可以看出，隨著溶液中Cd2+離子濃度的增加，四組樣品的吸附量均呈現(xiàn)增加趨勢。且粉碎目數(shù)越大，吸附量越大。在Cd2+離子濃度達到10μg/mL時，此時 40、100、300 目樣品的吸附量分別為：115.25、126.55、165.80 μg/g，與對照組的吸附量 55.23 μg/g相比，吸附能力分別提高了108.7%、129.1%及200.2%。這表明，粉碎處理能夠增大毛木耳的比表面積，使其暴露更多的吸附基團，顯著增強其吸附Cd2+離子的能力。

2.4 毛木耳粉體吸附Pb2+離子能力

毛木耳樣品對Pb2+離子的吸附能力見圖4。

圖4 不同目數(shù)毛木耳樣品對金屬離子Pb2+吸附Fig.4 Adsorpted metal ion Pb2+of Auricularia polytricha samples at different mesh

從圖4可以看出，隨著溶液中離子Pb2+濃度的增加，四組樣品的吸附量同樣均呈現(xiàn)增加趨勢。且粉碎目數(shù)越大，吸附量也越大。在Pb2+離子濃度達到10 μg/mL時，此時40、100、300目樣品的吸附量分別為：110.02、144.13、196.08μg/g，與對照組的吸附量85.95μg/g相比，吸附能力分別提高了28.0%、67.7%及128.1%。這同樣說明，粉碎處理能夠增強毛木耳吸附Pb2+離子的能力。對比樣品吸附Cb2+離子的能力，可以發(fā)現(xiàn)吸附Pb2+離子能力提高幅度小于吸附Cb2+離子，是由于Pb2+離子溶液的量濃度最小，其包含的離子數(shù)量少所致。

3 結論

通過粉碎處理得到不同目數(shù)的毛木耳粉體樣品，以未粉碎毛木耳樣品為對照，發(fā)現(xiàn)粉碎處理對毛木耳吸附能力的影響顯著?？傮w趨勢為，粉碎目數(shù)越大，表面積越大，毛木耳的吸附能力越強。在吸附水分方面，300目毛木耳樣品飽和吸水量達到17.12 g/g，與對照組（6.13 g/g）相比，吸附能力提高179.3%；在吸附油脂方面，300目毛木耳樣品飽和吸油量為1.06 mL/g，與對照組（0.37 mL/g）相比，吸附油脂能力提高186.5%；在吸附重金屬離子方面，在Cd2+離子濃度達到10 μg/mL時，40、100、300 目樣品的吸附量分別為 115.25、126.55、165.80 μg/g，與對照組的吸附量 55.23 μg/g 相比，吸附能力分別提高了108.7%、129.1%及200.2%，在Pb2+離子濃度達到 10 μg/mL 時，40、100、300 目樣品的吸附量分別為：110.02、144.13、196.08 μg/g，與對照組的吸附量85.95 μg/g相比，吸附能力分別提高了28.0%、67.7%及128.1%。

通過粉碎處理后，粉體粒度越小，表面積越大，毛木耳吸附水、油脂及重金屬能力得到提高，提示食用毛木耳時粉體好于子實體，且食用子實體時咀嚼越細，毛木耳清除腸胃積食、纖維、油脂及重金屬等功能越強。隨著子實體粒度減小，目數(shù)增加，提示細胞的破壁率逐漸增加，一系列功效成分也逐漸的釋放出來，在食用后更容易被人體吸收，提升了毛木耳自身的營養(yǎng)價值?；诒狙芯坷碚摶A之上，充分利用毛木耳自身物料的特性，開展毛木耳粉體加工產品的研發(fā)，無論對于開發(fā)利用毛木耳資源還是益于人體健康發(fā)展，都具有重要的現(xiàn)實意義。

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