《食品科学》：山西农业大学孟俊龙教授、程艳芬副教授等：富含蛋白质浓稠猴头菌乳的流变学及体外消化分析

猴头菌（HE）又名猴头菇、猴头蘑等，是一种药食两用菌，含蛋白质、多糖等生物活性物质。据研究，HE多糖可以减少胃黏膜病变和胃溃疡的发生；HE子实体多糖分子质量的降低有利于提高其抗炎活性，对胃黏膜细胞的损伤修复作用可以得到进一步发挥。这些生理功效使HE成为食品深加工及保健食品研发的重要原料。

吞咽困难会影响食物摄取和营养吸收，导致患者出现营养不良等并发症，严重时可能会导致死亡。这一问题的主要解决方法是通过添加增稠剂，制得呈蜂蜜状的食物，使吞咽更安全。增稠剂通常分为改性淀粉基和胶基两类，前者在过去广泛使用，但后者因具有较好的适口性、质地和感官特征，最近越来越受欢迎。增加蛋白质的摄入量可减少肌肉减弱综合症（肌少症）以及骨质疏松等疾病的发生，这在老年人中很常见。

山西农业大学食品科学与工程学院的苏翠馨、孟俊龙*、程艳芬*等验以HE为原料，添加两种蛋白质（乳清蛋白（WP）或大豆分离蛋白（SPI）），再分别添加3 种增稠剂（黄原胶（XG）、κ-卡拉胶（KC）或羧甲基纤维素钠（CMC））制备成富含蛋白质浓稠HE乳，研究其流动性和黏弹性以及体外消化特性。旨在为吞咽困难患者和老年人设计的食物提供一定的理论依据。

1 富含蛋白质浓稠HE乳的制备

由图1a所示，当料液比为1∶60时，基础HE乳的风味评分最高，为90 分，HE具有淡淡的香味，无苦味。如图1b所示，随着蛋白质添加量的增加，SPI和WP质量分数增加，其中对照组最低，分别为1.947 6%和2.611 6%，当蛋白质添加量为10%时，SPI和WP质量分数高达25.986 8%和30.984 4%。按照膳食营养素参考摄入量标准，推荐65 岁及以上老年人蛋白质摄入量为：男65 g/d，女55 g/d，故选用SPI和WP的添加量均为10%。

根据李敏等研究糊状饮食对中度吞咽障碍老年患者营养状态及吞咽功能的影响表明，使食物的黏度达到蜂蜜状（351～1 750 mPa·s）有助于中度吞咽困难的患者食用。样品在37 ℃、剪切速率为50 s-1、表观黏度为蜂蜜状（351～1 750 mPa·s）时，确定增稠剂的质量分数如表1所示。

2 HE乳的流动特性和黏弹性

2.1 HE的流动特性

用流变仪测定HE乳的稳态流动特性，使用Herschel-Bulkley模型拟合流变参数。由表2所示，屈服应力（δ 0 ）是样品开始流动所需的最小剪切应力，与其内部结构的破坏有关。不同样品的 δ 0 不同，归因于不同体系的紧密堆积，这是由于增稠剂提高了食物颗粒之间的凝聚力。添加XG的HE乳在2 种蛋白质中都具有 δ 0 ，更有利于吞咽困难的人食用。不同HE乳的K值不同，其中HESPI-KC的K值最高，为819.55 Pa·s，HE-WP-KC的K值最低，为6.72 Pa·s。此外，所有HE乳的n值均小于1，表明它们在超过 δ 0 后表现出剪切变稀的流动特性；n＜1的食物有利于吞咽。

2.2 HE乳的黏弹性

图2显示了37 ℃ HE乳的G′、G″和tan δ值随频率的变化。在0.1～100 rad/s内，所有样品的G′＞G″，这表明样品为弱凝胶。tan δ＞1表示稀溶液，而在0.1～1之间表示弱凝胶。所有样品的tan δ均在0.22～0.56之间，进一步证实了它们具有弱凝胶特性。

通过计算对数变化下HE乳的G′和G″斜率（分别为n′和n″）与频率的关系，进一步了解频率对G′和G″值的影响。用G0′-G0″值衡量凝胶强度，复模量（G*）与样品的刚度和硬度有关，而复合黏度（η*）是基于角频率评估产品的整体流动阻力。在37 ℃、频率1 Hz条件下进行频率扫描，结果如表3所示。所有HE乳的n′和n″值都在0～1之间，表现为弱凝胶行为。HE乳的n″＞n′，表明G″比G′更依赖频率。HE-SPI-CMC的G0′-G0″值最高，这是由于带负电荷的羧基与蛋白质的阳离子结构域相互作用，使CMC形成强的网络结构，增加凝胶强度。所有HE乳都表现出弹性行为（G′＞G″）。HE-SPI-CMC的G*和η*值最高，因为这是增稠剂的阴离子结构域（带负电荷的羧基）和蛋白质的阳离子结构域（氨基酸）之间形成了强网络，从而加强了HE乳的结构。所有HE乳的tan δ值均小于1，表明其具有弹性特性。研究认为，高弹性的稀液体有利于吞咽困难的人食用，且tan δ值在0.1～1之间可以作为易吞咽的流变学标准。因此，考虑到具有高抗变形性（高G*值）和良好弹性（低tan δ值）的食品吞咽更安全，认为HESPI-XG、HE-SPI-CMC、HE-WP-XG、HE-WP-CMC和HE-WP-KC更适合吞咽障碍人群食用。

为了确定温度对样品结构变化的影响，从15～80 ℃进行温度扫描实验，如图3a、b所示，随着温度的升高，各样品G′和G″值基本都在减小。因为需要更多的热能克服螺旋内部链分子内和分子间键的能量。但当温度高于50 ℃时，HE-WP-XG的G′和G″增加，这是因为温度升高，HE乳中WP分子链与XG分子运动更加剧烈，又伴随着WP的变性，XG与WP相互作用增强，说明增稠的WP与XG具有强的物理纠缠网络结构，增稠的效果最好，从而加大了HE乳G′和G″值上升的趋势。图3c所示，所有HE乳的tan δ值都在0.1～1，表明其具有良好弹性，有利于吞咽困难的人食用。

3 消化HE乳的流动流变特性

测定在体外胃肠消化过程中消化HE乳的流变特性参数η（10 s-1）、n、K和R2，结果见表4。所有HE乳基本表现出非牛顿剪切变稀行为（n＜1）。相比其他消化部位，口腔中η值最高。消化后的样品中，HE-WP-KC的η值和K值最高（分别为528.160 mPa·s和5.823 Pa·s），其次是HE-WP-XG和HE-SPI-XG，表明这些样品的结构受口腔α-淀粉酶的影响较小。HE-WP-KC在口腔和胃相的η和K参数差异最大，这可能是由于α-淀粉酶和胃蛋白酶的作用，WP的水解程度最高。肠消化阶段结束后，消化样品的η值和K值基本无显著差异。

4 HE乳蛋白质消化率

通过测定消化期间HE乳的可溶性蛋白质、可溶性肽和游离氨基酸的含量评估HE乳的消化特性。如图4a所示，消化前，WP可溶性蛋白含量高于SPI，不同样品的含量在不同的消化阶段呈下降趋势。在消化后，添加不同增稠剂的HE乳可溶性蛋白含量基本无显著差异，与样品的蛋白种类无关，这是因为α-淀粉酶的相互作用导致蛋白质沉淀或聚集，这一阶段不会发生蛋白质水解。如图4b所示，与消化前相比，每个消化阶段HE乳多肽含量都在增加，尤其是在胃消化阶段，HE-SPI-CMC增长最高，为1.413 2 mg/g，HE-WP-KC含量（1.171 8 mg/g）次之，在胃蛋白酶的作用下，使得HE乳更容易消化。在胃消化阶段，HE-SPI-XG和HE-WPXG没有显著差异。消化完成后，HE-WP-KC的多肽含量高达1.491 8 mg/g，证明肠道酶（主要是胰蛋白酶）在水解蛋白质并生成肽和游离氨基酸方面发挥了关键作用。如图4c所示，在口腔消化阶段HE-WP-KC和HE-WP-CMC游离氨基酸含量无显著差异。消化完成后，WP的游离氨基酸含量高于SPI，表明添加WP的HE乳更易于人体消化和吸收。其中，HE-SPI-XG样品的游离氨基酸质量分数最低，为0.029 2%；HE-WPCMC最高，为0.034 1%，其次是HE-WP-KC、HE-SPIKC和HE-WP-XG。

这些结果表明，虽然所有HE乳的初始蛋白质量分数都高达10%，但蛋白质消化率会受到样品组成、结构组织和理化性质的影响，这是由于添加的蛋白质及增稠剂与食物基质的相互作用。

5 结论

富含蛋白质浓稠HE乳表现出剪切变稀的流动行为；HE-SPI-XG、HE-SPI-CMC、HE-WP-XG、HE-WP-CMC和HE-WP-KC具有高抗变形性和良好的弹性，更适合吞咽困难患者和老年人食用；在模拟体外消化实验中，HESPI-XG、HE-WP-XG和HE-WP-KC有较高的黏度和稠度，有利于老年人和吞咽困难的人食用；通过测定HE乳蛋白质的消化率，可知WP蛋白质含量高于SPI；HE-WPCMC和HE-WP-KC在消化完成后游离氨基酸的含量最高。本研究证实了添加蛋白质和增稠剂与食物基质之间的相互作用决定了样品的流变学特性和消化特性。综上所述，在设计适合吞咽困难或老年人的食品时，以WP为蛋白质源和KC为增稠剂制备食品是一个很好的选择。

本文《富含蛋白质浓稠猴头菌乳的流变学及体外消化分析》来源于《食品科学》2024年45卷6期24-31页. 作者：苏翠馨，魏世杰，常明昌，冯翠萍，曹谨玲，云少君，徐丽婧，耿雪冉，程菲儿，孟俊龙，程艳芬. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230505-033. 点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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