《食品科学》：湖南中医药大学杨勇教授、郑淘高级实验师等：挤压蒸煮对茯苓理化特性的影响

茯苓为多孔菌科真菌茯苓（

Poria cocos

(Schw.) Wolf）的干燥菌核，它既是食品又是中药材。在传统中医临床中，茯苓因其广泛的应用，素有“十方九苓”之说。茯苓的主要成分包括多糖和三萜，同时含有甾醇、蛋白质、氨基酸和无机元素等微量成分。

挤压蒸煮技术是一种通过高温、高压和高剪切力作用，在短时间内快速实现物料熟化、混合、成型和杀菌等多重工艺的一种热加工技术，被广泛应用于粗粮细作、营养复合休闲食品及动物饲料加工等领域。

湖南中医药大学药学院的刘媛媛、郑淘*和杨勇*等人拟评估挤压蒸煮对单一茯苓原料物理性质和化学成分的影响，以科学深入了解茯苓的挤压蒸煮加工特性。同时考虑到挤压蒸煮温度对茯苓挤压蒸煮品质可能存在较大影响，以及挤压蒸煮设备能精准控制温度参数范围，本研究还将分析不同挤压蒸煮温度条件（60、80、100、120 ℃和140 ℃）对茯苓理化品质的影响，以期为茯苓挤压蒸煮相关产品的开发提供科学依据。

1

挤压蒸煮处理对茯苓粉色泽的影响

经肉眼观察，挤压蒸煮后茯苓粉的颜色较茯苓原粉颜色深。由表1可知，各组茯苓粉的

L

*值和∆

E

存在显著差异（

P

＜0.05）。P0组的

L

*值最大，

a

*值和∆

E

最小，即P0组颜色最浅。挤压蒸煮茯苓样品

L

*值均低于P0，而

a

*和

b

*值均略高于P0，说明经过挤压蒸煮处理后茯苓粉的亮度下降，黄度和红度增加，颜色加深，其色泽呈现褐色。但在60～140 ℃的挤压蒸煮温度范围内，茯苓粉色泽差异不显著，即茯苓色泽不会随着挤压蒸煮温度的升高而加深。研究表明，茯苓菌核主要以水不溶性多糖为主，其占比高达70%～90%，多糖类物质易在高温高压下降解产生还原糖，同时伴随蛋白质的降解会发生美拉德反应或焦糖化反应。挤压蒸煮的高压湿温会促进茯苓原料中的多糖与蛋白质类物质发生褐变，使得颜色变深，从而使挤压蒸煮后的茯苓样品与未挤压蒸煮的茯苓样品产生色差。

2

挤压蒸煮处理对茯苓粉粒径、WSI、WAI和分散性的影响

如表2所示，6 种样品粒径分布均具有显著差异，从

D

10 、

D

50 和

D

90 来看，除PJ60和PJ100外其余各组的

D

10 均具有显著差异（

P

＜0.05）；PJ100、PJ120和PJ140组的

D

50 较为接近；P0、PJ100、PJ120、PJ140组的

D

90 较为接近，PJ60和PJ80组的

D

90 较为接近。PJ60、PJ80组的

D

50低于100 µm，分别为83.25、86.51 µm，其

D

90 低于1 000 µm，分别为570.80、624.20 µm，显著低于其他组（

P

＜0.05）。此外，茯苓粉比表面积随颗粒粒径减小而增加，其中PJ60、PJ80组的比表面积远大于其他样品，PJ80组的比表面积最大，为67.38 m 2 /kg，其次为PJ60组（61.60 m 2 /kg）。PJ120组比表面积最小，为16.88 m 2 /kg。结果表明，低温挤压蒸煮（60～80 ℃）茯苓的粒径更小，即低温高压高剪切力的处理可以使茯苓颗粒的粒径显著减小。高温挤压蒸煮会造成茯苓大颗粒含量的增加，可能源于高温导致焦化反应剧烈发生，使茯苓小分子物质与大分子物质相互联结、硬化，从而增大了茯苓粉颗粒的粒径。

WAI可以反映物料的糊化能力和吸水能力，WSI能够反映物料的降解程度以及在水中的溶解度。较高的WSI表明该产品含有较少的高分子物质，容易被人体吸收的物质含量多，这2 个指标可用于衡量茯苓粉的冲调特性。由图1可知，随着挤压蒸煮温度的升高，WSI和WAI均呈现出先升高后降低再升高的趋势。在挤压蒸煮茯苓样品中，PJ60组的WAI最大（512.83%），显著高于其他组（

P

＜0.05），其次为PJ80和PJ140组。PJ140和PJ80、PJ60组的WSI较大，PJ120组的WSI最小，显著小于其他5 组（

P

＜0.05）。此外，在实验过程中观察到P0组有大量漂浮物存在，表现出较差亲水性，与杨日昭等观察的现象一致，而挤压蒸煮处理的茯苓未出现该现象。WAI和WSI的结果表明，低温挤压蒸煮（60、80 ℃）可有效提高茯苓的吸水能力和水溶性，使得茯苓中的有效成分更易被人体吸收。

分散时间越短则表明测定样品的分散性越好。如图2所示，P0组的分散时间最长，经过挤压蒸煮后茯苓的分散时间显著缩短（

P

＜ 0.05 ），表明挤压蒸煮可显著改善茯苓的分散性，优化其冲调特性，使其能够更好地融入其他食品材料，可有助于茯苓应用于茶饮、粥食等食品中。茯苓挤压蒸煮后分散性的提高可能与难溶性大分子在高温高压条件下发生裂解导致可溶性成分增加有关 。

结合6 组样品的粒径分布、WSI、WAI和分散性来看，低温挤压蒸煮（60～80 ℃）的茯苓样品表现出优于其他挤压蒸煮温度的吸水性和水溶性，且其分散时间短，所形成较小的粒径和较大的比表面积可以显著提高粉末在溶剂中的溶出率，促进茯苓的有效成分在人体的吸收。

3

挤压蒸煮处理对茯苓总糖和水溶性多糖含量的影响

如图3所示，P0组的总糖含量和水溶性多糖含量显著低于PJ60、PJ80组（

P

＜ 0.05 ）， PJ60 组的总糖含量和水溶性多糖含量最高，分别高出 P0 组 49.9% 和 49.5% 。随着挤压蒸煮温度的增加，挤压蒸煮茯苓粉的总糖含量和水溶性多糖含量呈现逐渐下降的趋势，这一现象可能是挤压和温度协同作用的结果。在低温挤压蒸煮过程中，挤压是导致水溶性多糖增加的主要原因，茯苓在螺腔内受到极大的螺旋推进压力，在出料口处压力瞬间骤降，导致茯苓细胞壁破坏和大分子降解，茯苓粉粒径变小，水溶性多糖溶出增加，而总糖的增加可能与水溶性多糖的增加有关。在高温挤压蒸煮过程中，温度可能是导致糖类降解（美拉德反应或焦糖化反应）的主要原因 ，故低温挤压蒸煮促进了可溶性糖的溶出，而高温挤压蒸煮导致相关成分降解速率随温度升高而加快。结果表明，低温挤压蒸煮能够有效促进水溶性茯苓多糖的浸出，提高茯苓的保健功能。

4

挤压蒸煮处理对茯苓醇溶性浸出物含量的影响

醇溶性浸出物含量是茯苓的重要质量评价指标。如图4所示，挤压蒸煮处理会导致茯苓醇溶性浸出物含量增加，其中PJ60组的醇溶性浸出物质量分数最高，为2.61%。低温挤压蒸煮在一定程度上会增加茯苓的醇溶性浸出物含量，但随着挤压蒸煮温度的提高茯苓的醇溶性浸出物含量反而下降，说明低温挤压蒸煮更易于茯苓醇溶性浸出物浸出。

5

挤压蒸煮处理对茯苓总三萜含量的影响

三萜类成分因具有多种药理活性而受到广泛关注，其中茯苓三萜具有增强胰岛素活性和诱导肿瘤细胞凋亡等作用，鉴于此，三萜类成分含量是评价茯苓保健功能的关键生物活性指标。如图5所示，与P0组的总三萜含量（0.25 mg/g）相比，挤压蒸煮茯苓的总三萜含量显著增加（

P

＜ 0.05 ）且均增加 1 倍以上，其中 PJ60 组的总三萜含量最高，为 0.64 mg/g ，但在 60 ～ 140 ℃范围内的挤压蒸煮茯苓样品间无显著差异（

P

＞ 0.05 ）。结果表明，压力导致的破壁溶出效应可能是茯苓三萜含量增加的主要原因，而在 60 ～ 140 ℃范围内，挤压温度对茯苓三萜的溶出没有明显影响，温度升高造成三萜的热降解损耗也不明显，这可能是由于大多数三萜类化合物具有较稳定的结构 。

将水溶性多糖、醇溶性浸出物和总三萜含量进行聚类分析，结果如图6所示。P0组与各挤压蒸煮组存在明显差异，这说明挤压蒸煮处理能够造成茯苓中这3 类化合物含量的差异化。PJ60组与其他温度挤压蒸煮茯苓相比有差异，PJ80和PJ100组无差异，PJ120和PJ140组无差异，这表明随着温度的不断升高，不同温度区间中茯苓水溶性多糖、醇溶性浸出物和总三萜含量出现差异，且这3 类化合物总含量逐渐减少，其中PJ60组的水溶性多糖、醇溶性浸出物和总三萜含量最高，说明利用挤压蒸煮加工茯苓的最适挤压温度为60 ℃。

6

挤压蒸煮处理对茯苓挥发油成分的影响

采用水蒸气蒸馏法分别提取各组茯苓样品的挥发油，通过GC-MS技术分析茯苓挥发油成分组成及其相对含量，结果如表3、4所示。P0组检出18 种挥发油成分，PJ60、PJ80、PJ100、PJ120和PJ140组分别检出22、19、21、30、24 种挥发油成分，挤压蒸煮后茯苓的挥发油成分种类较P0组均增加，说明挤压蒸煮可促进茯苓挥发性风味增加。茯苓挥发油成分包括醛类（5 种）、有机酸类（9 种）、烷烃类（9 种）、酮类（2 种）、酚类（3 种）、酯类（6 种）、醇类（3 种）和其他类（8 种）等。

由表3可知，所有茯苓样品检出共有挥发性成分7 种，壬醛和苯乙醛具有独特芳香气味，经挤压蒸煮后二者相对含量相较P0组有一定程度增加，PJ120组中的壬醛和苯乙醛含量最高，PJ60组次之；正辛烷、正壬烷和2,4-二叔丁基苯酚具有一定毒性，6 组茯苓样品中PJ60组的正辛烷和2,4-二叔丁基苯酚相对含量最低，PJ80组正壬烷的相对含量最低。结果表明，低温挤压蒸煮能够降低茯苓不良挥发性成分含量，增强茯苓的特殊风味，是较理想的挤压蒸煮温度。

表4为所有挤压蒸煮茯苓样品检出的特有成分。P0组的特有挥发性成分大多为酯类和酸类，例如邻苯二甲酸二丁酯、壬酸。壬酸呈淡脂肪和椰子香气，而邻苯二甲酸二丁酯为有毒工业溶剂。邻苯二甲酸二丁酯仅在P0组中检出，未在挤压蒸煮茯苓样本中检出，说明挤压蒸煮可以改变茯苓挥发性成分的种类，降低部分有毒成分的含量。挤压蒸煮加工茯苓样品特有的挥发油成分大多为醛类和醇类，例如苯甲醛、橙花叔醇等，醛类物质通常具有强烈的气味特性，如苯甲醛具有杏仁味，橙花叔醇微带木质香且具有抗癌和抗氧化等功效，苯甲醛和橙花叔醇这2 种物质未在P0组中检出，但存在于挤压蒸煮后的样品中，其相对含量均在PJ120组中最高，说明高温高剪切作用可能形成的致密性结构有助于特殊气味的形成和保留。此外，茯苓受到高温高压作用，会加速化合物的裂解转化，其脂肪酸可能会氧化分解或热降解产生醛类化合物，例如亚麻酸可衍生形成苯甲醛，同时受温度影响的美拉德反应和氧化反应也会产生一些新的酮类成分，造成挤压蒸煮前后茯苓挥发性成分的差异。

7

挤压蒸煮处理对茯苓醇溶性浸出物中三萜类成分的影响

如表5所示，6 组茯苓样品在LC-MS负离子扫描模式下共检测出38 种三萜类化合物，P0和PJ100组均检出34 种成分，PJ80和PJ120组均检出31 种成分，PJ140组检出30 种成分，PJ60组检出28 种成分。38 种茯苓三萜类化合物中，羊毛甾-8-烯型、羊毛甾-7,9(11)-二烯型、3,4-开环-羊毛甾-8-烯型和3,4-开环-羊毛甾-7,9(11)-二烯型三萜分别检出5、18、2、13 种。三萜类指标性成分去氢茯苓酸、去氢土莫酸分别在PJ60和PJ80组中的含量最多，此外，挤压蒸煮可以使茯苓产生新的三萜类成分，挤压蒸煮茯苓样品较P0组检出特有化学成分4 种，分别为3β-对羟基苯甲酰基去氢土莫酸、去氢齿孔酸乙酰酯、25-甲氧基茯苓酸A和茯苓新酸AE。

为了解挤压蒸煮对茯苓化学成分的影响，统计了不同挤压温度处理的茯苓样品中相对含量排名前10的共有三萜类成分，分别为去氢茯苓酸、1

H

-benz[e]indene-6-propanoic acid,3-[(1

R

)-1-carboxy-5-methyl-4-hexen-1-yl]-2,3,3α,4,6,7,8,9

-octahydro-2-hydroxy-3α,6,9

-trimet、去氢土莫酸、茯苓酸、3-甲酯-茯苓酸A、茯苓新酸A、茯苓新酸C、茯苓新酸G、土莫酸、3-表去氢土莫酸，并比较这些成分相对含量的差异，结果如图7所示。10 种成分中茯苓酸的相对含量最高，其次为茯苓新酸C和茯苓新酸A。挤压蒸煮茯苓样品的茯苓酸高于P0组，PJ120组的茯苓酸含量最高，其次为PJ60组。在相对含量排名前10的成分中，PJ80组有7 种成分相对含量是所有组中最高的，如茯苓新酸G、茯苓新酸A、去氢土莫酸和3-表去氢土莫酸等。茯苓新酸G是抑制肿瘤的功能因子。PJ80组的茯苓新酸G相对含量比P0组高约50%。茯苓新酸A和去氢土莫酸具有利尿作用。3-表去氢土莫酸对脂质自由基有清除作用。

图8为各组相对含量排名前10的三萜成分总量。结果显示，P0组的三萜总相对含量最低，PJ80组的三萜总相对含量最高，与上述结果相印证。表明80 ℃的挤压蒸煮处理能够提高茯苓中有效活性物质的含量。

结论

挤压蒸煮处理产生的高温蒸煮、高速剪切和挤压混合等加工效应符合现代食品制造的发展方向，挤压蒸煮食品已成为现代方便食品的主流产品类型。本实验以茯苓原粉和不同挤压蒸煮温度茯苓粉为研究对象，探究挤压蒸煮工艺及挤压温度对茯苓物理性质和化学成分的影响。结果表明，挤压蒸煮对茯苓的粒径分布、水溶性、吸水性和分散性均产生较大影响，低温挤压蒸煮（60～80 ℃）可以有效降低茯苓的颗粒粒径，改善茯苓的WAI、WSI和分散性，降低茯苓的不良风味组分含量，使茯苓具有更加丰富且令人愉悦的气味。不同挤压蒸煮处理茯苓样品中，PJ60和PJ80组的总糖和水溶性多糖含量与P0组相比均显著增加（

P

＜ 0.05 ）。此外，与其他挤压蒸煮茯苓相比， PJ60 组的醇溶性浸出物含量最高，更符合功能质量要求。 PJ80 组的三萜成分含量相较其他组高，三萜类指标性成分去氢茯苓酸、去氢土莫酸等分别在 PJ60 和 PJ80 组中的含量最多，但随着挤压蒸煮温度的升高，茯苓多糖、总三萜、醇溶性浸出物以及三萜类成分含量均出现不同程度的减少，即较低温挤压蒸煮对茯苓的化学质量指标更为有利。综上，采用较低的挤压蒸煮温度（ 60 ～ 80 ℃）可以提高茯苓有效成分的溶出率并降低挤压蒸煮高温带来的加工损耗，以确保其作为功能性食品原料在复方食品中能够有效地发挥保健功能。同时，低温挤压蒸煮可以提高茯苓有效成分（部位）提取得率的加工规律也可应用于茯苓有效成分（部位）提取前的原料预处理。

作者简介

第一作者：

刘媛媛，湖南中医药大学药学院食品科学与工程专业本科生（20届毕业生），研究方向为食药同源资源综合利用。

本文《挤压蒸煮对茯苓理化特性的影响》来源于《食品科学》2025年46卷第18期250-259页，作者：刘媛媛, 陈倩, 戴鑫汶, 侯凤飞, 徐攀, 严建业, 郑慧, 郑淘*, 杨勇*。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20250112-087。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：魏雨诺；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