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粉碎粒度对毛木耳吸附特性影响的研究



全 文 :粉碎粒度对毛木耳吸附特性影响的研究
岳凤丽1,安东2,于克学1,*,李新胜2,井瑞洁1,姜桂传1
(1.山东农业工程学院,山东济南 250100;2.中华全国供销合作总社济南果品研究院,山东济南 250014)
摘 要:通过不同毛木耳粉体对吸附水、油脂及重金属离子能力影响的研究发现,毛木耳粉体吸附性优于未粉碎
的子实体。选择粉体粒度在 40目、100目、300目的样品,并以未粉碎的毛木耳样品为对照,进行吸附试验。结果表明,
粉体粒度越细,毛木耳的吸附能力越强。在吸附水分方面,300目样品饱和吸水量为 17.12 g/g,与对照组(6.13 g/g)
相比,吸附水分能力提高 179.3 %;在吸附油脂方面,300目样品饱和吸油量为 1.06 mL/g,与对照组(0.37 mL/g)相
比,吸附油脂能力提高 186.5 %;在吸附重金属离子方面,在 Cd2+离子浓度达到 10 μg/mL时,300目样品的吸附量
分别为 165.80 μg/g,与对照组的吸附量 55.23 μg/g 相比,吸附能力分别提高了 200.2 %,在 Pb2+离子浓度达到
10 μg/mL时,300目样品的吸附量为 196.08 μg/g,与对照组的吸附量 85.95 μg/g相比,吸附能力提高了 128.1 %。
关键词:毛木耳;粉碎;吸附能力;重金属离子
Effect of Grinding Particle Size on Adsorption Characteristics of Auricularia polytricha
YUE Feng-li1,AN Dong2,YU Ke-xue1,*,LI Xin-sheng2,JING Rui-jie1,JIANG Gui-chuan1
(1. Shandong Agriculture and Engineering University,Jinan 250100,Shandong,China;2. Jinan Fruit
Reserarch Institute,China Supply and Marketing Cooperatives,Jinan 250014,Shandong,China)
Abstract:Through the effect of adsorption capacity on different Auricularia polytricha powder on adsorbed
water, grease and heavy metal ions, found the adsorbability of Auricularia polytricha powder batter than
ungrinding fruiting body. Experiment was conducted through selected the samples on powder granularity of 40-
mesh, 100-mesh, 300-meshs, and the ungrounding samples as control. The results show that, the finer the
powder granularity, the stronger adsorption capacity of Auricularia polytricha. On the adsorption of water, the
sample of 300-mesh saturated adsorption capacity was 17.12 g/g, and compared to the control group (6.13 g/g),
179.3 % adsorption capacity was increased; on the adsorption of oil, the sample of 300 -mesh saturated
adsorption capacity was 1.06 mL/g, and compared to the control group (0.37 mL/g), 186.5 % adsorption capacity
was increased; on the adsorption of heavy metal ions, the ion concentration of Cd2+ was 10 μg/mL, t300-mesh
saturated adsorption capacity was 165.80 μg/g, and compared to the control group (55.23 μg/g), the adsorption
capacity was increased by 200.2 %, the ion concentration of Pb2+ was 10 μg/mL, 300-mesh saturated adsorption
capacity was 196.08 μg/g,and compared to the control group(85.95 μg/g), the adsorption capacity was increased
by 128.1 %.
Key words:Auricularia polytricha;grinding;adsorption capacity;heavy metal ions
基金项目:山东省科技攻关项目(2011GNC11304)
作者简介:岳凤丽(1963—),女(汉),教授,本科,研究方向:农产品
加工。
*通信作者:于克学(1978—),男(汉),副教授,博士,研究方向:农产
品加工。
食品研究与开发
Food Research And Development
2014年 3月
第 35卷第 5期基础研究
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2014.05.002
毛木耳(Auricularia polytricha)又名粗木耳[1],属担
子菌纲、木耳目、木耳科、木耳属,是热带和亚热带地区
主要栽培的食用菌之一。与黑木耳相比,虽是同属不
同的种类,但其耳片较黑木耳大、厚,且背面长有较长
的绒毛,质地较粗韧,硬脆耐嚼;氨基酸组成、营养成分
及功效与黑木耳基本相似,富含多糖、胶质、蛋白质、维
生素和多种矿物质元素,具有益气强身、活血止血、降
低人体血液凝块、缓和冠状动脉硬化、防止血栓形成、
清除肠胃中积食、纤维素之功能。由于毛木耳抗逆性
7
强,适应性广,生产技术容易掌握,因此,近年来在山
东、河南、浙江、福建等地栽培面积不断扩大。2013年,
仅山东省鱼台县年产毛木耳就达 6 000万公斤。随着
生活水平的提高,人们在食品安全、健康方面的意识
逐步增强,过量的油脂摄入、农田土壤中重金属以及
食用水源的污染等因素[2-3],促使慢性非传染疾病发病
率提高,影响着人体健康。如何通过食物本身除去影
响人体健康的脂肪、重金属等有害成分已成为营养
学、食品科学及预防医学等学科研究的课题之一[4]。毛
木耳子实体中的胶质成分,是一种天然的生物吸附
剂,近几年来的研究,揭示了毛木耳胶质具有吸附铜
离子的功能[5-9],但尚未见到不同粒度的毛木耳粉体吸
附水分、油脂及重金属镉离子的报道。本研究通过不
同粉碎处理,探讨不同粒度毛木耳粉体吸附能力的影
响[10-13],旨在为合理开发利用毛木耳资源,乃至工业化
生产提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
毛木耳:产于济宁鱼台县毛木耳种植基地,清理
除杂后,按试验要求进行不同粒度的粉碎以备用。
主要试剂:重金属离子标准品:北京中标华威科
技有限公司。
1.2 仪器与设备
6B-1型贝利微粉机:济南贝利粉体技术工程有
限公司;RXH-B1型热风循环烘箱:上海一恒科技有
限公司;A3-F型原子吸收分光光度计:北京普析通用
公司。
1.3 毛木耳粉体的制备
取毛木耳子实体原料清洗除杂,烘干,含水量≤
13 %。在 0℃~4℃条件下将处理的毛木耳置于超微粉
碎机中超微粉碎,按粉碎时间不同,分别过筛得到
40目、100目、300目 3个粉体样品,并以未处理的毛木
耳子实体原料作为对照样品。
1.4 毛木耳吸附水分能力的测定
称取毛木耳粉体样品及对照样品各(2±0.01)g,分
别置于离心管中,加入 50 g的去离子水并搅拌 1 min,
静置 30 min后,以 1 000 r/min离心 5 min,去余水,称
重,计算每克样品的吸水质量。每组重复处理 3次。
1.5 毛木耳吸附油脂能力的测定
称取毛木耳粉体样品及对照样品各(5±0.01)g,分
别置于离心管中,加大豆油 20 mL并搅拌 1 min,静置
30 min后,以 1 000 r/min离心 5 min,称重,计算每克样
品的吸油体积。每组重复处理 3次。
1.6 毛木耳吸附重金属含量的测定
1.6.1 重金属溶液的配制
以 Cd2+离子溶液的配制为例。用移液器分别精确
吸取 Cd2+离子溶液标准品(浓度为 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,配制成浓度为分别为 2、4、6、8、10 μg/mL的
Cd2+离子标准溶液,以备用。
2.6.2 重金属吸附试验
称取毛木耳粉体样品及对照样品各(2±0.01)g,放
入装有 100 mL浓度分别为 2、4、6、8、10 μg/mL重金属
溶液的三角锥瓶中,用恒温振荡器在 150 r/min和 25℃
的条件下振荡吸附 5 h,振荡后溶液用定量滤纸过滤,
收集滤液,用 FAAS法测定吸附前后溶液重金属含量,
每组重复处理 3次。注:检测方法参照 GB/T 5009.15-
2003。
1.7 吸附量计算公式
吸水量(g/g)= 50 -游离水质量m1

吸油量(mL/g)= 20 -游离油体积m2

吸附重金属离子量(μg/g)=(C1 - C2)× 100m3

式中:m1、m2、m3为加入毛木耳粉体样品的质量;
C1为吸附前溶液中重金属离子浓度,(μg/mL);C2为吸
附后溶液中重金属离子浓度,(μg/mL)。
2 结果与分析
2.1 毛木耳粉体吸附水分能力
不同毛木耳粉体样品饱和吸附水分能力见图 1。
由图 1所示,随着粉体目数的增加,毛木耳粉体
饱和吸水量显著增大,当粉碎目数达到 300目时,饱和
吸水量为 17.12 g/g,与对照组(6.13 g/g)相比,吸附水分
能力提高 179.3 %。这说明,毛木耳经过粉碎处理后,
20
15
10
5
0



/(
g/
g)
300目100目40目原料
图 1 不同目数毛木耳样品对水分吸附
Fig.1 Adsorpted water of Auricularia polytricha samples at
different mesh
基础研究岳凤丽,等:粉碎粒度对毛木耳吸附特性影响的研究
8
随着粉体比表面积增大,更多的亲水基团暴露出来,
对水分吸附能力显著增强。
2.2 毛木耳粉体吸附油脂能力
不同毛木耳样品油脂能力见图 2。
由图 2 所示,随着粉碎目数的增加,毛木耳吸
附油脂﹙具体油脂名称﹚的能力逐渐增强。在粉碎目
数达到 300 目时,饱和吸油量为 1.06 mL/g,与对照
组(0.37 mL /g)相比,吸附油脂能力提高 186.5 %。经过
粉碎后,吸附能力有了显著提高,但由于毛木耳子实
体中亲油基团较少,因而对油脂的吸附能力表现一
般,不及吸附水的量大。
2.3 毛木耳粉体吸附 Cd2+离子能力
毛木耳样品对 Cd2+离子的吸附能力见图 3。
从图 3可以看出,随着溶液中 Cd2+离子浓度的增
加,四组样品的吸附量均呈现增加趋势。且粉碎目数
越大,吸附量越大。在 Cd2+离子浓度达到 10μg/mL时,此
时 40、100、300目样品的吸附量分别为:115.25、126.55、
165.80 μg/g,与对照组的吸附量 55.23 μg/g相比,吸附能
力分别提高了108.7%、129.1%及 200.2%。这表明,粉碎
处理能够增大毛木耳的比表面积,使其暴露更多的吸
附基团,显著增强其吸附 Cd2+离子的能力。
2.4 毛木耳粉体吸附 Pb2+离子能力
毛木耳样品对 Pb2+离子的吸附能力见图 4。
从图 4可以看出,随着溶液中离子 Pb2+浓度的增
加,四组样品的吸附量同样均呈现增加趋势。且粉碎目
数越大,吸附量也越大。在 Pb2+离子浓度达到 10 μg/mL
时,此时 40、100、300目样品的吸附量分别为:110.02、
144.13、196.08μg/g,与对照组的吸附量85.95μg/g相比,
吸附能力分别提高了 28.0 %、67.7 %及 128.1 %。这同
样说明,粉碎处理能够增强毛木耳吸附 Pb2+离子的能
力。对比样品吸附 Cb2+离子的能力,可以发现吸附 Pb2+
离子能力提高幅度小于吸附 Cb2+离子,是由于 Pb2+离
子溶液的量浓度最小,其包含的离子数量少所致。
3 结论
通过粉碎处理得到不同目数的毛木耳粉体样品,
以未粉碎毛木耳样品为对照,发现粉碎处理对毛木耳
吸附能力的影响显著。总体趋势为,粉碎目数越大,表
面积越大,毛木耳的吸附能力越强。在吸附水分方面,
300目毛木耳样品饱和吸水量达到 17.12 g/g,与对照
组(6.13 g/g)相比,吸附能力提高 179.3 %;在吸附油脂
方面,300目毛木耳样品饱和吸油量为 1.06 mL/g,与对
照组(0.37 mL/g)相比,吸附油脂能力提高 186.5 %;在
吸附重金属离子方面,在 Cd2+离子浓度达到 10 μg/mL
时,40、100、300目样品的吸附量分别为 115.25、126.55、
165.80 μg/g,与对照组的吸附量 55.23 μg/g相比,吸附
能力分别提高了 108.7 %、129.1 %及 200.2 %,在 Pb2+
离子浓度达到 10 μg/mL 时,40、100、300 目样品的吸
附量分别为:110.02、144.13、196.08 μg/g,与对照组的
吸附量 85.95 μg/g相比,吸附能力分别提高了 28.0 %、
67.7 %及 128.1 %。
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0



/(
m
L/
g)
300目100目40目原料
图 2 不同目数毛木耳样品对油脂吸附
Fig.2 Adsorpted oil of Auricularia polytricha samples at
different mesh
200
150
100
50
0



/(
μg
/g)
12420 1086
Cd2+浓度/(μg/mL)
300目
100目
40目
对照
图 3 不同目数毛木耳样品对金属离子 Cd2+吸附
Fig.3 Adsorpted metal ion Cd2+ of Auricularia polytricha samples
at different mesh
图 4 不同目数毛木耳样品对金属离子 Pb2+吸附
Fig.4 Adsorpted metal ion Pb2+ of Auricularia polytricha samples at
different mesh
250
200
150
100
50
0



/(
μg
/g)
12420 1086
Pb2+浓度/(μg/mL)
300目
100目
40目
对照
(下转第 55页)
岳凤丽,等:粉碎粒度对毛木耳吸附特性影响的研究基础研究
9
通过粉碎处理后,粉体粒度越小,表面积越大,毛
木耳吸附水、油脂及重金属能力得到提高,提示食用
毛木耳时粉体好于子实体,且食用子实体时咀嚼越
细,毛木耳清除肠胃积食、纤维、油脂及重金属等功能
越强。随着子实体粒度减小,目数增加,提示细胞的破
壁率逐渐增加,一系列功效成分也逐渐的释放出来,
在食用后更容易被人体吸收,提升了毛木耳自身的营
养价值。基于本研究理论基础之上,充分利用毛木耳
自身物料的特性,开展毛木耳粉体加工产品的研发,
无论对于开发利用毛木耳资源还是益于人体健康发
展,都具有重要的现实意义。
参考文献:
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148(2/3): 226-233
收稿日期:2013-10-08
2.2.3 验证试验
由正交试验结果分析可知,稳定性最佳配方为
A3B3C3,并非稳定值最高的试验号 2:A1B3C3,即 CMC-
Na0.02 %、黄原胶 0.12 %、卡拉胶 0.06 %。因此,将方案
A3B3C3与方案 A1B3C3进行比较,做验证试验,验证试验
对比结果见表 11。
由表 11可知,方案 A1B3C3调配出的复合饮料具有
较好的稳定性。最终确定最佳稳定配方为方案 A1B3C3,
即 CMC-Na0.02 %、黄原胶 0.12 %、卡拉胶 0.06 %。
3 结论
试验研究结果表明,在银杏液山药液比 1 ∶ 1、银杏
液山药液用量 70 %、糖度 9 %、pH 4.3时可制得口感和
风味较佳的银杏山药复合饮料成品。在保证风味、口
感的前提下添加 CMC-Na 0.02 %、黄原胶 0.12 %、卡拉
胶 0.06 %作为复合稳定剂可获得良好的稳定性。
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收稿日期:2013-12-03
试验方案 稳定值
A3B3C3 0.962
A1B3C3 0.989
表 11 验证试验对比
Table 11 The comparison verification test
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第 9页)
钟华锋:银杏山药复合饮料的研制食品研发
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