《食品科學》：湖南中醫藥大學楊勇教授、鄭淘高級實驗師等：擠壓蒸煮對茯苓理化特性的影響

茯苓為多孔菌科真菌茯苓（

Poria cocos

(Schw.) Wolf）的干燥菌核，它既是食品又是中藥材。在傳統中醫臨床中，茯苓因其廣泛的應用，素有“十方九苓”之說。茯苓的主要成分包括多糖和三萜，同時含有甾醇、蛋白質、氨基酸和無機元素等微量成分。

擠壓蒸煮技術是一種通過高溫、高壓和高剪切力作用，在短時間內快速實現物料熟化、混合、成型和殺菌等多重工藝的一種熱加工技術，被廣泛應用于粗糧細作、營養復合休閑食品及動物飼料加工等領域。

湖南中醫藥大學藥學院的劉媛媛、鄭淘*和楊勇*等人擬評估擠壓蒸煮對單一茯苓原料物理性質和化學成分的影響，以科學深入了解茯苓的擠壓蒸煮加工特性。同時考慮到擠壓蒸煮溫度對茯苓擠壓蒸煮品質可能存在較大影響，以及擠壓蒸煮設備能精準控制溫度參數范圍，本研究還將分析不同擠壓蒸煮溫度條件（60、80、100、120 ℃和140 ℃）對茯苓理化品質的影響，以期為茯苓擠壓蒸煮相關產品的開發提供科學依據。

1

擠壓蒸煮處理對茯苓粉色澤的影響

經肉眼觀察，擠壓蒸煮后茯苓粉的顏色較茯苓原粉顏色深。由表1可知，各組茯苓粉的

L

*值和?

E

存在顯著差異（

P

＜0.05）。P0組的

L

*值最大，

a

*值和?

E

最小，即P0組顏色最淺。擠壓蒸煮茯苓樣品

L

*值均低于P0，而

a

*和

b

*值均略高于P0，說明經過擠壓蒸煮處理后茯苓粉的亮度下降，黃度和紅度增加，顏色加深，其色澤呈現褐色。但在60～140 ℃的擠壓蒸煮溫度范圍內，茯苓粉色澤差異不顯著，即茯苓色澤不會隨著擠壓蒸煮溫度的升高而加深。研究表明，茯苓菌核主要以水不溶性多糖為主，其占比高達70%～90%，多糖類物質易在高溫高壓下降解產生還原糖，同時伴隨蛋白質的降解會發生美拉德反應或焦糖化反應。擠壓蒸煮的高壓濕溫會促進茯苓原料中的多糖與蛋白質類物質發生褐變，使得顏色變深，從而使擠壓蒸煮后的茯苓樣品與未擠壓蒸煮的茯苓樣品產生色差。

2

擠壓蒸煮處理對茯苓粉粒徑、WSI、WAI和分散性的影響

如表2所示，6 種樣品粒徑分布均具有顯著差異，從

D

10 、

D

50 和

D

90 來看，除PJ60和PJ100外其余各組的

D

10 均具有顯著差異（

P

＜0.05）；PJ100、PJ120和PJ140組的

D

50 較為接近；P0、PJ100、PJ120、PJ140組的

D

90 較為接近，PJ60和PJ80組的

D

90 較為接近。PJ60、PJ80組的

D

50低于100 μm，分別為83.25、86.51 μm，其

D

90 低于1 000 μm，分別為570.80、624.20 μm，顯著低于其他組（

P

＜0.05）。此外，茯苓粉比表面積隨顆粒粒徑減小而增加，其中PJ60、PJ80組的比表面積遠大于其他樣品，PJ80組的比表面積最大，為67.38 m 2 /kg，其次為PJ60組（61.60 m 2 /kg）。PJ120組比表面積最小，為16.88 m 2 /kg。結果表明，低溫擠壓蒸煮（60～80 ℃）茯苓的粒徑更小，即低溫高壓高剪切力的處理可以使茯苓顆粒的粒徑顯著減小。高溫擠壓蒸煮會造成茯苓大顆粒含量的增加，可能源于高溫導致焦化反應劇烈發生，使茯苓小分子物質與大分子物質相互聯結、硬化，從而增大了茯苓粉顆粒的粒徑。

WAI可以反映物料的糊化能力和吸水能力，WSI能夠反映物料的降解程度以及在水中的溶解度。較高的WSI表明該產品含有較少的高分子物質，容易被人體吸收的物質含量多，這2 個指標可用于衡量茯苓粉的沖調特性。由圖1可知，隨著擠壓蒸煮溫度的升高，WSI和WAI均呈現出先升高后降低再升高的趨勢。在擠壓蒸煮茯苓樣品中，PJ60組的WAI最大（512.83%），顯著高于其他組（

P

＜0.05），其次為PJ80和PJ140組。PJ140和PJ80、PJ60組的WSI較大，PJ120組的WSI最小，顯著小于其他5 組（

P

＜0.05）。此外，在實驗過程中觀察到P0組有大量漂浮物存在，表現出較差親水性，與楊日昭等觀察的現象一致，而擠壓蒸煮處理的茯苓未出現該現象。WAI和WSI的結果表明，低溫擠壓蒸煮（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體吸收。

分散時間越短則表明測定樣品的分散性越好。如圖2所示，P0組的分散時間最長，經過擠壓蒸煮后茯苓的分散時間顯著縮短（

P

＜ 0.05 ），表明擠壓蒸煮可顯著改善茯苓的分散性，優化其沖調特性，使其能夠更好地融入其他食品材料，可有助于茯苓應用于茶飲、粥食等食品中。茯苓擠壓蒸煮后分散性的提高可能與難溶性大分子在高溫高壓條件下發生裂解導致可溶性成分增加有關 。

結合6 組樣品的粒徑分布、WSI、WAI和分散性來看，低溫擠壓蒸煮（60～80 ℃）的茯苓樣品表現出優于其他擠壓蒸煮溫度的吸水性和水溶性，且其分散時間短，所形成較小的粒徑和較大的比表面積可以顯著提高粉末在溶劑中的溶出率，促進茯苓的有效成分在人體的吸收。

3

擠壓蒸煮處理對茯苓總糖和水溶性多糖含量的影響

如圖3所示，P0組的總糖含量和水溶性多糖含量顯著低于PJ60、PJ80組（

P

＜ 0.05 ）， PJ60 組的總糖含量和水溶性多糖含量最高，分別高出 P0 組 49.9% 和 49.5% 。隨著擠壓蒸煮溫度的增加，擠壓蒸煮茯苓粉的總糖含量和水溶性多糖含量呈現逐漸下降的趨勢，這一現象可能是擠壓和溫度協同作用的結果。在低溫擠壓蒸煮過程中，擠壓是導致水溶性多糖增加的主要原因，茯苓在螺腔內受到極大的螺旋推進壓力，在出料口處壓力瞬間驟降，導致茯苓細胞壁破壞和大分子降解，茯苓粉粒徑變小，水溶性多糖溶出增加，而總糖的增加可能與水溶性多糖的增加有關。在高溫擠壓蒸煮過程中，溫度可能是導致糖類降解（美拉德反應或焦糖化反應）的主要原因 ，故低溫擠壓蒸煮促進了可溶性糖的溶出，而高溫擠壓蒸煮導致相關成分降解速率隨溫度升高而加快。結果表明，低溫擠壓蒸煮能夠有效促進水溶性茯苓多糖的浸出，提高茯苓的保健功能。

4

擠壓蒸煮處理對茯苓醇溶性浸出物含量的影響

醇溶性浸出物含量是茯苓的重要質量評價指標。如圖4所示，擠壓蒸煮處理會導致茯苓醇溶性浸出物含量增加，其中PJ60組的醇溶性浸出物質量分數最高，為2.61%。低溫擠壓蒸煮在一定程度上會增加茯苓的醇溶性浸出物含量，但隨著擠壓蒸煮溫度的提高茯苓的醇溶性浸出物含量反而下降，說明低溫擠壓蒸煮更易于茯苓醇溶性浸出物浸出。

5

擠壓蒸煮處理對茯苓總三萜含量的影響

三萜類成分因具有多種藥理活性而受到廣泛關注，其中茯苓三萜具有增強胰島素活性和誘導腫瘤細胞凋亡等作用，鑒于此，三萜類成分含量是評價茯苓保健功能的關鍵生物活性指標。如圖5所示，與P0組的總三萜含量（0.25 mg/g）相比，擠壓蒸煮茯苓的總三萜含量顯著增加（

P

＜ 0.05 ）且均增加 1 倍以上，其中 PJ60 組的總三萜含量最高，為 0.64 mg/g ，但在 60 ～ 140 ℃范圍內的擠壓蒸煮茯苓樣品間無顯著差異（

P

＞ 0.05 ）。結果表明，壓力導致的破壁溶出效應可能是茯苓三萜含量增加的主要原因，而在 60 ～ 140 ℃范圍內，擠壓溫度對茯苓三萜的溶出沒有明顯影響，溫度升高造成三萜的熱降解損耗也不明顯，這可能是由于大多數三萜類化合物具有較穩定的結構 。

將水溶性多糖、醇溶性浸出物和總三萜含量進行聚類分析，結果如圖6所示。P0組與各擠壓蒸煮組存在明顯差異，這說明擠壓蒸煮處理能夠造成茯苓中這3 類化合物含量的差異化。PJ60組與其他溫度擠壓蒸煮茯苓相比有差異，PJ80和PJ100組無差異，PJ120和PJ140組無差異，這表明隨著溫度的不斷升高，不同溫度區間中茯苓水溶性多糖、醇溶性浸出物和總三萜含量出現差異，且這3 類化合物總含量逐漸減少，其中PJ60組的水溶性多糖、醇溶性浸出物和總三萜含量最高，說明利用擠壓蒸煮加工茯苓的最適擠壓溫度為60 ℃。

6

擠壓蒸煮處理對茯苓揮發油成分的影響

采用水蒸氣蒸餾法分別提取各組茯苓樣品的揮發油，通過GC-MS技術分析茯苓揮發油成分組成及其相對含量，結果如表3、4所示。P0組檢出18 種揮發油成分，PJ60、PJ80、PJ100、PJ120和PJ140組分別檢出22、19、21、30、24 種揮發油成分，擠壓蒸煮后茯苓的揮發油成分種類較P0組均增加，說明擠壓蒸煮可促進茯苓揮發性風味增加。茯苓揮發油成分包括醛類（5 種）、有機酸類（9 種）、烷烴類（9 種）、酮類（2 種）、酚類（3 種）、酯類（6 種）、醇類（3 種）和其他類（8 種）等。

由表3可知，所有茯苓樣品檢出共有揮發性成分7 種，壬醛和苯乙醛具有獨特芳香氣味，經擠壓蒸煮后二者相對含量相較P0組有一定程度增加，PJ120組中的壬醛和苯乙醛含量最高，PJ60組次之；正辛烷、正壬烷和2,4-二叔丁基苯酚具有一定毒性，6 組茯苓樣品中PJ60組的正辛烷和2,4-二叔丁基苯酚相對含量最低，PJ80組正壬烷的相對含量最低。結果表明，低溫擠壓蒸煮能夠降低茯苓不良揮發性成分含量，增強茯苓的特殊風味，是較理想的擠壓蒸煮溫度。

表4為所有擠壓蒸煮茯苓樣品檢出的特有成分。P0組的特有揮發性成分大多為酯類和酸類，例如鄰苯二甲酸二丁酯、壬酸。壬酸呈淡脂肪和椰子香氣，而鄰苯二甲酸二丁酯為有毒工業溶劑。鄰苯二甲酸二丁酯僅在P0組中檢出，未在擠壓蒸煮茯苓樣本中檢出，說明擠壓蒸煮可以改變茯苓揮發性成分的種類，降低部分有毒成分的含量。擠壓蒸煮加工茯苓樣品特有的揮發油成分大多為醛類和醇類，例如苯甲醛、橙花叔醇等，醛類物質通常具有強烈的氣味特性，如苯甲醛具有杏仁味，橙花叔醇微帶木質香且具有抗癌和抗氧化等功效，苯甲醛和橙花叔醇這2 種物質未在P0組中檢出，但存在于擠壓蒸煮后的樣品中，其相對含量均在PJ120組中最高，說明高溫高剪切作用可能形成的致密性結構有助于特殊氣味的形成和保留。此外，茯苓受到高溫高壓作用，會加速化合物的裂解轉化，其脂肪酸可能會氧化分解或熱降解產生醛類化合物，例如亞麻酸可衍生形成苯甲醛，同時受溫度影響的美拉德反應和氧化反應也會產生一些新的酮類成分，造成擠壓蒸煮前后茯苓揮發性成分的差異。

7

擠壓蒸煮處理對茯苓醇溶性浸出物中三萜類成分的影響

如表5所示，6 組茯苓樣品在LC-MS負離子掃描模式下共檢測出38 種三萜類化合物，P0和PJ100組均檢出34 種成分，PJ80和PJ120組均檢出31 種成分，PJ140組檢出30 種成分，PJ60組檢出28 種成分。38 種茯苓三萜類化合物中，羊毛甾-8-烯型、羊毛甾-7,9(11)-二烯型、3,4-開環-羊毛甾-8-烯型和3,4-開環-羊毛甾-7,9(11)-二烯型三萜分別檢出5、18、2、13 種。三萜類指標性成分去氫茯苓酸、去氫土莫酸分別在PJ60和PJ80組中的含量最多，此外，擠壓蒸煮可以使茯苓產生新的三萜類成分，擠壓蒸煮茯苓樣品較P0組檢出特有化學成分4 種，分別為3β-對羥基苯甲酰基去氫土莫酸、去氫齒孔酸乙酰酯、25-甲氧基茯苓酸A和茯苓新酸AE。

為了解擠壓蒸煮對茯苓化學成分的影響，統計了不同擠壓溫度處理的茯苓樣品中相對含量排名前10的共有三萜類成分，分別為去氫茯苓酸、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、去氫土莫酸、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-表去氫土莫酸，并比較這些成分相對含量的差異，結果如圖7所示。10 種成分中茯苓酸的相對含量最高，其次為茯苓新酸C和茯苓新酸A。擠壓蒸煮茯苓樣品的茯苓酸高于P0組，PJ120組的茯苓酸含量最高，其次為PJ60組。在相對含量排名前10的成分中，PJ80組有7 種成分相對含量是所有組中最高的，如茯苓新酸G、茯苓新酸A、去氫土莫酸和3-表去氫土莫酸等。茯苓新酸G是抑制腫瘤的功能因子。PJ80組的茯苓新酸G相對含量比P0組高約50%。茯苓新酸A和去氫土莫酸具有利尿作用。3-表去氫土莫酸對脂質自由基有清除作用。

圖8為各組相對含量排名前10的三萜成分總量。結果顯示，P0組的三萜總相對含量最低，PJ80組的三萜總相對含量最高，與上述結果相印證。表明80 ℃的擠壓蒸煮處理能夠提高茯苓中有效活性物質的含量。

結論

擠壓蒸煮處理產生的高溫蒸煮、高速剪切和擠壓混合等加工效應符合現代食品制造的發展方向，擠壓蒸煮食品已成為現代方便食品的主流產品類型。本實驗以茯苓原粉和不同擠壓蒸煮溫度茯苓粉為研究對象，探究擠壓蒸煮工藝及擠壓溫度對茯苓物理性質和化學成分的影響。結果表明，擠壓蒸煮對茯苓的粒徑分布、水溶性、吸水性和分散性均產生較大影響，低溫擠壓蒸煮（60～80 ℃）可以有效降低茯苓的顆粒粒徑，改善茯苓的WAI、WSI和分散性，降低茯苓的不良風味組分含量，使茯苓具有更加豐富且令人愉悅的氣味。不同擠壓蒸煮處理茯苓樣品中，PJ60和PJ80組的總糖和水溶性多糖含量與P0組相比均顯著增加（

P

＜ 0.05 ）。此外，與其他擠壓蒸煮茯苓相比， PJ60 組的醇溶性浸出物含量最高，更符合功能質量要求。 PJ80 組的三萜成分含量相較其他組高，三萜類指標性成分去氫茯苓酸、去氫土莫酸等分別在 PJ60 和 PJ80 組中的含量最多，但隨著擠壓蒸煮溫度的升高，茯苓多糖、總三萜、醇溶性浸出物以及三萜類成分含量均出現不同程度的減少，即較低溫擠壓蒸煮對茯苓的化學質量指標更為有利。綜上，采用較低的擠壓蒸煮溫度（ 60 ～ 80 ℃）可以提高茯苓有效成分的溶出率并降低擠壓蒸煮高溫帶來的加工損耗，以確保其作為功能性食品原料在復方食品中能夠有效地發揮保健功能。同時，低溫擠壓蒸煮可以提高茯苓有效成分（部位）提取得率的加工規律也可應用于茯苓有效成分（部位）提取前的原料預處理。

作者簡介

第一作者：

劉媛媛，湖南中醫藥大學藥學院食品科學與工程專業本科生（20屆畢業生），研究方向為食藥同源資源綜合利用。

本文《擠壓蒸煮對茯苓理化特性的影響》來源于《食品科學》2025年46卷第18期250-259頁，作者：劉媛媛, 陳倩, 戴鑫汶, 侯鳳飛, 徐攀, 嚴建業, 鄭慧, 鄭淘*, 楊勇*。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20250112-087。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。

實習編輯：魏雨諾；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網