CN115997917A

CN115997917A - 一种食用菌魔芋凝胶制品及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN115997917A
Application number: CN202210905982.3A
Authority: CN
Inventors: 钟耕; 宋光明; 张媛; 赵祎; 邓利玲
Original assignee: Southwest University
Current assignee: Southwest University
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2023-04-25

Abstract

本发明提供了一种食用菌魔芋凝胶制品及其制备方法和应用。本发明的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，通过调控魔芋精粉、食用菌粉、食用碱的质量比、以及反应过程中的温度，进而控制魔芋精粉的脱乙酰化程度，使得以魔芋葡甘聚糖为主形成的凝胶制品中既含有可溶性膳食纤维，又含有不溶性膳食纤维，且通过补充含有多糖的食用菌粉，使食用菌粉和魔芋葡甘聚糖复配体系制作的凝胶制品中不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维含量比列达到(2‑3)：1，更有利肠道消化代谢功能的调节。同时，添加一定比例食用菌，还解决了魔芋凝胶易析水、凝胶强度不足等问题，保持了鲜嫩爽脆、咀嚼性好、鲜美的口感。

Description

一种食用菌魔芋凝胶制品及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及食品制备技术领域，尤其涉及一种食用菌魔芋凝胶制品及其制备方法和应用。

背景技术

膳食纤维根据在水中溶解度的不同，可分为可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。不可溶性膳食纤维就是不能溶于水的膳食纤维，纤维素、半纤维素和木质素是3种最普遍的不可溶性纤维，其作用有：增加大便量：可以增加粪便的体积和重量，加快胃肠蠕动，促进排便，清除体内的垃圾，防止和改善便秘；增加吸收：促进双歧杆菌发酵，提高消化吸收功能；提升免疫：增加肠道有益菌，促进肠道有益菌生长，吸收和排出肠道有害物质；增强免疫力，改善腹泻。而可溶性膳食纤维作用有：防治便秘，膳食纤维体积大，减少肠道滞留时间，不易吸收水分。另一方面，膳食纤维在大肠中被细菌发酵，直接从纤维中吸收水分，软化大便，产生排便效果；利于减肥：一般肥胖人大都与食物中热能摄入增加或体力活动减少有关。增加膳食纤维含量可减少肠内营养的能量摄入和消化吸收，最终降低体脂消耗；改善口腔及牙齿功能：现代人由于食物越来越精，越柔软，结果越来越多的牙齿脱落，出现龋齿。增加膳食纤维素自然增加了利用口腔肌肉咀嚼牙齿的机会。从长远来看，口腔保健和功能可以得到改善。健康饮食是可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维都需要补充，且建议两者摄入比例是1/2。

魔芋葡甘聚糖(KGM,Konjac glucomannan)是一种性质优良的水溶性膳食纤维，不被人体消化酶分解，但在小肠下部和大肠中被肠道菌群分解为葡萄糖和甘露糖，可调节人体膳食营养平衡。通常，魔芋溶胶在加热和碱性条件下能脱乙酰基形成热不可逆凝胶，即魔芋凝胶食品(KGM凝胶)，如魔芋爽一类制品。KGM凝胶长期以来一直被认为是健康和低热量的食品，所致的魔芋胶凝胶存在易析水、凝胶强度不足等问题，限制了KGM凝胶在食品领域的进一步应用。通过调节加热作用和pH值，可以控制KGM脱乙酰化程度，进而使形成的KGM凝胶本身既含有可溶性膳食纤维(没有发生脱乙酰化部分)又含有不溶性膳食纤维(脱乙酰化部分)凝胶微观结构在很大程度上决定了凝胶的性能，但通过不同方法制备的KGM凝胶在微观结构方面存在显着差异。KGM与其他多糖的协同反应是制备KGM基凝胶的一种方法，一些多糖和KGM形成的凝胶可以构成连续稳定的三维网络结构，提升凝胶强度；也有将KGM和蛋白质复合制成可食用凝胶，凝胶强度和保水能力都有所增强。

随着社会的发展，时代的进步，社会各界人士对于食用菌药用价值与食用价值的重视程度越来越高。大部分食用菌中都包含一定的多糖大分子，且多糖大分子具有多种功能，如调节免疫功能、抑制肿瘤、延缓衰老、降血糖或抗疲劳等等。食用菌中所包含的蛋白质比重也较高，是鸡蛋的1.6倍，是牛奶的6倍。超微粉碎技术是一种将原料粉碎至微米甚至纳米级别的研磨技术，在食品领域受到广泛应用，与传统机械粉碎样品相比，超微粉体具有更好的物理化学性质，如更大的表面积，更高的生物利用度和生物活性，更好的风味释放和口感等。在开发新功能特性食品方面具有巨大应用潜质。

但目前并没有利用食用菌和魔芋复配制备KGM凝胶制品的方案

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种食用菌魔芋凝胶制品及其制备方法和应用，以解决或部分解决现有技术中存在的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，包括以下步骤：

将魔芋精粉与食用菌粉混合均匀，得到复配物；

将食用碱加入至水中得到碱溶液；

将复配物加入至碱溶液中搅拌，于65～70℃下溶胀30～60min，升温至95～100℃并保持30～60min，得到凝胶制品；

将凝胶制品沥干、冷冻、烘干，即得食用菌魔芋凝胶制品；

其中，碱与魔芋精粉的质量比为(0.08～0.14):1；

魔芋精粉与食用菌粉的质量比为3:(0.4～3)；

食用碱与水的质量比为(0.04～0.07):100。

优选的是，所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，所述食用碱包括碳酸钠或氢氧化钙。

优选的是，所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，所述食用菌粉包括绣球菌或黑木耳。

优选的是，所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，所述冷冻具体为：于-15～-20℃下冷冻3～5h。

优选的是，所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，将魔芋精粉与食用菌粉混合均匀之前还包括：将食用菌粉烘干至质量含水量≤8％，然后粉碎并过230～270目标准筛。

优选的是，所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，制备得到食用菌魔芋凝胶制品后还包括向食用菌魔芋凝胶制品中加入调味料，并搅拌均匀。

优选的是，所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，所述调味料的制备方法为：

将红辣椒、花椒粒混合后粉碎，再加入盐、白糖、白芝麻，混匀得到混合物；

将油加热煮熟后加入至混合物中，混合均匀即得调味料。

优选的是，所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，制备得到食用菌魔芋凝胶制品后还包括将食用菌魔芋凝胶制品置于灭菌锅中于115～125℃下灭菌15～25min。

第二方面，本发明还提供了一种食用菌魔芋凝胶制品，采用所述的制备方法制备得到。

第三方面，本发明还提供了一种所述的制备方法制备得到的食用菌魔芋凝胶制品或所述的食用菌魔芋凝胶制品在改善肠道菌群结构中的应用。

本发明的一种食用菌魔芋凝胶制品及其制备方法，相对于现有技术具有以下有益效果：

1、本发明的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，过控制魔芋精粉与食用菌的质量比、魔芋精粉与碱的质量比以及反应过程中的温度，进而控制魔芋精粉的脱乙酰化程度，进而使形成的KGM凝胶本身既含有可溶性膳食纤维(没有发生脱乙酰化部分)又含有不溶性膳食纤维(脱乙酰化部分)，使得以魔芋葡甘聚糖为主形成的凝胶中既含有可溶性膳食纤维，又含又不溶性膳食纤维，且通过补充含有多糖的食用菌粉，使食用菌粉和魔芋葡甘聚糖复配体系制作的凝胶制品中不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维含量比列达到(2-3)：1，更有利肠道消化代谢功能的调节。同时，添加一定比例食用菌，还解决了魔芋凝胶易析水、凝胶强度不足等问题，保持了鲜嫩爽脆、咀嚼性好、鲜美的口感；

2、本发明制备的食用菌魔芋凝胶制品，改变了传统魔芋食品添加淀粉的缺点，本产品是用纯天然魔芋粉和食用菌制作而成，不添加其他任何辅料，魔芋和食用菌都具有低热量、低脂肪、低糖的特性。本产品是高膳食纤维产品，方便食用，具有防癌、防肥胖、降血脂、降血糖、提高耐糖力、改善胆固醇代谢和抑制胆固醇结石形成、治疗便秘、排毒、清肠、治疗消化道系统疾病等特殊功能；本发明产品具有一定的保健作用，符合现今社会健康饮食的要求，适合进行推广；

3、本发明的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，能够定时定量的对包装设备和包装袋进行消毒处理，通过高温杀菌，将包装设备上可能产生的细菌消灭，从而包装设备能够一直处理干净整洁的状态，不会在包装时将细菌带入至卤干中，导致口感变差，影响保质期使其发生变质，还能够提升消费者的食用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为α-多样性指数图；

图2为PCoA分析(门水平)图；

图3为菌群组成分析(门水平)图；

图4为菌群组成分析(属水平)图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，包括以下步骤：

S1、将魔芋精粉与食用菌混合均匀，得到复配物；

S2、将碱加入至水中得到碱溶液；

S3、将复配物加入至碱溶液中搅拌后，于65～70℃下溶胀30～60min，然后升温至95～100℃并保持30～60min，得到凝胶制品；

将凝胶制品沥干、冷冻、烘干，即得食用菌魔芋凝胶制品；

其中，碱与魔芋精粉的质量比为(0.08～0.14):1；

魔芋精粉与食用菌粉的质量比为3:(0.4～3)；

食用碱与水的质量比为(0.04～0.07):100。

需要说明的是，本申请的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，通过控制魔芋精粉与食用菌粉的质量比、魔芋精粉与碱的质量比、食用碱与水的质量比以及反应过程中的温度，进而控制魔芋精粉的脱乙酰化程度，进而使形成的KGM凝胶本身既含有可溶性膳食纤维(没有发生脱乙酰化部分)又含有不溶性膳食纤维(脱乙酰化部分)，使得以魔芋葡甘聚糖为主形成的凝胶中既含有可溶性膳食纤维，又含又不溶性膳食纤维，且通过补充含有多糖的食用菌粉，使食用菌粉和魔芋葡甘聚糖复配体系制作的凝胶制品中不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维质量比达到(2-3)：1，更有利肠道消化代谢功能的调节。同时，添加一定比例食用菌，还解决了魔芋凝胶易析水、凝胶强度不足等问题，保持了鲜嫩爽脆、咀嚼性好、鲜美的口感。在传统工艺基础上进行改进，发明一种制作方法更为简单，工艺易掌控，能够规模化生产，可以满足市场需求的食用菌魔芋复配凝胶制品。

在一些实施例中，食用碱包括碳酸钠或氢氧化钙。

在一些实施例中，食用菌粉包括绣球菌或黑木耳。

在一些实施例中，冷冻具体为：于-15～-20℃下冷冻3～5h。

在一些实施例中，将魔芋精粉与食用菌粉混合均匀之前还包括：将食用菌粉烘干至质量含水量≤8％，然后粉碎并过230～270目标准筛。

在一些实施例中，制备得到食用菌魔芋凝胶制品后还包括向食用菌魔芋凝胶制品中加入调味料，并搅拌均匀。

在一些实施例中，调味料可直接采用市场上购买的调味料，也可以自行配制，具体的，调味料的配制方法为：

将油加热煮熟后加入至混合物中，混合均匀即得调味料。

具体的，红辣椒重量份为5～10份、花椒粒重量份为3～6份、盐重量份为5～10份、白糖重量份为1～3份、油可采用色拉油重量份为8～10份、白芝麻重量份为0.5～1份。向食用菌魔芋凝胶制品中加入调味料，并搅拌均匀，搅拌时力量较小，如可采用转速为25-60r/min进行搅拌，避免在搅拌的过程中产生损坏。

在一些实施例中，制备得到食用菌魔芋凝胶制品后还包括将食用菌魔芋凝胶制品置于灭菌锅中于115～125℃下灭菌15～25min。

本发明所使用的魔芋精粉主要成分是葡甘露聚糖(KGM)。KGM是理想的可溶性膳食纤维，可降控制餐后血糖，使餐后血糖曲线平缓，从而减少餐后血糖的波动，达到预防和治疗糖尿病并发症的作用。KGM胶体在消化道内能与胆固醇等结合，阻碍中性脂肪和胆固醇的吸收，降血脂效果优于其他的膳食纤维。此外，KGM在结肠内被微生物发酵分解，产生丙酸等短链脂肪酸，这些短链脂肪酸被人体吸收，从而产生降血脂作用。KGM热量低，可膨胀80～100倍，产生饱腹感，在充分满足人们的饮食快感的同时健康减肥。在魔芋精粉中添加的绣球菌或黑木耳，与肉类相比，一小把食用菌只有20大卡，比年糕的热量还要少。而且中自然界中的产物，蕴含了自然的精华，有利于骨骼的健康，具有蔬菜瓜果不含油的维生素D；数据显示：如果人们每餐用100克菌类代替炒饭之类的主食，并且坚持一年，就算饮食结构不做任何变动，可以少摄入1.8万大卡的热量，相当于两公斤脂肪；并且菌类具有解毒作用，降低胆固醇，几乎不含有热量是天热减肥美容的食物；本发明制备的食用菌魔芋凝胶制品，改变了传统魔芋食品添加淀粉的缺点，本产品是用纯天然魔芋粉和食用菌制作而成，不添加其他任何辅料，魔芋和食用菌都具有低热量、低脂肪、低糖的特性。本产品是高膳食纤维产品，方便食用，具有防癌、防肥胖、降血脂、降血糖、提高耐糖力、改善胆固醇代谢和抑制胆固醇结石形成、治疗便秘、排毒、清肠、治疗消化道系统疾病等特殊功能；本发明产品具有一定的保健作用，符合现今社会健康饮食的要求，适合进行推广；本发明的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，能够定时定量的对包装设备和包装袋进行消毒处理，通过高温杀菌，将包装设备上可能产生的细菌消灭，从而包装设备能够一直处理干净整洁的状态，不会在包装时将细菌带入至卤干中，导致口感变差，影响保质期使其发生变质，还能够提升消费者的食用体验，从而导致销售量提升。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种食用菌魔芋凝胶制品，采用上述的制备方法制备得到。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种上述的食用菌魔芋凝胶制品在改善肠道菌群结构中的应用。

以下进一步以具体实施例说明本申请的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法。本部分结合具体实施例进一步说明本发明内容，但不应理解为对本发明的限制。如未特别说明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本领域常规试剂、方法和设备。以下实施例中所用的魔芋精粉由四川森态源生物技术有限公司提供、绣球菌由山东青岛蘑菇兄弟生物科技有限公司提供。

实施例1

S1、将绣球菌烘至质量含水量≤8％，然后置于超微粉碎机粉碎至细度为过250目标准筛；

S2、将3重量份的魔芋精粉与0.4重量份的步骤S1中过标准筛的绣球菌混合均匀，得到复配物；

S3、将0.3重量份的Na₂CO₃与150重量份的水混合配制成溶液，得到碳酸钠溶液；

S4、将复配物加入至碳酸钠溶液中搅拌30min后，于65℃下溶胀30min，然后升温在90℃反应2h，沥干后得到凝胶制品并进行剪切，剪切至直径为0.2cm、长度是2cm，再流水冲洗15min后沥干，于-18℃冷冻3h，取出后烘干备用；

S5、向步骤S4中得到的凝胶制品中加入调味料，以30r/min搅拌均匀，然后置于高压灭菌锅中于121℃灭菌20min，即得到食用菌魔芋凝胶制品，命名为D1+SC；

其中，调味料的配制方法为：

将5重量份的红辣椒、3重量份的花椒粒混合后粉碎，再加入5重量份的盐、1重量份的白糖、0.5重量份的白芝麻，混匀得到混合物；

将8重量份的色拉油加热煮熟后加入至混合物中，混合均匀即得调味料。

实施例2

S2、将3重量份的魔芋精粉与1.5重量份的步骤S1中过标准筛的绣球菌混合均匀，得到复配物；

S5、向步骤S4中得到的凝胶制品中加入调味料，以30r/min搅拌均匀，然后置于高压灭菌锅中于121℃灭菌20min，即得到食用菌魔芋凝胶制品，命名为D2+SC；

其中，调味料的配制方法为：

将5重量份的红辣椒、6重量份的花椒粒混合后粉碎，再加入8重量份的盐、1重量份的白糖、0.5重量份的白芝麻，混匀得到混合物；

实施例3

S2、将3重量份的魔芋精粉与3重量份的步骤S1中过标准筛的绣球菌混合均匀，得到复配物；

S5、向步骤S4中得到的凝胶制品中加入调味料，以30r/min搅拌均匀，然后置于高压灭菌锅中于121℃灭菌20min，即得到食用菌魔芋凝胶制品，命名为D3+SC；

其中，调味料的配制方法为：

将10重量份的红辣椒、5重量份的花椒粒混合后粉碎，再加入10重量份的盐、1重量份的白糖、0.5重量份的白芝麻，混匀得到混合物；

将10重量份的色拉油加热煮熟后加入至混合物中，混合均匀即得调味料。

实施例4

S2、将3重量份的魔芋精粉与0.3重量份的步骤S1中过标准筛的绣球菌混合均匀，得到复配物；

S3、将0.4重量份的Na₂CO₃与150重量份的水混合配制成溶液，得到碳酸钠溶液；

S5、向步骤S4中得到的凝胶制品中加入调味料，以30r/min搅拌均匀，然后置于高压灭菌锅中于121℃灭菌20min，即得到食用菌魔芋凝胶制品，命名为D4+SC；

其中，调味料的配制方法为：

将10重量份的红辣椒、6重量份的花椒粒混合后粉碎，再加入9重量份的盐、2重量份的白糖、1重量份的白芝麻，混匀得到混合物；

将9重量份的色拉油加热煮熟后加入至混合物中，混合均匀即得调味料。

实施例5

S2、将3重量份的魔芋精粉与1.4重量份的步骤S1中过标准筛的绣球菌混合均匀，得到复配物；

S5、向步骤S4中得到的凝胶制品中加入调味料，以30r/min搅拌均匀，然后置于高压灭菌锅中于121℃灭菌20min，即得到食用菌魔芋凝胶制品，命名为D5+SC；

其中，调味料的配制方法为：

将10重量份的红辣椒、3重量份的花椒粒混合后粉碎，再加入10重量份的盐、3重量份的白糖、0.8重量份的白芝麻，混匀得到混合物；

性能测试

1、不同膳食纤维比例的食用菌魔芋复配凝胶的理化性质

1.1脱乙酰度的测定

经脱乙酰反应后魔芋精粉中魔芋葡甘聚糖(KGM)分子中脱除掉的乙酰基与反应前分子中的乙酰基含量的比值即为魔芋葡甘聚糖的脱乙酰度。具体操作步骤如下：使用分析天平精确称取1.000g待测样品于三角烧瓶中，加入50mL 50％(v/v)乙醇溶液，50℃下水浴1h使其充分溶胀，加入6ml 0.1mol/L KOH溶液，震荡均匀，封口膜密封防止水分蒸发，之后将三角烧瓶置于300C数显恒温水浴振荡器中皂化48h。皂化完毕，待样品溶液冷却至室温，滴加酚酞作为滴定指示剂，用0.02mo1/L的标准HCl溶液滴定未被消耗的碱，对每组样品重复三次上述实验，实验结果取平均值。

脱乙酰度按以下公式计算：

KGM的总乙酰基含量按以下公式计算：

其中V、V1和V2分别为空白、魔芋精粉(KGM)、实施例样品消耗标准HCl溶液的体积，w和w1分别为魔芋精粉(KGM)和实施例样品的水分含量。

结果分析：在固相和非均相体系中，KGM分子链处于结晶态或半舒展的状态，可供反应的乙酰基位点难以完全暴露出来，反应物的均一性难以证实，有可能导致分析结果的偏差，所以本研究采用水溶液均相法对KGM进行脱乙酰基处理。脱乙酰反应的实质为酯的水解，碱的强弱决定了其水解能力的大小，传统KGM凝胶的制备中，通常采用Ca(OH)₂和Na₂CO₃等弱碱，得到的凝胶的强度优于用强碱，因为前者不易对分子链的其他结构造成破坏，后者则可能造成了分子链的断裂等其他变化。故本申请采用Na₂CO₃为脱乙酰剂。经测定，KGM的总乙酰基含量为0.43±0.03mmol/g，D1+SC、D2+SC、D3+SC、D4+SC、D5+SC的脱乙酰度分别为53.17±0.28％、56.22±0.35％、53.39±0.24％、67.48±0.73％和66.31±0.21％。

1.2溶解度的测定和不溶性膳食纤维含量和可溶性膳食纤维含量的比例计算

将0.3000g样品与30mL蒸馏水混合，在90℃的水浴加热30min，其中前5min搅拌。加热30min后，以5000r/min离心样品10min。上清液于烘箱中105℃过夜烘干至恒重。除去上清液后，称重带有剩余沉淀物的离心管。溶解度根据以下公式计算：

溶胀度根据以下公式计算：

表1-不同实施例中凝胶样品中溶解度和不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维的质量比

实施例1、2、3、4、5制备的食用菌魔芋复配凝胶的溶解度和不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维的比例如表1所示。D1+SC的不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维的比例为2:1，D3+SC和D4+SC的比例为3:1。而D2+SC和D5+SC的两种膳食纤维比例分别为2.5:1和3.5:1。

2、不同膳食纤维比例的食用菌魔芋复配凝胶的凝胶性能

2.1、持水性测定

将实施例1～5中制备的食用菌魔芋复配凝胶切片，称重记为m1，然后置于50mL离心管，在4 000r/min离心15min，除去分离的水并称量，质量记为m2。

持水率(WHC)根据以下公式计算。

表2-不同实施例制备的食用菌魔芋复配凝胶的持水率

	D1+SC	D2+SC	D3+SC	D4+SC	D5+SC
						持水率(％)	<![CDATA[80±0.3<sup>b</sup>]]>	<![CDATA[82±0.2<sup>b</sup>]]>	<![CDATA[81±0.5<sup>b</sup>]]>	<![CDATA[96±0.4<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[95±0.5<sup>a</sup>]]>

注：表中不同字母代表差异显著(P<0.05)，相同字母代表差异不显著，下同。

食用菌魔芋复配凝胶保持水分的能力可用持水性来评价，高持水性表明在外力作用下丢失的水分较少，对水分子的束缚能力强，弹性和凝胶强度大。5种食用菌魔芋复配凝胶持水性大小如表2所示，都表现出良好的持水性。由表2可知，实施例4和5的食用菌魔芋复配凝胶持水性显著大于实施例1、2、3的产品(P<0.05)。可能是高脱乙酰度使得的魔芋凝胶网络结构更为致密，彼此缠结聚集形成更为紧密的三维网络结构，因此可充分锁水分子防止其流失，从而提高凝胶的持水性。

2.2、凝胶强度测定

将实施例1～5中制备的食用菌魔芋复配凝胶切片，用质构仪测定魔芋凝胶制品的凝胶强度。设定质构仪测定参数：质构分析(texture profile analysis，TPA)压缩模式，探头：P/0.5(直径0.5英寸的圆柱状平头探头)，测试前速度：1.5mm/s，测试速度：1.0mm/s，测试后速度：1.0mm/s，感应力：2g，循环次数：1次。重复测定5次。

表3-不同实施例制备的食用菌魔芋复配凝胶的凝胶强度

	D1+SC	D2+SC	D3+SC	D4+SC	D5+SC
						凝胶强度(g)	<![CDATA[240±8<sup>c</sup>]]>	<![CDATA[245±4<sup>c</sup>]]>	<![CDATA[238±7<sup>c</sup>]]>	<![CDATA[286±6<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[273±4<sup>b</sup>]]>

凝胶强度指凝胶崩裂或断裂时单位面积所受的力，是反映凝胶内部网络结构坚实程度的重要参数。如表3所示，实施例1～5中5种食用菌魔芋复配凝胶的凝胶强度随着脱乙酰度的增加逐渐增强，D4+SC的凝胶强度达到最高，与前三组表现出显著差异(P<0.05)。

2.3冻融稳定性

食用菌魔芋复配凝胶制品在-20℃冷冻12h，室温下解冻6h，作为1个冻融循环，重复5个冻融循环。每次循环后测定凝胶制品析水率。具体操作如下：每次冻融前准确称取食用菌魔芋复配凝胶制品的质量记为m1，将样品在4 000r/min离心15min，去除分离的水并称量，质量记为m2。析水率用以下公式计算：

表4-不同实施例制备的食用菌魔芋复配凝胶的冻融稳定性

冻融稳定性分析是通过测定冷冻-解冻-离心循环的析水率大小，评价在冻融过程中，食品抵抗不良物理变化能力的重要指标。本申请采用离心法测定5个冷冻-解冻-离心循环后的析水率，评价食用菌魔芋复配凝胶的冻融稳定性。析水率结果如表4所示。结果表明，在一定条件下，食用菌魔芋复配凝胶析水率与冻融循环次数之间存在典型的正相关。经过5个冷冻周期后，在同一脱乙酰度水平下，D3+SC的吸水率低于D2+SC和D1+SC，表明随着菌粉的添加量增多(不可溶膳食纤维与可溶膳食纤维的比例增加)，冻融稳定性变好。而D4+SC和D5+SC的冻融稳定性比D1+SC、D2+SC、D3+SC都好，表明脱乙酰度的增加提高了凝胶制品的冻融稳定性。

2.4、质构测定

将实施例1～5中制备的食用菌魔芋复配凝胶使用质构仪进行TPA测试。根据样品的性质，选择硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和回复性作为研究参数，测前和测中速度为3mm/s，测后速度为1mm/s，触发力为5g，测试样品应变量50％。结果如表5所示。

表5-不同实施例制备的食用菌魔芋复配凝胶的质构分析

表5显示了食用菌魔芋复配凝胶的质构指标。硬度是指在牙齿之间或舌与腭之间压缩样品所用的力。D5+SC、D4+SC的硬度比实施例1、2、3的产品更高，表明随着脱乙酰度的提高，硬度提高。D3+SC的硬度比实施例1和2的产品更高，D5+SC的硬度比实施例4的产品更高，表明菌粉的添加量增多(不可溶膳食纤维与可溶膳食纤维的比例增加)，凝胶的硬度越大。对凝胶而言，硬度数值越大，凝胶形状越坚挺，外观品质越好。弹性表示样品受挤压后的恢复能力。内聚性反映出样品内部紧密程度和抗外界破坏力。咀嚼性反映了魔芋凝胶对咀嚼的持续抵抗性，咀嚼性越强，凝胶口感越好。回复性指样品受压后迅速恢复变形的能力。从表5可以看出脱乙酰与菌粉的添加对复配凝胶的内聚性、咀嚼性和回复性均有影响。实施例5因脱乙酰度最高、菌粉添加量较高，其弹性、内聚性、咀嚼型和回复性最大。

3、不同膳食纤维比例的食用菌魔芋复配凝胶的体外模拟试验

3.1模拟体外消化

模拟胃液采用胃蛋白酶和0.1mol/L的HCl配制，要求胃蛋白酶含量≥300U/mL。模拟肠液由胰酶和猪胆盐，用1mol/L NaHCO₃配制成胰酶含量为25mg/mL及猪胆盐含量为4mg/mL的混合溶液。准确称取1g食用菌魔芋复配凝胶制品置于50mL纯水37℃水浴中。绣球菌魔芋复配凝胶制品在模拟体外消化前先取样，于5000r/min离心后取上清液分析。

模拟胃消化阶段：将100μL模拟胃液加入到3mol/L HCl中，调节pH值至2.5，加入1g食用菌魔芋复配凝胶制品，开始模拟胃消化。分别在模拟胃消化5、10、15、30、60min时取样，然后在沸水浴中保持5min灭酶，冷却后于5000r/min离心5min，取上清液进行分析。

模拟肠消化阶段：食用菌魔芋复配凝胶制品经模拟胃消化60min后，先用1mol/LNaHCO3将pH值调至7.5，然后加入1mL的模拟肠液，开始模拟肠消化。分别在模拟肠消化5、10、15、30、60、120、180min时取样，然后在沸水浴中保持5min灭酶，冷却后于5000r/min离心5min，取上清液进行分析。重复3次模拟体外消化。

3.2体外抗氧化活性测定

3.2.1DPPH清除率测定

准确称取DPPH(即1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)用无水乙醇配制成浓度为0.2mmol/L的溶液。配制不同浓度(2.5、2、1.5、1、0.5mg/mL)的实施例1～5消化后溶液与等体积DPPH混合，纯水、乙醇做空白对照，摇匀后避光反应25min，测吸光值根据下式计算清除率。

式中：A0为纯水组吸光度；A1为乙醇组吸光度；A2为样品吸光度。

表6-不同实施例制备的食用菌魔芋复配凝胶的模拟体外消化Vc当量

由表6可以看出，在模拟消化过程中，当处于同一脱乙酰度梯度时，D3+SC的Vc当量比D1+SC和D2+SC的高，表明随着菌粉添加量的上升，复配凝胶的Vc当量也上升。当添加菌粉的量类似时(D2+SC和D5+SC)，脱乙酰度的提高有助于保留样品清除DPPH自由基能力。所有样品的Vc当量随着消化的进行而减少，其中D3+SC的VC当量最高。

3.2.2铁离子还原力(Ferric reducing ability of plasma，FRAP)测定

分别取0.50mL不同浓度(2.5、2、1.5、1、0.5mg/mL)的实施例1～5消化后溶液，与等体积磷酸缓冲液(pH＝6.6)、1％铁氰化钾混合，50℃水浴25min，冷却至室温，再加入1.00mL10％三氯乙酸，混匀取1mL上清液加入0.25mL 0.1％氯化铁溶液，避光反应30min，于700nm测吸光度值。通过比较样品和Vc的吸光度，判断实施例1～5消化后溶液的还原能力。

表7-不同实施例制备的食用菌魔芋复配凝胶的FRAP还原力

由表7可以看出，在模拟消化过程中，FRAP还原力最大值为胃消化15-30min时。当处于同一脱乙酰度梯度时，D3+SC的FRAP还原力比D1+SC和D2+SC的高，表明随着菌粉添加量的上升，复配凝胶的还原力增强。当添加菌粉的量类似时(D2+SC和D5+SC)，脱乙酰度的提高有助于保留样品FRAP还原力。所有样品的FRAP还原力随着肠消化的进行而减少，其中D3+SC的FRAP还原力最高。

3.2.3可溶性蛋白的测定

采用考马斯亮蓝法测定绣球菌粉魔芋复配凝胶制品模拟体外消化前后的可溶性蛋白释放量。准确称取0.1g的考马斯亮G-250试剂，在50mL的95％乙醇中溶解，再往里加入100mL的85％磷酸，随后用水定容至1L配置成考马斯亮蓝G-250试液，将其过滤装在棕色瓶中保存。吸取0.5mL牛血清蛋白工作液(浓度分别为20、40、60、80、100、120、140μg/mL)，加入3mL的考马斯亮蓝G-250试液，混匀静置5min，以蒸馏水作空白对照，595nm处测定吸光度。以蛋白质浓度(μg/mL)为横坐标，吸光度为纵坐标绘制可溶性蛋白释放量的标准曲线，回归方程为：y＝0.0059x+0.158，R2＝0.9963。按相同的方法来测定绣球菌粉魔芋复配凝胶制品模拟体外消化前后的吸光度，并计算出可溶性蛋白释放量。

表8-不同实施例制备的食用菌魔芋复配凝胶模拟体外消化可溶性蛋白释放量

由表8看出可溶性蛋白在消化过程中的释放情况，KGM粉中几乎不含有蛋白。模拟胃消化阶段开始后，可溶性蛋白释放量显著增加，在第10min时达到最大值。其中D3+SC由于菌粉添加量最大，其可溶性蛋白量最多。

3.3模拟体外发酵

人类粪便样本来自于健康的在过去三个月没有接受抗生素治疗的志愿者。取新鲜粪便于灭菌离心管中，在厌氧条件下用灭菌的0.1M磷酸钠缓冲溶液(pH7.4)按1:9(w/v)的比例旋涡混匀。粪便浆液通过四层无菌粗棉布过滤，并在2h内接种。

基础培养基(每升)含有10g蛋白胨、4.5g NaCl、0.45g KH₂PO4、10μg生物素、30μg氨基苯甲酸、150μg吡哆胺、50μg核黄素、2.5g酵母提取物、0.05g血红素、0.45g K₂HPO4、0.1mg刃天青、10μg钴胺素、50μg叶酸、50μg硫胺素，121℃高压灭菌20min。热敏化合物包括0.09g CaCl₂·6H₂O、0.09g MgSO₄·7H₂O和0.8g L-半胱氨酸盐酸盐，溶解后通过0.22μm滤膜过滤灭菌后，再添加于培养基中。

以实施例1～5中制备得到的食用菌魔芋复配凝胶D1+SC、D2+SC、D3+SC、D4+SC、D5+SC分别作为唯一碳源，无碳源添加的为阴性对照(Control)。每个经高压灭菌的厌氧发酵管中含10mL发酵液，样品添加量为1％(w/v)，用高纯氮气(99.99％)氮吹2分钟以去除发酵管中的氧气，再立即用橡胶塞和铝螺旋盖密封发酵管，置于37℃150r/min的摇床中恒温震荡培养24小时。每组6个重复。

24h发酵结束后，立即将发酵管放入冰水中冷却，终止发酵，随后转移发酵液至无菌的离心管中，7000×g离心10min，上清液用于SCFAs的检测，沉淀贮存于灭菌的离心管中，液氮速冻，于-80℃冰箱中保存，以备后续DNA的提取与16S rRNA测序分析。

3.3.1短链脂肪酸(Short-chain fatty acids,SCFAs)含量的测定

发酵液短链脂肪酸(Short-chain fatty acids,SCFAs)含量采用外标法测定。具体为：将1mL上清液与0.1mL 50％H₂SO₄和1.0mL乙醚混合，旋涡震荡30秒，置于4℃下30min。吸取上层乙醚相用0.45μm有机相滤膜过滤并转移到2mL进样瓶中备用。气象色谱条件：采用DB-FFAP色谱柱(30m×0.32mm,0.25μm)，检测温度280℃，进样量1μL。所有样品均测3次，总SCFAs含量即为六种SCFAs含量的总和。

10mL/L的6种SCFAs标准品储备液的制备：分别取6种SCFAs标准品(乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、异戊酸，纯度＞99％)各100μL，添加于10mL容量瓶中，蒸馏水定容至刻度线，即为10mL/L的六种SCFAs标准品储备液，标准曲线取6个不同稀释梯度，现配现用，试验中六种标准品标准曲线的所有相关系数R值均大于0.99。

表9-不同实施例制备的食用菌魔芋复配凝胶的总短链脂肪酸((μg/mL))

从表9中可以看出，D4+SC和D5+SC的总SCFAs含量显著低于D1+SC、D2+SC和D3+SC，表明脱乙酰度的提高降低了复配凝胶的产SCFAs能力。同一脱乙酰度下，D3+SC的总SCFAs高于D1+SC和D2+SC，D5+SC的总SCFAs高于D4+SC，表明菌粉的添加量的提高促进了复配凝胶积累SCFAs。

3.3.2肠道微生物多样性分析

(1)DNA提取及PCR扩增

根据

DNA kit(Omega Bio-tek,Norcross,GA,U.S.)说明书进行微生物群落总DNA抽提，使用1％的琼脂糖凝胶电泳检测DNA的提取质量，使用NanoDrop2000测定DNA浓度和纯度；使用338F(5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3’)(SEQ ID NO:1)and 806R(5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’)(SEQ ID NO:2)对16S rRNA基因V3-V4可变区进行PCR扩增，扩增程序如下：95℃预变性3min，27个循环(95℃变性30s，55℃退火30s,72℃延伸45s)，循环27次后，72℃稳定延伸10min，最后在4℃进行保存。PCR反应体系为：5×TransStartFastPfu缓冲液4μL，2.5mM dNTPs 2μL，上游引物(5uM)0.8μL，下游引物(5uM)0.8μL,TransStart FastPfu DNA聚合酶0.4μL，模板DNA 10ng，ddH2O补足至20μL。每个样本3个重复。

(2)PCR产物鉴定、纯化及定量

使用2％琼脂糖凝胶电泳检测产物。PCR产物纯化使用AxyPrep DNA GelExtraction Kit。将PCR产物用Quantus^TMFluorometer进行检测定量。按照每个样本的测序量要求，进行相应比例的混合。

(3)构建PE文库及Illumina测序

使用NEXTFLEX Rapid DNA-Seq Kit进行建库，具体流程为接头链接，使用磁珠筛选去除接头自连片段，利用PCR扩增进行文库模板的富集，最后磁珠回收PCR产物，得到最终的文库。

(4)测序结果统计及生物信息学分析

利用Illumina公司的Miseq PE250平台进行测序。

(5)数据处理

使用fastp(https://github.com/OpenGene/fastp，version 0.20.0)软件对原始测序序列进行质控，使用FLASH(http://www.cbcb.umd.edu/software/flash，version1.2.7)软件进行拼接：1)过滤reads尾部质量值20以下的碱基，设置50bp的窗口，如果窗口内的平均质量值低于20，从窗口开始截去后端碱基，过滤质控后50bp以下的reads，去除含N碱基的reads；2)根据PE reads之间的overlap关系，将成对reads拼接(merge)成一条序列，最小overlap长度为10bp；3)拼接序列的overlap区允许的最大错配比率为0.2，筛选不符合序列；4)根据序列首尾两端的barcode和引物区分样品，并调整序列方向，barcode允许的错配数为0，最大引物错配数为2。

基于默认参数，使用Qiime2流程中的DADA2插件对质控拼接之后的优化序列进行降噪处理。DADA2降噪处理之后的序列通常被称为ASVs(即扩增子序列变体)。为了降低测序深度对后续Alpha多样性和Beta多样性等分析结果的影响，将每个样本降噪后的序列数抽平到35000条，抽平后每个样本的平均覆盖度(Good’s coverage)依然能达到99.90％。基于Sliva 16S rRNA数据库(v 138)，通过上海美吉生物医药科技有限公司的多样性云分析平台(Qiime2流程)(cloud.majorbio.com)进行后续的物种分类学分析。

结果分析：

从图1中可以看出，实施例1～5中制备得到的食用菌魔芋复配凝胶D1+SC、D2+SC、D3+SC、D4+SC、D5+SC之间的shannon指数没有差异。膳食纤维可以根据它们对肠道的特异性进行分类。高度特异性的纤维具有的化学和物理特性，使得它们在肠道内只能被一小部分细菌利用，减少对该底物的竞争。因此添加复配凝胶的样品的α-多样性低于Control中。

从图3中可以看出，各组超过96％获得的序列属于厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形杆菌门(Proteobacteria)，其余分布在Dedulfobacterota,Fusobacteriota中，以及其它丰度低于1％的其他菌门中。各个样本都促进了厚壁菌门的生长并且组间没有显著差异。除了最主要的门外，变形菌门在Control组中位居第二，而在食用菌魔芋复配凝胶组中均为拟杆菌门。上述肠道菌群的多样性的区别将复配凝胶组的菌群与Control分开，如β-多样性分析图(图2)所示。实施例1～5中制备得到的食用菌魔芋复配凝胶的样本聚集在同一区域，表明微生物群结构的相似之处，但是仍然可以观察到某些差异。D4+SC和D5+SC中的拟杆菌门显著高于D1+SC、D2+SC和D3+SC。表明脱乙酰化反应大体上会提高拟杆菌门的比例。

图4中属水平的分析表明，Megasphaera、Escherichia-Shigella和Dorea在Control中占优势。食用菌魔芋复配凝胶改变了微生物组的结构，代表菌属为Catenibacterium,Megasphaera和Prevotella。在同一脱乙酰度下，D3+SC的Megasphaera明显低于D1+SC，说明随着菌粉的添加Megasphaera的丰度减少。将D4+SC和D5+SC与实施例1、2、3的产品相比，Prevotella菌属显著升高，表明脱乙酰度的提高会富集Prevotella的生长。

综上，依照本发明的制备方法，可获得不同不可溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维比例的食用菌魔芋复配凝胶制品。该制品随着魔芋粉脱乙酰度和食用菌添加量的不同，其凝胶性质、经体外消化的抗氧化物质溶出情况以及体外发酵情况也产生相应的变化。实施例涵盖了不可溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维比例为2：1、2.5:1、3：1和3.5:1的食用菌魔芋复配凝胶制品，食用菌添加量的增加有助于SCFAs的积累和抗氧化物质的溶出，其中D3+SC效果最好。但D3+SC的凝胶性质略逊于D4+SC和D5+SC。D3+SC和D4+SC的不可溶膳食纤维和可溶性膳食纤维的比例为3:1，两者均可很好地调节肠道微生物结构。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将魔芋精粉与食用菌粉混合均匀，得到复配物；

将食用碱加入至水中得到碱溶液；

将凝胶制品沥干、冷冻、烘干，即得食用菌魔芋凝胶制品；

其中，碱与魔芋精粉的质量比为(0.08～0.14):1；

魔芋精粉与食用菌粉的质量比为3:(0.4～3)；

食用碱与水的质量比为(0.04～0.07):100。

2.如权利要求1所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述食用碱包括碳酸钠或氢氧化钙。

3.如权利要求1所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述食用菌粉包括绣球菌或黑木耳。

4.如权利要求1所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述冷冻具体为：于-15～-20℃下冷冻3～5h。

5.如权利要求1所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，其特征在于，将魔芋精粉与食用菌粉混合均匀之前还包括：将食用菌粉烘干至质量含水量≤8％，然后粉碎并过230～270目标准筛。

6.如权利要求1所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，其特征在于，制备得到食用菌魔芋凝胶制品后还包括向食用菌魔芋凝胶制品中加入调味料，并搅拌均匀。

7.如权利要求6所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述调味料的制备方法为：

将油加热煮熟后加入至混合物中，混合均匀即得调味料。

8.如权利要求1所述的食用菌魔芋凝胶制品的制备方法，其特征在于，制备得到食用菌魔芋凝胶制品后还包括将食用菌魔芋凝胶制品置于灭菌锅中于115～125℃下灭菌15～25min。

9.一种食用菌魔芋凝胶制品，其特征在于，采用如权利要求1～8任一所述的制备方法制备得到。

10.一种如权利要求1～8任一所述的制备方法制备得到的食用菌魔芋凝胶制品或权利要求9所述的食用菌魔芋凝胶制品在改善肠道菌群结构中的应用。