食用菌滋味鲜美、营养丰富，在我国有相当长的栽培和药食用历史。因其独有的多糖、多酚、萜类、膳食纤维等功能活性成分，食用菌作为一类重要的中医药原料及功能性配料来源而非常关注。近年来，将食用菌粉或纯化的多糖等作为配料来提升淀粉质食品的风味、口感及营养品质成为研究热点。
在淀粉质食品工艺流程中，食用菌多糖通过多种方式与原料中淀粉及其他组成成分发生广泛的相互作用。 为推动食用菌多糖资源开发及其在淀粉质食品加工中的深入研究和应用， 西南大学食品科学学院的罗庆龄，刘滢，叶发银*等人 在充分调研文献的基础上，对该领域的研究现在的状况进行全面总结，对向淀粉质食品体系中添加食用菌多糖存在的问题进行剖析，以期为通过食用菌多糖添加赋予淀粉质食品新的功能性和提升其品质的创新开发提供参考。
食用菌种类非常之多，其多糖结构较为复杂。研究显示，食用菌多糖的分子结构、单糖组成、分子质量等结构特征受提取方法的影响较大。目前对食用菌多糖的提取主要采取热水浸提法，同时采取调酸/碱或加酶等方式改进提取效果，接着采用不一样体积分数乙醇溶液进行沉淀、脱蛋白等步骤后得到纯化多糖。根据单糖组成，食用菌多糖可分为均多糖和杂多糖两种类型（表1）。食用菌多糖中主要的均多糖是葡聚糖，包括β-葡聚糖、α-葡聚糖和α,β-葡聚糖等结构类型。食用菌β-葡聚糖以β-1,3糖苷键为主，同时含有数量各异的β-1,6糖苷键。有些食用菌β-葡聚糖（如茯苓多糖）仅含β-1,3糖苷键。此外，在部分食用菌（如木耳、双孢菇）中还含有几丁质成分。大多数食用菌杂多糖的主要单糖单元仍为葡萄糖，同时还有一定物质的量比的木糖、甘露糖、半乳糖、果糖、岩藻糖等单糖组分。有的食用菌杂多糖则少含甚至不含葡萄糖。通常在一种食用菌中能发现多种不同结构类型的多糖。以香菇为例，香菇多糖的均多糖仅β-葡聚糖一种，多数为杂多糖，由葡萄糖、半乳糖、甘露糖以及阿拉伯糖以不同物质的量比组成，在有些来源的香菇多糖中，还含有糖醛酸和糖胺聚糖等带电荷的多糖。从含量方面分析，β-葡聚糖是香菇中主要的多糖成分，其含量高达24 g/100 g（干基）。香菇β-葡聚糖的经典结构是以β-D-(1→3)葡萄糖残基为主链，侧链为β-D-(1→6)葡萄糖残基，其重复单元为5个以β-D-(1→3)键连接的葡萄糖残基，并与相间隔的2个β-D-(1→6)键连接1个葡萄糖侧链，从而形成梳状分支结构（图1A）。双孢菇中的均多糖以β-葡聚糖为主，同时含有α-葡聚糖，已鉴定的多种双孢菇杂多糖至少含有葡萄糖、木糖和半乳糖等单元。从双孢菇子实体中提取得到的杂多糖以木糖和鼠李糖为主要单元，且含有少数的1,3-半乳糖苷键和1,3,6-甘露糖苷键。其他常见的食用菌多糖分子结构式如图1B～H所示。因连接类型、分支程度、单糖组成及排列顺序的不同，食用菌多糖呈现不同的构象、理化性质和生物活性，而且在淀粉质食品体系中表现出不同的工艺学特性。
大量研究表明，淀粉体系中引入食用菌多糖能改变淀粉的理化性质（溶解性、膨胀力、热特性、糊化特性、凝胶特性等）或功能特性（抗消化性、发酵特性等）。表2总结了食用菌多糖对淀粉性能变化的影响情况。
在水热环境中，淀粉因受热吸水膨胀，颗粒的完整性受到不同程度的破坏，直链淀粉漏出。淀粉的溶解性和膨胀力不仅影响淀粉的糊化特性，而且影响淀粉的凝胶作用和消化特性。研究之后发现，食用菌多糖对淀粉原料的水合能力产生不同的影响。 现有研究根据结果得出，食用菌多糖对淀粉原料的水合能力具备极其重大的调节作用，其作用的效果既与多糖的来源有关，也与多糖的浓度相关，其作用机制有待进一步揭示。
淀粉的热特性可通过差示扫描量热仪进行测定，从差示扫描量热图谱上通过软件处理可获得起始糊化温度（T o ）、峰值温度（T p ）、终止温度（T c ）及糊化焓（ΔH）等参数。淀粉的热特性反映在一定水分含量条件下结晶结构的耐热性，对理解淀粉在烘焙、蒸制等典型热加工过程的特性变化具备极其重大意义。Yang Fang等研究之后发现雪耳多糖使马铃薯淀粉的T o 及T p 随其添加量增加而升高，雪耳多糖强烈的吸水作用使体系中水的流动性和可及性受到限制，并使淀粉颗粒可获得的水分子数量减少，淀粉颗粒的膨胀及直链淀粉泄漏均受到限制，从而延缓了淀粉的糊化进程；此外，随着雪耳多糖添加量增加，马铃薯淀粉的ΔH逐渐下降，研究认为这是淀粉的不完全糊化导致的。李妍等将玉木耳多糖按照不同添加量（0～10%）与玉米淀粉复配，根据结果得出复配后T o 无显著变化，但T P 明显地增加，ΔH降低，该研究同样认为ΔH降低是淀粉糊化不完全导致的。
淀粉糊化是加热过程中水分子进入淀粉颗粒的过程，水分子与颗粒中淀粉分子结合，使其溶胀，淀粉体系从淀粉悬液转化为淀粉糊。研究表明，不一样的食用菌多糖对淀粉体系的糊化性质产生不同的影响。在大多数淀粉体系中，添加食用菌多糖造成快速黏度分析（RVA）曲线上移。
从以上结果能够准确的看出，食用菌多糖添加对淀粉糊化造成的影响既与多糖的类型和分子结构有关，又与淀粉的来源有关。食用菌多糖抑制糊化、促进短期回生的根本原因可能是食用菌多糖对体系中水分的竞争性结合作用。这类食用菌多糖使体系中淀粉糊化所需的水分减少，并与溶胀过程中从淀粉颗粒泄漏的淀粉组分（主要为直链淀粉）结合，结合物随后附着于淀粉颗粒表面，抑制了淀粉颗粒进一步溶胀和淀粉组分的泄漏，从而使淀粉的糊化温度提高，RVA曲线上移，淀粉的峰值黏度增加，甚至造成淀粉糊化不完全。降温过程中，食用菌多糖与糊化淀粉分子通过分子间相互作用力形成三维网络结构，使冷糊黏度增加，最终促进了淀粉的短期回生。对于食用菌多糖促进淀粉糊化、抑制短期回生的情况，研究推测根本原因在于多糖分子与淀粉颗粒及淀粉分子的结合作用。在糊化过程中，高度水合的多糖分子附着在淀粉颗粒表面，增加了淀粉颗粒对水分子的可及性，从而促进糊化；同时，多糖与糊化的淀粉分子之间发生相互作用，从而抑制了短期回生。
一定浓度的淀粉在糊化后冷却即可形成具有一定硬度的凝胶。大量研究表明，添加多糖是改善淀粉凝胶性能的一项有效做法。对淀粉凝胶性能的调控可通过选取不一样的食用菌多糖来实现。
研究表明，食用菌多糖对淀粉消化特性具有调节作用。 从前人研究能得出，总体上食用菌多糖的添加能够降低淀粉体系的消化特性。 其机制在于： 1）部分食用菌多糖是淀粉消化酶的抑制剂，通过抑制淀粉消化酶的活性来降低淀粉的消化速率； 2）淀粉消化率主要受到多糖物理阻断的影响，一些食用菌多糖能够在淀粉颗粒表明产生物理屏障，在淀粉糊化过程中减少直链淀粉的泄漏，维持淀粉颗粒及结晶结构的完整性，降低淀粉的糊化程度，甚至造成淀粉不完全糊化，在冷却老化阶段，多糖通过与淀粉分子的相互作用改变了淀粉凝胶结构； 3）部分食用菌多糖因其强烈的水合作用影响酶分子和底物扩散性，从而延缓淀粉的消化。
在淀粉基食品工艺流程中，不同的加工方式会显著影响食用菌多糖与淀粉的相互作用。本节从热加工、非热加工的方面出发，对食品加工方式调控食用菌多糖与淀粉的相互作用进行总结和分析。
目前针对食用菌多糖-淀粉体系的研究包括水热处理和挤出加工两种方式。，食用菌多糖与淀粉之间的相互作用发生在水热处理的不同阶段（悬浮液制备、糊化、老化等），相互作用的类型及强度既取决于多糖的种类，也取决于多糖的浓度。
挤压是淀粉质食品常用的加工方式，这一些产品包括米粉、粉条、虾片（生坯）等非膨化型产品，也包括膨化型产品。在挤压工艺流程中，因物料及其水分含量不同，淀粉颗粒发生不同程度糊化或降解，在剪切形成的高温度高压力作用下，物料组分发生重组，并通过结构再造最终形成产品的组织形态。研究表明，食用菌添加会影响挤压淀粉质食品的品质。
热加工是淀粉质食品生产的主要加工方式之一。在热的作用下，淀粉分子聚集态结构发生变化。在该过程中，添加的食用菌多糖通过吸附于淀粉颗粒、或与淀粉分子的位点结合等方式（图2），进而影响工艺流程淀粉颗粒形态、淀粉聚集态结构和工艺性能的变化，最终对制品的品质产生一定的影响。各类热加工方式对二者相互作用调控的效果和机理以及对产品的质量的影响，有待进一步明确。
非热加工是以非热能为主的食品加工方式，目前最重要的包含物理共混、高静水压、球磨、高压均质、超声波、冷等离子体等手段。在热加工中，温度是影响食用菌多糖与淀粉相互作用的重要的因素，而在非热加工中，混合比例、压力、时间、输入功率等成为不同非热加工 的主要调控因素。廖传仙等将黑木耳粉与桑葚果粉、魔芋精粉等通过物理共混制备代餐粉，根据结果得出，黑木耳粉中的多糖成分与桑葚果粉、魔芋精粉中的成分之间通过发挥协同作用提升了产品的抗氧化活性。李妍等将玉木 耳多糖按照不同质量分数 与玉米淀粉复配并制备成悬浮液，淀粉的回生值逐渐下降，这表明玉木耳多糖使玉米多糖的短期回生受到抑制。当前，非热加工调控食用菌多糖与淀粉相互作用的研究偏少，但值得开展深入研究。
面条是我国及亚洲大部分地区的典型主食品种，而在欧洲和北美等西方国家，意大利面条在日常大众饮食中也占了重要位置。在社会经济加快速度进行发展的今天，面条已发展形成生干面条、生湿面条、熟面条（冷冻或脱水）等不一样的产品类别。研究之后发现，食用菌多糖或食用菌粉对面条的影响是多方面的，最重要的包含提升面条的烹煮性和质地口感，增加面条的营养价值，或赋予面条新的功能性等方面（表3）。
GB 7099—2015《食品安全国家标准 糕点、面包》中定义，面包是以小麦粉、酵母、水等为主要的组成原材料，添加或不添加其他原料，经搅拌、发酵、整形、醒发、熟制等工艺制成的食品。Sulieman等在无麸质面包加工中添加双孢菇多糖粉，结果显示，高添加量造成面包比容显著下降，但在某些特定的程度上延缓了贮藏过程中面包陈化。王雪波研究之后发现，鸡油菌多糖提取液添加到马铃薯面团中可加快面团发酵以及风味物质的累积，增加面团中膳食纤维含量，并最终提升马铃薯面包的品质。
GB/T 20977—2007《糕点通则》指出，糕点的产品范围有烘烤糕点、油炸糕点、水蒸糕点、熟粉糕点等热加工糕点以及冷加工糕点。Olawuyi等将香菇添加到大米松饼中，并对其品质进行了测定。根据结果得出，香菇中的酚类化合物提高了松饼的抗氧化活性，抗氧化活性的提高会赋予其营养功效，并且大米松饼的食用品质没有受到显著影响。Kim等将香菇β-葡聚糖提取物与小麦粉复配用于蛋糕加工，经研究之后发现，每份蛋糕中含1 g香菇β-葡聚糖时，产品外观及质地品质无显著变化，但香菇β-葡聚糖含量更高会导致蛋糕体积降低、硬度增加。
GB 7100—2015《食品安全国家标准 饼干》将饼干定义为以谷类粉（和/或豆类、薯类粉）等为主要的组成原材料，添加或不添加糖、油脂及其他原料，经调粉（或调浆）、成型、烘烤（或煎烤）等工艺制成的食品。GB/T 20980—2021《饼干质量通则》规定饼干产品最重要的包含酥性饼干、韧性饼干、发酵饼干、曲奇饼干、夹心饼干、威化饼干等。张润等以黑木耳、低筋面粉为主要原材料研制黑木耳多糖曲奇饼干，根据结果得出，黑木耳多糖添加量为8%时，饼干具有较好弹性和咀嚼性。邵佳甲将10.5%银耳多糖粉添加到面粉中制作饼干，根据结果得出，所制备饼干具备比较好的感官品质。
食用菌多糖在粉条、馒头等淀粉质食品中也有少量涉及。Heo等将香菇β-葡聚糖添加到大米粉中，根据结果得出添加香菇β-葡聚糖可改善大米粉在工艺流程中的性能，随着添加量的增加，大米粉中淀粉的糊化逐渐受到抑制，制成的粉团刚性增强，同时产品的品质得到提升，烹煮损失率和膨润性下降，煮熟米粉条的力学性能得到一定的改善。郭欣研究了黑木耳多糖添加到馒头中的可行性，根据结果得出，在黑木耳多糖馒头达到最高感官评分时，黑木耳浆添加量可达到10%。Nie Yuanyang等研究之后发现，添加特殊的比例杏鲍菇粉可使小麦粉吸水率增加，但面团形成时间缩短且稳定性显著下降，随着杏鲍菇粉添加量的增加，能够形成硬度增加而延展性弱化的面团；同样，在添加杏鲍菇多糖后，面团的面筋网络连续性受到破坏，面团硬度增加。该研究建议在采取复配面团制作馒头、面条等制品时，杏鲍菇粉的复配比例以2.5%～5.0%为宜。
向淀粉质食品中添加食用菌粉或食用菌多糖在当前非常关注。通过添加特殊的比例食用菌粉或食用菌多糖，产品的外观、质地以及消费者可接受性得到非常明显改善，营养价值和功能特性得到提升和丰富。食用菌多糖通过对淀粉理化性能的调节作用，改变了淀粉的水合、糊化、凝胶、消化等理化特性。为了更好地拓展食用菌粉或食用菌多糖在淀粉质食品中的应用，建议后续研究宜从以下方面深入：1）从相互作用角度阐释食用菌多糖调控淀粉性能的机制；2）探索多重改性方式，使食用菌多糖更高效地提升淀粉原料特性或淀粉质食品品质；3）在淀粉质食品工艺流程方面，应明确食用菌多糖如何通过改善面团、粉团等中间产品的性能来改善后续制品的品质；4）对食用菌多糖参与构建淀粉质食品微观结构的机制进行解析，从而揭示其对该类产品感官及营养品质改善或提升的作用机制。
本文《食用菌多糖对淀粉性能的影响及其在淀粉质食品中的应用进展》来源于《食品科学》2023年44卷19期372-384页. 作者：罗庆龄，刘滢，吴雨晨，毛启慧，雷琳，叶发银，赵国华. DOI:10.7506/spkx0414-139. 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
为进一步促进未来食品科学的发展，全面践行“大食物观”的指导思想，持续提升食品科学技术创新和战略安全。由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，北京工商大学食品与健康学院、北京联合大学生物化学工程学院、河北农业大学食品科技学院、西华大学食品与生物工程学院、大连民族大学生命科学学院、齐齐哈尔大学食品与生物工程学院、河北科技大学食品与生物学院共同主办，北京盈盛恒泰科技有限责任公司、古井集团等企业赞助的“第一届大食物观·未来食品科学技术创新国际研讨会”即将于 2024年5月16-17日 在 中国 北京 召开。
为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力，推动食品产业升级，助力‘健康中国’战略，北京食品科学研究院、中国食品杂志社、国际谷物科技学会（ICC）将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管实验室（食用油质量与安全）、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间：2024年 8月 3—4 日，会议地点：中国 湖北 武汉。
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