不同热处理方法对高粱麦芽中菌丝生长的影响——以皮托酒（Pito）生产为例

《JOURNAL OF FOOD QUALITY》：The Effect of Varied Thermal Methods on Sorghum Malt for Mycelial Growth in Pito Production

本研究评估了热处理对 sorghum 糙米营养组成、微生物安全性和真菌菌丝生长的影响，发现121℃处理60分钟（A60）能有效降低微生物污染、提高蛋白质含量（11.33g/100g）和灰分（2.02g/100g），并促进菌丝生长（10-12天完全 colonisation）。热处理显著改善原料安全性及真菌转化效率，为 sorghum 功能食品开发提供新策略。

　　这项研究探讨了热处理（包括巴氏杀菌和高压灭菌）对酿造用的发芽高粱（malted sorghum）在接种两种具有药用价值的灵芝属真菌（Ganoderma resinaceum 和 Ganoderma enigmaticum）后的营养成分、微生物安全性和菌丝生长的影响。研究结果表明，高压灭菌在121°C下持续60分钟（A60）在多个方面表现出色，包括有效保持高粱的完整性、降低破损率以及改善颗粒均匀性。与此同时，巴氏杀菌虽然保留了更多的纤维，但在微生物稳定性方面表现不佳。该研究还发现，高压灭菌能够实现微生物的完全灭活，而巴氏杀菌则未能彻底清除微生物，甚至在某些情况下，导致微生物的重新滋生。

在营养成分方面，A60处理的高粱表现出最低的水分含量（3.65 g/100 g）和最高的灰分（2.02 g/100 g）、蛋白质（11.33 g/100 g）和脂肪（3.42 g/100 g）含量。这些变化表明，随着热处理强度的增加，水分和纤维含量下降，而灰分和蛋白质含量上升。这可能与水分蒸发和营养成分浓缩有关，同时也暗示了高温对高粱中某些生物活性物质的增强作用。相比之下，巴氏杀菌处理的样品保留了更多的纤维，但其水分含量较高，这可能对真菌的生长条件产生不利影响。

在菌丝生长方面，A60处理的高粱为两种真菌提供了最佳的生长环境。G. enigmaticum在10天内实现了完全的菌丝定植，其生物量达到了55.99%，而G. resinaceum则在12天内达到49.29%。相比之下，巴氏杀菌处理的样品菌丝定植时间较长，最长可达22天，且生物量较低，低于20%。这表明，高温高压处理不仅减少了微生物的竞争，还为菌丝提供了更适宜的生长条件。研究还发现，某些巴氏杀菌处理的样品因微生物干扰而未能成功进行菌丝培养。

这些结果对于提高高粱在生物技术应用中的功能性潜力具有重要意义，例如提升传统非洲饮料如“pito”的营养价值和健康效益，以及开发富含灵芝的食品。此外，研究还强调了在进行菌丝培养时，选择合适的热处理方法对确保微生物安全、优化营养成分和提高菌丝生长效率的重要性。通过对比不同热处理方式，研究发现高压灭菌在这些方面表现更为优异，特别是在121°C下持续60分钟的处理，能够在最大程度上保留高粱的营养成分，同时有效抑制微生物污染，为菌丝生长提供理想条件。

研究的发现不仅为高粱在食品加工和生物技术应用中的优化提供了理论依据，也为传统食品的现代化改造提供了实践指导。例如，传统上通过自然发酵制作的“pito”由于其制作工艺较为粗放，往往存在质量不稳定和卫生标准不统一的问题。通过将高粱进行适当的热处理后再接种灵芝菌丝，可以有效提升“pito”的营养价值和功能性，同时确保其卫生安全。这不仅有助于提升传统食品的市场竞争力，还可能为小规模酿酒者带来更多的经济收益。

此外，该研究还涉及对高粱颗粒物理特性的分析，包括破损率和颗粒均匀性。结果表明，高压灭菌在一定程度上减少了颗粒破损，而巴氏杀菌则未能有效改善这一指标。颗粒均匀性对真菌的生长至关重要，因为不均匀的颗粒可能导致营养成分分布不均，影响菌丝的扩展和生物量的积累。研究还发现，高压灭菌处理的样品在颗粒大小分布上略有变化，特别是在1.5 mm筛子上的保留量有所下降，这可能与颗粒轻微破碎有关，进而影响其表面积和空气流通性，从而对真菌的生长产生影响。

微生物分析结果显示，所有高压灭菌样品在处理后均表现出极低的微生物负荷，接近检测下限，而巴氏杀菌样品则保留了较高的微生物数量，特别是在霉菌和酵母的检测中。这表明，高压灭菌在去除微生物方面比巴氏杀菌更有效，尤其是在去除耐热孢子和难以杀灭的微生物方面。而巴氏杀菌由于其温度较低，无法彻底消灭这些微生物，导致其在后续的菌丝培养过程中存在微生物干扰的风险。

从整体来看，这项研究为热处理在食品加工中的应用提供了科学依据，并展示了其在提升高粱营养价值和促进菌丝生长方面的潜力。研究还强调了在选择热处理方法时，需要根据不同的应用场景进行优化，以确保最终产品的质量和安全性。例如，在需要保留较高水分和纤维含量的情况下，可以选择巴氏杀菌，而在追求微生物安全和菌丝生长效率时，高压灭菌则更为合适。

此外，研究还涉及对菌丝生长时间和生物量的详细观察，结果显示，不同热处理方式对菌丝的生长速度和生物量产生了显著影响。高压灭菌处理的样品不仅在菌丝生长速度上更快，而且在生物量上也更高，而巴氏杀菌处理的样品则表现出较慢的生长速度和较低的生物量。这进一步验证了高压灭菌在优化菌丝生长条件方面的有效性。

研究的结论表明，热处理，尤其是高压灭菌，在提高高粱的营养成分、微生物安全性和菌丝生长潜力方面具有重要作用。高压灭菌在121°C下持续60分钟的处理方式不仅有效抑制了微生物污染，还优化了高粱的营养成分，使其更适合用于菌丝培养。这一发现为传统食品的现代化和功能化提供了新的思路，特别是在非洲地区，高粱作为重要的粮食作物，其加工方式的改进对于提升当地食品产业的附加值具有重要意义。

该研究还强调了在选择菌丝种类时，需要考虑其对不同处理方式的适应性。例如，G. enigmaticum在高压灭菌条件下表现出更快的生长速度和更高的生物量，而G. resinaceum则在相同条件下表现稍逊。这表明，不同菌种对热处理的反应可能存在差异，因此在实际应用中，应根据菌种特性选择最合适的处理方式。

总的来说，这项研究为高粱在食品加工和生物技术应用中的优化提供了重要的科学依据，并展示了热处理在提升食品质量和功能性的潜力。通过选择适当的热处理方式，可以有效提升高粱的营养价值和菌丝生长效率，同时确保其微生物安全性。这些发现不仅有助于推动传统食品的现代化发展，还可能为非洲地区的农业和食品工业带来新的机遇。