《Food Bioscience》：Distinguishing the effects of heat-moisture treatment and subsequent
Agrocybe aegerita solid-state fermentation on the physicochemical, functional, and structural properties of oats
编辑推荐：
摘要燕麦是一种营养丰富的谷物，但由于其营养成分难以提取，限制了其功能价值。本研究探讨了热湿处理以及随后用Agrocybe aegerita进行固态发酵对燕麦的物理化学、营养、结构及功能特性的影响。研究比较了三组样本：未经处理的燕麦（UO）、经过热湿处理的燕麦（HMO）以及经过热湿
摘要
燕麦是一种营养丰富的谷物，但由于其营养成分难以提取，限制了其功能价值。本研究探讨了热湿处理以及随后用Agrocybe aegerita进行固态发酵对燕麦的物理化学、营养、结构及功能特性的影响。研究比较了三组样本：未经处理的燕麦（UO）、经过热湿处理的燕麦（HMO）以及经过热湿处理并发酵的燕麦（HMOF）。与UO相比，热湿处理使燕麦的持水能力从1.98克/克提升至3.23克/克，膨胀能力从1.08毫升/克上升至2.98毫升/克，但总酚含量则从117.86毫克GAE/100克下降至71.40毫克GAE/100克。后续发酵使总酚含量上升至199.30毫克GAE/100克，可溶性膳食纤维含量从2.53克/100克增至4.65克/100克。ABTS值从46.31%升高到98.38%，而总游离氨基酸含量则从147.6毫克/100克增加到1708.5毫克/100克。扫描电子显微镜观察显示，热湿处理改变了燕麦的基质结构，而后续发酵则导致其表面更加破碎，结构更为崩解。傅里叶变换红外光谱分析进一步表明，氢键环境以及有序蛋白质结构发生了变化。这些结果表明，热湿处理主要改变了燕麦的基质结构，而后续发酵则促进了游离氨基酸、酚类化合物、可溶性膳食纤维以及抗氧化能力的积累。这种联合处理方式为开发功能性燕麦制品提供了有效途径。
引言
Agrocybe aegerita是一种富含生物活性成分的药用兼食用真菌（Liu等人，2020年）。其多糖具有抗氧化、免疫调节和抗肿瘤作用，可通过清除自由基、激活抗氧化酶以及调控NF-κB通路来实现这些功能（Liu等人，2023年）。此外，这类多糖在体内还具备抗衰老潜力（Liu等人，2022年；Yang等人，2024年）。同时，该真菌的菌丝体成分易于提取且生物利用度较高，因此成为食品发酵领域的优质发酵剂。
燕麦是营养最为丰富的谷物之一，含有大量的脂质、β-葡聚糖、蛋白质、维生素以及酚类化合物（Wang等人，2023年；Yue等人，2021年）。然而，燕麦中较高的脂质含量以及内源脂肪酶的活性，使得其在储存过程中容易发生水解变质（Ziegler等人，2018年）。因此，人们通常采用热湿处理等热稳定处理方法来灭活内源酶，从而延长产品的保质期。不过，这类处理主要能提升储存稳定性，却无法有效释放那些与燕麦细胞壁结构结合在一起的酚类化合物。大部分酚类物质仍与细胞壁结构成分结合在一起（Roasa等人，2021年），这限制了它们的提取效率及生物利用度。所以，需要更多高效且环保的加工技术，来提升经热稳定处理后的燕麦的营养价值和功能特性。
固态发酵是一种安全高效的谷物增值处理方法，它可以通过温和的方式破坏细胞壁，释放出原本结合在细胞壁中的化合物，同时产生新的生物活性代谢物，且不会留下化学残留物（Sun等人，2026年；Zhou等人，2025年）。先前的研究表明，真菌发酵能够提升谷物制品的抗氧化能力，改善其感官品质，并生成新的功能性成分（Bhanja Dey & Kuhad，2014年；Cai等人，2012年；Espinosa-Páez等人，2017年；Espinosa-Páez等人，2021年；Pascual等人，2025年；Sawada等人，2023年）。尽管已有诸多研究成果，但大多数研究仅关注发酵后原始谷物材料的整体变化，未能系统区分热预处理与后续微生物作用各自带来的影响。在商业燕麦加工过程中，热湿处理是不可或缺的成熟和杀菌步骤，但它对后续发酵结果的影响至今尚未得到充分研究。此外，关于燕麦的真菌发酵研究大多集中在平菇和红曲霉上，其他可食用真菌的潜力则鲜有被探索。
除了具有技术价值之外，真菌固态发酵谷物还符合向可持续食品体系及循环经济模式转型的趋势（Green等人，2024年；Zhang & Xu，2021b年）。高效的农业和食品加工创新有助于提升区域食品产业链的价值，同时促进生物质资源的公平分配（Jin & Xu，2025a年、2025b年；Zhang & Xu，2021a年）。在此背景下，固态发酵是一种耗水少且可能能耗较低的生物加工方法，它能够将本地可获得的谷物原料转化为高价值的功能性成分，同时减少废弃物产生。这类方法日益被视为推动农业和食品系统可持续发展的重要手段（Jin & Xu，2024年、2026年；Xu & Zhang，2023年；Zhang & Xu，2020年）。
目前，热湿处理与真菌发酵分别以及对燕麦的物理化学、结构及功能特性所产生的影响，仍不明确。因此，本研究比较了未经处理的燕麦（UO）、经过热湿处理的燕麦（HMO）以及经过热湿处理并发酵的燕麦（HMOF），旨在区分热稳定处理与真菌发酵的作用差异，同时评估热稳定处理后再经A. aegerita发酵所带来的综合效果。这种综合研究方法有助于深入理解真菌发酵如何影响谷物品质，也为开发高价值真菌-谷物功能性食品提供了实际依据。
章节节选
材料与试剂
A. aegerita F4菌株是从中国贵州省息水县的息水食用菌研究中心获得的。该菌株首先在马铃薯葡萄糖琼脂斜面上活化，之后置于4℃条件下保存。燕麦则购自中国贵州省贵阳市的一家当地超市。马铃薯葡萄糖琼脂和马铃薯葡萄糖肉汤则由上海博微微生物技术有限公司提供。所有试剂和溶剂均为分析级产品。
筛选影响多糖和GABA积累的发酵因素
在用A. aegerita发酵燕麦的过程中，发酵时间、接种量以及固液比会对多糖和γ-氨基丁酸的产量产生显著影响（见图1）。这两种代谢物在4-6天内会迅速增加，之后在第6天到第8天期间保持稳定。较高的接种量会持续提升多糖的产量，但在接种量为5%时，GABA的产量则会下降。当固液比为1:1.5时，多糖和GABA的含量达到峰值；较低的湿度则会影响菌丝的生长
结论
本研究比较了未经处理的燕麦（UO）、经过热湿处理的燕麦（HMO）以及经过热湿处理并发酵的燕麦（HMOF）。通过响应面分析法，确定最佳的发酵条件为发酵7天，接种量为6%，固液比为1:1.5。单独的热湿处理会降低游离氨基酸、总酚含量以及抗氧化活性，还会破坏氢键结构，同时增加有序蛋白质的结构。相比之下，真菌发酵则显著提升了产品的溶解度以及可溶性膳食纤维的含量
CRediT作者贡献说明
Yue Tian： 方法设计，数据整理。Jingxiu Guo： 软件应用，定量分析。Yuying He： 文章初稿撰写，可视化处理，软件应用，数据整理。Yiying Peng： 结果验证，研究指导，软件应用。Laping He： 文章审阅与编辑，研究指导，项目管理
利益冲突声明
我们声明自己与任何可能对我们的研究工作造成不当影响的个人或组织之间，不存在任何财务或个人关系。
利益冲突声明
我们声明自己与任何可能对我们的研究工作造成不当影响的个人或组织之间，不存在任何财务或个人关系。各位作者均无任何利益冲突。
致谢
本研究得到了贵州省高层次创新人才培育计划（QKHPTRC-GCC[2022]026-2）、2026年贵州省重点基础研究计划（Qiankehe Basic ZD[2026]023）以及贵州省
生态特色食品新型加工贮藏重点实验室（编号ZSYS[2025]023）的支持。
Yuying He|Yue Tian|Jingxiu Guo|Yiying Peng|Laping He|Cuiqin Li|Lihua Liu
贵州省生态特色食品新型加工贮藏重点实验室，贵州大学，中国贵州省贵阳市550025
