江南大學(xué)張慜教授團隊：微波和超聲波誘導(dǎo)香菇4D打�,。蝴溄晴薮枷蚓S生素D2的高效轉(zhuǎn)化

來源：食研私享

2022年3月29日，江南大學(xué)張慜教授團隊在食品領(lǐng)域Top期刊Food Chemistry(中科院一區(qū),；IF：7.514)上在線發(fā)表了題為“4D printing induced by microwave and ultrasound for mushroom mixtures: Efficient conversion of ergosterol into vitamin D2(微波和超聲波誘導(dǎo)食用菌4D打�,。蝴溄晴薮枷蚓S生素D2的高效轉(zhuǎn)化)”研究性論文。Jieling Chen為第一作者,，張慜教授為通訊作者,。

食用菌是唯一富含麥角甾醇的非動物性食物，麥角甾醇是維生素D2的前體,。食用菌中的麥角甾醇經(jīng)紫外線照射后可轉(zhuǎn)化為維生素D,，這使得麥角甾醇成為膳食維生素D的良好來源。在食用菌的消費和加工過程中,，人們更喜歡菌蓋,，而畸形食用菌及其菌根通常被當(dāng)做廢棄物丟棄，從而產(chǎn)生大量可食用菌廢棄物(占總產(chǎn)量的20%),。然而,，這些食用菌廢棄物的營養(yǎng)價值也很高。因此,，利用食用菌廢棄物具有重要的現(xiàn)實意義,。

該研究中，研究人員將食用菌廢棄物(香菇菌柄)與紫薯泥,、甘油和氯化膽堿混合,，形成一種復(fù)合油墨。然后再利用微波和超聲波結(jié)合4D打印技術(shù),，促進香菇菌柄復(fù)合油墨打印模型中麥角甾醇向維生素D2的轉(zhuǎn)化,。在紫外光輻照下，不同輻照面積和不同物理場預(yù)處理的印刷模型的轉(zhuǎn)化率是不同的,。與原材料相比,，印刷模型中的維生素D2濃度高出4.6倍。物理場預(yù)處理后產(chǎn)品中維生素D2比未預(yù)處理提高2.2-3.8倍,。偏最小二乘回歸(PLS)分析顯示,，輻照面積的影響最大，超聲處理的影響最小,。預(yù)處理提高了維生素D2含量,，可能是因為預(yù)處理使麥角甾醇對紫外輻射更敏感,，輻照面積的擴大增加了有利影響。該研究建立的預(yù)測麥角甾醇和維生素D2含量的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能有效預(yù)測不同預(yù)處理條件和不同輻照面積下模型中麥角甾醇和維生素D2含量的變化,。

圖1. A: 3D打印實驗的工藝設(shè)計,。B: 不同油墨比例打印的代表性正方形模型。(a)-(d): 分別為10%,、20%,、30%和40%。(e)-(g): 當(dāng)油墨A的比例為30%時打印的不同照射面積的模型,。

圖2. 3D打印油墨的流變測試和LF-NMR測試,。A: 儲存模量(Pa)；B: 損失模量(Pa),；C: 復(fù)合模量(Pa),；D: 粘度(Pa.s)；E: 不同油墨A含量下的LF-NMR測試結(jié)果,；F: 相同配方和不同預(yù)處理方法下的LF-NMR結(jié)果,。

圖3. 各組麥角甾醇和維生素D2含量。A：不同組維生素D2含量,；B：不同組的麥角甾醇含量,。

圖4. A：不同因素與麥角甾醇和維生素D2含量的相關(guān)系數(shù)；B：不同輻照面積下麥角甾醇和維生素D2的含量,；C：不同微波功率下麥角甾醇和維生素D2的含量,；D：不同超聲波時間下麥角甾醇和維生素D2的含量。E：麥角甾醇含量的偏最小二乘回歸(PLS)回歸曲線,；F：維生素D2含量的偏最小二乘回歸(PLS)回歸曲線,。G：維生素D2含量的BP-ANN模型；H：麥角甾醇含量的BP-ANN模型,。

圖5. A: 不同預(yù)處理后3D打印油墨中麥角甾醇的含量,。B: 微波和超聲波預(yù)處理影響3D打印油墨中麥角甾醇含量的原因。

關(guān)于張慜

張慜 教授
江南大學(xué)食品學(xué)院

張慜,，江南大學(xué)二級教授,、至善特聘教授，江蘇省“生鮮食品智能加工與品質(zhì)監(jiān)控”國際聯(lián)合實驗室主任,，入選國家百千萬人才,，享受國務(wù)院特殊津貼。長期從事生鮮食品加工/保鮮高新技術(shù)研究,，近十年來在食品高效加工新技術(shù)領(lǐng)域有開創(chuàng)性的研究,，培養(yǎng)畢業(yè)研究生/博士后近200名。2007年起先后擔(dān)任Journal of Food Engineering,、Drying Technology,、International Agrophysics,、Foods等SCI刊物的編委/副主編。并兼任瑞典國際科學(xué)基金會(IFS)科學(xué)顧問,、澳大利亞昆士蘭大學(xué)食品科學(xué)榮譽教授,。近20年主持十三五國家重點研發(fā)項目1項、國家自然科學(xué)基金項目6項,、十二五/十一五國家863課題2項以及產(chǎn)學(xué)研重點項目30余項；獲國內(nèi)外發(fā)明專利授權(quán)230余項,，榮獲江蘇省“十大杰出專利發(fā)明人獎”(2012年）和江蘇省專利發(fā)明人獎（2020年）,；以通訊作者發(fā)表SCI論文590余篇，被引總數(shù)超過1.3萬次,，H-index數(shù)為70,，入選ELSIVER“中國高被引學(xué)者”榜單（2014-至今）和Clarivate全球“高被引科學(xué)家”榜單（2021年）。主持的研究成果獲國家科技進步獎二等獎,、江蘇省科技進步獎一等獎,、中國商業(yè)聯(lián)合會科技獎特等獎、中國輕工業(yè)聯(lián)合會科技進步獎一等獎等科技獎勵,。

論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132840