小麦麸皮中膳食纤维提取工艺与应用的研究
小麦膳食纤维应用研究进展
膳 食纤 维是 指无 法被 人体 的 内源酶 消化 吸收 的
组相 比 喂 食 麸 皮 膳 食 纤 维 的 成 年 小 白 鼠 体 重 低 １％ ， ０ 排泄 物质 量 是控 制组 的 ３ 以上 ， 倍 体积 ５倍 以 上 。血 液 中总胆 固醇含 量 降 低 约 ２ ％ ， 密 度脂 蛋 ０ 高 白稍上 升 ， 糖浓 度下 降近 ５ ％。 血 ０ 由于 小 麦 麸 皮 中含 有 阿 魏 酸 （ 达 麸 皮 干 重 高 ０５ 、 ． ％） 香兰 素 、 香豆 醛等 成分 ， 有抗 氧化 能力 ， 具 能
美 国 专 利 Ｕ ６９ ４报 道 的 方 法 被 引 用 的 较 Ｓ ７５ ９ 多：
ｌ 麦 麸 特 点
Ｒ ｄｙ （９ ２ 研 究 了不 同 的谷 物 纤 维 对 与 结 ｅｄ 等 １９ ）
肠 癌有关 的一 些 酶 和 胆酸 、 固醇 的影 响 。结 肠 细 菌
的Ｂ 一葡糖苷 酸 酶 、 ａ ７ 一脱 羟 基 酶 、 硝基 还 原酶 和 偶
收疆 Ｅ期 ：０ ６—０ —１ ｔ ２０ ５ ０ 作 者 简 介 ： 志剑 （９ ８ ， ， 徐 １７ 一） 男 上海 人 ， 发 工 程 师 研
７。 ， 入 ａ ５Ｉ 加 ＝ 一淀粉 酶保持 ０ ５～３ ． ｈ以分 解去 除淀
粉类 物 质 ； 将 温 度 提 高 至 ９ 。 再 ５Ｉ ０ 。 保 持 ０ ５ ＝～１０Ｉ ＝ ．ｈ 灭酶 ， 同时 起 到杀 菌 的 作 用之 后分 数 次 清 洗 、 滤 、 过 压 榨脱 水 ， 再送 到 干燥 机烘干 至所需 要 的水分 ， 常 通 是 ７ 左 右 。洗 涤 步骤 有 时也 可放在 升温 灭酶 之前 ％ 进 行 。这样 制 得 的产 品为 粒 状 ， 粒 大 小 为 ０ ２～ 颗 ．
小麦麸皮营养组分及利用现状
目前，国内已经开始利用各种方式对小麦麸皮 加以利用，并且市场上已出现少数麸皮类食品（全麦 馒头、高纤维饼干等）。现介绍国内外的麦麸开发、应 用近况。
1）制作食用麸皮 小麦麸皮虽含有较丰富的蛋白质、维生素和矿 物质，营养价值极高，但由于其口感不佳，所以无法 食用，只能用作饲料。为提高麸皮的食用性，通过蒸 煮、加酸、加糖、干燥，除掉麸皮本身的气味，使之产 生香味，可提高麸皮的食用性。日本市售的食用麸皮 是经过加热精制而成，加工过程中既处理了麸皮中 原有的微生物和植酸酶，又提高了二次加工的适应 性，使制出的食品风味既好又卫生。 2）制作麸质粉 麸质粉是在面粉中以一定的比例回添小麦麸皮 的一种面粉，但是麸质粉不是简单地向面粉中掺入 麸皮，而是通过改进面粉加工工艺，并将小麦麸皮进 行加工处理后再进行回添，从而使面粉含麸量提高 到 50 %～60 %。麸质粉适口性稍差于精白粉，但粗纤 维、蛋白质、热量优于精白粉，粗脂肪低于精白粉，其 粉质地疏松，可消化的蛋白量优于精白粉蛋白质量。 目前国际市场已有了一定的市场和生产规模，国内 市场仍处于开发和起步阶段，其潜力不可低估。 3）加工饲料蛋白 开发饲料蛋白具有很高的经济和社会价值。微 生物发酵法制取的酵母是一种优良的饲料蛋白，麸 皮水解液中，既含有五碳糖，也含有六碳糖，能被酵 母菌代谢利用，用此水解液培养酵母可获得优质饲 料蛋白。 4）洗制面筋和淀粉 首先将麸皮粉碎，加水搅拌成乳状，然后以水洗 涤，再用网筛分离出粗蛋白小块与湿粗淀粉。每 100 kg 小麦麸皮，可洗制出湿粗面筋 11 kg 和粗湿淀粉 13 kg。剩下的麸皮仍可做饲料，粗湿面筋和粗湿淀 粉经精制后可供食用。如精制湿面筋可制成水面筋、 素肠油面筋等素食品。 5）生产丙酮 丁醇 用麸皮可以代替玉米作原料生产丁醇、丙酮。试 验研究表明：以麸皮作为有机氮源，是玉米所不及 的，因为麸皮中含有 15 %～8 %的蛋白质，高于玉米 并含有硫胺素、核黄素、尼克酸等微生物生长所必须 的生长素；此外，还含有 α- 淀粉酶、β- 淀粉酶、氧化 酶、过氧化酶和过氧化氢酶，这些都是微生物所必需 的。用麸皮代替玉米，发酵不但能顺利进行，而且效 果上完全可以达到添加玉米的发酵水平 。
小麦种膳食纤维的加工
小麦中膳食纤维的加工一、简介小麦麸俗称麸皮，是小麦制粉的副产品。
麸皮的组成因小麦制粉要求的不同而有很大的差异，在一般情况下，所含膳食纤维约为45.5%，其中纤维素约占23%，半纤维素占65%，木质素约6%，水溶性多糖约为5%，另含一定量的蛋白质、胡萝卜素、维生素E、Ca等多种营养素。
在食品日趋精细时，不失为粗粮佳品。
二、加工工艺（一）水不溶性膳食纤维的提取：国内膳食纤维的提取工艺曾有如下几种:酸法、碱法、双酶法、酶!化学法。
强酸、强碱等制备膳食纤维,其优点是去除淀粉、蛋白质较彻底。
但在这一过程中,不仅有超过50%的半纤维素和10%~30%的纤维素损失(IDF改性为SDF时,主要就是纤维素和半纤维素分子链断裂),而且由于酸碱法对膳食纤维结构的破坏,导致成品膳食纤维的持水力和膨胀力降低,从而降低其生理功能[1-2]。
因此,酸法和碱法已很少被用于膳食纤维的提取中。
双酶法即利用淀粉酶和蛋白酶的专一性、高效性去除原料中的淀粉和蛋白质的方法。
制得的膳食纤维得率高但成本高,纯度低。
以国内常用的小麦中纤维素的加工工艺有双酶法和酶-化学法举例，具体操作如下：1、原料的预处理:麸皮经筛选清洗之后,低温干燥粉碎过40目筛,备用。
2、具体工艺流程：A、双酶法：麸皮→煮沸去植酸→冷却→淀粉酶水解淀粉→蛋白酶水解蛋白质→煮沸灭酶→抽滤并洗涤→滤渣→水洗至中性→离心收集→干燥→水不溶性膳食纤维(IDF)。
B、酶-化学法：麸皮→煮沸去植酸→冷却→淀粉酶水解淀粉→碱水解蛋白质→抽滤并洗涤→滤渣→水洗至中性→离心收集→干燥→水不溶性膳食纤维。
在用酶法和碱法去除麸皮中淀粉的试验中得出结论:酶法制得的膳食纤维的主要组成成分是半纤维素(43.2%),其次是纤维素(16.5%)。
而1.1mol/L的碱处理则主要成分是纤维素(44.7%),其次是半纤维素(18.1%),半纤维素和纤维素都损失较大。
同时,酶法和碱法得到的产品外在质量差异体现在色泽和口感上。
膳食纤维在食品加工中的应用与研究进展
膳食纤维在食品加工中的应用与研究进展陈燕卉1，陈敏1，张绍英1，李亚秋2（1. 中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）（2. 北京市化工学校，北京 100023）摘要：本文对膳食纤维的主要生理功能进行了归纳，对膳食纤维在食品中的开发应用和研究进行了评述，对膳食纤维应用与研究的发展趋势进行了展望。
关键词：膳食纤维；应用；进展Abstract：The physiological function of dietary fiber are introduced. application and researches of dietary fiber on food processing are commoned. Prospect for research on the development of dietary fiber are briefly discussed.Key words： dietary fiber；application；development膳食纤维作为一种极其重要的食品成分已经成为功能性食品领域研究的热门课题。
膳食纤维被公认为是蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质和水之后的第七大营养素。
在我国，人们的饮食习惯已发生了很大的改变，大中城市特别是经济比较发达的沿海城市已出现了膳食纤维摄入量不足、营养素摄入不平衡的现象，其表现是肥胖症、糖尿病、动脉硬化、冠心病和恶性肿瘤的发病率在老年人群中很常见，在中青年人群中发病率也逐年上升，在少年儿童中“小胖子”越来越多。
1993年，我国国务院颁发《九十年代中国食物结构改革与发展纲要》指出：由于膳食不平衡或营养过剩而造成的“文明病”已在我国出现，肥胖症、高血脂、冠心病、糖尿病和结肠癌等已成为危害我国人民健康的主要疾病。
因此，开展膳食纤维的研究对提高我国人民的健康水平是非常必要和紧迫的任务，具有非常重要的现实意义。
1 膳食纤维的功能膳食纤维对人体健康有很多重要的生理功能，这已被国内外大量的研究事实与流行病学调查结果所证实，其主要的生理功能包括以下几个方面： 膳食纤维通过影响胆汁酸代谢使机体胆固醇排出增加，从而降低血清胆固醇，预防由冠动脉硬化引起的心脏病[1][2]。
小麦麸皮的综合利用研究进展
小麦麸皮的综合利用研究进展宋硕（西北民族大学,甘肃兰州730124）摘要：麸皮是小麦的重要组成部分，也是重要的保健食品原料，富含膳食纤维、蛋白质、低聚糖等营养成分。
利用生物技术对小麦麸皮进行深加工，不仅可以提高其经济效益及市场竞争力，而且可极大程度上丰富营养保健食品种类。
该文对小麦麸皮深加工方式进行综述，以期为小麦充分利用提供参考。
关键词：小麦麸皮；深加工；综合利用中图分类号Ts210.9文献标识码A文章编号1007-7731（2020）16-0171-03 Research Progress on Comprehensive Utilization of Wheat BranSONG Shuo（Northwest Minzu University,Lanzhou730124，China）Abstract：Wheat bran is an important part of wheat.Scientific research shows that wheat bran is an important health food material,rich in dietary fiber,protein,oligosaccharide and other nutrients.The deep processing of wheat bran by biotechnology can not only improve its economic benefits and market competitiveness,but also enrich the kinds of nutrition and health food to a great extent.Key words:Wheat bran；Deep processing；Comprehensive utilization小麦麸皮是指小麦在小麦制粉工艺中，经过研磨和筛理工序，除去打碎入粉的胚乳后剩下的成分［1］，占小麦籽粒重的14％～15%［2］，富含膳食纤维、蛋白质、低聚糖、植酸以及一系列天然抗氧化剂。
小麦膳食纤维功能、应用及生产技术
众 的健 康 水平 有 着 十 分重 要 的意 义 。小麦 膳 食 纤 维 的开 发有 着广 阔 的发展 空 间和 巨大 的市 场潜 力 。
一
亦存 在 摄人 不 足 澳 大 利 亚 报告 人 均 每 日摄人 膳 食 纤 维２ ５ ｇ ．可 明显地 减少 冠 心病 的发 病率 和 死亡
、
膳食纤维的生理特性与功能
各 种 高纤 维食 品 ．是 解决 当前 我 国公 众饮 食 中膳 食 纤维 严 重 不 足 的有 效途 径 ．对 提 高 我 国人 民群
营养素 ” 。经常 补充 膳食 纤维 ，不仅 能保 持健 康 的
体质 。还能有效地预防多种疾病 ，特别是对冠心 病 、 糖 尿病 和癌 症 三大 疾病 有很 好 的预 防作 用 。 科 学 研 究 证 明 ，要 保 障人 体 健 康 。需要 有 适 宜 的膳食 纤 维 摄 人量 。英 国国 家顾 问委 员会 建 议 膳 食 纤 维 的摄 入量 人 均 为２ ５ — ３ ０ ｇ ／ 天 。美 国Ｆ Ｄ Ａ 推 荐 的总 膳食 纤 维 的摄 人 量 为人 均 每 Ｅ ｌ ２ ０ — ３ ５ ｇ（ 成 人） ，实 际 美 国 人 均膳 食 纤 维 的摄 入 量 为 １ ２ ｇ ／ ９ ￣ ，
ｉ 盎… …
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泄量 ．促 进肠 道 畅通 。 ２ ． 吸水 膨 胀 性 和 持 水 性 ：膳 食 纤 维 可 吸 收 相
中可溶 性 膳 食纤 维 的含 量 ．可 以 明显 地 降低 人 体
血 液 中总 胆 固醇 和低 密度 脂 蛋 白胆 固 醇 的 浓 度 ．
虽 不 能被 人 体 小肠 中 的酶 所 降解 ．但 在 大肠 中 由
麦麸膳食纤维在食品中的应用研究
照 火腿肠相 比，蛋 白质有所 增加 ，脂肪含量 降低 ５０％， 热 量降低 ２０％。刘伟兰 “ 分别对 麦麸猪 肉丸和麦麸 鸡 肉丸 、复合 麦麸鸡 肉丸、低脂 麦麸鱼 肉丸制作 配方 进 行研 究 。该研 究指出，将麦麸 粉和麦麸膳 食纤维粉 分 别添 加到猪 肉丸 、鸡 肉丸和鱼 肉丸 中 ，改 善 了 肉丸 的质构，丰富 了肉丸的营养 ，增 加 了肉丸 的保健功能 。 Ｓｈａｒｍａ 研制 出品质 良好 的麦麸膳食纤维鸡 肉馅饼 。 王 仲礼 等 ｎ 研制 出 口感 良好 的麦麸 膳食 纤维 灌肠 。 将 麦麸膳 食纤 维添 加到 肉制 品中既可 以降低产 品成 本 ，又可 以提 高产 品营养价值 、增 加保健功能 ，具有很 高 的应用价值 。 ３ 麦麸膳食纤维在饮料中的应用
食纤 维 的摄入 量应 为每人 每天 １６￣２４ ｇ¨ 。 日本和 品营养 、改善人们 的饮食结构 ，还可 以降低成本 、节 约
欧 美等 发达 国家 对 麦麸膳 食纤 维 的开 发利用 起 步较 国家粮食资源 ，具有很高 的研 究价值 。
早 ，而 我 国起步 较 晚。 目前，麦 麸膳 食纤 维在 面食制
麦麸膳 食纤维 添加到 面粉 中 ，可 以使面粉 的吸水
品、肉制 品、饮 料等食 品 中得到 广泛应 用，证 明了麦麸 率 增 加，使 面 团 的形成 时 间、稳定 时 间、断裂 时 间增
膳食纤维是 生产高纤维、低能量食 品的 良好原料 。
加 ，面 团弱化 度下 降，改 善小麦 粉 的粉质特 性 。麦
我 国是肉制 品生产 大 国，肉类 食品是人们获 取优 质 蛋 白质、多种矿 物质和维 生素的重要来源 。肉制 品 营 养价值高 、细化 吸收率高 、饱腹 感作用大 ，对 于平衡 人 们的饮食结构有 极其重要 的作 用，但 肉类食 品脂肪 含量高、胆 固醇含量高、能量高且缺乏膳食纤维 。常用 的添加到 肉制 品中的膳食纤维有 很多种 ，但能 产生 良 好 功效 的以小麦麸皮为最佳 。麦麸膳食纤维在 肉制 品 中的添加量不宜过多也不宜过少 。添加过多会影响 肉 制 品 的品质 、口感 以及其他 营养 成分 的吸 收，添 加过 少则不能充分补充膳食纤维 。麦麸膳食纤维在 肉制 品 中的最适添 加量范 围为 ５％～ １５％。将麦麸膳 食纤维 添加到 肉制 品中，可 以提高 一些肉制 品的持水能力和 乳化稳 定性 ，提 高烹饪 产量 、产 品坚实度 。麦麸 膳食 纤 维 肉制 品在 外观、组织结构 、色 泽和风味均可 接受 ， 并具有 良好 的质构 。同时 ，麦麸膳 食纤维 的添 加丰富 了 肉制 品的营养 ，增 加 了 肉制 品 的保 健功 能，使 肉制 品具有低胆 固醇、高膳食纤 维的特点 。麦麸膳 食纤维 在 肉制 品中的添 加应用 具有很 高 的研究 价值 。王海 滨 等 Ｈ 研 制 出麦麸膳 食纤维 复合火 腿肠 ，与空 白对
小麦麸皮膳食纤维挤压加工工艺研究
加入 α － 淀粉酶→碱性蛋白酶→ 离心 → 干燥 → 粉 ［12 ］ 碎→麦麸膳食纤维 。 1． 3． 4 的影响 挤压机的螺杆转速、 分别考察了麦麸含水量、 挤压温度对麦麸中可溶性膳食纤维含量的影响 。 采用的正交试验因素水平如表 1 所示。
表1 挤压改性因素位级表 因素 水平 A （ 麸皮含水量 /% ） 20 25 30 B （ 出口温度 /℃ ） 150 160 170 C （ 主机转速 / r·min － 1 ） 115 150 185
图1
不同含水量的膳食纤维对 SDF 含量的影响 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 1 1 1 2 2 2 3 3 3
将抽滤物在 105℃ 下烘干至恒重 由下式计算： SDF 含量 / % = 式中 1． 3． 3 m1 — — —SDF 质量 / g — —原料质量 / g m2 —
［11 ］
， SDF 的含量
m1 × 100 m2
麦麸膳食纤维的制备工艺 小麦麸皮→加水， 调节 pH 至 5． 5 ， 水浴 4h →
1． 3． 2
麦麸中 SDF 含量测定 准确称取原料 5 g， 加入去离子水 50 mL， 在
60℃ 水浴锅中提取 2 h， 抽滤， 滤渣用 25 mL 去离 子水洗涤数次， 将滤液倒入 250 mL 烧杯内， 加入 4 倍体积无水乙醇， 边加边摇晃， 静置 3 h， 抽滤， 2
膳食纤维膨胀力测定 准确称取样品 0． 3 g， 置于 10 mL 量筒中， 用 5． 00 mL ， 移液管准确移取 蒸馏水加入其中 震荡
— —赵妍嫣， 小麦麸皮膳食纤维挤压加工工艺研究 — 徐苗均， 姜绍通， 黄科
试验研究
小Байду номын сангаас麸皮膳食纤维挤压加工工艺研究
从麦麸中提取水不溶性膳食纤维的研究
77*通讯作者从麦麸中提取水不溶性膳食纤维的研究赵梅，慕鸿雁*青岛农业大学 食品科学与工程学院（青岛 266109）摘要以麦麸为原料，采用化学法提取麦麸中水不溶性膳食纤维。
通过单因素试验和正交试验确定麦麸中水不溶性膳食纤维的最佳工艺条件。
结果表明碱作用提取的最佳工艺条件为：碱的浓度为4%、处理温度为70 ℃、处理时间为75 min；酸作用的最佳工艺条件为：酸的浓度为2%、处理温度70 ℃、处理时间120 min。
依据碱与酸作用的最佳工艺条件进行试验，不溶性膳食纤维的得率为18.12%。
提取得到的膳食纤维膨胀力、持水力分别为5.43 mL/g和8.62 g/g。
关键词麦麸；不溶性膳食纤维；提取Study on the Extraction Technique of Insoluble Dietary Fiber from Wheat BranZhao Mei, Mu Hong-yan *College of Food Science & Engineering, Qingdao Agriculture University (Qingdao 266109)Abstract Wheat bran was used as raw material. Water insoluble dietary fiber was extracted from wheat bran by chemical method. The optimum condition of extraction was obtained by single factors test and orthogonal test. The result showed that the optimum process condition by the method of alkali was as follows: the content of the concentration of the alkali was 4%; temperature was 70 ℃ and time was 75 min. The optimum process condition by the method of acid was as follows: the concentration of the acid was 2%; temperature was 70 ℃ and time was 120 min. Under the above conditions, the yield of insoluble dietary fi ber was up to 18.12%, swelling capacity was 5.43 mL/g and the water holding capacity was 8.62 g/g.Keywords wheat bran; insoluble dietary fiber; extraction 膳食纤维（dietary fiber, DF）是“不被人体所消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素”的统称[1]。
麦麸制备膳食纤维的工艺研究
① 膳食纤 维 的 制备 ：生 物法 （ 酶法 ） 。 ② 膳食 纤维 物 理特 性 的分析 。 溶胀 性 。准 确称 取 膳 食 纤 维 ０ １ ，置 于 量 筒 中 ， ．ｇ
吸取 ５ 的蒸 馏 水 加 入 其 中 ，振 荡 均 匀 后 室 温 放 置 ｍｌ
当混合 酶 剂 量 在 ０ ２ ～０ ３ 时 ，得 率 随 混 合 酶 剂 ．％ ．％ 量 的 增 加 而 缓 慢 增 加 ； 当 混 合 酶 剂 量 在 ０ ３ ～ ．％
这是因为混合酶剂的加入酶迅速的将麦麸中的部分淀粉分解成低分子量的分支淀粉但此时麦麸中的淀粉并未达到完全糊化的状态即麦麸中的淀粉并没有完全降解提取的膳食纤维含一定量的淀粉所以得率很高随着酶剂量的增加和反应的进行麦麸中的淀粉基本上充分降解此时提取出的纤维纯度很高以致于得率又下降但随着混合酶量的增加会使提取成本相应的增大综合考虑得率成本等因素认为提取麦麸膳食纤维时混合酶用量应确定在混合酶制剂用量对得率的影响混合酶酶解时间对得率的影响混合酶制剂作用时间与得率的关系混合酶剂量确定为淀粉酶与糖化酶之比确定为观察混合酶酶解时间对纤维素得率的影响结果见图之间时得率随酶作用时间的延长而增加
维普资讯
麦麸制 备 膳食 纤 维 的 工 艺研 究
王亚伟 申晓 琳 禹 天真
（ 郑州 牧业 工程 高 等专 科学 校食 品工 程 系 ）
【 摘要】 以麦麸为原料，采用生物法制备膳食纤
维。正交试 验结果表 明，提取 膳食 纤维的最佳 ． 艺参 Ｘ －
２ 结 果 与 讨 论
２ １ 混合 酶 制剂相 关 因素 对得 率 的影 响 ． ２ １ １ 混 合酶 制剂 用 量 与得率 的关 系 ．．
ｌ 材 料 与 方 法
１ １ 材 料 与 设 备 ．
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Vo l.17,2010,No.4粮食与食品工业Cereal and Food I nd us tr y粮油工程收稿日期:2010-04-07 修回日期:2010-06-03作者简介:王成忠,男,1964年出生,教授,研究方向为食品资源开发。
小麦麸皮中膳食纤维提取工艺与应用的研究王成忠1,张玉倩1,赵乃峰2,杜爱莲31.山东轻工业学院食品与生物工程学院 (济南 250353)2.山东广明实业有限公司 (邹平 256200)3.烟台城乡建设学校 (烟台 264000)摘 要:论述了国内膳食纤维的常用提取工艺,讨论了微波辐射在提取膳食纤维中的应用,概述了膳食纤维在食品中的应用状况及其对食品品质的影响。
关键词:膳食纤维;提取;微波;添加剂中图分类号:T S210.9 文献标识码:B 文章编号:1672-5026(2010)04-0005-03Research on extraction and application of dietary fiber from wheat branWang Chengzho ng 1,Zhang Yuqian 1,Zhao Naifeng 2,Du Ailian 31.School of F ood &Bio eng ineer ing,Shandong Institute of L ig ht Industry (Jinan 250353)2.Shandong G uang ming Industr y Co.,L td.(Zo uping 256200)3.Y ant ai U rban and Rural Co nst ruct ion Scho ol (Y antai 264000)Abstract:T he ex traction techno logy of dietary fiber in China is discussed.T he use o f m icro w ave in the extraction of dietary fiber is review ed.T he application situation o f dietary fiber in foo d and its im pact on food quality are sum marized.Key words:dietar y fiber;ex traction;micr ow av e;additive 21世纪人们的饮食观念在发生质的改变,越来越讲究食品的营养性与功能性,膳食纤维(DF)对人体的功能保健作用已经被大量事实与研究成果证实。
它有降血糖、防治糖尿病以及预防肥胖、便秘等功能,因此,膳食纤维素被营养学家称为 第七营养素 。
联合国粮农组织颁布的纤维食品指导大纲指出,健康人每日常规饮食中应有30~50g(干重)纤维素;美国FDA 推荐的总膳食纤维的摄入量为人均20~35g /d(成人);澳大利亚报告膳食纤维人均摄入25g /d,可明显降低冠心病的发病率和死亡率。
中国营养学会推荐我国成年人膳食纤维的适宜摄入量为30g/d 左右。
根据我国2004年发布的居民营养健康调查结果表明,我国目前人均实际摄人量仅为14g/d 左右,摄入量严重不足,且摄入量随食品精加工水平的提高呈逐步下降的趋势。
每日补充一定量膳食纤维,均衡机体膳食结构观念已被更多的人群接受,研制具有辅助治疗、预防作用的膳食纤维健康食品势在必行。
因此,深入研究高活性膳食纤维的提取工艺,以获取经济的、高产率的生产工艺条件是当前的一个重要课题。
1 膳食纤维的原料膳食纤维的来源非常丰富,目前我国已研究开发的提取膳食纤维的原料可大致分为以下几种:(1)谷物薯类纤维,包括玉米皮、小麦麸皮、燕麦麸皮、荞麦麸皮、甘薯渣等;(2)豆类种子及种皮纤维,主要研究了大豆豆粕中膳食纤维的提取及其利用,大豆是我国研究膳食纤维较早的原料之一,目前研究的相对较成熟,市场上已有相关膳食纤维产品;(3)水果及蔬菜纤维:如:甜菜、魔芋、苹果渣、橘皮等;(4)微生物纤维多糖。
我国作为农业大国,谷物尤其是小5粮油工程王成忠等:小麦麸皮中膳食纤维提取工艺与应用的研究麦的消费量非常高,因此,麦麸中膳食纤维的制备研究与应用作为麸皮深加工的一个重要途径深受重视。
麦麸膳食纤维总量占麦麸干物质成分的35% ~50%,近年对麦麸膳食纤维的加工与食品利用技术研究明显增多,尤其是在烘焙食品和面主食制品加工中添加麦麸膳食纤维的制备技术研究。
2 膳食纤维的提取工艺2.1 水不溶性膳食纤维的提取膳食纤维根据溶解性的不同可分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)两大类。
IDF是指膳食纤维中的一类不被消化道酶消化且不溶于热水的那部分非淀粉类结构性多糖,包括纤维素、半纤维素、木质素、壳聚糖和植物蜡等。
水溶性膳食纤维主要是指植物细胞内的水溶性贮存物质和分泌物,另外还包括部分微生物多糖和合成多糖,其组成主要是一些胶类物质。
SDF虽不被机体消化道酶消化,但可溶于热水。
膳食纤维的重要生理功能如降血糖、防癌症等主要是SDF的功效。
通常麸皮中的SDF含量很低,如华北地区小麦麸皮中的SDF只有4%左右,且在加热处理和洗涤去除淀粉和蛋白水解产物的过程中几乎全部损失掉了,所以我们在提取过程中主要得到的是不可溶性膳食纤维(IDF)。
国内膳食纤维的提取工艺曾有如下几种:酸法、碱法、双酶法、酶!化学法。
强酸、强碱等制备膳食纤维,其优点是去除淀粉、蛋白质较彻底。
但在这一过程中,不仅有超过50%的半纤维素和10%~30%的纤维素损失(IDF改性为SDF时,主要就是纤维素和半纤维素分子链断裂),而且由于酸碱法对膳食纤维结构的破坏,导致成品膳食纤维的持水力和膨胀力降低,从而降低其生理功能[1-2]。
因此,酸法和碱法已很少被用于膳食纤维的提取中。
双酶法即利用淀粉酶和蛋白酶的专一性、高效性去除原料中的淀粉和蛋白质的方法。
制得的膳食纤维得率高但成本高,纯度低。
曹新志等[3]试验证明,酶!化学法即淀粉酶水解淀粉,碱浸泡水解蛋白质,提取的膳食纤维纯度比单独用酶法提取的膳食纤维纯度要高。
碱不仅在提取工艺中用来去除蛋白质,在膳食纤维的改性工艺(如挤压膨化工艺)中也起到了重要作用。
下面以麸皮为原料简要概括国内常用于膳食纤维提取的双酶法和酶!化学法工艺。
原料的预处理:麸皮经筛选清洗之后,低温干燥粉碎过40目筛,备用。
2.1.1 双酶法麸皮∀煮沸去植酸∀冷却∀淀粉酶水解淀粉∀蛋白酶水解蛋白质∀煮沸灭酶∀抽滤并洗涤∀滤渣∀水洗至中性∀离心收集∀干燥∀水不溶性膳食纤维(IDF)2.1.2 酶!化学法麸皮∀煮沸去植酸∀冷却∀淀粉酶水解淀粉∀碱水解蛋白质∀抽滤并洗涤∀滤渣∀水洗至中性∀离心收集∀干燥∀水不溶性膳食纤维刘玉林[4]在用酶法和碱法去除麸皮中淀粉的试验中得出结论:酶法制得的膳食纤维的主要组成成分是半纤维素(43 2%),其次是纤维素(16 5%)。
而1 1m ol/L的碱处理则主要成分是纤维素(44 7%),其次是半纤维素(18 1%),半纤维素和纤维素都损失较大。
同时,酶法和碱法得到的产品外在质量差异体现在色泽和口感上。
碱处理的膳食纤维碱味浓重,色泽较深,对后续脱色不利。
但双酶法得到的产品纯度低于酶化学法,相差近十个百分点。
笔者认为,酶法去除淀粉和蛋白是比较温和的方法,而碱法相对比较彻底,但同时,碱法也大大损失了用以改性的纤维素和半纤维素,这会大大降低SDF的得率。
2.2 水溶性膳食纤维的提取SDF与IDF在人体内所具有的生理功能和保健作用是不同的。
研究表明,IDF的主要作用在于肠道产生机械蠕动效果,SDF则更多地发挥代谢功能,如影响可利用碳水化合物和脂类的代谢、降低血脂、胆固醇等[5]。
具有生理功能的膳食纤维IDF和SDF的比例应为3#1。
通常对SDF的获得有两种方法。
(1)提取过程中尽量保留原麸皮的SDF,可采取以下工艺:原料去植酸∀水解淀粉∀水解蛋白质∀煮沸灭酶∀抽滤洗涤∀滤渣∀水洗至中性∀离心收集∀干∃ %上清液∀浓缩∀醇沉燥∀膳食纤维粗品这种方法制得的膳食纤维成品因为对淀粉和蛋白分解产物没有进行洗涤去除,醇沉后必然导致SDF纯度低。
此方法在豆渣的SDF提取中有所应用,但在小麦麸皮中应用很少。
一般要得到具有生理功能膳食纤维需要通过改性的方法。
6粮食与食品工业 Cer eal and Food I ndustr y Vo l.17,2010,N o.4(2)物理或酶法改性,得到高品质的膳食纤维。
膳食纤维的改性技术是指对膳食纤维进行适当的技术处理,导致不溶性膳食纤维大分子结构的部分连接键断裂,转变为小分子低聚体的膳食纤维降解产物,其物理、化学特性以及生物活性发生变化。
目前已应用的膳食纤维改性方法有:物理方法如超微粉碎技术、挤压蒸煮技术、瞬时高压技术等;酶法主要是利用纤维素酶改性。
刘达玉等[6]以甘薯渣为原料,采用酶法结合挤压膨化对薯渣膳食纤维进行改性。
挤压膨化可使产品的SDF含量增加5 28%,总膳食纤维含量达到80 70%;朱红等[7]利用纤维素酶法对从甘薯中制得的膳食纤维改性,SDF含量达到了40 31%,膳食纤维持水力和膨胀力分别达到了910%和195mL/g。
3 微波辅助提取膳食纤维的研究微波是指波长为1mm~1m,频率在30M H z ~30GH z之间的电磁波,微波的加热特性和干燥原理不同,它通过产生高频电磁场介质材料中的极性分子在电磁场中随着电磁场的频率不断改变极性取向,使分子来回振动,产生摩擦热。
以麸皮为原料提取膳食纤维的过程中,面粉厂的下脚料麸皮需经过清洗去除杂质和淀粉后再干燥备用。
在制得膳食纤维成品后也需要选择合适的干燥方法得到成品。
这就需要研究干燥过程对麸皮膳食纤维的影响。
王忠合等[8]研究了微波结合酶法从酱油渣中提取可溶性膳食纤维的工艺,在酶解之前将调整好料液比的湿料40W微波处理1min,结果表明,微波处理组提取的SDF为15 0186g/L,而对照组的SDF仅为9 4658g/L。
但笔者认为,湿料状态下进行微波处理并不会有这么显著的效果。
经试验发现,用功率400W的微波干燥麸皮样品,不仅干燥的速率远远高于热风干燥,在膳食纤维的提取率方面,微波辅助提取的膳食纤维纯度和得率都要高出4%~5%,持水力也明显高于热风干燥。
究其原因,很可能是由于微波引起电子、离子的移动或缺陷偶极子的极化及高频振动,使物料在较短的加热时间内达到物料内外同时加热。
纤维素、半纤维素、木质素以及一些大分子的非淀粉多糖如阿拉伯糖等,因为分子的高频振荡和高温产生分子键的断裂,使淀粉和蛋白更多地暴露出来。
同样,醇沉后得到SDF也比其他干燥方法多。
可以肯定的是,微波用于麸皮的干燥和DF的提取是值得深入研究的课题。