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稻 米 膳食 纖 維 的 提 取 、 改性 及 應 用 研 究 進 展

[導讀]對于米糠膳食纖維的提取,目前囯內外主要有物理、化學法和酶解法或稱微生物 酵法,為了更高效率地優(yōu)化提取工藝,還可綜合幾類方法進行提取 。

稻谷 加 工 的 主 要 副 產 物 米 糠 , 是 糙 米 經 碾 米等工 序 后 得 到 的 果 皮 、 種 皮 、 糊 粉 層 和 珠 心 層 的 混 合物 , 約 占 稻谷 總 重 的1 0 %[1]。20 1 7年 , 我 國 的 稻 谷產 量 達2.07億t, 米 糠 資 源 非常豐 富 , 但 其 開 發(fā) 利用與 美 國、 日 本等 國 家 相 比 存 在 較 大 的 差 距, 附加 值 極低 , 因 此 有 必 要 對 其 進 行 深 入 研 究 , 探 求 米 糠 綜 合 利用 的 高 經 濟 效 益 , 縮 短 與 發(fā) 達 國 家 間 的 差 距 。 膳 食纖維 是 公 認 的“第 七 大 營 養(yǎng) 素”[2], 大 量 研 究報 道 顯示, 膳 食 纖維 具 有 促 進 胃 腸 道 健 康 、 防 治 肥 胖癥 、 降低 心 血 管疾 病 發(fā) 病 率 、 降 低 糖 尿 病 發(fā) 病 率 等[3’4]益 生功 能 。 米 糠 中 含 有 豐 富 的 膳 食 纖維 , 是 提 取 天 然 膳

食 纖維 的 良 好 原 料。 因 此, 本 文 綜 述 了 米 糠 膳 食 纖維 的 提 取 方 法 、 改 性 及 應 用 研 究 的 進 展 , 以 期 為 提 高稻 米 的 綜 合 利 用 水平提 供參 考 。


1膳 食 纖 維 的 定 義


膳 食 纖維(dietary,fiber,DF),被稱為第七大營養(yǎng)素,目前各界對于膳食纖維的定義并不完全一致:中國營養(yǎng)學會人為膳食纖維包括纖維素,半纖維素,木質素等主要來源于植物細胞壁的不易被消化酶消化的多糖類物質;而歐盟認為“纖維是指含有至少三個單體鏈節(jié)的碳水化合物聚合物,這類物質在人體小腸等消化器官中不會被消化也不被吸收;纖維包含的范圍與國際食品法典委員會一致。膳食纖維的分類根據(jù)其分類依據(jù)亦有差別,較為普遍的分類方法是按照其溶解性分為兩大類:一類是水不溶性膳食纖維(IDF),主要包括纖維素,半纖維素和木質素;另一類是水溶性膳食纖維(SDF)主要含有抗性寡糖,改性纖維素,合成多糖以及植物膠體等。

2 米糠膳食纖維的提取

米糠膳食纖維的提取方法主要分為化學方法,物理方法和酶解法三大類。由于膳食纖維中的保健功能主要取決于其生物活性,因此提取方法主要以膳食纖維的生物活性作為主要評價指標。化學方法由于可能會使用一些反應強烈的試劑,易破壞膳食纖維,造成所得到的膳食纖維生物活性較低,但其提取膳食纖維才做簡單,成本較低。物理方法提取效率低,設備成本高,不適于大規(guī)模生產,但是它能夠較完整地保留膳食纖維的生物活性。酶解法具有易控制,條件溫和,有效成分提取率高,無污染等優(yōu)點,因此其應用越來越廣泛,但某些酶的價格貴,易造成成本增加。近年來物理化學法和酶解法的結合成為了研究人員關注的焦點。本文將重點論述以結合酶解法為主的新興提取方法。

2.1酶法提取米糠膳食纖維

酶解法是目前提取米糠膳食纖維的最常用方法,即使用復合酶進行酶解米糠。用于提取DF常見的酶有α-淀粉酶,糖化酶,堿性蛋白酶和纖維素酶。α-淀粉酶作用于淀粉時從淀粉分子的內部隨機切開α-14糖苷鍵,生成糊精和還原糖,起到液化作用。糖化酶有催化淀粉水解的作用,能從淀粉分子非還原性末端開始,分解α-1,4葡萄糖苷鍵生成葡萄糖。堿性蛋白酶在堿性條件下能夠水解蛋白質肽鍵,使復雜的大分子蛋白質結構變成簡單的小分子肽鍵或氨基酸,從而變得易于吸收或者洗去。纖維素酶在降解纖維素和半纖維素的同時,還能將不易消化的大分子多糖,蛋白質和脂類降解成小分子物質。研究表明提取米糠膳食纖維時α淀粉酶的酶解溫度在70-75℃之間,蛋白酶的溫度在50-60℃之間,纖維素酶的溫度一般控制在55℃左右,酶解時間和酶用量會因樣品的不同存在差異,酶法提取的DF得率相比單純的物理法,化學法提取有所提高。


2.2化學試劑結合酶法提取米糠膳食纖維

化學分離法提取膳食纖維工藝簡單,但制備的膳食纖維產品往往含有少量的蛋白質和淀粉,而且在環(huán)保上存在弊端;酶法提取的膳食纖維純度高,污染小,但是成本相對較高。采用化學試劑結合酶法提取米糠膳食纖維,結合了化學法和酶解法的優(yōu)點,具有明顯優(yōu)勢。化學試劑-酶結合分離法,即先利用酶水解解除去原料中的蛋白質和淀粉,然后用化學試劑進行提取,制備高純度的膳食纖維,此法可提高米糠膳食纖維的產率與質量,降低提取成本,不僅簡化了生產工藝,還減少了環(huán)境污染,高效環(huán)保。









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