米糠膳食纖維功能理化性質(zhì)的研究

摘要：為促進(jìn)米糠膳食纖維的綜合利用，對米糠膳食纖維和大豆膳食纖維的功能理化性質(zhì)進(jìn)行了測定。結(jié)果表明，每克米糠纖維能吸附2.8 g水，膨脹力達(dá)4.1 mL/g；隨著溫度的升高，米糠纖維的持油力增加，50 ℃時的持油力分別比37 ℃和20 ℃時增加4.0%和8.2%；陽離子交換能力為0.48 mmol/g。pH影響米糠膳食纖維對亞硝酸根離子和膽固醇的吸附，在pH為2時，對亞硝酸根的吸附量為4.06 μmol/L，對膽固醇的吸附量為5.67 mg/g。大豆纖維持水力、持油力、膨脹力、陽離子交換能力比米糠纖維高，但大豆纖維對亞硝酸鹽和膽固醇的吸附能力較低。

關(guān)鍵詞：米糠纖維；持水力；持油力；功能；理化性質(zhì)

中圖分類號：TS210.9；S816.44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）21-5293-03

Studies on the Function and Physiochemical Properties of Rice Bran Dietary Fiber

ZHANG Hua1，DUAN Qian1，LI Xing-ke1，SHEN Xiang-kun2

（1. College of Food and Bioengineering， Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou 450001，China；

2.Henan Province Food Industry Research Institute Co.， Ltd.， Zhengzhou 450001，China）

Abstract： The functions and physiochemical properties of rice bran dietary fiber and soybean dietary fiber were studied to promote the comprehensive utilization of rice bran dietary fiber. The oil holding capacity increased with temperature， being 4.0% and 8.2% higher at 50 ℃ than that at 37 ℃ and 20 ℃， respectively. The cation exchange capacity was 0.48 mmol/g. pH had effect on the adsorption of nitrite ion and cholesterol. The nitrite ion adsorption was 4.06 μmol/L and the cholesterol adsorption was 5.67 mg/g at pH 2. Soybean dietary fiber was better than rice bran dietary fiber in water holding capacity， oil holding capacity， expansive force and cation exchange capacity， but showed low adsorption capacity of nitrite and cholesterol.

Key words： rice bran dietary fiber；water holding capacity；oil holding capacity； function； physiochemical property

膳食纖維被營養(yǎng)學(xué)界列為六大營養(yǎng)素（蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素、水）之后的能夠改善人體營養(yǎng)狀況，調(diào)節(jié)機(jī)體功能的第七大營養(yǎng)素。它主要是指食物中不能被消化分解的部分，雖然其本身不具備營養(yǎng)價值，但其對人體健康有著重要作用。膳食纖維在人體內(nèi)表現(xiàn)出大分子物質(zhì)的多種理化特性， 如高持水性、膨脹性，對有機(jī)成分的吸附性，陽離子交換等作用[1，2]。

稻谷是我國主要糧食作物之一，產(chǎn)區(qū)遍及全國各地。米糠是稻谷加工的主要副產(chǎn)品，是由稻谷在加工成精米的過程中所去掉的種皮和胚加工制成。把米糠加工成米糠纖維，可以大幅度提高米糠的利用價值，實現(xiàn)廢棄資源的有效利用[3]。目前，有關(guān)于米糠纖維性質(zhì)的測定、米糠膳食纖維對NO2-吸附作用的報道[4，5]，但未見關(guān)于米糠膳食纖維功能理化性質(zhì)的研究。本試驗在對米糠膳食纖維的持油性、持水性、膨脹力測定的同時，還對米糠纖維的陽離子交換性、亞硝酸鹽和膽固醇的吸附性進(jìn)行分析和研究，以期為米糠膳食纖維的綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

自制米糠膳食纖維（水不溶性膳食纖維）、大豆膳食纖維（水溶性膳食纖維），均經(jīng)超微粉碎（200目）。2012年10月于鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品實驗室進(jìn)行試驗。

85-2型恒溫磁力攪拌器（江蘇中大儀器廠）； HC-3618R型高速冷凍離心機(jī)（安徽中科科學(xué)儀器有限公司）；紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；PHS-3C型pH計（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 持水力和持油力的測定 取50 mL干燥塑料離心管編號，取米糠膳食纖維（1.000±0.010） g加入離心管中并稱重。分別加入蒸餾水50 mL、調(diào)和油50 mL，混勻后分別在20、37、50 ℃下放置1 h后，3 500 r/min離心30 min后取出，棄上層液并對離心管進(jìn)行稱重，每個樣品3次重復(fù)。持水力、持油力均為2次離心管質(zhì)量之差。取大豆膳食纖維進(jìn)行同樣試驗。

1.2.2 膨脹力的測定 準(zhǔn)確稱取米糠膳食纖維、大豆膳食纖維樣品各0.1 g，放入10 mL具塞刻度試管，振蕩均勻后室溫放置24 h，讀取液體中膳食纖維的體積，計算溶脹性。

溶脹性=■

1.2.3 陽離子交換能力的測定 準(zhǔn)確稱取500 mg 米糠膳食纖維樣品，放入30 mL 0.1 mol/L HCl溶液中， 4 ℃條件下過夜，然后用蒸餾水清洗去除過量的酸，用 10% AgNO3溶液鑒定，至不含有氯離子為止，進(jìn)行干燥。準(zhǔn)確稱取100 mg 酸化的米糠膳食纖維、大豆膳食纖維干燥樣品，分別放入100 mL 5% NaCl 溶液中，用磁力攪拌器攪拌，以酚酞作指示劑，用0.1 mol/L NaOH 溶液緩慢滴定，當(dāng)溶液微紅時停止滴定，振搖，退色后再滴定，直至振搖 5 min 仍不退色為止，計算其陽離子交換能力[6]。取大豆膳食纖維進(jìn)行同樣試驗。

1.2.4 對亞硝酸根離子的吸附作用 在100 mL干燥錐形瓶中，加入50 mL 100 μmol/L NaNO2溶液和米糠膳食纖維1 g，調(diào)節(jié)pH為2和7，恒溫37 ℃振蕩60 min后，立即過濾，取濾液1 mL，按鹽酸萘乙二胺方法測定其中NO2-含量，計算吸附后溶液中殘余NO2-的濃度[7]，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取大豆膳食纖維按照以上步驟進(jìn)行試驗。

1.2.5 對膽固醇的吸附作用 取市售鮮雞蛋的蛋黃，用9 倍蒸餾水充分?jǐn)嚧虺扇橐骸７謩e取米糠膳食纖維、大豆膳食纖維各1 g，放入100 mL三角瓶中，加入50 g 稀釋蛋黃液，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH 為2和7，置搖床中37 ℃振蕩2 h，然后4 000 r/min離心20 min沉淀膳食纖維，吸取0.4 mL上層清液，采用鄰苯二甲醛法在波長550 nm處比色測定膽固醇含量[8]，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

吸附量=■

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對膳食纖維持水力的影響

由圖1可以看出，溫度升高對膳食纖維的持水力影響不大。在20～50 ℃內(nèi)，米糠纖維的平均持水力為2.85 g/g，大豆纖維平均持水力為7.75 g/g。大豆纖維持水力約為米糠纖維的2.7倍。膳食纖維的持水力可以使膳食纖維在進(jìn)入消化道后吸水膨脹，增加食物的體積，促進(jìn)胃腸的蠕動，增加排便的速度和排便的次數(shù)，降低腸內(nèi)的壓力，起到通便的作用[9]。

2.2 不同溫度對膳食纖維持油力的影響

由圖2可以看出，隨著溫度的升高，兩種膳食纖維的持油力增加，米糠纖維在50 ℃時的持油力分別比37 ℃和20 ℃時增加4.0%和8.2%；大豆纖維在50 ℃時的持油力分別比37 ℃和20 ℃時增加5.7%和9.5%。在不同溫度下，大豆纖維持油力均大于米糠纖維。由于膳食纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以吸附部分油脂。隨著溫度的增加，分子運(yùn)動速度加快，油分子的動能增加，擴(kuò)散作用增強(qiáng)，更容易進(jìn)入膳食纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[4]。

2.3 膳食纖維的膨脹力和陽離子交換力

由于膳食纖維有很強(qiáng)的持水力，它可以吸附大量水分子，所以膳食纖維吸水后體積增大，產(chǎn)生膨脹力[10]。經(jīng)測定，米糠纖維的膨脹力為4.1 mL/g，而大豆纖維的膨脹力為13.0 mL/g。

膳食纖維的側(cè)鏈基團(tuán)呈現(xiàn)出陽離子交換樹脂的作用，可與陽離子尤其是有機(jī)陽離子進(jìn)行可逆交換[11]。經(jīng)測定，供試膳食纖維均表現(xiàn)出陽離子交換性，米糠纖維的陽離子交換力為0.48 mmol/g，大豆纖維為0.79 mmol/g。

2.4 不同pH下膳食纖維對亞硝酸根離子的吸附

NO2-能和仲胺、叔胺反應(yīng)形成亞硝胺，被認(rèn)為是致癌劑。Sangnark等[12]認(rèn)為酚類物質(zhì)中阿魏酸是惟一能在酸性條件下與亞硝酸根離子反應(yīng)的酚酸。而米糠纖維中很可能含有一種以酰化途徑與多糖、糖蛋白質(zhì)等組成復(fù)合物的酚酸，這些酚酸在接近胃腸道酸性條件下與亞硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)，從而阻斷強(qiáng)致癌物N-硝基化合物的形成。圖3為亞硝酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線，對溶液中亞硝酸含量進(jìn)行測定。結(jié)果表明，在pH為2時，米糠纖維對亞硝酸的吸附作用較好，吸附量為4.06 μmol/L，大豆纖維為1.02 μmol/L；而pH為7時，米糠纖維吸附量僅為0.99 μmol/L，大豆纖維不具有吸附作用。pH為2時與人體胃的環(huán)境比較接近，所以米糠纖維能更好地清除人體中的亞硝酸鹽。

2.5 不同pH下膳食纖維對膽固醇的吸附

由于膳食纖維分子表面帶有許多的活性基團(tuán)，使膳食纖維可以螯合膽固醇，從而起到降低膽固醇的作用[13]。圖4為膽固醇溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線對溶液中膽固醇含量進(jìn)行測定。結(jié)果表明，在pH為2時，米糠對膽固醇的吸附作用較好，吸附量為5.67 mg/g，大豆纖維為1.45 mg/g；pH為7時，米糠吸附量僅為1.17 mg/g，大豆纖維為0.59 mg/g。pH為2時與人體胃的環(huán)境比較接近，所以米糠纖維能更好地吸附人體中的膽固醇，降低人體中膽固醇的含量。

3 小結(jié)與討論

米糠膳食纖維表現(xiàn)出較好的持水性、持油性，持水力為2.85 g/g，平均持油力為1.91 g/g ；同時具有陽離子交換性，吸附亞硝酸根離子和膽固醇，pH為2時吸附量分別達(dá)4.06 μmol/L、5.67 mg/g。與米糠膳食纖維比較，雖然大豆纖維的持水力、持油力和陽離子交換力大于米糠纖維，但是大豆纖維的動能性質(zhì)如對亞硝酸鹽和膽固醇的吸附量遠(yuǎn)不如米糠纖維。

米糠膳食纖維具有良好的吸水膨脹性、持油性，可以添加其到食物中，降低食物的油膩感。同時具有陽離子交換能力，可以與人體中的K+、Na+離子結(jié)合，降低由于K+、Na+攝入過多而引發(fā)的高血壓和心腦血管疾病。除此之外，米糠纖維對亞硝酸鹽的清除作用和對膽固醇的吸附作用，也使米糠纖維具有降低人體膽固醇，降低體內(nèi)亞硝酸鹽含量的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭建仙.功能性食品[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1995.9-72.

[2] GUILLON F，CHAMP M. Structural and physical properties of dietary fibres and consequences of processing on human physiology[J]. Food Research International，2000，33（3-4）：233-245.

[3] 吳占文，郭唏明，孫 強(qiáng). 稻米資源深加工產(chǎn)品國內(nèi)外研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（2）：55-59.

[4] 徐驅(qū)霧. 米糠膳食纖維性質(zhì)的測定[J].廣東科技，2011（9）：87-88.

[5] 胡國華.米糠膳食纖維對NO2-吸附作用研究[J].糧食與油脂，2001（11）：2-3.

[6] 陳存社，劉玉峰. 超微粉碎對小麥胚芽膳食纖維物化性質(zhì)的影響[J].食品科技，2004（9）：88-94.

[7] 歐仕益，高孔榮，黃惠華.麥麩水不溶性膳食纖維對NO2-清除作用的研究[J].食品科學(xué)，1997，18（3）：6-9.

[8] 陳鈞輝，陶 力，李 俊，等.生物化學(xué)實驗[M].第三版.北京：科學(xué)出版社，2003.38-39.

[9] 鄭建仙.功能性膳食纖維[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.13-15.

[10] 周 堅，肖安紅.功能性膳食纖維食品[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.13-15.

[11] JAMES P. In Dietary Fiber Depleted Foods and Disease[M]. London：Academic Press，1985.

[12] SANGNARK A， NOOMHORN A. Effect of particle sizes on functional properties of dietary fiber prepared from sugarcane bagasse[J]. Food Chemistry，2003，80（2）：221-229.

[13] 劉成梅，劉 偉，林向陽，等.Microfluidizer對膳食纖維溶液物理性質(zhì)的影響[J].食品科學(xué)，2004，25（2）：72-77.