小麥麩皮膳食纖維提取方法研究與組分分析

◎姬玉梅

小麥麩皮膳食纖維提取方法研究與組分分析

◎姬玉梅

以小麥麩皮為原料，分析了麥麩中及麥麩膳食纖維的基本化學(xué)組成，并對化學(xué)法、酸酶法、多酶法三種不同方法制備麥麩膳食纖維的物化特性作了比較分析，結(jié)果表明，不同方法制備的麥麩膳食纖維中基本成分有明顯不同。三種方法制備的麥麩膳食纖維純度含量大小順序依次是多酶法＞酸酶法＞化學(xué)法，膳食纖維純度依次為87.28%、68.35%，58.34%。膨脹力、持水力在高溫下性能較好，而吸油力和結(jié)合水力則相反。來源不同的小麥麩，通過多酶法都可以制成純度較高的小麥膳食纖維；其中，剝外皮小麥膳食纖維成品的TDF含量最高，為86.43%；剝內(nèi)皮小麥膳食纖維成品的TDF含量最低，為78.47%。

麥麩 膳食纖維 營養(yǎng)成分 物化特性

麩皮是小麥制粉過程中的主要副產(chǎn)物，其中每年85%以上直接作為原料用于釀造和飼料行業(yè)，附加值不高。[1]小麥麩皮不但富含人體所需的維生素、礦物質(zhì)、低聚糖、麥麩蛋白等物質(zhì)，而且也是一種重要的膳食纖維來源，對機(jī)體保持健康狀態(tài)發(fā)揮著重要的作用。[2－4]小麥麩皮作為重要的膳食纖維來源，雖然不能被人體直接消化吸收，但是其特有的生理保健功能受到人們的重視。[5－8]目前，對于小麥麩皮的基本化學(xué)成分已有一定的研究，但對于小麥膳食纖維的基本化學(xué)成分及原料小麥麩與成品膳食纖維的基本成分的關(guān)系研究甚少。19世紀(jì)70年代，膳食纖維良好的物化特性和生理功能特性已引起人們廣泛的研究興趣。探討制備高品質(zhì)食纖維已成研究的熱點(diǎn)。我國對膳食纖維的提取技術(shù)研究、應(yīng)用研究和生產(chǎn)尚處于起步階段。[9]國內(nèi)市場主要存在專業(yè)生產(chǎn)膳食纖維的企業(yè)少、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不健全、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊等各種問題。因此，行業(yè)加快配套設(shè)施建設(shè)、技術(shù)上加快創(chuàng)新是完善當(dāng)前膳食纖維市場的重中之重。本文對三種不同方法制備麥麩膳食纖維的物化特性作比較分析，得出多酶法制備的麥麩膳食纖維純度較高。不同的小麥麩，通過多酶法都可以制成純度較高的小麥膳食纖維，從而增加小麥麩皮的利用率。

一、材料和設(shè)備

（一）材料與試劑

（二）儀器設(shè)備

表2 儀器名稱、型號(hào)及生產(chǎn)廠家

二、試驗(yàn)方法

（一）麥麩及麥麩膳食纖維的組分分析

水分的測定：直接干燥法GB/T5009.3-2010；蛋白質(zhì)的測定：凱氏定氮法GB/T5009.5-2010；脂肪的測定：酸水解法GB/T5009.6-2010；灰分的測定：灼燒重量法GB/T5009.4-2010；TDF、IDF、SDF測定：依據(jù)AOAC 991.43法進(jìn)行測定。纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的測定參照張艷榮等[10]的方法。

（二）麥麩膳食纖維的制備

1、化學(xué)法制備小麥膳食纖維

按照料液比 1:20g/mL加入 2% （v/v）的稀硫酸→90℃水浴振蕩 45 min→1mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液 pH至10.5→60℃水浴振蕩 60 min→中和、離心→濾渣水洗至中性→鼓風(fēng)干燥→麥麩膳食纖維成品，即本文中的成品1。

2、酸酶法制備小麥膳食纖維

按照料液比 1:20g/mL加入 2% （v/v）的稀硫酸→90℃水浴振蕩45 min→1mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH至8.5→加入適量堿性蛋白酶→60℃水浴振蕩60min→中和、離心→濾渣水洗至中性→鼓風(fēng)干燥→麥麩膳食纖維成品，即本文中的成品2。

3、多酶法制備小麥膳食纖維

按照料液比 1:16g/L加入磷酸鹽緩沖液→用0.5mol/L Hcl溶液調(diào)節(jié) pH值為5.0→加入中溫α-淀粉酶、糖化酶和蛋白酶 （1:1:1）→55℃水浴振蕩45 min→1mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液 pH至8.5→加入適量堿性蛋白酶→60℃水浴振蕩 60 min→中和、離心→濾渣水洗至中性→鼓風(fēng)干燥→麥麩膳食纖維成品，即本文中的成品3。

（三）麥麩膳食纖維物化特性分析

1、不同方法制得麥麩膳食纖維持水力、持油力的測定

精確稱取制備好的膳食纖維成品3g放于50mL離心管中，加入25mL去離子水，在25℃、37℃下攪拌30min，3000rpm離心30min，倒去上清液，用濾紙吸干離心管壁上的水分，稱重。

計(jì)算方法:持水力 (g/g）=(M1-M0）/M0，

取1.0g膳食纖維于離心管中，加入食用油20g，分別在25℃、37℃下靜置1h，3000r/min離心30min，去掉上層油，用濾紙吸干游離的油，將結(jié)合了油的膳食纖維轉(zhuǎn)移到表面皿上稱重。

計(jì)算方法：持油力 (g/g）=(M2-M0）/M0

M1，M2，M0分別為樣品吸水后、吸油后質(zhì)量及樣品干重

2、不同方法制得麥麩膳食纖維膨脹力測定

稱取樣品0.50g置于10mL的量筒中，準(zhǔn)確讀記錄樣品體積為 V1，準(zhǔn)確稱取5.00mL蒸餾水加入其中，振蕩混勻后在25℃、37℃靜置，每隔2h，讀取膨脹后的體積，記錄為V2，樣品的膨脹力隨時(shí)間變化的計(jì)算按下列式子計(jì)算：

膨脹力 （mL/g）=（V2-V1）/m，m為樣品的干重

3、不同方法制得麥麩膳食纖維結(jié)合水力的測定

先將100mg膳食纖維分別浸泡于25℃和37℃的蒸餾水中，在14000g下離心處理lh，小心除去上層清液，殘留物置于G-2多孔玻璃坩堝上靜置1h，稱重該殘留物M1，然后在120℃下干燥2h后再次稱重殘留物M2，兩者差值即為所結(jié)合的水重量，換算成每克膳食纖維的結(jié)合水克數(shù)[11]。

結(jié)合水力 (g/g)=Ml(g)一M2(g)/樣品干重 (g)

4、不同方法制得麥麩膳食纖維抗氧化能力測定

樣品管中加入 0.5mL待測樣品溶液，2.5mLDPPH溶液，空白管和對照管分別用蒸餾水和95%乙醇溶液替代DPPH溶液，避光條件下反應(yīng)30min，515nm處測定吸光值，計(jì)算公式如下：DPPH清除能力 （%）=[A空白-（A樣品-A對照）]/A空白×100

三、結(jié)果與分析

（一）用不同方法制得麥麩膳食纖維的成分分析

由表3可以看出，麥麩中的總膳食纖維含量最高，高達(dá) 44.56%，其中不溶性膳食纖維為40.13%，占總膳食纖維的90.06%，而可溶性膳食纖維僅占9.94%。淀粉含量、蛋白含量也較高，分別為：20.85%，15.21%，由此可以看出，麥麩中的淀粉和蛋白質(zhì)是制備高品質(zhì)麥麩膳食纖維的主要影響因素。

同一品種不同方法制備的麥麩膳食纖維成分有明顯不同?；瘜W(xué)法制備的麥麩膳食纖維淀粉殘留率最高，高達(dá)8.75%，多酶法制備的麥麩膳食纖維淀粉含量最低，僅為0.65%。與麥麩中的淀粉、蛋白質(zhì)含量相比，不同方法制備的麥麩膳食纖維含量不同:淀粉含量分別降低了 12.10%、14.56%、20.20%；蛋白質(zhì)含量也分別降低8.79%、11.12%、10.84%。由此可以看出，用淀粉酶、糖化酶和蛋白酶 （1:1:1）結(jié)合的方法去除麥麩中的淀粉能使淀粉含量明顯降低，能顯著提高麥麩膳食纖維的品質(zhì)。不種方法制備的麥麩膳食纖維總膳食纖維的含量有明顯不同，其中化學(xué)法制備的總膳食纖維含量僅為58.65%，而多酶法制備的麥麩膳食纖維含量高達(dá)87.28%，可溶性膳食纖維含量相差不大。其中化學(xué)法制備的膳食纖維中的纖維素、半纖維素含量分別為15.98%、19.16%，而多酶法制備的麥麩膳食纖維中的纖維素、半纖維素含量分別為29.23%、33.0%。采用化學(xué)法制備的膳食纖維成品水分含量較高，而采用多酶法制備的膳食纖維成品水分含量僅為3.14%，更有利于成品的保存。由此可以推斷出，采用多酶法可以有效降低蛋白、淀粉的含量，從而提高麥麩膳食纖維的百分含量。

表3 營養(yǎng)成分表

（二）不同的麥麩膳食纖維的組分成分分析

由表4可知：來源不同的小麥麩，通過多酶法都可以制成純度較高的小麥膳食纖維；其中，剝外皮小麥膳食纖維成品的TDF含量最高，為86.43%。剝內(nèi)皮小麥膳食纖維成品的TDF含量最低，為78.47%。小麥膳食纖維成品的水分和灰分含量相對穩(wěn)定，大約都在4%左右；對于剝皮小麥膳食纖維而言，從外層到內(nèi)層，其蛋白和淀粉的含量都得到了明顯的降低，而且成品中蛋白含量的有所增加。

表4 小麥膳食纖維主要成分對比

（三）麥麩膳食纖維持水力、持油力、膨脹力測定

由表5可以看出，成品3持水力最高可以達(dá)到14.31g/g，與成品1相比持水力高了2倍以上。37℃條件下小麥麩皮膳食纖維的持水力比在25℃條件下要高些，而吸油力則比在25℃低。25℃下化學(xué)法與多酶法制備的麥麩膳食纖維的持油力分別為：2.38g/g、4.35g/g，兩者相差 1.97g/g?；瘜W(xué)法制備小麥膳食纖維制品的持水力和持油力都相對降低。原因一方面可能是化學(xué)試劑破壞了膳食纖維結(jié)構(gòu)中的親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)，導(dǎo)致持水力和持油力下降；另一方面也可能是因?yàn)榛瘜W(xué)法條件較劇烈，破壞了膳食纖維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致持水和持油力下降。有研究表明，膳食纖維的持水力和持油力與樣品粒度有關(guān)。樣品粒度減小，使得可供吸水或吸油的表面積增大，且細(xì)顆粒樣品的纖維組成結(jié)構(gòu)更為松散，毛細(xì)孔更多，因此能滲入更多的水和油，但如果細(xì)度過大，樣品的纖維結(jié)構(gòu)就有可能被破壞，使得之前的毛細(xì)孔呈現(xiàn)裂縫，從而使樣品的持水性和持油性減弱。

從表5還可以看出，不同方法制備的麥麩膳食纖維的膨脹力相差不大，隨溫度的升高稍微有所增高。多酶法制得的產(chǎn)品3結(jié)合水力、抗氧化能力都是最強(qiáng)。

表5 不同方法制備的麥麩膳食纖維物化特性測定

結(jié) 語

通過三種不同制備膳食纖維方法的比較分析可知，用淀粉酶、糖化酶和蛋白酶 （1:1:1）結(jié)合的多酶法去除麥麩中的淀粉能使淀粉含量明顯降低，能顯著提高麥麩膳食纖維的品質(zhì)。多酶法制得小麥膳食纖維成品3持水力最高、結(jié)合水力最強(qiáng)，抗氧化能力在 25℃為 86.10%，在 37℃為91.04%，膨脹力、持水力在高溫下性能較好，而吸油力和結(jié)合水力則相反。多酶法都可以制成純度較高的小麥膳食纖維，較適宜于制備高品質(zhì)膳食纖維。

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（作者單位：鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

啟 事（二）

根據(jù)國家和四川省新聞出版部門關(guān)于加快推進(jìn)報(bào)刊媒體向數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)和融合發(fā)展的要求，我社決定 《糧食問題研究》期刊從2017年第一期起，啟用期刊采編系統(tǒng)。在網(wǎng)上收集文稿、審核文稿、與作者互動(dòng)交流、送編委會(huì)委員復(fù)稿、定稿。故此，要求每位投稿者在 《糧食問題研究》網(wǎng)站 （www.lswtyj.com）上投稿。

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Using wheat bran as raw material,analysis of the basic chemical composition of raw wheat bran and wheat bran dietary fiber,and the chemical method,acid enzyme method,multi enzyme method three different preparation methods of wheat bran dietary fiber properties were analyzed,the results show that the basic components of the different methods of preparation of wheat bran dietary fiber in significantly different.The purity and size of the wheat bran dietary fiber prepared by the three methods were in turn order of enzyme method＞acid method＞chemical method,and dietary fiber purity was 87.28%,68.35%and 58.34%,respectively.Swelling force and water holding capacity are better at high temperature,while oil absorption and combined hydraulic power are opposite.Wheat bran with different sources can be made into wheat dietary fiber with high purity by multiple enzymes.Among them,the highest content of TDF in peel fiber is 86.43%.The content of TDF in wheat fiber was the lowest,that is 78.47%.

wheat bran dietary fiber nutritional ingredients physical and chemical characteristics