紅棗膳食纖維生物功能及提取工藝概述

尹蓉 張倩茹 李小平 茹慧玲 梁志宏 王賢萍

摘? 要：紅棗富含豐富的膳食纖維，可作為特色功能性營(yíng)養(yǎng)素研究利用。該文對(duì)紅棗膳食纖維的生物功能和目前主要的提取工藝進(jìn)行了概述，分析了相關(guān)研究的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題，以期為今后紅棗膳食纖維的研究提供參考，并為其開發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：紅棗;膳食纖維;生物功能;提取

中圖分類號(hào) TS218文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）04-0151-03

Abstract：Jujube was rich in dietary fiber，which can be used as characteristic functional nutrient.In this paper，the biological function of red jujube dietary fiber and the main extraction technology used at present were summarized，the characteristics and problems of the current research were pointed out，in order to provide a reference for the future research of red jujube dietary fiber，and provide a theoretical basis for the relevant development and application.

Key words：Jujube;Dietary fiber;Biological function;Extraction

膳食纖維被稱為“第七營(yíng)養(yǎng)素”，是一大類不易或不能被腸胃消化分解的植物營(yíng)養(yǎng)素，大部分源自植物細(xì)胞壁，包含纖維素、半纖維素、菊糖、β-葡聚糖、樹脂、果膠及木質(zhì)素等[1-3]。膳食纖維能降“三高”，減少重金屬物的吸收，從而預(yù)防冠心病、糖尿病、心腦血管病、腸道癌等疾病的發(fā)生[3]。紅棗是中國(guó)特有的果樹資源，全世界95%以上的棗資源都集中在我國(guó)[4]。已有研究表明，紅棗中膳食纖維含量豐富，是一種很好的提取膳食纖維的原材料。

1 紅棗膳食纖維的生物功能

1.1 潤(rùn)腸通便，調(diào)節(jié)腸道菌群 據(jù)報(bào)道顯示，全球半數(shù)以上人群都曾被便秘困擾，便秘的發(fā)生率不僅在中老年人群中逐漸增高，在孕產(chǎn)婦和嬰幼兒中發(fā)病概率也漸有提高[5]。陳舊性大便滯留在腸道內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致腸道有害物質(zhì)難以排出，進(jìn)而產(chǎn)生健康問(wèn)題[5]。紅棗膳食纖維的吸水溶脹性可以增加食糜體積，刺激腸胃蠕動(dòng)，促進(jìn)排便，減少糞便在體內(nèi)的滯留時(shí)間，進(jìn)而減少有害物質(zhì)危害[1，5]。白冰瑤等[6]研究紅棗膳食纖維改善小鼠功能性便秘和調(diào)節(jié)腸道菌群功能的作用，使用溶劑空白、低、中、高4種不同劑量紅棗膳食纖維，連續(xù)對(duì)小鼠灌胃10d，建立功能性便秘模型，發(fā)現(xiàn)紅棗膳食纖維可以極顯著提高小鼠小腸推進(jìn)率，縮短首粒排黑便時(shí)間并增加粒數(shù)和質(zhì)量，顯著降低小鼠腸道內(nèi)產(chǎn)氣莢膜梭菌、腸桿菌和腸球菌的含量，同時(shí)促進(jìn)雙歧桿菌和乳桿菌的增殖。李黎和王宇輝[7]利用保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳酸菌等復(fù)合發(fā)酵提取棗渣中不溶性膳食纖維，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后比發(fā)酵前棗渣不溶性膳食纖維的持水力、膨脹性都有所提高，發(fā)酵后棗渣不溶性膳食纖維更能夠使大便增量，刺激腸道蠕動(dòng)通便。邢曉圓等[8]通過(guò)為期40d的人體試食紅棗膳食纖維果凍試驗(yàn)，證實(shí)紅棗膳食纖維果凍可以顯著改善運(yùn)動(dòng)人員腸道中的益生菌數(shù)量，乳酸桿菌、雙歧桿菌、厭氧菌和腸球菌數(shù)量有所提高。張孟凡[9]等采用紅棗渣膳食纖維食用粉中劑量（2.7g/kg）組和高劑量（5.3g/kg）組給藥對(duì)小鼠有促進(jìn)消化和排便的作用。

1.2 降低血液中的膽固醇、甘油三酯，減肥瘦身 紅棗膳食纖維能結(jié)合消化道內(nèi)的膽固醇，降低其對(duì)脂肪和膽固醇的吸收，從而降低血液中的膽固醇、甘油三酯含量，同時(shí)紅棗膳食纖維吸水膨脹性高，吸水后體積和重量可增加10倍以上，既能增加飽腹感，又可以減少食物中脂肪吸收，進(jìn)而控制體重，達(dá)到減肥瘦身的目的[3，6-9]。蔡興航等[10]探討了大棗及大棗葉水提醇沉物對(duì)高脂血癥模型小鼠的降血脂效果，結(jié)果顯示大棗及大棗葉水提醇沉物能夠提高高密度脂蛋白膽固醇含量，降低低密度脂蛋白膽固醇、總膽固醇以及甘油三酯的含量，協(xié)調(diào)高低密度脂蛋白膽固醇比例，說(shuō)明大棗及大棗葉水提醇沉物有較好的降血脂作用。

1.3 抗氧化，抗衰老 科研表明，癌癥、衰老或其他病變都與體內(nèi)自由基的過(guò)量產(chǎn)生有關(guān)系。人體在成長(zhǎng)衰老過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生自由基，當(dāng)體內(nèi)自由基濃度不高時(shí)，自身有一套完善的系統(tǒng)來(lái)消滅這些自由基。但是，當(dāng)今各種添加劑、農(nóng)殘超標(biāo)、輻射等因素導(dǎo)致空氣、水、食物等污染日益嚴(yán)重，造成體內(nèi)自由基濃度大大增加，此時(shí)身體中的抗氧化系統(tǒng)將面臨嚴(yán)峻的危機(jī)?？寡趸镔|(zhì)能直接作用于自由基，或間接消耗容易生成自由基的物質(zhì)，阻止進(jìn)一步反應(yīng)發(fā)生，進(jìn)而起到保護(hù)作用。張麗芬等[11]研究發(fā)現(xiàn)紅棗可溶性膳食纖維對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化、Fe2+誘發(fā)蛋黃卵磷脂脂質(zhì)過(guò)氧化、亞油酸脂質(zhì)過(guò)氧化具有一定的抑制作用，且對(duì)抑制小鼠肝組織的脂質(zhì)過(guò)氧化有一定作用。謝惠等[12]通過(guò)DPPH·、ABTS+·、·OH、O2-·和H2O2自由基清除體系和還原能力評(píng)價(jià)紅棗可溶性膳食纖維的抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)紅棗可溶性膳食纖維對(duì)DPPH·和H2O2清除能力較強(qiáng)，具有一定的體外抗氧化活性，可用于開發(fā)功能性食品。李福帥等[13]通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)提取長(zhǎng)紅棗多糖，研究了其對(duì)·OH、O2-·、NO2-的清除能力，發(fā)現(xiàn)當(dāng)長(zhǎng)紅棗多糖質(zhì)量濃度為2mg/mL時(shí)，對(duì)·OH和O2-·清除率分別達(dá)到53%和56%;在pH值為2～3的酸性條件下，對(duì)NO2-清除率達(dá)40%以上。

1.4 其他生物活性 紅棗膳食纖維還具有保護(hù)肝臟、抗疲勞、提高免疫力、抗癌癥、降血糖、抗菌消炎、抗輻射等功能。張鐘等[14]研究發(fā)現(xiàn)大棗多糖能夠改善氯仿引起的肝臟病理變化，還能夠提高小鼠運(yùn)動(dòng)后乳酸脫氫酶活力，起到抗疲勞作用。王洪杰等[15]取56只雄性SPF級(jí)昆明小鼠，連續(xù)灌胃不同劑量的棗多糖，發(fā)現(xiàn)金絲小棗多糖能延長(zhǎng)小鼠力竭游泳時(shí)間，提高肝糖原和肌糖原含量。李晉等[16]采用MTT法測(cè)定紅棗多糖對(duì)體外培養(yǎng)的人肝癌細(xì)胞HepG2增殖的抑制作用，結(jié)果表明紅棗多糖對(duì)體外培養(yǎng)的肝癌細(xì)胞增殖具有抑制作用，可將肝癌細(xì)胞HepG2阻滯于G1期，并通過(guò)下調(diào)Bc1-2而上調(diào)caspase-3mRNA表達(dá)誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡。劉曉連等[17]對(duì)6種長(zhǎng)棗多糖對(duì)人肝癌細(xì)胞株Bel7402、人胃癌細(xì)胞株BGC823、人鼻咽癌細(xì)胞株KB的增殖抑制率進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)LJU-3對(duì)3種腫瘤細(xì)胞的抑制率分別為61.29%、68.77%、72.16%。蔡雨晴[18]研究發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素-多糖復(fù)合物對(duì)小鼠的脾淋巴細(xì)胞有促增殖作用，可以增強(qiáng)RAW246.7細(xì)胞吞噬能力。

2 棗膳食纖維的提取

目前國(guó)內(nèi)膳食纖維的提取方法包括物理法（超微粉碎法、擠壓膨化法、超高壓技術(shù)法）、化學(xué)分離法（水提法、酸堿法）、生物技術(shù)法（酶法、發(fā)酵法）、化學(xué)試劑-酶結(jié)合法。而棗膳食纖維的提取主要用到酸堿法、酶法、發(fā)酵法、化學(xué)試劑-酶結(jié)合法。

2.1 酸堿法 酸堿提取法是一種傳統(tǒng)的方法，常用于獲取不同來(lái)源的膳食纖維，一般需結(jié)合高溫進(jìn)行提取，成本低，但獲得的提取物品質(zhì)較差，酸、堿味難以去除，而且對(duì)環(huán)境造成污染[1，3]。

2.2 酶法 酶法獲得膳食纖維是生物技術(shù)在食品中的應(yīng)用，即利用酶反應(yīng)的高度專一性，將纖維素、果膠質(zhì)、木質(zhì)素等胞壁成分降解，減小膳食纖維從胞內(nèi)向胞外擴(kuò)散的阻力，縮短提取時(shí)間，具有快速、高效、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，且通過(guò)酶法改性獲得的可溶性膳食纖維與大部分天然存在的不溶性膳食纖維相比，具有明顯的生理功能優(yōu)勢(shì)[3]。姚文華等[19]利用纖維素酶提取棗渣中的膳食纖維，發(fā)現(xiàn)當(dāng)纖維素酶添加量0.7%、提取溫度35℃、時(shí)間120min時(shí)，可溶性膳食纖維得率對(duì)比常規(guī)酸法水解提高28%。韓立英和張倩倩[20]、楊艷艷等[21]均通過(guò)纖維素酶提高了棗可溶性膳食纖維的得率。趙梅等[22]將棗渣與水按料液比1∶10的比例配成懸液，加入0.29%纖維素酶和0.21%木聚糖酶進(jìn)行改性，-4℃醇沉5h以上，得到溶解性、粘性表現(xiàn)俱佳的可溶性膳食纖維。李星科等[23]在提取棗膳食纖維中添加α-淀粉酶、糖化酶，結(jié)果表明雖然酶法提取不溶性膳食纖維的得率高于化學(xué)方法，但其持水力、持油力和膨脹率均低于化學(xué)法提取的不溶性膳食纖維。

2.3 發(fā)酵法 在棗渣中接入菌種進(jìn)行發(fā)酵，利用菌種僅分解多糖、蛋白，而不分解膳食纖維的特點(diǎn)來(lái)制取膳食纖維。發(fā)酵法制成的膳食纖維在色澤、質(zhì)地、氣味和分散程度上均優(yōu)于化學(xué)法制成的膳食纖維，且在持水力和得率上也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。李黎和王宇輝[7]利用保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳酸菌復(fù)合發(fā)酵提取棗渣中的不溶性膳食纖維，并對(duì)發(fā)酵工藝條件進(jìn)行響應(yīng)面法優(yōu)化研究，通過(guò)測(cè)定持水力、膨脹性及持油力等功能特性，得到最佳提取工藝條件為：當(dāng)復(fù)合菌種配比1∶1∶1、接種量為0.5%、料水比為1∶19.7、發(fā)酵溫度為30℃、發(fā)酵時(shí)間16h，此條件下得率為18.13%，與理論值18.1485%非常接近。

2.4 化學(xué)試劑-酶結(jié)合法 采用化學(xué)分離法制取的膳食纖維多含蛋白、淀粉等多種雜質(zhì)，要制取高純度的膳食纖維需結(jié)合相關(guān)的酶進(jìn)行處理?；瘜W(xué)試劑-酶結(jié)合法是指在使用化學(xué)試劑如酸、堿處理的同時(shí)，用各種酶（如α-淀粉酶、蛋白酶、淀粉葡糖苷酶、纖維素酶等）降解膳食纖維中的雜質(zhì)。陶永霞等[24]以棗渣為原料，采用酶法水解淀粉，堿法水解蛋白質(zhì)、脂肪的提取方法提取棗渣可溶性膳食纖維，結(jié)果表明在最佳工藝條件（糖化酶添加量0.4%、纖維素酶添加量0.5%、酶解時(shí)間60min、堿解pH值12、堿解溫度70℃、堿解時(shí)間90min）下，可溶性膳食纖維得率可達(dá)11.32%。

3 問(wèn)題及展望

膳食纖維是一個(gè)很廣泛的概念，包括眾多的物質(zhì)，比如多糖類（纖維素、半纖維素、果膠、菊糖、β-葡聚糖、甲殼質(zhì)等）、低聚糖類、木質(zhì)素等，目前有關(guān)膳食纖維結(jié)構(gòu)性質(zhì)和生理功能的研究還比較少，已有的研究多集中于部分多糖類物質(zhì)，且與膳食纖維的界定比較模糊，因此未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)此方面的研究。

另外，目前紅棗膳食纖維的應(yīng)用還很少，局限于個(gè)別保健品、面點(diǎn)類，未來(lái)應(yīng)在快速優(yōu)質(zhì)提取紅棗膳食纖維的基礎(chǔ)上，拓寬應(yīng)用于食品各個(gè)領(lǐng)域、護(hù)膚品領(lǐng)域等，以此緩解紅棗產(chǎn)量過(guò)剩、資源浪費(fèi)的問(wèn)題，也能為紅棗生產(chǎn)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

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（責(zé)編：徐世紅）