好食脈孢霉發(fā)酵麥麩制備可溶性膳食纖維及其理化性質(zhì)

許錫凱,辛嘉英,2,*,任佳欣,韓 燁,王廣交,崔添玉

(1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)，省高校食品科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江哈爾濱 150076; 2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,山西晉中 030801)

膳食纖維(Dietary fiber,DF),被稱為第七大營(yíng)養(yǎng)素,指既不能讓胃腸道消化吸收,也無法產(chǎn)生能量的一種多糖物質(zhì)[1]。它是一種安全優(yōu)質(zhì)的可作為保健食品原輔料的功能性成分,按其水溶性分為可溶性膳食纖維(Soluble dietary fiber,SDF)和不溶性膳食纖維(Insoluble dietary fiber,IDF)[2]。其中SDF通過降低餐后血糖含量和血清膽固醇含量,不僅可以達(dá)到減肥的目的,還可以預(yù)防心臟病、腸胃病及糖尿病等疾病[3-4]。然而,目前我國成人平均膳食纖維的攝入量約為13.3 g/d,遠(yuǎn)不足建議攝入量25～35 g/d[1],且天然來源的膳食纖維中SDF含量較少[2],需要采用化學(xué)法、酶法、發(fā)酵法、物理法等對(duì)天然原料改性,提高其SDF的得率和品質(zhì)。這也是學(xué)者們近年來對(duì)膳食纖維的研究重點(diǎn)。

小麥麩皮是面粉加工的副產(chǎn)物,含有豐富的膳食纖維,約占總量的35%～50%[5]。由于人們?cè)缙趯?duì)小麥麩皮的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值認(rèn)識(shí)不夠全面,每年有2000 t麥麩直接被用作飼料,其價(jià)值未得到充分發(fā)揮,造成了嚴(yán)重浪費(fèi)[6]。采用微生物發(fā)酵麩皮能夠切斷DF間的糖苷鍵從而將SDF釋放出來。對(duì)麩皮DF有很好的改性效果;且研究發(fā)現(xiàn)相較液態(tài)發(fā)酵,固態(tài)發(fā)酵更能有效提高產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)、口感品質(zhì)和保質(zhì)期[7],因此,采用固態(tài)發(fā)酵小麥麩皮提取SDF可以使小麥麩皮中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到更充分更良好地利用。好食脈孢菌是被食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)定為“GRAS,Generally Recognized as Safe”(認(rèn)定安全)的生物體[8],民間悠久的使用歷史也佐證了其安全性,加上好食脈孢菌代謝旺盛,生長(zhǎng)速度快,其最大比生長(zhǎng)速率可達(dá)0.4 h-1,是其它普通的工業(yè)真菌如黑曲霉(A.niger)和產(chǎn)黃青霉(P.chrysogennum)的兩、三倍[9]。該微生物代謝產(chǎn)物中含有多種水解酶[10-13],其中纖維素酶和木聚糖酶產(chǎn)量較多,且其對(duì)SDF的釋放也是事關(guān)重要的,因此可以將其作為固態(tài)發(fā)酵麩皮的優(yōu)選菌種。凌阿靜等[14]采用了黑曲霉、米曲霉、里氏木霉分別對(duì)麥麩進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)里氏木霉固態(tài)發(fā)酵7 d,麥麩可溶性膳食纖維的得率及其抗氧化性顯著提高。閔鐘熳等[15]采用枯草芽孢桿菌固態(tài)發(fā)酵米糠粕,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵時(shí)間22.4 h、發(fā)酵溫度35 ℃、接種量6.6%時(shí),SDF得率為12.88%。

本研究采用好食脈孢霉對(duì)小麥麩皮進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵,研究該過程中含水量、接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間對(duì)麥麩SDF得率的影響,采用響應(yīng)面法Box-Behnken優(yōu)化培養(yǎng)基的最佳發(fā)酵條件,并對(duì)發(fā)酵前后麥麩SDF的理化性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比,以期為麥麩SDF作為食品添加劑的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

好食脈孢霉(Neurosporssitophila) 哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室保存;小麥麩皮 山東濰坊面粉廠;葡萄糖、瓊脂、氯化鈉、硫酸銨、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、檸檬酸鈉、冰醋酸、乙酸鈉、羧甲基纖維素鈉、無水乙醇、磷酸二氫鈉 市售分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;膽固醇、鄰苯二甲醛、DPPH、木聚糖 市售分析純,上海源葉生物科技有限公司;木聚糖酶、纖維素酶、3,5-二硝基水楊酸 上海季藍(lán)科技發(fā)展有限公司;花生油、雞蛋 均為市售。

LRH-250-Gb恒溫培養(yǎng)箱 韶關(guān)市泰宏醫(yī)療器械有限公司;HZQ-D恒溫振蕩器 中國哈爾濱東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司;TDL-40-B高速離心機(jī) 上海知正離心機(jī)有限公司;LDZX-40-AI立式自動(dòng)壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠;島津UV-2450紫外可見光譜儀 島津-GL消耗品銷售公司;HWS-24型恒溫水浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;FDU-1200冷凍干燥機(jī) 京東理化器械株式會(huì)社。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 PDA斜面培養(yǎng)基的制備及菌體培養(yǎng) 將200 g新鮮去皮馬鈴薯碎加入到1000 mL沸水中煮30 min,期間不斷攪拌,冷卻后通過8層紗布過濾得濾液,用蒸餾水補(bǔ)足至1 L,并向其中加入20 g葡萄糖,20 g瓊脂,待全部溶解后,分裝到10個(gè)250 mL錐形瓶中。在121 ℃高壓滅菌20 min,取出后斜面45 ℃放置凝固即可。將4 ℃保存的好食脈孢霉的孢子接至培養(yǎng)基斜面上,30 ℃培養(yǎng)3 d。

1.2.2 好食脈孢霉種子菌懸液的制備 取0.9%生理鹽水50 mL(含20個(gè)小玻璃珠)置于250 mL錐形瓶中,并121 ℃高壓蒸汽滅菌20 min。取出冷卻后,將生理鹽水分多次倒入上述培養(yǎng)3 d的PDA培養(yǎng)基中,輕輕晃動(dòng)三角瓶,將培養(yǎng)基表面的孢子沖洗干凈。封口后置于180 r/min搖床,4 ℃恒溫振蕩1 h。即得種子菌懸液。

1.2.3 麥麩培養(yǎng)基的制備 稱取5 g已烘干至恒重的小麥麩皮于250 mL錐形瓶中,加入硫酸銨0.5%(v/w)、葡萄糖0.6%(v/w)、磷酸二氫鉀0.5%(v/w)、硫酸鎂0.25%(v/w),調(diào)節(jié)固態(tài)培養(yǎng)基至一定的含水量,于121 ℃高壓滅菌鍋中滅菌20 min,冷卻后備用。

1.2.4 單因素實(shí)驗(yàn) 取上述麥麩培養(yǎng)基,以接種量10%、含水量70%、發(fā)酵溫度30 ℃、培養(yǎng)時(shí)間72 h作為基本條件,通過改變單一因素來探究其對(duì)SDF得率的影響。分別將接種量8%、10%、12%、14%和16%(v/w)的好食脈孢霉菌懸液接于固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中,并向培養(yǎng)基中添加蒸餾水,使菌懸液與培養(yǎng)基中總含水量分別為50%、60%、70%、80%和90%(v/w),在25、30、35、40和45 ℃下培養(yǎng)24、48、72、96、120和144 h,發(fā)酵結(jié)束后,將其置于105 ℃的烘箱中烘干至恒重。以未接菌的麩皮培養(yǎng)基為對(duì)照。

1.2.5 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì) 應(yīng)用Design-Expert軟件中的Box-Benhnken設(shè)計(jì)構(gòu)建模型,利用響應(yīng)曲面法尋找最優(yōu)發(fā)酵條件。以接種量(A)、含水量(B)、發(fā)酵溫度(C)、發(fā)酵時(shí)間(D)4個(gè)因素為自變量,SDF得率(%)為響應(yīng)值,運(yùn)用四因素三水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn)。試驗(yàn)因素水平見表1。

表1 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表Table 1 Factors and levelsTable of Box-Behnken experimental design

1.2.6 SDF的提取及得率的計(jì)算 準(zhǔn)確稱取2.00 g發(fā)酵后并干燥的樣品,研磨過60目篩,以1∶25 (w/v)料液比加入蒸餾水,在85 ℃水浴鍋中浸提2 h,期間加以攪拌,冷卻后離心(4000 r/min 20 min)得濾液,加入4倍體積的無水乙醇(v/v),于4 ℃靜置過夜后,50 ℃,130 r/min旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至無醇味,冷凍干燥24 h得SDF粉末。

式中:M0為冷凍干燥后麥麩SDF的質(zhì)量,g;M為小麥麩皮樣品的干質(zhì)量,g。

1.2.7 發(fā)酵過程中酶活力的測(cè)定

1.2.7.1 粗酶液的制備 將20 mL檸檬酸鈉緩沖溶液(0.05 mol/L pH4.8)加入發(fā)酵好的2 g固態(tài)培養(yǎng)基中。置于30 ℃ 180 r/min恒溫?fù)u床浸提1 h。取出抽濾后的浸提液,并在4 ℃ 8000 r/min離心15 min,獲得的上清液為粗酶液。

1.2.7.2 纖維素酶活性測(cè)定 參考趙玉萍等[16]方法相應(yīng)改進(jìn)后進(jìn)行測(cè)定。取1 mL,1%羧甲基纖維素鈉溶液(用0.2 mol/L pH4.8磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液配制),加入0.5 mL適當(dāng)稀釋的酶溶液,在50 ℃的恒溫下酶解30 min。取出立即加入2 mL,3,5-二硝基水楊酸(DNS)試劑以終止反應(yīng)。然后在100 ℃水浴中煮沸5 min,冷卻至室溫后定容至25 mL并充分搖勻,并在540 nm下測(cè)量吸光度OD值。

纖維素酶活力定義為pH=4.8,50 ℃,每分鐘產(chǎn)生1 μg木糖所需要的酶量為一個(gè)纖維素酶活力單位,用U/mL表示。

對(duì)照組:加入用沸水將粗酶溶液滅活5 min的粗酶液0.5 mL,并按照上述步驟進(jìn)行。

1.2.7.3 木聚糖酶活性的測(cè)定 參考李彩霞等[17]方法相應(yīng)改進(jìn)后進(jìn)行測(cè)定。取0.1 mL適當(dāng)稀釋的酶溶液(在50 ℃水浴中預(yù)熱5 min)并加入0.9 mL預(yù)熱過的1%的木聚糖(用0.2 mol/L pH4.8醋酸-醋酸鈉緩沖液配置)混合后50 ℃酶解30 min?？焖偌尤?.0 mL緩沖液和1.5 mL 3,5-二硝基水楊酸(DNS)試劑以停止反應(yīng),然后在沸水中煮沸5 min,冷卻至室溫后定容至25 mL并充分搖勻,并在540 nm下測(cè)量吸光度OD值。

木聚糖酶活力定義為pH=4.8,50 ℃,每分鐘產(chǎn)生1 μg木糖所需要的酶量為一個(gè)木聚糖酶活力單位,單位為U/mL。

對(duì)照組:加入用沸水將粗酶溶液滅活5 min的粗酶液0.1 mL,并按照上述步驟進(jìn)行。

1.2.8 SDF理化性質(zhì)測(cè)定 SDF溶解度的測(cè)定,參考徐廣超[18]報(bào)道的方法進(jìn)行測(cè)定;膽固醇吸附作用的測(cè)定,參考?xì)W仕益等[19]報(bào)道的方法進(jìn)行測(cè)定;葡萄糖吸附作用的測(cè)定,參考Peerajit等[20]報(bào)道的方法進(jìn)行測(cè)定;DPPH清除能力的測(cè)定,參考薛山等[21]報(bào)道的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,利用Excel 2019、SPSS 23.0軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),采用Design-Expert 8.0.6軟件中Box-Benhnken設(shè)計(jì)響應(yīng)面數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 接種量對(duì)發(fā)酵小麥麩皮SDF得率的影響 如圖1所示,隨著接種量的增加SDF得率呈先上升后下降趨勢(shì)。接種量為10%(v/w)時(shí),SDF得率最高為13.35%,當(dāng)接種量低于10%(v/w)時(shí),菌體分泌水解酶的量過少,不能將植物細(xì)胞壁的致密結(jié)構(gòu)完全破壞,致使SDF得率低。當(dāng)接種量高于10%(v/w)時(shí),培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能滿足微生物的正常代謝,SDF將被消耗。因此,接種量選擇8%～12%(v/w)進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面分析。

圖1 接種量對(duì)SDF得率的影響Fig.1 Effect of inoculum volume on the yield of wheat bran SDF注:不同字母間表示具有顯著性差異(P<0.05);圖2～圖4，圖6、圖7同。

2.1.2 含水量對(duì)發(fā)酵小麥麩皮SDF得率的影響 如圖2所示,隨著含水量的增加,SDF得率呈先上升后下降趨勢(shì)。含水量為70%(v/w)時(shí),SDF得率最高為13.23%,當(dāng)含水量低于70%(v/w)時(shí),培養(yǎng)基中的水分不能夠維持好食脈孢霉的正常生長(zhǎng),同時(shí)影響著菌體的產(chǎn)酶速度[22]。當(dāng)含水量高于70%(v/w)時(shí)培養(yǎng)基出現(xiàn)了結(jié)塊現(xiàn)象,對(duì)菌體的透氣性和溶解性[23]產(chǎn)生影響。因此,含水量選擇60%～80%(v/w)進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面分析。

圖2 含水量對(duì)SDF得率的影響Fig.2 Effect of initial water content on the yield of wheat bran SDF

2.1.3 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵小麥麩皮SDF得率的影響 如圖3所示,隨著發(fā)酵溫度的增加，SDF得率呈先上升后下降趨勢(shì)。發(fā)酵溫度為30 ℃時(shí),SDF得率達(dá)最高為11.87%,當(dāng)發(fā)酵溫度低于30 ℃時(shí),微生物的代謝速度減慢,產(chǎn)酶速度受到抑制。當(dāng)發(fā)酵溫度高于30 ℃時(shí),菌種過早老化[24],發(fā)酵周期縮短,使產(chǎn)量降低。因此,發(fā)酵溫度選擇25～35 ℃進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面分析。

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)SDF得率的影響Fig.3 Effect of temperature of fermentation on the yield of wheat bran SDF

2.1.4 培養(yǎng)時(shí)間對(duì)發(fā)酵小麥麩皮SDF得率的影響 如圖4所示,隨著發(fā)酵時(shí)間的增加SDF得率呈先上升后下降趨勢(shì)。發(fā)酵時(shí)間為72 h時(shí)SDF得率最高,為12.21%。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間低于72 h時(shí),發(fā)酵時(shí)間過短不利用酶的合成。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間高于72 h時(shí),可能是因?yàn)榕囵B(yǎng)基中有害代謝產(chǎn)物的不斷累積,發(fā)生菌體自溶現(xiàn)象,使酶活性降低,也可能是因?yàn)榕囵B(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足,大分子SDF被分解成小分子糖類。因此,發(fā)酵時(shí)間選擇48～96 h進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面分析。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)SDF得率的影響Fig.4 Effect of time course of fermentation on the yield of wheat bran SDF

2.2 響應(yīng)面模型的建立與顯著性分析

為最大限度地提高麥麩SDF的得率,綜合上述單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選取了接種量(A)、含水量(B)、發(fā)酵溫度(C)、發(fā)酵時(shí)間(D)4個(gè)因素進(jìn)行優(yōu)化,以麥麩SDF得率(Y)為指標(biāo),進(jìn)行四因素三水平Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)。結(jié)果如表2所示。通過Design-Expert 8.06對(duì)表2結(jié)果進(jìn)行分析,得到的3因素與麥麩SDF得率之間的回歸模型可以表述為:13.18+0.2942A+0.7408B+0.0508C+0.5058D+0.2275AB-0.2250AC-0.2850AD+0.0575BC+0.4725BD-0.3000CD-0.2955A2-1.37B2-0.7230C2-0.6055D2

表2 Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Box-Behnken experimental design arrangement and experimental results

表3 回歸統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Table 3 Analysis of variances for SDF yield various extraction conditions

圖5 因素相互作用對(duì)麥麩SDF得率影響的響應(yīng)面Fig.5 Response surface plots for the effect of SDF of wheat bran yield

從圖5可知A(接種量)與B(含水量)、B(含水量)與D(發(fā)酵時(shí)間)因素見等高線形狀為明顯的橢圓形,說明交互作用較顯著,且麥麩SDF得率隨A、B、C、D的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì),通過響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)優(yōu)化得到最佳工藝條件:接種量11.11%(v/w)、含水量74.21%(v/w)、發(fā)酵溫度29.33 ℃、發(fā)酵時(shí)間83.63 h。根據(jù)實(shí)際操作方便性,選取接種量11%(v/w)、含水量74%(v/w)、發(fā)酵溫度29 ℃、發(fā)酵時(shí)間為83.5 h為最佳發(fā)酵條件,在此條件下進(jìn)行3次重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),發(fā)酵后的麥麩SDF的實(shí)際得率的平均值為13.41%與預(yù)測(cè)值13.53%偏差較小,無顯著性差異(P>0.05),說明該模型科學(xué)可行。

2.3 小麥麩皮發(fā)酵過程中酶活力的變化及麥麩SDF得率與酶活力變化的相關(guān)性分析

2.3.1 纖維素酶和木聚糖酶活性變化 為了說明好食脈孢霉固態(tài)發(fā)酵小麥麩發(fā)皮過程中木聚糖酶和纖維素酶活性與SDF得率的相關(guān)性,對(duì)這2種酶活性進(jìn)行了測(cè)定。由圖6、圖7可知,這2種酶活力均呈先上升后下降的趨勢(shì),木聚糖酶活力在發(fā)酵96 h時(shí)達(dá)最高,為404.2 U/mL,纖維素酶活力在發(fā)酵72 h達(dá)最高,為121.09 U/mL,發(fā)酵96 h后,這2種酶活力均開始明顯下降。對(duì)比圖4可知這2種酶活力與麥麩SDF得率趨勢(shì)大致相同,說明了麥麩SDF得率與發(fā)酵過程中產(chǎn)生的木聚糖酶活力與纖維素酶活力具有密不可分的關(guān)系。

圖6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)木聚糖酶活力的影響Fig.6 Effect of time course of fermentation on the activity of the xylanse

圖7 發(fā)酵時(shí)間對(duì)纖維素酶活力的影響Fig.7 Effect of time course of fermentation on the activity of the cellulose

2.3.2 麥麩SDF得率與酶活力變化的相關(guān)性分析 現(xiàn)分別以木聚糖酶活力、纖維素酶活力為橫坐標(biāo),麥麩SDF得率為縱坐標(biāo),繪制回歸曲線。探究這2種酶活力與麥麩SDF得率相關(guān)性。

由圖9、圖10可知,SDF得率與木聚糖酶活性和纖維素酶活性呈正相關(guān),決定系數(shù)R2分別為0.7752和0.8641,總體來看這2種酶活力越強(qiáng)越有利于麥麩SDF的獲得,這是因?yàn)檫@2種酶能將以β-1,4糖苷鍵連接在小麥麩皮細(xì)胞壁上的纖維素與半纖維素?cái)嗔裑25-26],使IDF向SDF轉(zhuǎn)化,進(jìn)而SDF得率增加。但通過把圖4、圖6結(jié)合分析發(fā)現(xiàn),隨著木聚糖酶活力的增加,SDF得率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì),這可能是因?yàn)殡S著木聚糖酶活力的逐漸增加,木聚糖酶對(duì)麥麩SDF釋放起到先促進(jìn)后抑制的作用,麥麩SDF主要是由葡聚糖、戊聚糖、低聚木糖[27]等糖類物質(zhì)組成,當(dāng)木聚糖酶活力過高時(shí)會(huì)將提取得到的大分子糖類進(jìn)一步水解為小分子糖類,難以醇沉,則導(dǎo)致麥麩SDF得率降低。因此控制好發(fā)酵條件是獲得更多SDF的重要前提。

圖8 麥麩SDF得率與木聚糖酶活力的相關(guān)性Fig.8 Correlation between SDF of wheat bran yield and xylanase activity

圖9 麥麩SDF得率與纖維素酶活力的相關(guān)性Fig.9 Correlation between SDF of wheat bran yield and cellulase activity

2.4 發(fā)酵前后麥麩SDF理化性質(zhì)的測(cè)定

由表4可知,好食脈孢霉固態(tài)發(fā)酵后的麥麩SDF的溶解性為88.50%,比發(fā)酵前提高了1.14倍,高于張榮[28]、李艷[29]等,同等條件下(25 ℃、pH=7)測(cè)得的小米、馬鈴薯SDF溶解度。優(yōu)良的溶解性可以使麥麩SDF作為飲料、乳制品等的功能性添加劑。發(fā)酵后麩皮SDF的葡萄糖吸附力為14.4 mmol/g,比發(fā)酵前提高了1.76倍。因此,發(fā)酵后的麩皮SDF具有一定的降低餐后血糖濃度的功效,且在一定程度上可以緩解糖尿病患者對(duì)葡萄糖的吸收速率[30]。發(fā)酵后SDF對(duì)膽固醇的吸附力在pH=2和pH=7時(shí)分別為1.59和1.85 mg/g,顯著(P<0.05)高于未發(fā)酵的麩皮SDF的膽固醇吸附力,分別提高了5.36和4.61倍，將其作為食品添加劑使用時(shí)可以延緩對(duì)體內(nèi)多余膽固醇的吸收[31],起到一定的預(yù)防腸道疾病的作用。另外,環(huán)境的酸堿度對(duì)麥麩SDF膽固醇吸附力也有較大的影響,在pH=7時(shí)(模擬小腸的中性環(huán)境)小麥麩皮SDF的膽固醇吸附力高于pH=2時(shí)(模擬胃的酸性環(huán)境)的膽固醇吸附力,這也與人體的實(shí)際消化環(huán)境相符,人體小腸(pH=7)是膽固醇主要的消化吸收?qǐng)鏊鵞32]。同時(shí)發(fā)酵后的麩皮SDF的DPPH清除率高達(dá)77.52%,比發(fā)酵前提高了1.62倍，具有良好的抗氧化活性。因此,好食脈孢霉固態(tài)發(fā)酵小麥麩皮可有效地提高麩皮SDF的理化性質(zhì),進(jìn)而得到較高品質(zhì)的麥麩SDF,為其作為食品添加劑提供了一定的理論依據(jù)。

表4 發(fā)酵前后麥麩SDF功能特性的變化Table 4 Changes in functional characteristics of SDF before and after

3 結(jié)論

通過響應(yīng)曲面法對(duì)固態(tài)發(fā)酵小麥麩皮釋放SDF發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,得到最佳工藝參數(shù):含水量為74%(v/w)、接種量為11%(v/w)、發(fā)酵溫度為29 ℃、發(fā)酵時(shí)間為83.5 h時(shí)麥麩SDF得率最高為13.41%。測(cè)定了好食脈孢霉發(fā)酵小麥麩皮過程中主要產(chǎn)生的纖維素酶活力和木聚糖酶活力。發(fā)現(xiàn)這2種酶活力與麥麩SDF得率呈顯著正相關(guān)(P<0.05),但微生物發(fā)酵過程中分泌的水解酶活力不是越高越好。因此,控制發(fā)酵過程中酶的分泌量也是至關(guān)重要的。測(cè)得在最優(yōu)工藝參數(shù)下得到的麥麩SDF溶解性、膽固醇吸附能力、葡萄糖吸附能力、DPPH清除能力均有顯著提高,為麥麩SDF作為食品添加劑領(lǐng)域奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。