雪蓮菌發(fā)酵對(duì)蘋果渣膳食纖維結(jié)構(gòu)和功能特性的影響

荊淳，岳田利，2*，袁亞宏，2，劉敏

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 咸陽 712000；2.西北大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710000）

膳食纖維（dietary fiber，DF）是一類在胃和小腸中不能消化但在大腸中可以部分或完全消化的物質(zhì)總稱，DF 根據(jù)溶解度可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）[1]。研究表明IDF 可以促進(jìn)腸道蠕動(dòng)增加糞便量，SDF 可以通過腸道菌群進(jìn)行發(fā)酵，調(diào)節(jié)腸道內(nèi)pH 值，促進(jìn)有益菌的生長和繁殖，使腸道菌群保持平衡[2]。因此DF 對(duì)維持機(jī)體健康起到重要作用。

蘋果是薔薇科屬植物，含有豐富的粗纖維、果糖、膠質(zhì)和微量元素等物質(zhì)。蘋果渣是蘋果制造加工過程中的副產(chǎn)品，含有大量的DF。但是由于傳統(tǒng)方法制備的蘋果渣DF 主要成分是IDF，通常被當(dāng)做食品加工廢棄物，從而造成資源浪費(fèi)和環(huán)境破壞[3]。微生物發(fā)酵能降解果蔬的IDF，使大分子IDF 部分轉(zhuǎn)化為小分子SDF，提高SDF 的含量，改善DF 的結(jié)構(gòu)特征和生物活性[4]。雪蓮菌是天然混菌發(fā)酵體系，含有乳酸菌、酵母菌和少量的醋酸菌，發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生纖維素酶，分解IDF[5]。利用雪蓮菌發(fā)酵豆渣DF，顯著地提高SDF 的含量，提高SDF 的抗氧化能力[6]，因此探究雪蓮菌發(fā)酵對(duì)蘋果渣DF 的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和功能特性的影響具有研究意義。

本研究以雪蓮菌發(fā)酵最佳條件下制備的蘋果渣DF 為研究對(duì)象，對(duì)比發(fā)酵前后的IDF 和SDF 基本結(jié)構(gòu)特征、物理化學(xué)性質(zhì)和體外功能活性的差異，進(jìn)而探討雪蓮菌發(fā)酵對(duì)蘋果渣DF 的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

“洛川”蘋果、大豆油、雞蛋：市售；耐高溫α-淀粉酶（食品級(jí)，酶活力≥4 000 U/g）、淀粉糖化酶（食品級(jí)，酶活力≥100 U/mg）、中性蛋白酶（食品級(jí)，酶活力≥800 U/mg）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；雪蓮菌（天然混菌發(fā)酵）：保藏于西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院健康食品制造與安全控制實(shí)驗(yàn)室。

1.2 儀器與設(shè)備

激光粒度分析儀（LS13320）：美國貝克曼庫爾特公司；傅里葉變換紅外光譜儀（vertex70）：德國布魯克公司；掃描電子顯微鏡（Nano SEM-450）：美國FEI 公司；恒溫水浴鍋（DK-98-II）：天津市泰斯特儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱（WGL-230B）：中儀國科（北京）科技有限公司；紫外分光光度計(jì)（UV-2600）：日本島津公司；立式壓力蒸汽滅菌器（YXQ-LS-70A）：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；旋轉(zhuǎn)蒸餾儀（RE-52AA）：上海亞榮生化儀器廠；高速冷凍離心機(jī)（HC-3018R）：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 發(fā)酵前后蘋果渣膳食纖維的制備

蘋果切塊后與適量的蒸餾水混合放進(jìn)攪拌機(jī)中打碎制作成蘋果泥，121 ℃滅菌30 min，取出后過濾得到未發(fā)酵蘋果渣。

雪蓮菌菌粒培養(yǎng)于滅菌乳中，置于25 ℃條件下恒溫培養(yǎng)，每48 h 更換一次滅菌乳，連續(xù)培養(yǎng)3 d，備用。將雪蓮菌接種至滅菌蘋果泥中，28 ℃搖床培養(yǎng)2 d。取出后121 ℃滅菌30 min，取出后過濾得到發(fā)酵蘋果渣。將未發(fā)酵蘋果渣和發(fā)酵蘋果渣置于50 ℃下干燥48 h，粉碎過100 目標(biāo)準(zhǔn)篩。

DF 的制備參考Xia 等[7]的方法，稍作修改。取50 g蘋果渣于燒杯中，按照1∶5（g/mL）的料液比加入250 mL蒸餾水，混勻，用磷酸鹽緩沖液調(diào)pH 值至6.0，加入0.5 g 耐高溫α-淀粉酶，80 ℃水浴40 min。每隔5 min 搖動(dòng)燒杯，混合物冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH 值至7.5，并加入0.25 g 中性蛋白酶，40 ℃水浴60 min?；旌衔锢鋮s至室溫，調(diào)節(jié)pH 值至4.5，并加入0.25 g 淀粉糖化酶，60 ℃水浴30 min，水浴期間連續(xù)攪拌?；旌衔锓兴? min 滅酶活，4 800 r/min 離心10 min，70 ℃熱水洗滌沉淀2 次，丙酮沖洗沉淀2 次，95%乙醇沖洗2次，蒸餾水沖洗2 次，沉淀經(jīng)過冷凍干燥后為蘋果渣不溶性膳食纖維（A-IDF）和發(fā)酵蘋果渣不溶性膳食纖維（F-IDF）。合并上清液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/4，再用4 倍體積95%乙醇進(jìn)行醇沉過夜，離心10 min，醇沉物經(jīng)過冷凍干燥后為蘋果渣可溶性膳食纖維（A-SDF）和發(fā)酵蘋果渣可溶性膳食纖維（F-SDF），樣品置于-20 ℃的冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 單因素試驗(yàn)

F-SDF 得率為F-SDF 質(zhì)量占總膳食纖維的質(zhì)量的百分比。以F-SDF 得率為指標(biāo)，在發(fā)酵時(shí)間48 h、接種量5%時(shí)、控制發(fā)酵溫度分別為26、28、30、32、34 ℃，進(jìn)行發(fā)酵溫度單因素試驗(yàn)。在發(fā)酵時(shí)間48 h、發(fā)酵溫度30 ℃時(shí)，控制接種量分別為1%、3%、5%、7%和9%，進(jìn)行接種量單因素試驗(yàn)。在接種量5%、發(fā)酵溫度30 ℃時(shí)，控制發(fā)酵時(shí)間分別為24、36、48、60、72 h，進(jìn)行發(fā)酵溫度單因素試驗(yàn)。初步確定雪蓮菌發(fā)酵蘋果渣DF 的工藝條件。

1.3.3 正交試驗(yàn)優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇發(fā)酵溫度、接種量和發(fā)酵時(shí)間的適宜范圍，采用L9（34）方案進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化，因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test

1.3.4 粒徑測(cè)定

采用激光粒度分析儀測(cè)定2 mg A-IDF、F-IDF、ASDF 和F-SDF 樣品的粒徑分布。

1.3.5 掃描電鏡觀察

將A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 凍干樣品置于導(dǎo)電膠上，噴金，采用掃描電鏡進(jìn)行800 倍觀察。

1.3.6 傅里葉變換紅外光譜測(cè)定

將2 mg A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 樣品與200 mg KBr 混合壓片，于4 000～400 cm-1范圍內(nèi)對(duì)壓片進(jìn)行掃描，獲得紅外光譜圖。

1.3.7 持水力（water holding capacity，WHC）的測(cè)定

分別將A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 樣品置于離心管中，加入去離子水，攪拌均勻，3 500 r/min 離心15 min，除去上清液，并稱重。持水力計(jì)算公式如下。

式中：W 為持水力，g/g；m1為樣品吸附水分后的濕重，g；m0為樣品吸附水分前的干重，g。

1.3.8 持油力（oil holding capacity，OHC）的測(cè)定

將A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 樣品與大豆油混合，靜置12 h，3 500 r/min 離心15 min，除去上層和管壁殘留的油脂，稱量吸油后樣品的質(zhì)量。持油力計(jì)算公式如下。

式中：O 為持油力，g/g；m2為樣品吸附油脂飽和后樣品的質(zhì)量，g；m0為樣品吸附油脂前樣品的質(zhì)量，g。

1.3.9 吸水溶脹力（water swell capacity，WSC）的測(cè)定

將A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 樣品加入到去離子水中，然后靜置12 h，記錄樣品吸附水分前后的體積變化。吸水溶脹力計(jì)算公式如下。

式中：S 為吸水溶脹力，mL/g；v1為吸水后樣品的體積，mL；v0為吸水前樣品的體積，mL；m0為吸水前樣品的質(zhì)量，g。

1.3.10 膽固醇吸附力（cholesterol adsorption capacity CAC）測(cè)定

配制1 mg/mL 膽固醇標(biāo)準(zhǔn)液，分別取0、20、40、60、80、100 μL 膽固醇標(biāo)準(zhǔn)液于試管中，加入500、480、460、440、420、400 μL 冰醋酸，混勻標(biāo)號(hào)，分別取100 μL 膽固醇標(biāo)準(zhǔn)液，加50 μL 鐵礬顯色劑，搖勻后靜置60 min，用酶標(biāo)儀在560 nm 處測(cè)定吸光度，繪制膽固醇標(biāo)準(zhǔn)曲線。

將A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 樣品與2 mL蛋黃乳液混合，以3 000 r/min 離心10 min，取100 μL上清液，加50 μL 鐵礬顯色劑，搖勻后靜置60 min，用酶標(biāo)儀在560 nm 處測(cè)定吸光度，帶入膽固醇標(biāo)準(zhǔn)曲線算出上清液的膽固醇含量。磷酸緩沖液代替樣品與2 mL 蛋黃乳液混合，以3 000 r/min 離心10 min，取

100 μL 上清液，加50 μL 鐵礬顯色劑，搖勻后靜置60 min，用酶標(biāo)儀在560 nm 處測(cè)定吸光度，帶入膽固醇標(biāo)準(zhǔn)曲線算出總膽固醇含量。膽固醇吸附力計(jì)算公式如下。

式中：C 為膽固醇吸附力，mg/g；M1為總膽固醇含量，mg；M0為上清液的膽固醇質(zhì)量，mg；m 為樣品的含量，g。

1.3.11 葡萄糖吸附力（glucose adsorption capacity，GAC）測(cè)定

將2 mL A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 樣品溶液與2 mL 葡萄糖溶液混合均勻，即最終體系中樣品濃度為10 mg/mL，葡萄糖濃度為25 mmol/L。在37 ℃、180 r/min 搖勻6 h 后，3 500 r/min 離心15 min，用二硝基水楊酸法測(cè)定上清液葡萄糖含量。葡萄糖吸附力計(jì)算公式如下。

G=（C1-C0）×V0/m

式中：G 為葡萄糖吸附力，mmol/g；C1為總葡萄糖濃度，mol/L；C0為上清液葡萄糖濃度，mol/L；V0為混合液體積，mL；m 為樣品質(zhì)量，g。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件Minitab 18 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析（ANOVA），運(yùn)用Origin 2022 作圖軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 發(fā)酵溫度對(duì)F-SDF 得率的影響

發(fā)酵溫度對(duì)F-SDF 得率的影響如圖1 所示。

圖1 發(fā)酵溫度對(duì)F-SDF 得率的影響Fig.1 Effect of fermentation temperature on the yield of F-SDF

由圖1 可知，發(fā)酵溫度26～28 ℃時(shí)，隨著發(fā)酵溫度的增加，F(xiàn)-SDF 得率呈上升趨勢(shì)。在28 ℃時(shí)達(dá)到最大值（64.53%）。發(fā)酵溫度超過28 ℃后，F(xiàn)-SDF 得率隨著發(fā)酵溫度的增加呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)檠┥従凶钸m的生長溫度，在過低或過高的溫度環(huán)境下，生長代謝速度會(huì)受到抑制，故選擇26、28、30 ℃進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

2.1.2 接種量對(duì)F-SDF 得率的影響

接種量對(duì)F-SDF 得率的影響如圖2 所示。

圖2 接種量對(duì)F-SDF 得率的影響Fig.2 Effect of inoculum volume on the yield of F-SDF

由圖2 可知，接種量在1%～5%時(shí)，隨著接種量的增加，F(xiàn)-SDF 得率不斷增加。在接種量5%時(shí)達(dá)到最大值（65.39%），但當(dāng)接種量在5%～9%時(shí)，F(xiàn)-SDF 得率隨著接種量的增加而下降，這是因?yàn)榻臃N量過高，底物營養(yǎng)物質(zhì)不足以供給菌體生長，影響雪蓮菌的發(fā)酵能力，導(dǎo)致F-SDF 得率下降。故選擇3%、5%、7%進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)F-SDF 的得率的影響

發(fā)酵時(shí)間對(duì)F-SDF 的得率的影響如圖3 所示。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)F-SDF 的得率的影響Fig.3 Effect of fermentationtime on the yield of F-SDF

由圖3 可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，F(xiàn)-SDF 的得率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，但48 h 后，隨著發(fā)酵時(shí)間繼續(xù)延長，F(xiàn)-SDF 得率的增幅變緩，這是因?yàn)檩^短發(fā)酵時(shí)間的菌種處于生長期，菌種數(shù)量少活性低，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，菌種生長進(jìn)入穩(wěn)定期，持續(xù)發(fā)酵后，發(fā)酵產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物會(huì)利用SDF，同時(shí)底物的不斷消耗和產(chǎn)物的大量生成會(huì)抑制菌種的活性，造成F-SDF 得率增長緩慢，故選擇36、48、60 h 進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

發(fā)酵蘋果渣DF 正交水平試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 發(fā)酵蘋果渣DF 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of orthogonal experiments on the preparation of DF from apple pomace by fermentated

由表2 和表3 可知，3 次正交驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的FSDF 得率平均值為68.28%，高于正交9 組試驗(yàn)中最優(yōu)結(jié)果，證明正交試驗(yàn)具有合理性，所以正交試驗(yàn)最優(yōu)發(fā)酵條件組合為A2B3C3，即發(fā)酵溫度28 ℃、接種量7%、發(fā)酵時(shí)間60 h。

表3 發(fā)酵蘋果渣DF 正交試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果Table 3 Results of orthogonal tests for preparation of DF from apple pomace by fermentated

發(fā)酵蘋果渣DF 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析見表4。

表4 發(fā)酵蘋果渣DF 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 ANOVA for results of orthogonal tests on the preparation of DF from apple pomace by fermentated

由表4 可知，3 個(gè)因素對(duì)F-SDF 得率的影響順序是B＞A＞C，即接種量＞發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時(shí)間。其中接種量對(duì)F-SDF 得率的影響顯著，發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間對(duì)F-SDF 得率的影響不顯著。

2.3 發(fā)酵對(duì)蘋果渣膳食纖維粒徑的影響

A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 的粒徑分布如圖4 所示。

圖4 雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果渣IDF 和SDF 的粒徑分布Fig.4 Particle size distribution of apple pomace IDF and SDF before and after Tibetan kefir grain fermentation

由圖4 可知，A-SDF 的粒徑明顯小于A-IDF，經(jīng)過發(fā)酵處理F-IDF 和F-SDF 的粒徑差距不明顯，AIDF 和A-SDF 由雙峰粒徑分布變成單峰粒徑分布且分布曲線開度明顯收窄，峰值明顯提高，尤其是A-IDF經(jīng)過發(fā)酵后，粒徑的峰值明顯向前移動(dòng)，這說明經(jīng)過發(fā)酵后IDF 和SDF 的粒徑尺寸分布均勻，A-IDF 的粒徑尺寸明顯減小，這與秦續(xù)緣等[8]研究結(jié)果相似，發(fā)酵后的黑果腺肋花楸不溶性膳食纖維粒徑明顯減小。

2.4 掃描電鏡觀察

圖5 為A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 的掃描電鏡圖像（800 倍）。

圖5 雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果渣IDF 和SDF 的掃描電鏡圖Fig.5 SEM images of IDF and SDF of apple pomace before and after Tibetan kefir grain fermentation

由圖5 可知，與A-SDF 和F-SDF 相比，A-IDF 和F-IDF 塊狀物的體積更大，表面更加的粗糙。A-IDF 的顆粒形態(tài)完整，結(jié)構(gòu)清晰呈塊狀。與A-IDF 相比，F(xiàn)-IDF更加疏松，出現(xiàn)許多裂縫，呈現(xiàn)出海綿狀的結(jié)構(gòu)，還有許多的不規(guī)則孔隙，這是由于發(fā)酵過程中IDF 利用發(fā)酵所產(chǎn)生的纖維素酶和代謝產(chǎn)物使其表面的蛋白質(zhì)分子和淀粉被去除，從而導(dǎo)致內(nèi)部開口結(jié)構(gòu)的露出[9]。A-SDF 的塊狀物質(zhì)數(shù)量明顯少于A-IDF，但是A-SDF的顆粒分布不均勻，經(jīng)過發(fā)酵后F-SDF 的塊狀物質(zhì)明顯減少，同時(shí)顆粒分布的更加均勻。Kumari 等[10]研究表明DF 的結(jié)構(gòu)越疏松、孔隙越多和顆粒分布越均勻，其功能特性越強(qiáng)。因此，雪蓮菌發(fā)酵提高DF 的功能特性。

2.5 發(fā)酵對(duì)蘋果渣膳食纖維官能團(tuán)的影響

雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果渣IDF 和SDF 的紅外光譜圖見圖6。

圖6 雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果渣IDF 和SDF 的紅外光譜圖Fig.6 FT-IR spectra of apple pomace IDF and SDF before and after Tibetan kefir grain fermentation

由圖6 可知，A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 的總體光譜特征相似，但是在波數(shù)上某些特征譜帶發(fā)生微弱偏移。3 400 cm-1附近出現(xiàn)O—H 伸縮振動(dòng)帶，這是典型的半纖維中糖醛酸O—H 的伸縮振動(dòng)峰；2 930～2 920 cm-1處是典型的纖維素結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生振動(dòng)的原因與亞甲基上和甲基C—H 的伸展有關(guān)；1 750～1 740 cm-1與1 635～1 610 cm-1處是糖醛酸特有的C=O 鍵或乙?；?；1 433 cm-1處是由于木質(zhì)素的存在，芳香族或脂肪族C—H 振動(dòng)的結(jié)果；1 375.6 cm-1和1 323.5 cm-1處是纖維素結(jié)構(gòu)的O—H 基團(tuán)造成的振動(dòng)；1 244.3 cm-1處是半纖維素C—O 基團(tuán)的特征峰；1 150～1 050 cm-1處的吸收峰則由于木質(zhì)素或半纖維素的C—O—O 伸縮振動(dòng)；600～500 cm-1處是β-糖苷鍵的吸收峰[11-13]。結(jié)果表明：A-IDF、F-IDF、A-SDF 和F-SDF 具有典型的DF結(jié)構(gòu)，都含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠，這說明經(jīng)過發(fā)酵處理的F-IDF 和F-SDF 重要官能團(tuán)沒有被破壞，重要親水基團(tuán)和活性基團(tuán)與發(fā)酵前類似，Ma 等[14]研究表明復(fù)合酶發(fā)酵土豆渣DF 未改變其基本結(jié)構(gòu)，重要官能團(tuán)在DF 發(fā)揮功能活性上起著重要作用。

2.6 持水力、持油力和吸水溶脹力的結(jié)果分析

雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果渣膳食纖維的持水力、持油力和吸水膨脹力見表5。

表5 雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果渣膳食纖維的持水力、持油力和吸水膨脹力Table 5 WHC，OHC and WSC of dietary fiber from apple pomace before and after Tibetan kefir grain fermentation

持水力是DF 水合能力的一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，因?yàn)檩^高的持水力可以增加糞便的體積，加快腸道蠕動(dòng)的速度，同時(shí)提高DF 感官評(píng)分[15]。由表5 可知，IDF持水力顯著高于SDF（p＜0.05），F(xiàn)-IDF 的持水力顯著高于A-IDF（p＜0.05），F(xiàn)-SDF 的持水力顯著高于A-SDF（p＜0.05）。這是因?yàn)榘l(fā)酵產(chǎn)生的酶作用于DF，使DF 的結(jié)構(gòu)變得更加疏松，粒徑變小，而粒徑越小，結(jié)構(gòu)越疏松，DF 與水接觸機(jī)率就越高[16]，因此雪蓮菌發(fā)酵可以增加DF 與水分接觸的面積從而顯著增加持水力。

持油力反映DF 能夠吸附油脂的多少，DF 的持油力越高，吸附膽酸鹽的能力就越強(qiáng)，持油力與DF 的結(jié)構(gòu)和粒徑大小有關(guān)[17]。由表5 可知，SDF 持油力顯著高于IDF（p＜0.05），這是由于SDF 和IDF 的結(jié)構(gòu)存在明顯的差異，與IDF 相比，SDF 更加疏松多孔、粉質(zhì)細(xì)膩、比表面積大，與油脂的接觸面積就更大[18]，因此SDF 持油力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于IDF。F-IDF 的持油力顯著高于A-IDF（p＜0.05），F(xiàn)-SDF 的持油力顯著高于A-SDF（p＜0.05），這與Sun 等[19]研究結(jié)果相似，IDF 的粒徑越小，持油力越高。

吸水溶脹力是衡量DF 功能特性的重要指標(biāo)，與DF 的無定型結(jié)構(gòu)和表面親水基團(tuán)有關(guān)[20]。由表5 可知，IDF 溶脹力顯著高于SDF（p＜0.05），F(xiàn)-IDF 的吸水溶脹力顯著高于A-IDF（p＜0.05），F(xiàn)-SDF 的吸水溶脹力顯著高于A-SDF（p＜0.05）。研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵DF 更加疏松多孔，無定型結(jié)構(gòu)和親水基團(tuán)暴露出來[21]，這說明雪蓮菌發(fā)酵改變IDF 和SDF 的結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)部基團(tuán)暴露，提高蘋果渣DF 的功能特性。

2.7 膽固醇吸附力結(jié)果分析

雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果IDF 和SDF 的膽固醇吸附力見圖7。

圖7 雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果渣IDF 和SDF 的膽固醇吸附力Fig.7 Cholesterol adsorption of IDF and SDF of apple pomace before and after Tibetan kefir grain fermentation

由圖7 可知，在pH 值相同的條件下，SDF 的膽固醇吸附力顯著高于IDF（p＜0.05），F(xiàn)-IDF 的膽固醇吸附力顯著高于A-IDF（p＜0.05），F(xiàn)-SDF 的膽固醇吸附力顯著高于A-SDF（p＜0.05），A-IDF 發(fā)酵后膽固醇吸附力顯著提高21.94%（p＜0.05），A-SDF 發(fā)酵后膽固醇吸附力顯著提高15.46%（p＜0.05）。這是由于發(fā)酵改變IDF 和SDF 的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，與A-IDF 和A-SDF 相比，F(xiàn)IDF 和F-SDF 的平均粒徑減小，粒徑分布更加均勻，這會(huì)增加DF 吸附膽固醇的面積[22]，此外，不同pH 值會(huì)影響IDF 和SDF 膽固醇吸附力，pH7.0 條件下IDF 和SDF 膽固醇吸附力顯著高于pH2.0 條件下的相應(yīng)指標(biāo)（p＜0.05）。這一結(jié)果與朱妞[23]綠色發(fā)酵制備蘋果渣DF 發(fā)現(xiàn)類似，DF 在模擬腸道環(huán)境（pH7.0）下的膽固醇吸附力顯著高于在模擬胃環(huán)境（pH2.0）下的膽固醇吸附力。

2.8 葡萄糖吸附力

雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果渣IDF 和SDF 的葡萄糖吸附力見圖8。

圖8 雪蓮菌發(fā)酵前后蘋果渣IDF 和SDF 的葡萄糖吸附力Fig.8 The glucose adsorption of IDF and SDF of apple pomace before and after Tibetan kefir grain fermentation

由圖8 可知，SDF 的葡萄糖吸附力顯著高于IDF（p＜0.05），F(xiàn)-IDF 的葡萄糖吸附力顯著高于A-IDF（p＜0.05），F(xiàn)-SDF 的葡萄糖吸附力顯著高于A-SDF（p＜0.05），A-IDF 發(fā)酵后葡萄糖吸附力顯著提高34.50%（p＜0.05），A-SDF 發(fā)酵后葡萄糖吸附力顯著提高23.27%（p＜0.05）。與F-SDF 相比，F(xiàn)-IDF 的葡萄糖吸附力提高效果更顯著，但F-SDF 的葡萄糖吸附能力更強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)DF 葡萄糖吸附能力與SDF 含量和DF 結(jié)構(gòu)有關(guān)，DF 中SDF 的含量越高，DF 的結(jié)構(gòu)越疏松，吸附葡萄糖的能力越強(qiáng)[24]。因此雪蓮菌發(fā)酵提高DF 的葡萄糖吸附力與SDF 的提取率增加和DF 的粒徑尺寸減少有較大關(guān)系。

3 結(jié)論

雪蓮菌發(fā)酵制備蘋果渣DF 最佳工藝參數(shù)為發(fā)酵溫度28 ℃、接種量7%、發(fā)酵時(shí)間60 h，該條件下蘋果渣SDF 得率為68.28%。發(fā)酵后蘋果渣SDF 含量顯著提高，發(fā)酵不僅影響蘋果渣DF 的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，還影響功能特性。發(fā)酵后的DF 結(jié)構(gòu)特征更加膨松多孔，持水力、持油力、溶脹力、膽固醇吸附力和葡萄糖吸附力均顯著提高。雪蓮菌發(fā)酵可以改善DF 的結(jié)構(gòu)，提高DF 的功能特性，是一種具有潛力的微生物改性方法，但對(duì)于雪蓮菌發(fā)酵后蘋果渣DF 的物質(zhì)組成有待進(jìn)一步研究。