毛竹筍粉及其膳食纖維的功能性質(zhì)比較

張萬佳 王素雅 蘭蔓

摘要：研究了毛竹筍粉及其通過酶解法制備的膳食纖維粉的理化性質(zhì)（水合性質(zhì)、持油力、吸附性）和粉體特性（流動性、填充性）。結(jié)果表明：毛竹筍粉的？E（89.32±0.09）最大，色澤最佳，且流動性和填充性優(yōu)于總膳食纖維（TDF）。毛竹筍粉含總膳食纖維（50.34±0.65） g/100 g，平均粒徑為272.8 μm且小顆粒比例高，顆粒表面有裂縫與孔洞。故毛竹筍粉的水合性質(zhì)和吸油性，以及對葡萄糖、膽固醇與亞硝酸鹽的吸附能力均低于可溶性膳食纖維（SDF），但與TDF較為接近。其中，竹筍粉在葡萄糖濃度為50、200 mmol/L時對葡萄糖吸附能力（1.40、13.33 mmol/g）以及在胃環(huán)境中對NO-2的吸附能力（（413.49±0.09）μg/g）與TDF無顯著性差異（P<0.05），SDF雖然粒徑最小，理化性質(zhì)最佳，但其含量少且得率低。而竹筍粉與TDF的理化性質(zhì)相似，且經(jīng)簡單干燥粉碎即可制得，因此用竹筍粉代替膳食纖維添加到功能性產(chǎn)品當(dāng)中具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：竹筍粉；膳食纖維；功能性質(zhì)；粉體綜合特性

中圖分類號：TS255.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20230424

基金項目：“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃重點(diǎn)專項（WSYZW16001）。

Comparison of the functional properties of bamboo shoot powder and its dietary fiber

Zhang Wanjia， Wang Suya， Lan Man

（ School of Food Science and Engineering， Nanjing University of Finance and Economics/ Jiangsu Modern Grain Circulation and Safety Collaborative Innovation Center/ Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing， Nanjing， Jiangsu 210023 ）

Abstract： In this paper， the physicochemical properties （hydration properties， oil force， adsorption capacity） and powder characteristics （liquidity， filling） of bamboo shoot （Phyllostachys pubescens） powder and its dietary fiber powders prepared by enzymatic hydrolysis method were investigated. The results showed that the ？E（89.32±0.09） of bamboo shoot powder was the largest and the color was the best. It was found that the fluidity and filling ability of bamboo shoot powder was better than that of total dietary fiber（TDF）. The content of TDF in bamboo shoot powder was （50.34±0.65） g/100 g. Its average particle size was 272.8 μm with a higher proportion of small particles. The particles were lamellar with cracks and holes on the surface. The hydration properties， oil absorption capacity， and adsorption capacity for glucose， cholesterol and nitrite of bamboo shoots powder were lower than those of soluble dietary fiber （SDF）， but were closer to those of TDF. The adsorption capacity of bamboo shoots powder for glucose （1.40 mmol/g and 13.33 mmol/g） at glucose concentrations of 50 mmol/L and 200 mmol/L and the adsorption capacity of NO-2 （（413.49±0.09） μg/g） in the gastric environment was not significantly different from TDF （P<0.05）. SDF had the smallest particle size and the best physicochemical properties， but its content and yield were low. bamboo shoot powder was similar to TDF in physicochemical properties， and could be prepared by simple drying and crushing， so bamboo shoot powder instead of dietary fiber added to functional products had higher economic benefits.

Key words： bamboo shoot powder， dietary fiber， functional properties， comprehensive properties of powder

竹筍味甘、微寒，具有化痰、止咳及清肺的作用，被譽(yù)為“寒土山珍”[1]。此外，竹筍富含膳食纖維、氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖、礦物質(zhì)，以及維生素、黃酮、多酚、甾醇等活性物質(zhì)，具有較高的食用和藥用價值[2]。其中，竹筍中富含的膳食纖維可起到強(qiáng)化人體營養(yǎng)和保健的目的[3]。我國竹筍年產(chǎn)量居世界之首，但新鮮竹筍容易老化與腐敗變質(zhì)，并且供應(yīng)受季節(jié)與地域影響大[4]。竹筍干制品具有耐儲藏、易運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，可有效調(diào)節(jié)市場供應(yīng)。竹筍粉較好地保留了鮮竹筍的營養(yǎng)成分與風(fēng)味，是良好的高膳食纖維食料。食用竹筍不僅能幫助消化、促進(jìn)腸道蠕動，還具有預(yù)防癌癥的功效[5]。由竹筍粉制備的竹筍膳食纖維雖然膳食纖維含量更高，但營養(yǎng)成分和活性成分損失較大。

本研究以毛竹筍為研究對象，比較毛竹筍粉及其膳食纖維的理化性質(zhì)及功能特性，為毛竹筍粉及其膳食纖維在食品領(lǐng)域的深加工利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮毛竹筍：浙江省寧波市海曙區(qū)橫街鎮(zhèn)竹筍種植基地；一級大豆油：中糧福臨門食品營銷有限公司。

葡萄糖測定試劑盒：上海榮盛生物藥業(yè)有限公司；食品級纖維素酶：南寧龐博生物工程有限公司；α-淀粉酶、木瓜蛋白酶：阿拉丁試劑有限公司；檸檬酸：上海麥克林生化科技有限公司；NaOH、NaCl、濃HCl、濃H2SO4、無水CuSO4、K2SO4等（均為分析純）：南京化學(xué)試劑股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

雷磁PHS-3E型酸度計：上海精密科學(xué)儀器有限公司；SHA-B型水浴恒溫振蕩器：金壇市榮華儀器制造有限公司；GL-21M型離心機(jī)：上海市耐圣卡蘭實(shí)業(yè)有限公司；CM-5型色差儀：日本KonicaMinolta公司；Microtrac S3500型激光粒度分析儀：美國Microtrac公司；Hitachi Regulus8100型掃描電子顯微鏡：日本Hitachi公司；SpectraMax M2型多功能酶標(biāo)儀：美谷分子儀器（上海）有限公司；FW-100型高速萬能粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；101-3AS型電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海蘇進(jìn)儀器設(shè)備有限公司。

1.3 材料預(yù)處理

將新鮮竹筍清洗去皮、筍根及粗老部分，切成厚3～4 mm的薄片，于95 ℃、0.1%檸檬酸漂燙液中浸泡8 min，撈出后立即冷卻、瀝干，在60 ℃下干燥至水分含量符合要求（水分含量降至6%左右）。將干燥竹筍片粉碎過60目篩，置于干燥器中備用。

1.4 實(shí)驗方法

1.4.1 膳食纖維制備

將1 g毛竹筍粉均勻分散在40 mL去離子水中，添加α-淀粉酶（1 600 U/g底物），木瓜蛋白酶（3 000 U/g底物）與纖維素酶（4 000 U/g底物），于pH 5.0、55 ℃酶解1.5 h。然后95 ℃滅酶20 min，抽濾后用15% H2O2脫色，再經(jīng)水與乙醇漂洗，熱風(fēng)干燥得不溶性膳食纖維（IDF）[6]。濾液用4倍體積95%乙醇沉淀4 h，12 000 r/min離心10 min，取沉淀50 ℃干燥得可溶性膳食纖維（SDF）[7]。SDF和IDF之和為總膳食纖維（TDF），膳食纖維粉均過60目篩，置于干燥器中備用。

1.4.2 粉體中TDF、IDF和SDF的提取率和純度測定

參考李加興等[8]的方法。

1.4.3 粉體色度測定

采用CM-5型色差儀分析樣品。以黑白板作校正測量樣品的反射光[9]，按式（1）計算總色差。

式中：L*為明暗度；a*和b*為色彩和色彩純度；ΔE為總色差。

1.4.4 粉體粒徑測定

采用Microtrac S3500型激光粒度分析儀分析竹筍粉和膳食纖維的粒度。分散介質(zhì)為去離子水。

1.4.5 粉體表觀結(jié)構(gòu)的測定

將待測樣品均勻分散于雙面膠上后固定在銅臺上，噴金后在15 kV加速電壓下用掃描電子顯微鏡觀察。

1.4.6 粉體綜合特性的測定

（1）休止角和粉體滑角：參考王陽等[10]的方法。

（2）堆積密度和振實(shí)密度：參考曹琦琦等[11]的方法。

1.4.7 粉體持水力、溶脹力、結(jié)合水力和持油力測定

（1）持水力和溶脹力：參考Sowbhagya等[12]的方法。

（3）持油力：參考Abdul-Hamid等[14]的方法。

1.4.8 粉體吸附性能的測定

（1）葡萄糖吸附能力：參考Peerajit等[15]的方法。

（2）膽固醇吸附能力：參考楊茉等[16]的方法稍作改動。取新鮮雞蛋蛋黃，每克蛋黃加9 mL蒸餾水稀釋并攪拌成乳化液。將0.5 g樣品與30 mL蛋黃乳化液在離心管中混合均勻，一組調(diào)pH至2.0，模擬人體胃酸環(huán)境；另一組調(diào)pH至7.0，模擬腸道環(huán)境。將混合物于37 ℃下震蕩2 h后冷卻至室溫，5 000 r/min離心15 min。收集上清液，在波長560 nm處測量吸光度。按式（3）計算膽固醇吸附能力。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所有結(jié)果均采用x _ ± s表示；運(yùn)用Origin 2022對數(shù)據(jù)處理繪圖；數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析包括SPSS 21.0版的Duncans檢驗和方差分析，P<0.05為差異顯著；所有實(shí)驗均重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶法制備毛竹筍膳食纖維粉

由表1可知，竹筍膳食纖維的純度均大于80%，其中，IDF純度最高為（88.00±0.01）%。但膳食纖維得率較低，TDF為（39.62±0.51）%，IDF為（36.18±0.36）%，SDF僅為（6.31±0.29）%。毛竹筍粉TDF含量為（50.34±0.65） g/100 g，超過竹筍粉質(zhì)量的50%；SDF含量較低為（7.73±0.16） g/100 g，因此提取竹筍SDF成本高。

2.2 毛竹筍粉及其膳食纖維粉的色澤

由表2可知，4種粉體的亮度L*值和色差值？E差異顯著（P<0.05），其中毛竹筍粉的L*（88.22±0.08）和？E（89.32±0.09）顯著高于3種膳食纖維粉，說明毛竹筍粉光澤度和顏色最佳，也說明膳食纖維在制備過程中發(fā)生了褐變。4種粉體的b*值均顯著大于a*值，說明粉體顏色偏黃，其中毛竹筍粉的a*值（0.52）和b*值（13.94）最小，與其淡黃色相符。SDF粉體色澤最深，其L*（65.16±0.12）和？E（67.61±0.12）均小于IDF和TDF，說明SDF在制備時更容易發(fā)生美拉德反應(yīng)[17]。

2.3 毛竹筍粉及其膳食纖維粉的粒徑

由圖1可知，4種樣品的平均粒徑為：TDF>毛竹筍粉>IDF>SDF，其中TDF、毛竹筍粉的體積平均粒徑分別為278.7、272.8 μm，顯著高于IDF（98.13 μm）和SDF（57.64 μm）（P<0.05）。TDF和竹筍粉粒徑分別為9.25～995.6、6.00～913.0 μm，粒徑分布寬，但竹筍粉中粒徑較小的顆粒較TDF多，且50%顆粒粒徑小于215.5 μm。SDF平均粒徑最小，其中90%的顆粒粒徑小于155.4 μm，因此SDF比表面積大，更容易與其它粉體混合均勻[18]。

2.4 毛竹筍粉及其膳食纖維粉的微觀結(jié)構(gòu)

如圖2所示，竹筍粉顆粒呈規(guī)則片狀，表面粗糙孔隙較多，且附著小顆粒物質(zhì)（如淀粉、蛋白質(zhì)等）；TDF呈疊層狀，表面凹凸不平，裂縫或褶皺較多；IDF呈緊致片層狀，表面則較平整，孔隙率較低；SDF呈不規(guī)則片狀，表面有較多孔隙，內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，說明酶法制備竹筍膳食纖維時對膳食纖維的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定的影響。

2.5 毛竹筍粉及其膳食纖維粉的綜合特性

由表3可知，4種粉體的休止角為TDF<毛竹筍粉

由表3還可知，IDF的堆積密度與振實(shí)密度最高，說明其填充性最好，而毛竹筍粉的堆積密度與IDF相同，雖然其振實(shí)密度略低，但填充性明顯優(yōu)于TDF，因此竹筍粉粉體特性較佳。

2.6 毛竹筍粉及其膳食纖維粉的理化特性

2.6.1 毛竹筍粉及其膳食纖維粉的持水力、溶脹力和結(jié)合水力

由表4可知，4種粉體的持水力、溶脹力和結(jié)合水能力均為SDF>TDF>毛竹筍粉>IDF，SDF表現(xiàn)出良好的水合能力。TDF與毛竹筍粉水合能力相近，它們的持水力和溶脹力均高于滇橄欖果渣堿提TDF（（4.25±0.05），（5.08±0.02） g/g）[19]。分析認(rèn)為SDF粉體平均粒徑小，比表面積大，親水基團(tuán)暴露多，與水分子易形成更多氫鍵[20]，而且可溶性膳食纖維溶解后可形成凝膠，也可防止水分流失[21]，因此粉體中SDF含量越高，持水性越強(qiáng)。IDF則因結(jié)構(gòu)致密，親水基團(tuán)暴露較少，故持水力與結(jié)合水力較差。與IDF相比，竹筍粉和TDF均含SDF，水合性質(zhì)較高；同時含有的IDF可增加腸道內(nèi)容物體積，加速腸道蠕動，起到潤腸通便和增強(qiáng)飽腹感的作用。

2.6.2 毛竹筍粉及其膳食纖維粉的持油力

由表4可知，SDF擁有良好的持油力（（8.03±0.00） g/g），其持油力是竹筍粉的3.48倍，但竹筍粉持油力與TDF接近。膳食纖維的持油力與其多孔性和疏水性密切相關(guān)[22]，SDF平均粒度小，且呈現(xiàn)疏松多孔狀，因而吸油性較強(qiáng)。TDF和毛竹筍粉顆粒表面有孔洞，粒徑相差不大，因此吸附油脂的能力相近。

2.7 毛竹筍粉及其膳食纖維粉的吸附能力

2.7.1 毛竹筍粉及其膳食纖維粉對葡萄糖的吸附能力

由圖3可知，4種粉體對葡萄糖均有明顯的吸附作用，吸附能力排序為：SDF>TDF>毛竹筍粉>IDF，且吸附量與葡萄糖濃度正相關(guān)，該結(jié)果與米糠膳食纖維對葡萄糖的吸收能力有濃度依賴性一致[23]。葡萄糖濃度為100、200 mmol/L時，SDF的葡萄糖吸附能力分別為（4.33±0.07）、（13.91±0.05） mmol/g，僅較竹筍粉高13.86%、4.17%。由圖3還可以發(fā)現(xiàn)，竹筍粉的葡萄糖吸附能力高于IDF，略低于TDF，說明含可溶性膳食纖維[24]且多孔的竹筍粉具有較好的葡萄糖吸附能力。

2.7.2 毛竹筍粉及其膳食纖維粉對膽固醇的吸附能力

由圖4可知，在腸道環(huán)境中（pH 7.0）4種粉體對膽固醇的吸附能力是胃環(huán)境（pH 2.0）吸附能力的4倍左右，說明竹筍源膳食纖維在腸道內(nèi)吸附膽固醇的能力更佳，該結(jié)果與黑小麥麩皮纖維對膽固醇的吸附情況一致[25]。在兩種環(huán)境中，4種粉體對膽固醇吸附能力均表現(xiàn)為：SDF>TDF>毛竹筍粉>IDF，SDF具有最好的膽固醇吸附能力，這可能與SDF粒徑小，疏松多孔及含較多的β-葡聚糖[26]相關(guān)。pH 7.0時，SDF對膽固醇的吸附能力達(dá)（10.50±0.03） mg/g，是毛竹筍粉的2.32倍。竹筍粉對膽固醇吸附能力僅較TDF低13.15%，比IDF高17.42%，且竹筍粉及其TDF的膽固醇吸附能力均強(qiáng)于微波改性蘋果渣膳食纖維（（3.85±0.09） mg/g）[26]，說明毛竹筍粉具有良好的膽固醇吸附能力。

以上研究結(jié)果顯示，毛竹筍粉具有與其TDF相近的葡萄糖、膽固醇和亞硝酸鹽吸附能力，但毛竹筍粉制備簡單，生產(chǎn)成本低，故可作為富含膳食纖維的原料用于食品工業(yè)中。

3 結(jié) 論

本文研究了毛竹筍粉和復(fù)合酶法制備的3種膳食纖維的理化性質(zhì)?？扇苄陨攀忱w維平均粒徑小，顆粒結(jié)構(gòu)疏松多孔，比表面積較大，具有最好的水合性質(zhì)和吸附性能，但其在竹筍中含量低，得率低（6.31%），干燥過程中易發(fā)生褐變且制作成本高。

與竹筍總膳食纖維相比，毛竹筍粉水合性質(zhì)略低，但其顆粒表面孔隙較多，且粒徑小于215.5 μm的顆粒更多，因此其持油力、對葡萄糖和亞硝酸根的吸附能力與總膳食纖維相似。毛竹筍粉吸附膽固醇的能力（（4.52±0.02） mg/g）雖然較總膳食纖維低，但比不溶性膳食纖維高17.42%，表現(xiàn)出良好的膽固醇吸附性。此外，竹筍粉僅需將新鮮竹筍干燥、粉碎即可制得，制備成本低且產(chǎn)品保留了竹筍的營養(yǎng)成分與特有風(fēng)味，有較佳的色澤和填充性，并且具有與膳食纖維相似的吸附性能。因此，竹筍粉作為高膳食纖維原料替代竹筍膳食纖維運(yùn)用到食品深加工領(lǐng)域具有可行性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王瓅，王素雅，周芹芹，等.毛竹水溶性多糖提取工藝的優(yōu)化及結(jié)構(gòu)表征[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2021，46（1）：121-126.

[2]任春春，賈玉龍，婁義龍，等.貴州金佛山方竹筍營養(yǎng)及功能成分剖析[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2021，47（10）：214-221.

[3]呂秉霖，袁爾東.膳食纖維的改性及應(yīng)用[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2019，44（3）：78-81.

[4]董春鳳，趙一鶴.竹筍采后木質(zhì)化研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（13）：16-20.

[5]劉連亮.竹筍降壓降脂有效成分及其活性研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2012.

[6]白瑞華，吳良如，高貴賓，等.酶解法提取竹筍中不溶性膳食纖維研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（1）：350-351.

[7]萬仁口，李功景，賀楊正，等.竹筍膳食纖維的結(jié)構(gòu)特性及其功能性質(zhì)[J].中國食品學(xué)報，2021，21（5）：75-82.

[8]李加興，梁先長，黃誠，等.響應(yīng)面法優(yōu)化火棘水不溶性膳食纖維提取工藝[J].食品科學(xué)，2011，32（14）：118-123.

[9]黃山，汪楠，張月，等.機(jī)械球磨處理對麻竹筍殼膳食纖維理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2020，46（5）：115-120.

[10]王陽，顏才植，葉發(fā)銀，等.膳食纖維粉體流動性與其顆粒結(jié)構(gòu)的關(guān)系[J].食品科學(xué)，2018，39（10）：84-88.

[11]曹琦琦，黃妮子，滕建文，等.微粉碎對百香果皮纖維粉理化性質(zhì)及功能活性的影響[J].食品工業(yè)科技，2021，42（16）：28-36.

[12] SOWBHAGYA H B， SUMA P F， MAHADEVAMMA S， et al. Spent residue from cumin–a potential source of dietary fiber[J]. Food Chemistry， 2007， 104（3）：1220-1225.

[13]王紅，劉婷婷，樊紅秀，等.擠壓改性對金針菇膳食纖維理化性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)的影響[J].中國食品學(xué)報，2021，21（8）：166-174.

[14] ABDUL-HAMID A， LUAN Y S. Functional properties of dietary fibre prepared from defatted rice bran[J]. Food Chemistry， 2000， 68（1）：15-19.

[15] PEERAJIT P， CHIEWCHAN N， DEVAHASTIN S. Effects of pretreatment methods on health-related functional properties of high dietary fibre powder from lime residues[J]. Food Chemistry， 2012， 132（4）：1891-1898.

[16]楊茉，王素雅，曹崇江，等.超微粉碎對竹筍殼粉理化性質(zhì)的影響[J].食品工業(yè)科技，2019，40（1）：34-39.

[17]李秀芬，趙冰，趙一鶴，等.不同處理對版納甜龍竹竹筍膳食纖維結(jié)構(gòu)與功能特性的影響[J].竹子學(xué)報，2021，40（4）：61-68.

[18] RILEY C K， ADEBAYO S A， WHEATLEY A O， et al. Surface properties of yam （Dioscorea sp.） starch powders and potential for use as binders and disintegrants in drug formulations[J]. Powder Technology， 2008， 185（3）：280-285.

[19] 吳婧，劉祚祚，吳杰，等.滇橄欖果渣膳食纖維的提取及其體外吸附性能研究[J].食品工業(yè)科技，2022，43（2）：174-181.

[20] 何雅靜，陳珊珊，孫志高.柑橘皮渣膳食纖維的特性及其在食品中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技，2021，42（19）：436-442.

[21] GóMEZ-ORDó？EZ E， JIMéNEZ-ESCRIG A， RUPéREZ P. Dietary fibre and physicochemical properties of several edible seaweeds from the northwestern Spanish coast[J]. Food Research International， 2010， 43（9）： 2289-2294.

[22] 朱宣宣，李華，郭艷艷，等.酶-化學(xué)法制備麥麩可溶性膳食纖維及其性質(zhì)研究[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2022，43（2）：86-92.

[23] QI J， LI Y， MASAMBA K G， et al. The effect of chemical treatment on the in vitro hypoglycemic properties of rice bran insoluble dietary fiber[J]. Food Hydrocolloids， 2016， 52： 699-706.

[24] 劉學(xué)成，王文亮，弓志青，等.茶樹菇膳食纖維改性及理化性質(zhì)研究[J].食品工業(yè)科技，2021，42（4）：142-148.

[25] 黃才歡，歐仕益，張寧，等.膳食纖維吸附脂肪、膽固醇和膽酸鹽的研究[J].食品科技，2006，31（5）：133-136.

[26] 羅舜菁，謝靚，熊紹百，等.微波對膳食纖維結(jié)構(gòu)和功能特性的影響[J].食品與機(jī)械，2021，37（6）：30-35.

[27] 王金玉，王賽男，盧佳宏，等.鹽酸改性豆渣不溶性膳食纖維對亞硝酸鹽的吸附特性及機(jī)理[J].大豆科學(xué)，2022，41（4）：463-471.

[28] 阮傳英，涂宗財，王輝，等.豆渣膳食纖維的體外吸附性能[J].食品科學(xué)，2014，35（15）：109-112.

[29] 吳麗萍，董康珍，楚文靖，等.微波改性對燕麥麩膳食纖維結(jié)構(gòu)及功能性質(zhì)的影響[J].中國食品學(xué)報，2021，21（9）：30-37.