郭增旺，馬 萍，刁靜靜,2，李朝陽，全志剛，滿永剛，張麗萍,2,*

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 國家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319）

膳食纖維對人體具有重要的生理功能，在飲食中增加膳食纖維的含量可減少冠心病的幾率；減輕長期大量飲酒對胰臟的損傷[1-3]；降低血液中膽固醇的含量；提高腎切除者對氮的排泄功能[4-6]；攝取適當(dāng)比例的水溶性和水不溶性膳食纖維，可以改善腸道的吸收功能、預(yù)防結(jié)腸癌[7-9]。天然的大豆皮膳食纖維具有明顯的生理活性，能夠有效地降血糖、降血脂、抗氧化、吸附重金屬、促進(jìn)腸道蠕動等[10-13]，但是由于大豆皮粗纖維的韌性較強、口感粗糙，生產(chǎn)利用率極低，導(dǎo)致了功能成分和資源的浪費。目前對于大豆皮中膳食纖維的加工利用，國內(nèi)只有少量報道。與國外相比我國對于大豆皮的利用還沒有足夠的重視，對其深度開發(fā)利用的研究還很少，幾乎還都停留在飼料的加工方面。因此，從大豆皮中提取纖維素并對其進(jìn)行加工改性處理，對大豆皮的深加工和經(jīng)濟效益有重要意義。

目前，大豆皮的改性處理方式主要包括酶改性、磷酸鹽處理、細(xì)粉化處理等技術(shù)[14-15]，但因成本高、改性后加工特性不良等缺陷并未形成產(chǎn)業(yè)化。相關(guān)研究表明，超微化可以改善顆粒的潤濕性、粒度、比表面積、孔隙率并促進(jìn)對有效成分的吸收[16]。到目前為止，國內(nèi)外關(guān)于大豆皮膳食纖維粉碎改性處理只做到了細(xì)化，并沒有將粒徑與理化功能特性進(jìn)行量化分析。因此，本研究將采用不同程度的超微粉碎對大豆皮纖維進(jìn)行加工處理，通過研究不同粒度的大豆皮水不溶性膳食纖維理化及吸附功能特性分析，為大豆皮在食品加工領(lǐng)域更好地發(fā)揮膳食纖維作用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆皮水不溶性膳食纖維由國家雜糧技術(shù)研究中心實驗室自制。

氫氧化鉀、乙醇、無水乙醚、硫酸鉀、鹽酸、濃硫酸、膽固醇、膽酸鈉、鄰苯二甲醛、無水乙醇、硝酸銀、冰醋酸、硫酸、糠醛（均為分析純） 天津廣成化學(xué)試劑有限公司；D-無水葡萄糖（純度≥98） 大連美侖生物技術(shù)有限公司；硝酸鉛、硫酸銅、硫酸鎘、硫酸鋅（均為分析純） 天津大茂試劑有限公司；雞蛋、花生油 市售；豬油由國家雜糧技術(shù)研究中心實驗室自制。

1.2 儀器與設(shè)備

QYF-50型氣流粉碎機 昆山市密友集團(tuán)；JW-BK200A多功能雙站全自動比表面及孔徑分析儀北京精微高博有限公司；53WB-紫外分光光度計、WSB-L型白度儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司；NDF-7型旋轉(zhuǎn)黏度計 天津永利達(dá)實驗室設(shè)備有限公司；分析天平、搖床、移液槍、恒溫水浴箱、離心機、攪拌器 上海申生科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的制取

稱取一定量大豆皮，45 ℃溫水浸泡兩次，烘干粉碎，過40 目。按1∶25（m/V）的比例加蒸餾水，攪拌振蕩至樣品完全分散后，加入50 μL/g蛋白酶液混勻，調(diào)節(jié)pH值至7.0，50 ℃水浴恒溫振蕩器中反應(yīng)2.5 h，反應(yīng)完畢后7 000 r/min離心10 min，棄上清液，再采取4 g/100 mL的NaOH溶液進(jìn)行堿解0.5 h后，清水沖洗至中性，沉淀干燥，粉碎過80 目篩，即得到大豆皮水不溶性膳食纖維[17]。將大豆皮水不溶性膳食纖維在頻率100、150、200、250、300 Hz條件下進(jìn)行氣流粉碎，得到超微型大豆皮水不溶性膳食纖維，分別為IDF-a、IDF-b、IDF-c、IDF-d、IDF-e。

1.3.2 理化性質(zhì)測定

1.3.2.1 粒度及比表面積測定

采用激光粒度測定儀和雙通道全自動比表面積分析儀測定粒度和比表面積。

1.3.2.2 持水力測定

取1.0 g超微型大豆皮水不溶性膳食纖維于50 mL離心管內(nèi)，加入40 mL蒸餾水，室溫存放24 h后，4 000 r/min離心30 min，倒掉上清液，記錄濕質(zhì)量（ma），105 ℃干燥箱烘干至恒質(zhì)量，記錄干質(zhì)量（mb）。持水力計算公式如式（1）所示。

式中：ma為沉淀質(zhì)量/g；mb為樣品干質(zhì)量/g。

1.3.2.3 持油力的測定

將150 mm Grade54型號定量濾紙置于花生油中浸泡20 min，取出懸掛30 min至無油滴滴出且質(zhì)量恒定（ma）；取0.2 g超微型大豆皮水不溶性膳食纖維（m），用已吸油至恒質(zhì)量的定量濾紙包裹，于花生油中浸泡20 min，取出懸掛3 h至無油滴滴出且質(zhì)量恒定（mb）。持油力計算公式如式（2）所示。

式中：ma為浸油后濾紙質(zhì)量/g；mb為浸油后濾紙和樣品總質(zhì)量/g；m為樣品質(zhì)量/g。

1.3.2.4 白度的測定

采用白度儀進(jìn)行測定。

1.3.2.5 黏度的測定

配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、5%、10%、15%的超微型大豆皮水不溶性膳食纖維懸濁液，攪拌1 h后，采用NDF-7型旋轉(zhuǎn)黏度計測定黏度。

1.3.2.6 陽離子交換能力的測定

稱取1.0 g的超微型大豆皮水不溶性膳食纖維，加入30 mL的0.1 mol/L的HCl溶液，浸泡24 h后過濾，蒸餾水洗至中性，10%的硝酸銀溶液滴定濾液，直到不含氯離子為止（無白色沉淀產(chǎn)生），取0.25 g處理過的樣品加入到100 mL的15 g/100 mL NaCl溶液中，用磁力攪拌機攪拌均勻后，每次用0.2 mL 的0.1 mol/L NaOH溶液進(jìn)行滴定，記錄對應(yīng)的pH值，直到pH值變化很小為止，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)作V（NaOH）與pH值關(guān)系圖[17]。

1.3.3 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維吸附能力的測定

1.3.3.1 對油脂吸附作用的測定

對不飽和脂肪的吸附作用測定：取3.0 g（m1）超微型大豆皮水不溶性膳食纖維，加食用花生油24 g，37 ℃放置2 h，4 000 r/min離心15 min，棄掉上層油脂，沉淀用濾紙吸去游離的花生油，稱質(zhì)量得到m2。對不飽和脂肪吸附能力計算公式如式（3）所示。

式中：m1為樣品質(zhì)量/g；m2為沉淀質(zhì)量/g。

對飽和脂肪吸附作用的測定：取3.0 g（m1）超微型大豆皮水不溶性膳食纖維，加豬油24 g，37 ℃放置2 h，在4 000 r/min的條件下離心15 min，棄掉上層油脂，沉淀用濾紙吸去游離的花生油，稱質(zhì)量得到m3。對飽和脂肪吸附能力計算公式如式（4）所示。

式中：m1為樣品質(zhì)量/g；m3為沉淀質(zhì)量/g。

1.3.3.2 對膽固醇吸附作用的測定

膽固醇含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線制作：取0、1、2、3、4、5 mL的1 mg/mL膽固醇標(biāo)準(zhǔn)溶液，冰乙酸對應(yīng)補足至5 mL，混勻后加入OPA試劑（10 mg鄰苯二甲醛溶于乙酸，定容至100 mL配制成）15 mL和濃硫酸10 mL，配制時邊加濃硫酸邊振蕩，充分混勻，室溫靜置10 min，測定OD550nm，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

對膽固醇吸附能力的測定：取新鮮雞蛋的蛋黃，加入9 倍體積的蒸餾水充分打制成乳液。取5種2.0 g超微型大豆皮水不溶性膳食纖維，加50 g攪打完成的蛋黃乳液，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH值至2.0和7.0，37 ℃恒溫振蕩2 h，4 000 r/min離心20 min，取上清液，采用鄰苯二甲醛法在550 nm波長處測定光密度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算上清液中的膽固醇質(zhì)量[9]。吸附能力計算公式如式（5）所示。

式中：m1為吸附前蛋黃乳液的膽固醇質(zhì)量/mg；m2為吸附后上清液中膽固醇質(zhì)量/mg；m為超微型大豆皮水不溶性膳食纖維質(zhì)量/g。

1.3.3.3 對膽酸鈉吸附作用的測定

膽酸鈉含量標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作：取不同質(zhì)量濃度的膽酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL于50 mL具塞試管中，加體積分?jǐn)?shù)45%鹽酸溶液6 mL，混合均勻后，加入1 mL體積分?jǐn)?shù)0.3%的糠醛溶液混勻，65 ℃水浴加熱30 min，冷卻至室溫后測定OD620nm，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

對膽酸鈉吸附能力的測定：取0.2、0.3 g膽酸鈉，分別加入15 mmol/L的NaCl溶液100 mL，調(diào)pH值至7.0，加超微型大豆皮水不溶性膳食纖維1.0 g并混合均勻，37 ℃恒溫振蕩2 h，4 000 r/min離心20 min，取上清液測定膽酸鈉質(zhì)量[9]。吸附能力計算公式如式（6）所示。

式中：m1為吸附前溶液的膽酸鈉質(zhì)量/mg；m2為吸附后上清液中膽酸鈉質(zhì)量/mg；m為超微型大豆皮水不溶性膳食纖維質(zhì)量/g。

1.3.3.4 對葡萄糖吸附作用的測定

取1.0 g超微型大豆皮水不溶性膳食纖維（m），加入100 mL濃度c0為5、10、50、100 mmol/L的葡萄糖溶液，37 ℃攪拌6 h，4 000 r/min離心20 min，取上清液測定葡萄糖濃度c1，按照式（7）計算葡萄糖的吸附能力。

式中：c0為吸附前葡萄糖濃度/（mmol/L）；c1為上清液葡萄糖濃度/（mmol/L）；m為超微型水不溶性膳食纖維質(zhì)量/g。

1.3.3.5 對重金屬吸附能力的測定

硝酸鉛、硫酸銅、硫酸鉻和硫酸鋅溶液分別按照參考文獻(xiàn)[18]配制，各重金屬離子質(zhì)量濃度為1 mg/mL。準(zhǔn)確稱取1.0 g超微型大豆皮水不溶性膳食纖維，加入100 mL的1 mg/mL重金屬溶液，分別調(diào)節(jié)pH值至2.0和7.0，37 ℃恒溫振蕩3 h，4 000 r/min離心20 min，采用原子吸收分光光度計測定溶液中的重金屬含量，根據(jù)反應(yīng)前后含量差計算吸附能力。

1.3.4 掃描電子顯微鏡分析

分別對IDF-a、IDF-c、IDF-d進(jìn)行500 倍掃描電子顯微鏡分析，觀察不同粉碎程度的膳食纖維形貌特征。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均為5 次平行實驗測定的平均值，用SPSS 19.0版本統(tǒng)計軟件包進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維理化特性

2.1.1 粒度與比表面積

表1 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的粒度與表面積Table1 Particle sizes and specific surface areas of ultramicro insoluble dietary fiber from soybean hull

由表1可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過超微粉碎處理的大豆皮水不溶性膳食纖維D50、體積平均粒徑、比表面積均顯著改變。隨著粉碎功率的增大，膳食纖維所受到的剪切力越大，粉碎程度越高，粒徑分布越集中。顆粒的微粉化使得比表面積和孔隙率均顯著增大，功能性和口感均可得到改善[19]。經(jīng)過微粉化的大豆皮水不溶性膳食纖維不再具有粗糙的顆粒感，能廣泛地應(yīng)用于各類食品和保健品中。

2.1.2 白度、持水力、持油力

表2 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的白度、持水力、持油力Table2 Whiteness and water- and oil-holding capacity of ultramicro insoluble dietary fiber from soybean hull

由表2可知，IDF-e的持水力、持油力最高，分別為2.31、5.27 g/g，比IDF-a分別提高了1.07、2.53 g/g，持水力和持油力的上升幅度和粒度及比表面積的變化趨勢相似，并均高于酶解及細(xì)粉改性的大豆皮膳食纖維[17,20]。隨著粒度的減小、比表面積的增大，引起反射因數(shù)的增大，導(dǎo)致白度隨之增大。粉碎程度越大，粒度越小，更多的親水、親油基團(tuán)暴露出來；并且比表面積增大，與水及油的接觸面積也相應(yīng)增大，持水力和持油力均顯著提高。

2.1.3 黏度

圖1 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的黏度曲線Fig.1 Viscosity curves of ultramicro insoluble dietary fi ber from soybean hull soybean hull soybean hull

圖1 反映的是超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的黏度變化。隨著超微型大豆皮水不溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大和粒度的減小，黏度均有一定程度上升。IDF-a和IDF-b差異不顯著，IDF-c、IDF-d和IDF-e三者差異不顯著，但I(xiàn)DF-a、IDF-b和IDF-c、IDF-d、IDF-e兩組之間差異顯著。溶液中膳食纖維粒度越小，比表面積越大，暴露的基團(tuán)越多，導(dǎo)致其分子間力越大和結(jié)構(gòu)越緊密，變形所需的剪切力越大，引起黏度增大[21]；而IDF-a和IDF-b兩者的比表面積小，分子結(jié)構(gòu)和分子間作用力差異不大，導(dǎo)致兩者黏度差異不顯著。

2.1.4 陽離子交換能力

圖2 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維陽離子交換能力Fig.2 Cation exchange capacity of ultramicro insoluble dietary fi ber from soybean hull

圖2 反映的是超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的陽離子交換能力。不同粒度的超微型大豆皮水不溶性膳食纖維陽離子交換能力不同，隨著粒度的減小，其陽離子交換能力反而增強，IDF-a、IDF-b兩者差異不顯著，IDF-c、IDF-d、IDF-e三者差異不顯著，但是兩組之間的差異顯著。NaOH溶液的消耗量達(dá)到1.8 mL時，溶液的pH值趨于穩(wěn)定，陽離子交換能力基本達(dá)到平衡。膳食纖維的分子結(jié)構(gòu)均帶有一些側(cè)鏈基團(tuán)，這些側(cè)鏈基團(tuán)含有些羧基和氨基，可以起到弱酸性陽離子交換作用，與陽離子實現(xiàn)可逆交換[20,22]。超微粉碎處理后，膳食纖維的比表面積增大，粒度減小，使更多能進(jìn)行有機陽離子交換的基團(tuán)暴露出來，弱酸性表現(xiàn)更明顯，陽離子交換能力越強，呈現(xiàn)出一種能維持pH值穩(wěn)定和離子濃度平衡的作用。當(dāng)膳食纖維被攝入到機體內(nèi)，能起到維持機體胃腸道的pH值，為滲透壓和化學(xué)反應(yīng)提供緩沖環(huán)境，增加其機體消化吸收能力的作用[20,23]，并能與Ca2+、Zn2+等陽離子結(jié)合，使Na+與K+交換，并吸附Na+，使之隨糞便排出體外，降低因Na+攝入過量而引起的許多疾病的發(fā)生率。

2.2 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的吸附特性

2.2.1 對油脂的吸附作用

圖3 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對油脂吸附能力Fig.3 Oil and fat-absorbing capacity of ultramicro insoluble dietary fi ber from soybean hull

圖3 反映的是超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對油脂的吸附能力。大豆皮水不溶性膳食纖維粒度越小，對豬油和花生油的吸附能力越強，并且對豬油的吸附能力明顯高于花生油。通過顯著性分析發(fā)現(xiàn)，體積平均粒徑低于28 μm時對花生油的吸附能力差異不顯著；體積平均粒徑低于40 μm時對豬油的吸附能力差異不顯著。由于不飽和脂肪分子結(jié)構(gòu)具有雙鍵電子云空間位阻的效果[24]，導(dǎo)致其吸附能力下降，當(dāng)粒度減小到一定程度時，單個分子的體積同樣會減小，其整體吸附油脂的能力也會相應(yīng)減弱。當(dāng)粒度降低到一定程度后，對花生油、豬油的吸附能力基本不再增加。本實驗進(jìn)行模擬體外消化，表明超微型大豆皮水不溶性膳食纖維具有吸附花生油、豬油的特性，能降低腸道對花生油、豬油的吸附作用。

2.2.2 對膽固醇的吸附作用

通過實驗可以得到膽固醇質(zhì)量濃度與光密度值之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y＝1.778 5x+0.017 3，R2＝0.998 2，說明OD值與膽固醇質(zhì)量濃度具有良好的正相關(guān)性。

圖4 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對膽固醇吸附能力Fig.4 Cholesterol-absorbing capacity ultramicro insoluble dietary fi ber from soybean hull

膽固醇是心血管疾病的誘發(fā)因子，而膳食纖維具有降低血脂、膽固醇的功能。膳食纖維可在小腸內(nèi)壁形成黏性溶液或帶功能基團(tuán)的黏膜層，這層黏膜層可成為甘油三脂和膽固醇在小腸內(nèi)壁的吸收限制性屏障；另一方面膳食纖維可通過形成凝膠吸附膽酸，造成膽酸減少，使機體利用膽固醇合成膽酸，增加膽固醇的去路、降低血清膽固醇質(zhì)量濃度。由圖4可知，超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對膽固醇的吸附能力受粒度和pH值環(huán)境影響較大，在中性環(huán)境下的吸附能力明顯高于酸性環(huán)境，這也表明在模擬小腸環(huán)境比在模擬胃的酸性環(huán)境對膽固醇的吸收能力更強。經(jīng)過微粉化后，膳食纖維的表面更加粗糙，結(jié)構(gòu)相對疏松，導(dǎo)致其毛細(xì)管作用更加明顯，更易形成黏膜層和凝膠，從而增強對膽固醇吸附作用[25]。

2.2.3 對膽酸鈉的吸附作用

通過實驗可以得到膽酸鈉質(zhì)量濃度與光密度之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y＝0.740 3x+0.008 2，R2＝0.997，說明OD值與膽酸鈉質(zhì)量濃度具有良好的正相關(guān)性。

膽汁酸由肝臟內(nèi)合成并在膽囊中儲存，在食物刺激下從膽囊中進(jìn)入小腸，參與肝腸循環(huán)起到調(diào)節(jié)膽固醇代謝的作用。由圖5可知，膳食纖維對膽酸鈉的吸附作用受粒度和質(zhì)量濃度影響較大，其吸收能力隨著粒度的減小先升高后趨于穩(wěn)定稍有下降；膽酸鈉質(zhì)量濃度越高，吸附量越大，這表示膳食纖維對膽酸鹽的吸附能力存在動態(tài)平衡[26]。當(dāng)體系的膽酸鹽質(zhì)量濃度很高時，表現(xiàn)出較高的吸附能力，降低腸道中膽酸的再次吸收，加快膽固醇的分解，起到降低血清和肝中的膽固醇含量的作用，并且也降低了膽汁酸在腸道菌群的作用下產(chǎn)生的致癌次級代謝產(chǎn)物，可以預(yù)防結(jié)腸癌；而當(dāng)體系的質(zhì)量濃度相對較低時，其吸附能力亦較低，從而維持食物中膽固醇的正常代謝，保證機體的正常生理活動。

圖5 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對膽酸鈉吸附能力Fig.5 Adsorption capacity for sodium bile acid of ultramicro insoluble dietary fi ber from soybean hull

2.2.4 對葡萄糖的吸附作用

圖6 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對葡萄糖吸附能力Fig.6 Glucose adsorption capacity of ultramicro insoluble dietary fi ber from soybean hull

圖6 顯示了超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對葡萄糖的吸附能力。隨著粒度的減小、溶液濃度的升高，超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對葡萄糖的吸附能力均呈現(xiàn)增大的趨勢；在葡萄糖濃度為5 mmol/L時，不同粒度超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的吸附能力無顯著性差異，幾乎為全吸收，隨后升高葡萄糖濃度，不同粒度超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的吸附能力先升高后下降。當(dāng)葡萄糖濃度越高和粒度越小時，膳食纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)接觸的幾率就越大，對葡萄糖的束縛力就會增強，但是當(dāng)粒度減小到一定程度時會影響分子間的作用力，形成氫鍵，使超微型大豆皮水不溶性膳食纖維形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)吸附葡萄糖的能力減弱[27]，這種特性有利于控制飯后的血糖水平。

2.2.5 對重金屬的吸附作用

表3 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對重金屬吸附作用Table3 Adsorption capacity for heavy metals of ultramicro insoluble dietary fiber from soybean hull

由表3可知，吸附能力隨粒徑的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢；pH值為7.0時明顯高于pH值為2.0時的吸附能力；相同條件下吸附能力為：Pb＞Cd＞Cu＞Zn。膳食纖維內(nèi)含有羧基的糖醛酸、酚酸等吸附基團(tuán)[12,28]，當(dāng)pH值升高時，相應(yīng)基團(tuán)上的羧基質(zhì)子解離度增大，對重金屬的吸附能力也相應(yīng)增強，當(dāng)解離度下降時，對重金屬的吸附能力也相應(yīng)減弱，所以pH值為7.0時明顯高于pH值為

2.0 時的吸附能力。超微粉碎后的粒度不同對吸附能力也有較大影響，粒度變小，比表面積增大時會使暴露更多的吸附基團(tuán)增大其吸附重金屬的能力[29]；但是當(dāng)粉碎超過一定程度時，會造成膳食纖維的吸附基團(tuán)的斷裂，也破壞膳食纖維相應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)造成其吸附能力相應(yīng)的下降。

2.3 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的電鏡掃描分析

圖7 超微型大豆皮水不溶性膳食纖維掃描電子顯微鏡圖Fig.7 Scanning electron microscopic images of ultramicro insoluble dietary fi ber from soybean hull

由圖7可知，IDF-a為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，表面有清晰的網(wǎng)格；IDF-c也為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，但是與IDF-a相比，組成網(wǎng)格的纖維較細(xì)，比表面積增大，基團(tuán)更易暴露，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更豐富，因此IDF-c的各吸附指標(biāo)較IDF-a均有所提高；而IDF-e的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)依舊保留，但呈碎塊化，體積明顯變小，比表面積更大，親水親油基團(tuán)暴露更明顯，毛細(xì)管作用也更加明顯，對油脂和膽固醇的吸附能力繼續(xù)提高，但網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變?nèi)?，對膽酸鈉、葡萄糖、重金屬的網(wǎng)狀吸附作用減弱，吸附能力降低[25]。較低功率的氣流粉碎并不能破壞膳食纖維的基本組織結(jié)構(gòu)，但是會使組成網(wǎng)格的纖維結(jié)構(gòu)變細(xì)，當(dāng)功率超過一定程度時，膳食纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被粉碎成束狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)超微粉碎改性后，膳食纖維的分子鏈被切斷、粒度變小，比表面積增大，分子聚合度下降，微觀結(jié)構(gòu)和分子大小均發(fā)生明顯改變，證明氣流超微粉碎技術(shù)具有明顯的改性作用[30]。而膳食纖維微觀結(jié)構(gòu)與其理化功能特性密切相關(guān)，這也和之前的實驗結(jié)果相吻合。

3 結(jié) 論

大豆皮水不溶性膳食纖維經(jīng)超微粉碎后得到5 種超微型大豆皮水不溶性膳食纖維，即IDF-a、IDF-b、IDF-c、IDF-d、IDF-e，其D50分別為58.18、51.54、38.22、23.57、13.78 μm，IDF-e的體積平均粒徑達(dá)到16.24 μm時，比表面積最大約為165.95 m2/kg；IDF-a、IDF-b、IDF-c、IDF-d、IDF-e的白度分別是48.5%、51.1%、54.8%、59.2%、63.7%；IDF-e的持水力和持油力最高分別為2.31、5.27 g/g，分別比IDF-a提高了1.07、2.53 g/g；黏度和陽離子交換能也均有顯著性改變。

超微型大豆皮水不溶性膳食纖維對豬油和花生油的吸附能力在體積平均粒徑為28.27 μm時吸附作用分別為6.53、3.16 g/g，較61.21 μm的膳食纖維分別提高了1.92、2.36 g/g；對膽固醇的吸附能力受粒度和pH值的影響較大；對膽酸鹽及葡萄糖吸附能力受粒徑和質(zhì)量濃度的影響；對重金屬的吸附能力的大小為：Pb＞Cd＞Cu＞Zn，在中性環(huán)境和粒徑為40.17 μm時吸附能力較好；在體積平均粒徑為28.27 μm和40.17 μm時，超微型大豆皮水不溶性膳食纖維的吸附功能特性都較為理想。超微粉碎改性法對大豆皮水不溶性膳食纖維的理化及吸附功能特性有很明顯的改良作用。

[1] YANG J K, CHOI M S, KIM C J, et al. Physiological function of insoluble dietary fiber prepared from exploded oak wood (Quercus mongolica)[J]. American Journal of Chinese Medicine, 2006, 34(1):87-97. DOI:10.1142/S0192415X06003667.

[2] 許暉, 孫蘭萍, 張斌. 酶解法制備米糠膳食纖維[J]. 中國糧油學(xué)報,2007, 22(4): 117-120. DOI:10.3321/j.issn:1003-0174.2007.04.027.

[3] 李倫, 張暉, 王興國, 等. 超微粉碎對脫脂米糠膳食纖維理化特性及組成成分的影響[J]. 中國油脂, 2009, 34(2): 56-59. DOI:10.3321/j.issn:1003-7969.2009.02.016.

[4] 王建中. 膳食纖維對腎功能、炎癥和死亡風(fēng)險的作用[J]. 中華腎病研究電子雜志, 2014(5): 37.

[5] NOORI N, NAFAR M, POORREZAGHOLI F, et al. Dietary intakes of fi ber and magnesium and incidence of metabolic syndrome in fi rst year after renal transplantation[J]. Journal of Renal Nutrition, 2010,20(2): 101-111. DOI:10.1053/j.jrn.2009.06.001.

[6] RENTERIA-FLORES J A, JOHNSTON L J, SHURSON G C, et al.Effect of soluble and insoluble fi ber on energy digestibility, nitrogen retention, and fiber digestibility of diets fed to gestating sows[J].Journal of Animal Science, 2008, 86(10): 2568-2675. DOI:10.2527/jas.2007-0375.

[7] 戴永利, 武海寧. 膳食營養(yǎng)素對非酒精性脂肪肝發(fā)生發(fā)展的影響[J].中國保健營養(yǎng), 2016(2): 131.

[8] YIN R X, LIN W X, YANG H J, et al. Diet, lifestyle, and blood pressure of the middle-aged and elderly in the Guangxi Bai Ku Yao and Han populations[J]. American Journal of Hypertension, 2008,21(4): 382-387.

[9] BRAGADO M J, GARCíA L J, LóPEZ M A, et al. Protective effect of long term high fiber diet consumption on rat exocrine pancreatic function after chronic ethanol intake[J]. Journal of Nutrition Biochemistry, 2001, 12(6): 338-345. DOI:10.1016/S0955-2863(01)00147-4.

[10] 肖安紅, 陸世廣. 超細(xì)大豆皮膳食纖維對糖尿病模型小鼠糖耐量的影響[J]. 食品科學(xué), 2010, 31(21): 329-331.

[11] 蘇玨. 大豆渣、大豆皮膳食纖維對TFA致高脂血癥小鼠血脂及抗氧化能力的影響[D]. 武漢: 武漢工業(yè)學(xué)院, 2012: 1-68.

[12] KACHENPUKDEE N, SANTERRE C R, FERRUZZI M G, et al.Modif i ed dietary fi ber from cassava pulp and assessment of mercury bioaccessibility and intestinal uptake using an in vitro, digestion/Caco-2 model system[J]. Journal of Food Science, 2016, 81(7): 1854-1863.

[13] GONG R M, LIU L L, FENG M, et al. Soybean hull functionalized by phosphoric acid for sorption of copper from aqueous solution[J].Korean Journal of Chemical Engineering, 2009, 26(2): 462-467.DOI:10.1007/s11814-009-0079-9.

[14] 汪勇, 歐仕益, 張寧, 等. 大豆皮酶法水解的研究[J]. 中國油脂, 2003,28(5): 59-61. DOI:10.3321/j.issn:1003-7969.2003.05.021.

[15] 田成, 莫開菊, 汪興平. 水不溶性豆渣膳食纖維改性的工藝優(yōu)化[J].食品科學(xué), 2010, 31(14): 148-152.

[16] 劉佳, 金思岑, 張穎, 等. 微粉化技術(shù)在名貴中藥中的應(yīng)用[J]. 中國藥房, 2014, 25(23): 2192-2194. DOI:10.6039/j.issn.1001-0408.2014.23.30.

[17] 陸世廣. 超細(xì)大豆皮膳食纖維性質(zhì)的研究[D]. 武漢: 武漢工業(yè)學(xué)院,2008: 1-72.

[18] HU G H, HUANG S H, CHEN H, et al. Binding of four heavy metals to hemicelluloses from rice bran[J]. Food Research International,2010, 43(1): 203-206.

[19] 黃素雅, 何亞雯, 錢炳俊, 等. 高靜壓和高壓均質(zhì)對豆渣水不溶膳食纖維的改性及其功能的影響[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(15): 81-85.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201515016.

[20] 劉恩岐, 張建萍, 唐仕榮, 等. 酶法制備大豆皮微晶纖維素及其理化特性[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(24): 122-126. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201224025.

[21] 劉玉梅. 胡柚皮膳食纖維的提取及理化性質(zhì)的研究[D]. 長沙: 中南林業(yè)科技大學(xué), 2013: 8-9.

[22] GóRECKA D, LAMPART-SZCZAPA E, JANITZ W, et al.Composition of fractional and functional properties of dietary fiber of lupines (L. luteus and L. albus)[J]. Molecular Nutrition & Food Research, 2000, 44(4): 229-232.

[23] 吳占威, 胡志和, 鄔雄志. 豆渣膳食纖維及豆渣超微化制品對小鼠腸道菌群的影響[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(3): 271-275.

[24] LIU W, FU Y J, ZU Y G, et al. Supercritical carbon dioxide extraction of seed oil from Opuntia dillenii Haw. and its antioxidant activity[J]. Food Chemistry, 2009, 114(1): 334-339. DOI:10.1016/j.foodchem.2008.09.049.

[25] 梅新, 木泰華, 陳學(xué)玲, 等. 超微粉碎對甘薯膳食纖維成分及物化特性影響[J]. 中國糧油學(xué)報, 2014, 29(2): 76-81.

[26] 桂余. 不同粒度甘薯渣纖維素生理功能性質(zhì)的研究[D]. 重慶: 西南大學(xué), 2014: 1-61.

[27] 趙健, 鄭剛, 趙國華. 超高壓處理對紅薯渣膳食纖維理化性質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(17): 109-112. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2009.17.025.

[28] 阮傳英. 動態(tài)高壓微射流技術(shù)對豆渣膳食纖維吸附重金屬能力的影響[D]. 南昌: 南昌大學(xué), 2014: 1-68.

[29] 黃晟, 朱科學(xué), 錢海峰, 等. 超微及冷凍粉碎對麥麩膳食纖維理化性質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(15): 40-44. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2009.15.008.

[30] 藍(lán)海軍, 劉成梅, 涂宗財, 等. 大豆膳食纖維的濕法超微粉碎與干法超微粉碎比較研究[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(6): 171-174.DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2007.06.038.