李 楊，胡 淼，孫禹凡，鐘明明，張巧智，江連洲，齊寶坤,*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.哈爾濱市食品產(chǎn)業(yè)研究院，黑龍江 哈爾濱 150000）

膳食纖維具有降低餐后血糖、調(diào)節(jié)人體脂肪代謝、預(yù)防肥胖癥等多種生理功能[1]，同時(shí)膳食纖維良好的持油、持水等理化性質(zhì)也可改善食品的風(fēng)味及質(zhì)構(gòu)[2]，在食品加工領(lǐng)域有著重要意義。膳食纖維根據(jù)溶解性分為可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維，可溶性膳食纖維中的親水基團(tuán)可吸附重金屬離子或膽汁酸等小分子物質(zhì)，并在水溶液中形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使膳食纖維更好地在人體內(nèi)發(fā)揮上述生理功能[3]。大豆膳食纖維作為一種常見(jiàn)的天然膳食纖維，來(lái)源廣泛且價(jià)格低廉，但天然大豆膳食纖維多純度較低、可溶性膳食纖維含量較少、口感粗糙、加工特性較差；因此通過(guò)改性（如物理法、化學(xué)法及酶法）提高膳食纖維品質(zhì)成為膳食纖維生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。如Chen Ye等[4]發(fā)現(xiàn)擠壓膨化可提高大豆膳食纖維中可溶性膳食纖維的含量，且膳食纖維的持水性、溶解性及膨脹性均有顯著提高；李文佳等[5]通過(guò)對(duì)酸堿法提取的豆渣膳食纖維進(jìn)行微晶化處理，所提取膳食纖維的純度可達(dá)91.43%，且持油、持水性有所增強(qiáng)；單平陽(yáng)等[6]發(fā)現(xiàn)發(fā)酵及擠壓處理均可提高花生殼膳食纖維的重金屬離子吸附能力；馮雁波等[7]采用超微粉碎制備改性松仁膳食纖維，經(jīng)體外模擬實(shí)驗(yàn)證明較原纖維具有更好的降血脂功能。

生物解離（biological dissociation，BD）是一種新型的綠色提油工藝，在機(jī)械破碎的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)植物油料進(jìn)行酶解處理可實(shí)現(xiàn)油脂與蛋白的同步提取，具有十分廣闊的應(yīng)用前景[8]。生物解離殘?jiān)巧锝怆x工藝的主要副產(chǎn)物之一，據(jù)已有文獻(xiàn)報(bào)道，每提取1 L大豆油將產(chǎn)生約4.4 kg殘?jiān)黐9]，對(duì)該組分的合理利用將關(guān)系到生物解離工藝的經(jīng)濟(jì)可行性。生物解離殘?jiān)猩攀忱w維含量豐富，且由于在提取過(guò)程中對(duì)物料進(jìn)行了擠壓膨化及酸堿調(diào)節(jié)等改性處理，使其中膳食纖維的理化性質(zhì)及功能特性得到一定改善。然而目前針對(duì)生物解離殘?jiān)难芯恐饕性诠虘B(tài)發(fā)酵和營(yíng)養(yǎng)成分的提取等方面[10-13]，關(guān)于生物解離膳食纖維理化性質(zhì)和功能特性的研究鮮有報(bào)道。因此，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)生物解離大豆膳食纖維的主要成分、持水性、持油性、膨脹性等理化性質(zhì)，及重金屬離子吸附能力、葡萄糖吸收能力、α-淀粉酶抑制能力、膽汁酸阻滯指數(shù)等功能特性進(jìn)行測(cè)定，并與水提法提取的天然大豆膳食纖維，及化學(xué)法、發(fā)酵法、擠壓膨化法提取的改性大豆膳食纖維進(jìn)行比較，從而明晰生物解離對(duì)膳食纖維理化性質(zhì)和功能特性的改性作用，為生物解離殘?jiān)猩攀忱w維的增值利用提供新思路，并為開(kāi)發(fā)新型大豆膳食纖維來(lái)源提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

全脂大豆片 山東高唐藍(lán)山集團(tuán)；Alcalase 2.4 L堿性內(nèi)切蛋白酶 杰能科（中國(guó)）生物工程有限公司；保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌為實(shí)驗(yàn)室菌種庫(kù)自備；α-淀粉酶（20 000 U/g） 北京索萊寶科技有限公司；?；悄懰徕c 上海源葉生物科技有限公司；其他常用化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

TG16-WS臺(tái)式高速離心機(jī) 湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司；FD5-3型冷凍干燥機(jī) 美國(guó)SIM公司；KC-701超微粉碎機(jī) 北京開(kāi)創(chuàng)同和科技發(fā)展有限公司；KieltecAnalysister凱氏定氮儀 瑞典Foss公司；Lindberg/BlueM型馬弗爐 美國(guó)AshevilleNC公司；SHA-B恒溫水浴振蕩器 常州國(guó)華電器有限公司；DHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀 美國(guó)Agilent公司；UV1101紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海天美科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 膳食纖維的制備

生物解離膳食纖維（BD-DF）：參考李楊等[14]的方法，將大豆片粉碎后用擠壓膨化機(jī)進(jìn)行擠壓膨化處理，所用大豆片水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%，擠壓膨化機(jī)套筒溫度60 ℃，螺桿轉(zhuǎn)速120 r/min，?？卓讖?0 mm，擠壓膨化后的大豆片以料液比1∶6（m/V）與水混合，調(diào)節(jié)pH值至9.0，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的Alcalase 2.4 L堿性內(nèi)切蛋白酶，55 ℃酶解3 h，加熱滅酶后反復(fù)離心至上層無(wú)游離油析出，收集下層殘?jiān)?，調(diào)節(jié)水解液pH值至3.0，4 500 r/min離心分離，并對(duì)上層清液進(jìn)行乙醇沉淀處理，再次離心后收集下層殘?jiān)?，將兩次收集的殘?jiān)旌虾髢龈?，即獲得生物解離膳食纖維。

水提法膳食纖維（W-DF）：參考單平陽(yáng)等[6]的方法，脫脂豆粉以料水比1∶6（m/V）與水混合，經(jīng)耐高溫α-淀粉酶處理3 h后4 500 r/min離心，下層物即為水提法膳食纖維。

化學(xué)法改性膳食纖維（C-DF）：參考萬(wàn)婕等[15]的方法，脫脂豆粉水溶液pH值調(diào)節(jié)至10.0，50 ℃攪拌1 h后4 500 r/min離心，濾渣用清水洗滌3 次后烘干即獲得化學(xué)法改性膳食纖維。

發(fā)酵法改性膳食纖維（F-DF）：參考趙泰霞等[16]的方法，將脫脂豆粉水溶液滅菌后接種保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌（1∶1，m/m）混合菌種，接種量5%，并加入3%脫脂奶粉及0.5%白砂糖，于41 ℃發(fā)酵30 h后獲得發(fā)酵法改性膳食纖維。

擠壓膨化法改性膳食纖維（E-DF）：參考劉漢文等[17]的方法，對(duì)原料進(jìn)行擠壓膨化預(yù)處理后根據(jù)上述水提法提取膳食纖維。

不同方法提取得到的膳食纖維粉中水分、灰分、粗蛋白和粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定根據(jù)AOAC方法[18]，可溶性膳食纖維及不溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定根據(jù)AACC方法[19]。

1.3.2 膳食纖維理化性質(zhì)的測(cè)定

膳食纖維理化性質(zhì)的測(cè)定參照文獻(xiàn)[20]。

持水性：準(zhǔn)確稱取1.0 g膳食纖維粉于100 mL燒杯中，加入70 mL蒸餾水，攪拌2 h后3 500 r/min離心30 min，去除上清液稱質(zhì)量，持水性按公式（1）計(jì)算。

持油性：準(zhǔn)確稱取1.0 g膳食纖維粉于100 mL燒杯中，加入70 mL植物油，攪拌2 h后3 500 r/min離心30 min，去除上清液稱質(zhì)量，持油性按公式（2）計(jì)算。

膨脹性：準(zhǔn)確稱取1.0 g膳食纖維粉于具塞試管中，讀取干膳食纖維體積/mL，加入25 mL蒸餾水振蕩搖勻后在室溫靜置24 h，讀取膨脹后膳食纖維的體積，膨脹性按公式（3）計(jì)算。

溶解性：稱取1.0 g膳食纖維粉于離心管中，料液比1∶10（m/V）加入蒸餾水，均勻混合后，室溫下靜置1 h，在3 000 r/min離心10 min，收集上清液和殘?jiān)謩e干燥稱質(zhì)量，溶解性按公式（4）計(jì)算。

1.3.3 膳食纖維重金屬離子吸附能力的測(cè)定

參考單平陽(yáng)等[6]的方法，測(cè)定了不同提取方法所得膳食纖維對(duì)Pb2+、As3+、Cu2+3 種重金屬離子的吸附能力。分別向100 mL重金屬溶液Pb(NO3)2、CuSO4、NaAsO2（10 μmol/mL）中加入1.0 g膳食纖維粉，為模擬胃及腸道環(huán)境，分別調(diào)整pH值至2.0和7.0，并于37 ℃條件下水浴振蕩3 h（120 r/min），吸附反應(yīng)結(jié)束后加入8 mL無(wú)水乙醇沉淀樣品，于4 000 r/min離心10 min，采用原子吸收分光光度法[21]測(cè)定上清液中殘留的重金屬離子濃度，各膳食纖維對(duì)不同重金屬離子吸附能力按公式（5）計(jì)算。

式中：c0為初始上清液中各重金屬離子濃度/（μmol/mL）；ct為吸附后上清液中各重金屬離子濃度/（μmol/mL）；V為溶液體積/mL；md為膳食纖維的質(zhì)量/g。

1.3.4 膳食纖維葡萄糖吸收能力的測(cè)定

參照Chau等[22]的方法，分別向100 mL葡萄糖溶液（50、100、200 mmol/L）中加入1.0 g各膳食纖維樣品，于37 ℃條件下水浴振蕩6 h（120 r/min），4 500 r/min離心20 min后取上清液，根據(jù)還原糖法[2]測(cè)定上清液中剩余葡萄糖濃度，膳食纖維葡萄糖吸收能力按公式（6）計(jì)算。

式中：c0為初始溶液中的葡萄糖濃度/（mmol/L）；cs為葡萄糖吸收達(dá)到飽和后上清液中的葡萄糖濃度/（mmol/L）；V為離心后上清液的體積/mL；md為膳食纖維粉的質(zhì)量/g。

1.3.5 膳食纖維α-淀粉酶活性抑制能力的測(cè)定

α-淀粉酶抑制能力的測(cè)定參照Ahmed等[23]的方法，40 g馬鈴薯淀粉溶于900 mL 0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 6.5）中，65 ℃條件下攪拌30 min后定容至1 000 mL，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的馬鈴薯淀粉溶液。取1.0 g膳食纖維粉和4 mg α-淀粉酶加入到40 mL上述馬鈴薯淀粉溶液中，37 ℃水浴振蕩1 h 120 r/min），4 500 r /min離心20 min，以不加膳食纖維粉為空白組，采用還原糖法[2]測(cè)定上清液中葡萄糖含量，膳食纖維對(duì)α-淀粉酶活性抑制能力按公式（7）計(jì)算。

式中：Ac為空白組的吸光度；As為實(shí)驗(yàn)組（添加膳食纖維粉）的吸光度。

1.3.6 膽汁酸阻滯指數(shù)的測(cè)定

膽汁酸阻滯指數(shù)的測(cè)定參照Adiotomre等[24]的方法，在截留分子質(zhì)量為1.2～1.4 kDa的透析袋內(nèi)加入25 mL 15 mmol/L?；悄懰徕c溶液及0.2 g膳食纖維，將透析袋封口后放入100 mL 0.01mol/L的磷酸鹽緩沖液（pH 7.0）中，37 ℃水浴振蕩1 h和2 h（120 r/min），以不加膳食纖維粉為空白組；分別吸取2 mL透析袋內(nèi)上清液，采用HPLC測(cè)定其中的膽汁酸濃度。測(cè)定條件如下：采用C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），流動(dòng)相為乙腈（流動(dòng)相A）和pH 3.0的0.15%磷酸氫二鈉溶液（流動(dòng)相B）。流動(dòng)相洗脫程序?yàn)椋?～30min流動(dòng)相A 22%～42%，30 min～35 min，流動(dòng)相A 42%～35%，流動(dòng)相流速為1.0 mL/min，采用紫外檢測(cè)器測(cè)定203 nm波長(zhǎng)處吸光度，膽汁酸阻滯指數(shù)按公式（8）計(jì)算。

式中：cd為樣品上清液中的膽汁酸濃度/（mmol/L）；cc為空白組上清液中的膽汁酸濃度/（mmol/L）

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3 個(gè)平行樣的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果采用SPSS 22.0分析軟件和Origin 8.0軟件進(jìn)行處理，采用ANOVA對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析（P＜0.05表示差異顯著）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同提取方式膳食纖維純度的分析

表1 不同提取方式膳食纖維的成分組成Table1 Chemical compositions of dietary fibers from different extraction methods

表1為不同提取方式所得膳食纖維中水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、可溶纖維及不可溶性纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。由表1可知，生物解離膳食纖維的純度最高，可達(dá)到82.52%，發(fā)酵法及擠壓膨化法改性膳食纖維次之，分別為80.91%和79.08%，化學(xué)法改性膳食纖維純度為72.96%，而水提法膳食纖維純度最低，僅為62.13%。其中值得注意的是，生物解離膳食纖維中可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49.37%，約達(dá)總膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的60%，而發(fā)酵法及擠壓膨化法改性膳食纖維中，可溶性膳食纖維分別占總膳食纖維約44%和49%。Chen Ye等[4]測(cè)定天然大豆膳食纖維中可溶性膳食纖維含量?jī)H為2.6%，通過(guò)爆破擠壓技術(shù)改性處理使其可溶性膳食纖維含量提高至30.1 %。生物解離膳食纖維中可溶性膳食纖維含量的提高可能是由于提取過(guò)程中擠壓膨化及酸堿處理的結(jié)合有效地破壞了物料組織，使其結(jié)構(gòu)中的親水活性位點(diǎn)暴露，可溶性膳食纖維含量增加[20]，且在堿性條件下可溶性膳食纖維更易被提取。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明生物解離膳食纖維中可溶性膳食纖維含量明顯高于其他改性方式提取的膳食纖維，屬于優(yōu)質(zhì)膳食纖維，具有更好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。此外，通過(guò)對(duì)比不同提取方式膳食纖維中粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)可知，生物解離膳食纖維中粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，僅為4.23%，而水提法膳食纖維蛋白含量為22.30%，明顯高于其他膳食纖維，這是由于生物解離使用的蛋白酶能有效將大豆蛋白水解為小分子多肽，使其游離于水解液中[8]。酸堿調(diào)節(jié)、發(fā)酵及擠壓膨化均對(duì)蛋白有一定破壞[25-26]，而水提法并未對(duì)蛋白進(jìn)行處理，因此水提法膳食纖維中蛋白殘留率較高[27]。該結(jié)果表明生物解離能夠更有效地水解大豆蛋白，從而得到純度較高的膳食纖維。

通過(guò)對(duì)比不同提取方式膳食纖維中其余成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)現(xiàn)，各膳食纖維中灰分及水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相近（P＞0.05），而生物解離膳食纖維中粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)略低于其他方式提取的膳食纖維，約為3.68%。此外，生物解離提取過(guò)程中經(jīng)過(guò)加熱、酸度調(diào)節(jié)、反復(fù)離心等步驟，所得生物解離膳食纖維呈現(xiàn)乳白色，顆粒細(xì)膩，且無(wú)豆腥味，具有更好的感官品質(zhì)。

2.2 不同提取方式膳食纖維的理化性質(zhì)分析

表2 不同提取方式膳食纖維的理化性質(zhì)Table2 Physicochemical properties of dietary fibers from different extraction methods

由表2可知，不同提取方式膳食纖維理化性質(zhì)的優(yōu)劣次序均為：生物解離膳食纖維＞擠壓膨化法改性膳食纖維＞發(fā)酵法改性膳食纖維＞化學(xué)法改性膳食纖維＞水提法膳食纖維，其中生物解離膳食纖維的持水性、持油性、膨脹性和溶解性相比于擠壓膨化法改性膳食纖維分別提高約15%、9%、19%及3%，相比于水提法膳食纖維分別提高約89%、136%、74%及145%。

膳食纖維的持水性可以調(diào)節(jié)食品體系中水分分布情況，對(duì)食品外觀、風(fēng)味及商品價(jià)值都有較大影響。通過(guò)對(duì)比不同提取方式膳食纖維的持水性可知，生物解離膳食纖維的持水性最為優(yōu)越，為6.87 g/g，這可能與生物解離膳食纖維中可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高有關(guān)。已有研究表明，膳食纖維的持水性與截留水的方式關(guān)系密切[28]?？扇苄陨攀忱w維在水溶液中可形成凝膠，自身吸收水分的同時(shí)產(chǎn)生的膠狀物也可防止水分流失[29]，因此膳食纖維中可溶性膳食纖維含量越高，持水性越強(qiáng)。

膳食纖維持油性可有效改善食品的質(zhì)構(gòu)特性，賦予食品更好的感官品質(zhì)。由表2可知，生物解離膳食纖維的持油性最高，為5.48 g/g，這可能與生物解離膳食纖維中的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯低于其余膳食纖維有關(guān)。Yalegama等[30]的研究發(fā)現(xiàn)，膳食纖維的持油性與其表面孔隙率及其對(duì)大分子物質(zhì)的吸附能力有關(guān)，并與膳食纖維中的脂肪含量成反比。這是由于膳食纖維中脂肪含量越低，則說(shuō)明油料細(xì)胞壁破壞越嚴(yán)重，膳食纖維孔隙率越大，對(duì)油脂的吸附能力就會(huì)越強(qiáng)。

通過(guò)對(duì)比不同方式提取的膳食纖維膨脹性及溶解性可以發(fā)現(xiàn)，生物解離膳食纖維的膨脹性較高，為8.22 mL/g，該數(shù)值與已有研究中的數(shù)據(jù)相接近，Go?i等[31]發(fā)現(xiàn)一些商業(yè)型膳食纖維的吸水膨脹性為6.2～9.9 mL/g。此外，生物解離膳食纖維溶解性也顯著高于其他樣品，為5.07%。生物解離膳食纖維膨脹性及溶解性增加的原因可能是由于在提取過(guò)程中膳食纖維中大分子組分的連接鍵在物理及化學(xué)共同作用下斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿咏M分，膳食纖維致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變得疏松，體積和比表面積有所增大，同時(shí)可溶物質(zhì)含量增多[31]，從而導(dǎo)致膳食纖維膨脹性及溶解性提高。以上結(jié)果表明，生物解離膳食纖維理化性質(zhì)優(yōu)于其他方式提取的膳食纖維，可在肉制品、烘焙食品、保健食品等多種食品中進(jìn)行應(yīng)用，提高食品的加工特性及品質(zhì)。

2.3 不同提取方式膳食纖維的重金屬離子吸附能力分析

圖1 不同提取方式膳食纖維重金屬離子吸附能力Fig.1 Adsorption capacity of dietary fibers from different extraction methods toward heavy metal ions

Pb、As和Cu等重金屬元素易在生物體內(nèi)富集，達(dá)到一定程度可導(dǎo)致中毒甚至癌癥[32]，膳食纖維側(cè)鏈中的親水性基團(tuán)具有很強(qiáng)的離子交換能力，對(duì)重金屬離子可產(chǎn)生一定吸附作用，然而這種離子交換能力易受pH值影響，故本實(shí)驗(yàn)選擇pH 2.0及pH 7.0兩個(gè)條件，模擬體外腸道和胃環(huán)境下不同提取方式的膳食纖維對(duì)上述3 種重金屬離子的吸附能力。由圖1a可知，在pH 7.0條件下，不同提取方式膳食纖維重金屬吸附能力的強(qiáng)弱次序?yàn)椋荷锝怆x膳食纖維＞擠壓膨化法改性膳食纖維＞發(fā)酵法改性膳食纖維＞化學(xué)法改性膳食纖維＞水提法膳食纖維，且吸附能力的強(qiáng)弱次序均為Pb2+＞As3+＞Cu2+。在pH 2.0條件下（圖1b），生物解離膳食纖維對(duì)Pb2+、As3+、Cu2+3 種重金屬離子吸附能力與擠壓膨化法改性膳食纖維吸附能力相近（P＞0.05），分別為215.2、200.1、123.2 μmol/g及212.4、192.1、121.3 μmol/g，明顯高于水提法、化學(xué)法及發(fā)酵法膳食纖維（60.3、52.9、32.7 μmol/g，106.3、98.4、50.2 μmol/g及134.2、28.5、79.7 μmol/g），且膳食纖維在pH 7.0條件下對(duì)同種重金屬離子的吸附效果要優(yōu)于pH 2.0。這是由于在酸性條件下，纖維中糖醛酸的羥基和木質(zhì)素的酚酸等親水基團(tuán)對(duì)重金屬離子的吸附作用被溶液中電離的H3O+的排斥作用取締[20]，此時(shí)物理吸附成為膳食纖維吸附重金屬離子的主要方式[33]。上述結(jié)果不僅說(shuō)明小腸環(huán)境更適合膳食纖維對(duì)重金屬離子的吸附，同時(shí)也證明生物解離膳食纖維具有更強(qiáng)的重金屬吸附能力，可有效阻礙人體對(duì)重金屬離子的吸收。

2.4 不同提取方式膳食纖維的功能特性分析

2.4.1 葡萄糖吸收能力分析

圖2 不同提取方式膳食纖維的葡萄糖吸收能力Fig.2 Glucose adsorption capacities of dietary fibers from different extraction methods

膳食纖維具有抑制葡萄糖擴(kuò)散的功效，可降低血液中葡萄糖的含量，有效控制血糖指數(shù)[34]。圖2所示為不同方式提取的膳食纖維對(duì)葡萄糖的吸收能力，各膳食纖維對(duì)葡萄糖吸收力的大小依次為：生物解離膳食纖維＞擠壓膨化法改性膳食纖維＞發(fā)酵法改性膳食纖維＞化學(xué)法改性膳食纖維＞水提法膳食纖維，且不同提取方式膳食纖維的葡萄糖吸收能力均隨葡萄糖濃度的增加而提高，當(dāng)葡萄糖濃度為200 mmol/L時(shí)，生物解離膳食纖維葡萄糖吸收能力分別高于擠壓膨化法、發(fā)酵法、化學(xué)法及水提法膳食纖維17.66%、25.41%、74.20%及151.79%。這一現(xiàn)象與Park等[35]的研究結(jié)果一致。已有研究表明，膳食纖維的葡萄糖吸收能力與其可溶性膳食纖維的含量及物理結(jié)構(gòu)有關(guān)[21]。這是由于可溶性膳食纖維與水接觸后產(chǎn)生的凝膠狀物體可將葡萄糖分子包裹其中，且膳食纖維疏松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也會(huì)減緩葡萄糖分子在食品體系中的擴(kuò)散速率。上述結(jié)果表明，生物解離膳食纖維對(duì)葡萄糖的吸收能力明顯高于其他方式提取的膳食纖維，可起到較好的調(diào)節(jié)飲食結(jié)構(gòu)、控制餐后血糖指數(shù)的作用，在各種食品、保健品和醫(yī)藥制品中具有一定的應(yīng)用前景。

2.4.2 α-淀粉酶活性抑制能力分析

表3 不同提取方式膳食纖維的α-淀粉酶活性抑制能力Table3 α-Amylase inhibitory activities of dietary fibers from different extraction methods

膳食纖維對(duì)α-淀粉酶活性具有一定抑制的作用，可改善食品體系中淀粉類物質(zhì)的消化特性[36]。表3所示為不同提取方式的膳食纖維對(duì)α-淀粉酶的抑制能力。其中，生物解離膳食纖維的α-淀粉酶抑制能力最高，為18.42%，較水提法膳食纖維、化學(xué)法改性膳食纖維、發(fā)酵法改性膳食纖維及擠壓膨化法改性膳食纖維分別提高了約36%、20%、5%和3%。生物解離膳食纖維較高的α-淀粉酶抑制能力可能與其持水性和膨脹性較強(qiáng)有關(guān)。較高的膨脹性和持水率能降低體系流動(dòng)性，減少酶與底物發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)，降低α-淀粉酶的酶解效果[37]。因此生物解離膳食纖維有較高的α-淀粉酶抑制能力，可作為一種慢消化食品添加劑應(yīng)用在功能性食品中。

2.4.3 膽汁酸阻滯指數(shù)分析

圖3 不同提取方式膳食纖維膽汁酸阻滯指數(shù)Fig.3 Bile acid retardation index of dietary fibers from different extraction methods

膽汁酸過(guò)多會(huì)損傷胃黏膜上皮細(xì)胞，膳食纖維具有延遲或抑制人體對(duì)膽汁酸吸收速率的功效，從而預(yù)防疾病[38]。根據(jù)圖3不同提取方式膳食纖維的膽汁酸阻滯結(jié)果可知，生物解離膳食纖維的膽汁酸阻滯指數(shù)最大，為33.12%～35.52%，擠壓膨化法及發(fā)酵法改性膳食纖維次之，分別為32.14%～34.76%和30.32%～32.34%，而水提法膳食纖維的膽汁酸阻滯指數(shù)最低，僅有13.13%～21.32%，不同提取方式膳食纖維的膽汁酸阻滯指數(shù)差異可能與其中可溶性膳食纖維含量有關(guān)，這是由于可溶性膳食纖維中的活性基團(tuán)可以螯合吸附膽汁酸之類的有機(jī)分子[39]。綜合以上不同提取方式對(duì)膳食纖維功能特性的分析結(jié)果可知，生物解離膳食纖維相比于其他膳食纖維具有更好的功能特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可作為一種功能性配料添加到普通食品或保健食品中，增加食品的降血糖、降血脂等生理功能，保證膳食結(jié)構(gòu)平衡。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)對(duì)比了不同提取方式所得大豆膳食纖維的化學(xué)組成、理化性質(zhì)及功能特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生物解離大豆膳食纖維純度可高達(dá)82.58%，可溶性膳食纖維含量約占總膳食纖維含量的60%，并且相比于化學(xué)法、發(fā)酵法及擠壓膨化提取的改性膳食纖維以及水提法提取的天然膳食纖維，生物解離膳食纖維具有較高的持水性、持油性、膨脹性和溶解性（6.87 g/g、5.48 g/g、8.22 mL/g、5.07%），可作為新型品質(zhì)改良劑添加至食品行業(yè)中。與此同時(shí)，生物解離膳食纖維的重金屬吸附能力（pH 7.0時(shí)Pb2+351.2 μmol/g、As+304.1 μmol/g、Cu2+214.1 μmol/g）、葡萄糖吸收能力（3.06～35.78 mmol/g）、α-淀粉酶活性抑制能力（18.42%）和膽汁酸阻滯指數(shù)（33.12%～35.52%）均明顯高于其他方式提取的膳食纖維，在功能強(qiáng)化型食品及保健品方面的開(kāi)發(fā)具有廣闊前景。本研究可為生物解離副產(chǎn)物的綜合利用提供一定理論依據(jù)。