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        燕麥膳食纖維食品研究進(jìn)展

        2019-09-10 07:22:44徐靜高婷婷劉靜雪王騰孫櫟
        糧食問題研究 2019年6期
        關(guān)鍵詞:膳食纖維提取方法生理功能

        徐靜 高婷婷 劉靜雪 王騰 孫櫟

        摘要:燕麥麩是生產(chǎn)燕麥制品過程中的副產(chǎn)品,麩皮中含有大量的燕麥膳食纖維,可作為制作膳食纖維食品的優(yōu)質(zhì)原料,且性價(jià)比較高。現(xiàn)如今越來越多的人在食用粗糧時(shí)以燕麥為首選,其生理功能也逐漸被人們所了解。食用以燕麥膳食纖維為主要原料的功能性食品,不僅可以提高日常膳食纖維的攝入量,還具有降血壓、降低膽固醇、預(yù)防和治療結(jié)直腸癌、預(yù)防心臟病的醫(yī)療價(jià)值和保健功能。但經(jīng)加工后的燕麥其麩皮已被剝離,或用于飼料,其自身價(jià)值并未被充分發(fā)揮出來,造成了資源浪費(fèi),附加值降低。因此,注重燕麥麩的綜合開發(fā)和利用,可以防止資源過度浪費(fèi),提高其使用價(jià)值。本文對燕麥纖維提取和燕麥纖維在食品中的應(yīng)用進(jìn)行概述,針對燕麥膳食纖維的生理功能進(jìn)行總結(jié),并對燕麥纖維的發(fā)展進(jìn)行前景展望,以期對燕麥纖維的研究和產(chǎn)品的開發(fā)及其利用提供參考。

        關(guān)鍵詞:燕麥 燕麥麩 膳食纖維 生理功能 提取方法 食品開發(fā)

        在現(xiàn)代快節(jié)奏的生活中,人們的日常飲食通常以谷物類為主,輔以蔬菜,水果和肉類。特別是近些年來,一、二線城市的居民膳食脂肪比例從20%增加到25%,有的地區(qū)甚至達(dá)到40%至45%[1-2]。膳食纖維的攝入量已顯著減少。因此引發(fā)了一些人們所說的“當(dāng)代富貴病”,如高血糖、高血壓、高血脂的“三高人群”,以及由膳食纖維攝入過少引起的一些其他疾病。腸癌,便秘,腸息肉等的發(fā)病率也正在增加[3]。但隨著科學(xué)技術(shù)和營養(yǎng)學(xué)研究領(lǐng)域的不斷發(fā)展、拓寬,膳食纖維的重要生理功能正慢慢被人們所發(fā)掘出來。不僅學(xué)術(shù)界在關(guān)注著膳食纖維,而且普通人對膳食纖維的關(guān)注也在日益增加,況且膳食纖維已經(jīng)作為第七類營養(yǎng)物質(zhì)在營養(yǎng)學(xué)界被大部分人所承認(rèn)[4]。燕麥麩在燕麥生產(chǎn)加工產(chǎn)生的副產(chǎn)品中營養(yǎng)價(jià)值是最高的,其中的營養(yǎng)物質(zhì)占燕麥麩比重最大的是β-葡聚糖,它是一種已知的降低血脂和促進(jìn)腸道健康的活性成分。燕麥去除胚芽后,燕麥麩中膳食纖維含量最多,95%的水溶性膳食纖維都存在于燕麥麩中。因此,生產(chǎn)功能性膳食纖維食品,燕麥麩成為了“主力軍”。

        一、膳食纖維簡介

        從生理學(xué)角度來看,膳食纖維是指植物細(xì)胞壁中某些非淀粉多糖和基質(zhì)材料,它們不能被人體消化酶所分解。近年來,膳食纖維的分類包括一些非細(xì)胞壁化合物、具有抗性的淀粉、寡糖、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物和來自動(dòng)物的幾丁質(zhì)[5]。它曾被認(rèn)為是一種非營養(yǎng)物質(zhì),并且長期以來沒有得到足夠的重視。但現(xiàn)在,營養(yǎng)界將其補(bǔ)充為第七種營養(yǎng)素,與一直以來被人們所公認(rèn)的六大營養(yǎng)物質(zhì)——礦物質(zhì)、糖類、蛋白質(zhì)、脂類、水和維生素具有可比性。

        二、膳食纖維的分類及功能特性

        (一)燕麥膳食纖維分類[6]

        1. 可溶性膳食纖維

        其來源于果膠、藻膠、魔芋等。能量很低,吸水性強(qiáng)??扇苄陨攀忱w維具有許多生理功能,例如對于結(jié)腸癌與前列腺癌的預(yù)防與治療、預(yù)防肥胖、減少高血壓高血糖等疾病的發(fā)病率。它已被廣泛應(yīng)用于許多行業(yè),特別是在保健品的開發(fā)和利用方面。

        2. 不可溶性膳食纖維

        對于不可溶性纖維,它可以加速食物通過胃腸道并促進(jìn)其蠕動(dòng)。其他被微生物分解或由微生物合成的多糖也包括在內(nèi),例如海藻酸鈉、半乳糖苷、樹膠瓊脂、羧甲基纖維素和葡聚糖等。不溶性膳食纖維可以穩(wěn)定地分散在水中,因此在胃腸道中遇到水后會(huì)與葡萄糖形成黏性物質(zhì),從而降低血液中膽固醇的水平。

        (二)燕麥膳食纖維功能特性

        1. 降血脂

        1989年,糖尿病研究協(xié)會(huì)報(bào)告:服用燕麥片(全燕麥片)三周后,TC(血清總膽固醇)從2.80 mg/mL降至2.26 mg/mL。LDL-C(高密度脂蛋白膽固醇)由原來1.90 mg/mL降至1.49 mg/mL,效果十分顯著。

        2. 控制肥胖癥[7]

        1993年,在美國華盛頓有一位39歲體重150公斤的糕點(diǎn)大王利德曼,TC達(dá)3.24mg/mL。按照醫(yī)生的建議,每天吃兩到三個(gè)以燕麥麩皮為原料的薄餅,3個(gè)月后體重降到125kg,TC降到1.75mg/mL。從這個(gè)案例可以看出燕麥具有控制體重的作用。

        3. 美容緊膚

        燕麥麩中有關(guān)美容的獨(dú)特成分便是燕麥緊膚蛋白,它能夠起到平滑、成膜和保濕的效果,并且具有抗衰老的作用。利用高效液相色譜法將其分子量的分布情況測量出來,測量結(jié)果表明,以白蛋白的分子量范圍為標(biāo)準(zhǔn),組成燕麥緊膚蛋白的大部分蛋白質(zhì)的分子量與之相同,分子量為5000乃至5000以上。由此可以得出,燕麥緊膚蛋白分為還未水解和部分已被水解的燕麥蛋白兩部分組成。具有緊致皮膚、保濕滋潤、抗老化的生理功能。

        4. 調(diào)節(jié)腸胃,抑制膽固醇

        燕麥中含有皂甙素,可調(diào)節(jié)腸胃功能。因其稀少,所以燕麥麩中含有的燕麥纖維也可被稱為“貴族膳食纖維”。燕麥麩中含有對中老年人十分有益的高含量的亞油酸,它不但可以壓制膽固醇的升高,還是前列腺素合成的重要組成部分。

        5. 其他功能

        燕麥麩中含有豐富的微量元素和可被人體吸收的礦物質(zhì),如鈣,磷,鐵,鋅,錳和鉻等。這些元素和物質(zhì)對預(yù)防骨質(zhì)疏松癥有一定作用,不僅可以促進(jìn)傷口愈合,還能預(yù)防貧血。燕麥麩還含有對延緩細(xì)胞老化很有幫助的多種酶類。燕麥麩所含熱量要比燕麥低,但燕麥中大部分的營養(yǎng)都集中在燕麥麩當(dāng)中,燕麥在十大健康食品中排名第五,這個(gè)排名來自《時(shí)代》雜志。

        6. 降低血脂、保護(hù)腸道

        在燕麥麩皮中β葡聚糖[8]的含量是谷類物質(zhì)里含量所含較多的,它對降低血脂十分有效,對維持腸道健康也有幫助,屬于可溶性膳食纖維。

        7. 預(yù)防糖尿病

        可溶性膳食纖維能減緩人體對葡萄糖的吸收速度,抑制血糖的升高,提高人體對糖的耐受性。

        8. 降低血膽固醇水平,預(yù)防膽結(jié)石

        膳食纖維在人體吸收膽固醇和中性脂肪時(shí),對其過程起到一定的阻礙作用。對于人體內(nèi)的膽汁,可起到減少吸收量的作用;對于消化道的分泌物,可以改變其分泌量,從而在人體消化食物時(shí)改變其消化速度,對于膽結(jié)石起到預(yù)防的作用。

        三、膳食纖維提取方法

        (一)化學(xué)提取

        將原料干燥并研磨后,用化學(xué)試劑提取,然后通過離心沉淀并用有機(jī)溶劑過濾以進(jìn)一步提取可溶性和不溶性膳食纖維。主要包括直接水提法、絮凝劑法、酸法和堿法等方法。

        根據(jù)以下提取條件,采用該方法從蘆薈中將料液比設(shè)為1:35提取可溶性膳食纖維,提取溫度設(shè)定95℃,提取時(shí)間設(shè)定2.5h,最后從蘆薈中提取出的膳食纖維占總質(zhì)量的11.19%。

        (二)酶提取法

        酶水解法通過添加特定的酶從原料中除去淀粉、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等雜質(zhì),從而達(dá)到獲取更高純度膳食纖維的目的。所用酶的類型包括蛋白酶、淀粉酶和半纖維素酶。按以下方式操作:酶量2.1%,溫度60,時(shí)間4.5 h,pH 7.0,料液比1:10,提取率達(dá)41.37%

        (三)化學(xué)-酶結(jié)合提取法

        化學(xué)-酶結(jié)合法則是將上述兩種方法結(jié)合起來,有效提高提取效率。從蕪菁中提取其膳食纖維時(shí),使用的便是上述的化學(xué)-酶結(jié)合法,按照如下方法進(jìn)行操作:淀粉酶的量為0.3%,酶水解溫度為65℃,7%氯氧化鈉(NaOH),水解溫度為60℃,提取率為6.5%。

        (四)發(fā)酵法

        在各種條件都相對適宜的情況下,通常將益生菌作為發(fā)酵原料。將其水洗至中性,水洗后的物質(zhì)進(jìn)行干燥,從而提取目的物質(zhì)的方法稱為發(fā)酵法。

        四、燕麥麩膳食纖維開發(fā)現(xiàn)狀

        (一)燕麥片

        燕麥片是一種利用現(xiàn)代技術(shù),以燕麥為原料用機(jī)器壓制的的食物,形狀扁平,大小與大豆相當(dāng)。燕麥片加工成谷物,方便食用,口感好。燕麥片是高度粘稠的,其主要營養(yǎng)物質(zhì)為葡聚糖,葡聚糖具有降低血脂、降低血糖和增加飽腹感的作用。其不僅營養(yǎng)物質(zhì)所含比例較高,品質(zhì)也高于其他粗糧產(chǎn)品。因其營養(yǎng)價(jià)值高并且能夠快速烹飪,十分受現(xiàn)代人的喜歡。

        (二)燕麥米

        燕麥米營養(yǎng)價(jià)值較高的原因是其含有人體所需的8種必需氨基酸,維生素E的含量也要高于大米和面粉。研究營養(yǎng)學(xué)的專家指出,對于心臟性疾病、高血脂、動(dòng)脈粥樣硬化來說,燕麥稱得上是預(yù)防此類疾病的完美食物。其富含亞油酸,占所有不飽和脂肪酸的35%-52%,對糖尿病,脂肪肝,便秘和水腫有輔助作用。對中老年人來說,其可以提高體力,延長壽命,對身體有多種益處。

        (三)燕麥纖維粉

        燕麥纖維粉由燕麥膳食纖維制成,選用獨(dú)特的技術(shù)加工而成。它是一種帶有燕麥香氣且粉質(zhì)較細(xì)的粉末,含有大量的不溶性和可溶性膳食纖維,高葡聚糖;含有多種對人體有益的成分,如其中油酸與亞油酸的含量幾乎持平,且植物淄醇與亞麻酸的含量也極高;營養(yǎng)素中的蛋白質(zhì)和微量元素鋅、鉀的含量也很高;不含有膽固醇。它風(fēng)味與其他粗糧不同,營養(yǎng)物質(zhì)高于其他雜糧,有著口感柔滑的食用特點(diǎn)。所有成分都是天然含有的,并通過生物技術(shù)特殊工藝釋放。

        五、燕麥發(fā)展前景

        近些年來,隨著科技的不斷發(fā)展,生活水平不斷升高,人們?nèi)粘o嬍硵z取的“三高食品”的比重也越來越大,即熱量、蛋白、脂肪含量較高的食品。肥胖等相關(guān)疾病的發(fā)病率也受其影響,并隨年份的增加而增加。對此,作為一類生物大分子物質(zhì),有著獨(dú)特生理作用的膳食纖維,對于預(yù)防和治療肥胖癥以及降低血脂、血糖方面發(fā)揮其關(guān)重要的作用。與此同時(shí),近些年來,膳食纖維也成為了人體日常所需營養(yǎng)物質(zhì)中的第七大營養(yǎng)物質(zhì),其更多對于人體有益的作用也在繼續(xù)被發(fā)掘著。此外,若日常飲食攝入的膳食纖維不足,能夠引發(fā)多種病癥,如心血管疾病-冠心病、腸道類疾病-結(jié)直腸癌、便秘、“三高”病癥等。因此,以燕麥麩為原料的纖維食品的開發(fā)與推廣也相繼得到更多人的贊同。而燕麥麩皮含有燕麥95%的膳食纖維,無疑成為開發(fā)膳食纖維功能性食品的一大來源,與此同時(shí),燕麥在中國的種植和利用歷史悠久,遍布各地,種植面積廣,自古就廣泛種植燕麥,也是作為開發(fā)膳食纖維食品原料的一大優(yōu)勢[8]。在現(xiàn)在人們的生活方式中,糖耐量降低、高血壓、血糖異常、血液粘稠度高以及便秘等疾病的上升,多數(shù)是因?yàn)閿z入營養(yǎng)不平衡或因膳食纖維獲取過少引起的。因此,越來越多的人開始關(guān)注健康問題,人們期望通過合理營養(yǎng)均衡的膳食搭配,遠(yuǎn)離亞健康,面向更健康。粗糧中膳食纖維含量最高的當(dāng)屬燕麥麩皮,因此以膳食纖維為主的食品的研究與燕麥麩不可分割。綜上,燕麥膳食纖維食品市場的開發(fā)與其發(fā)展前景將會(huì)是不可限量的。

        參考文獻(xiàn):

        [1]方冬冬,李長樂,師園園等.豆渣膳食纖維研究與綜合利用[J].糧食加工,2018,43(02):62-64.

        [2]馬先紅,賈宇涵,劉鑫.玉米膳食纖維研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā),2017,38(24):209-212.

        [3]張歡歡,高飛虎,張玲等.膳食纖維提取工藝及在食品工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].南方農(nóng)業(yè),2018,12(01):79-82.

        [4]張世仙,楊春梅,吳金鴻等.豆渣膳食纖維提取方法及功能研究進(jìn)展[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,34(04):93-97.

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        [6]鄭文新,劉占英,石雅麗等.可溶性膳食纖維提取的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,45(27):107-109+202.

        [7]周芳寧. 豌豆渣膳食纖維的性能研究及食品開發(fā)[D].石家莊:河北科技大學(xué),2016.

        [8]路威,耿然,王明空.燕麥品質(zhì)及其食品開發(fā)研究進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2015(16):52-55.

        (作者單位:吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院食品工程學(xué)院、吉林省釀造技術(shù)科技創(chuàng)新中心)

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