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米糠水溶性膳食纤维理化特性及抗氧化性

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-02
核心提示:膳食纤维主要是指不能被人体胃肠道中消化酶所消化并为人体吸收利用的碳水化合物,是维系人类健康所不可缺少的一类营养素。根据其在水中的溶解性差异,膳食纤维可分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)两大类。SDF具有多种生理功效,除可预防和治疗心脑血管疾病、抗癌防癌等之外,还具有抗氧化防衰老、清除外源有害物质和体内自由基等作用。
   膳食纤维主要是指不能被人体胃肠道中消化酶所消化并为人体吸收利用的碳水化合物,是维系人类健康所不可缺少的一类营养素。根据其在水中的溶解性差异,膳食纤维可分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)两大类。SDF具有多种生理功效,除可预防和治疗心脑血管疾病、抗癌防癌等之外,还具有抗氧化防衰老、清除外源有害物质和体内自由基等作用。
 
  来自中南林业科技大学的黄萍、林亲录和朱凤霞等人以课题组优化提取所得的米糠SDF为原料,对其进行物化特性及抗氧化能力分析测定,为米糠SDF的广泛开发及利用提供参考依据。
 
  1
 
  米糠SDF常规成分分析结果
 
  对超声辅助酶法优化提取条件下所得的米糠SDF产品进行常规成分分析,其中水溶性纤维含量为(79.52±0.07)%,纯度较高。在米糠SDF的提取过程中,脂肪、淀粉等物质经过脱脂、加热、酶解、乙醇沉淀后被清除,蛋白质和灰分残余量较少,分别为(7.82±0.13)%、(5.71±0.11)%。
 
  2
 
  米糠SDF理化特性分析结果
 
  对优化提取的米糠SDF进行理化特性指标测定,米糠SDF的持水力为(3.16±0.15) g/g;持油力为(0.99±0.08) g/g、溶胀性为(1.39±0.12) mL/g;结合水力为(4.18±0.10) g/g。
 
  3
 
  阳离子交换能力分析结果
 
  空白溶液初始pH值为1.5,米糠SDF的初始pH值为2.98,溶液滴定至滴定终点所消耗NaOH溶液的体积分别为5.04 mL和9.45 mL,已知曲线的斜率越大其阳离子交换能力越差,两曲线对比可看出米糠SDF具有较强的阳离子交换能力,对液体环境中pH值的改变能起到一定稀释缓冲的作用。
 
  4
 
  溶解性分析结果
 
  米糠SDF的溶解度随着温度的升高而逐渐上升,在20~40 ℃之间时,其溶解度随温度的升高上升明显,而温度高于40 ℃后,米糠SDF的溶解度随温度升高而缓慢上升,并逐渐趋于饱和,最高达到(0.12±0.02) g/mL。
 
  5
 
  傅里叶变换红外光谱分析结果
 
  经优化提取得到的米糠SDF其特征吸收峰的位置和峰形与原料米糠相比大体相似。米糠SDF在1078.21 cm-1存在较大吸收峰,是由两种C—O伸缩振动引起的,,因此分子存在C—O—H和糖环C—O—C结构。1 670.53 cm-1波数处为C=O的伸缩振动区,说明米糠SDF中存在糖醛酸。894.84 cm-1处出现了β-吡喃糖C—H变角振动的特征吸收峰;在848.68 cm-1波数处出现的弱小尖峰,说明SDF中存在α-型吡喃糖。600 cm-1波数处是糖分子中β-型的C—H直立键的变角振动吸收。米糠SDF在3 300.2 cm-1左右的吸收峰变的更宽更强,是由O—H伸缩振动引起的,说明米糠SDF中处于缔合状态的氢键较多。
 
  6
 
  扫描电子显微镜分析结果
 
  脱脂米糠原料结构紧凑,含有大小不一的片状物以及粒状颗粒和光滑球状物。真空冷冻干燥的米糠SDF结构分散,多为形状不规则的小片状物且颗粒较小。且在高倍数扫描电子显微镜下可观察到SDF表面有许多蜂窝状小孔。
 
  7
 
  米糠SDF抗氧化性分析
 
  7.1 米糠SDF对DPPH自由基和ABTS+?的清除作用
 
  DPPH自由基:阳性对照2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol,BHT)在4~10 mg/mL范围内对DPPH自由基清除率明显比米糠SDF强。而随着样品的质量浓度增加,米糠SDF对DPPH自由基清除率逐渐提高。从8 mg/mL开始,米糠SDF对DPPH自由基的清除率开始趋于稳定。10 mg/mL的米糠SDF对DPPH自由基清除率为20.27%。
 
  ABTS+?:抗氧化剂VC为纯品,当其质量浓度为4~10 mg/mL时,对ABTS+?的清除率高达98%左右,明显优于米糠SDF,且随质量浓度变化不明显;而米糠SDF的ABTS+?清除率随质量浓度的升高而具有明显上升趋势,当米糠SDF质量浓度为10 mg/mL时,ABTS+?清除率达到58.97%。
 
  7.2 米糠SDF总抗氧化活性分析结果
 
  随着米糠SDF的质量浓度升高,其FRAP逐渐增大,米糠SDF的质量浓度在10 mg/mL时,其FRAP与0.719 mmol/L的FeSO4相当。
 
  结    论
 
  通过研究水溶性膳食纤维理化性质和功能特性,发现米糠SDF纯度较高,为(79.52±0.07)%,其蛋白质和灰分含量少,分别为(7.82±0.13)%、(5.71±0.11)%。优化提取的米糠SDF具有良好的理化性质:持水力为(3.16±0.15) g/g、持油力为(0.99±0.08) g/g、溶胀性为(1.39±0.12) mL/g、结合水力为(4.18±0.10) g/g。米糠SDF具有一定的阳离子交换能力,其溶解性与温度成正比。傅里叶变换红外光谱分析发现,米糠SDF中处于缔合状态的氢键较多;扫描电子显微镜分析超微结构结果表明其纯度较高。米糠SDF表现出较强的抗氧化能力,随质量浓度的升高呈明显上升趋势,10 mg/mL的SDF对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率为20.27%,对2’-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸自由基清除率达到58.97%。
 
 
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