米糠膳食纤维提取工艺的研究进展*

张汪 时超 褚莹莹 马丽鑫 徐彩红*

（沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳110034）

·综述评论·

米糠膳食纤维提取工艺的研究进展*

张汪**时超 褚莹莹 马丽鑫 徐彩红***

（沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳110034）

米糠是稻谷加工的主要副产品，富含膳食纤维（Dietary fiber,DF）和多酚等生理活性物质，是一种极具开发潜力的高附加值资源。但是新鲜米糠易酸败、贮存稳定性差，而且由于其中含有大量的DF，导致其溶解性低、口感粗糙、加工性质差，严重制约了米糠在食品中的应用。目前，我国仅约10%的米糠被用作制油或提取植酸钙、肌醇、谷维素等高附加值产品，其余大部分被用作饲料，甚至作为废弃物丢弃，导致环境污染和经济效益低下。因此，开发米糠产品具有重要的经济、社会和生态意义。

近年来，DF在预防心血管疾病和肥胖症等慢性疾病中的作用越来越受到重视。DF是指不能被人体小肠内生物酶所消化和吸收的高分子碳水化合物和木质素的总称。根据溶解性将其分为水溶性膳食纤维（Water soluble dietary fiber，SDF）和水不溶性膳食纤维（Water insoluble dietary fiber，IDF）。SDF包括果胶等亲水胶体物质和部分半纤维素，IDF包括纤维素、半纤维素和木质素。我国DF的研究工作起步较晚，主要集中于谷物类DF的制备、改性、检测方法以及在食品工业中的应用等方面，但是应用技术多为基础研究，还很不成熟。

米糠是DF的理想来源，有关米糠DF的功能性特点、作用机制以及工业化应用技术都值得人们去深入研究。目前，关于米糠DF的提取工艺，国内研究者采用的主要方法有物理法、化学法和酶解法三大类。本文通过收集和查阅大量文献，综述了米糠DF提取工艺的研究现状、提取方法及其优缺点，以期为米糠DF的提取研究提供参考和建议。

1 米糠膳食纤维的提取方法

1.1 化学法

化学法是指将米糠原料干燥后粉碎，然后以酸、碱等化学试剂为浸提溶剂提取米糠膳食纤维的一类方法，此类方法中碱法提取应用最为广泛。碱法提取工艺通常是将原料干燥、粉碎、过筛，然后加入强碱溶液，经过过滤、离心等操作，得到的残渣即为IDF；将此法得到的上清液或滤液经乙醇沉淀，则得到SDF。该法中强碱溶液多采用氢氧化钠溶液，在此条件下，纤维素的链内糖苷键和氢键部分断裂，导致纤维素的聚合度和机械强度下降。为了提高产品的产量，碱液浸泡后，通常采用水洗的方法，以除去溶解于碱液中的蛋白质、部分木质素和半纤维素等成分，最后经精制、干燥即可获得高纯度的产品。有报道表明影响米糠DF提取效果的主要因素有：碱的用量、碱液浸泡时间和浸泡温度。例如，陈复生等人采用碱法提取工艺，通过试验最终确定了化学法制备米糠膳食纤维的最优工艺条件为：NaOH加入量1%，浸泡时间50 min，浸泡温度60℃，该工艺条件下，DF产率大于65%。

化学法提取米糠膳食纤维具有工艺简单，无需特殊设备，处理速度较快，并且投资少等优点。但缺点是制备的膳食纤维产品通常含有少量的蛋白质和淀粉，纯度不高。而且，在提取过程中，容易造成SDF和半纤维素的大量损失与破坏，导致提取的膳食纤维活性降低。另外，较多的使用酸碱使用，不可避免地造成环境污染，因而该方法近年来应用的越来越少。

1.2 物理法

物理法提取米糠膳食纤维是从绿色环保的角度出发，通过物理粉碎直接水浸提法提取水溶性膳食纤维的一类方法。该方法的优点在于能够较好地保留膳食纤维的活性，但米糠中水不溶性膳食纤维的提取率偏低，加之设备限制（一般采用挤压机），不适于工业化生产，所以目前在国内外的应用也很有限。

1.3 酶解法

酶解法是指在提取过程中添加特定酶类从而得到DF产品的一种方法。酶解法制备米糠DF工艺简单、所需条件温和、DF提取率高，而且所得产品的纯度较高。与传统酸法碱法相比，该法能够显著降低DF的损失和环境污染，显著提高产品的提取率和产品质量。因而，该法受到国内外研究者越来越多的关注和应用。

1.3.1 化学试剂-酶结合法

化学试剂-酶结合法是指采用α-淀粉酶和蛋白酶等水解米糠原料，除去其中的蛋白质和淀粉，然后用一定浓度的氢氧化钠溶液浸提，从而制备纯度较高DF的一类方法。该法得到的DF纯度要比单纯用酶法提取的纯度高很多。一般工艺流程为：脱脂米糠→粉碎→浸泡→加酶水解→沉淀、过滤→碱液浸泡→漂洗、除杂→粉碎精制→脱水干燥→米糠DF。例如，李丽辉等以DF含量为考察指标，采用α-淀粉酶用量、酶解时间、碱液质量分数和碱解时间4个因素进行正交组合试验设计，确定出提取工艺的最佳条件为：α-淀粉酶用量0.4%，酶解时间40 min，碱液质量分数4.0%，碱解时间45 min。此工艺条件下DF的提取率为39.3%。

化学试剂-酶结合法提取米糠膳食纤维，可显著提高DF产率和品质，该方法简便可行，无需特殊的设备，提取成本低，适用于大规模生产。

1.3.2 复合酶解法制备米糠膳食纤维

复合酶解法是指以米糠为原料经清洗去除杂质，将纤维素酶、α-淀粉酶、糖化酶和蛋白酶等以适当比例混合，在适宜的浸泡温度和反应时间下进行酶解。将滤渣经清水洗涤至中性后，收集、清洗滤渣，烘干冷却至室温，即得到米糠DF成品。许晖等对复合酶解法提取米糠SDF的工艺进行了研究，工艺条件为：先添加4%的纤维素酶，45℃和pH5.5条件下，酶解1.5 h后，再添加6.0%的木瓜蛋白酶，温度为60℃水浴条件下酶解30 min，该工艺条件下SDF得率16.32%。由于多种酶的协同作用，复合酶解法能够更好地起到酶解效果，能够显著提高不溶性膳食纤维的提取率。

1.3.3 超声辅助酶法提取米糠水溶性膳食纤维

超声波细胞粉碎仪的机械震动和空化作用能有效破坏植物内部组织，能显著提高纤维素酶的酶解速率，从而加快米糠中SDF的释放，有助于提高SDF的提取率。该法影响因素最为显著的是酶解温度，其次为超声功率和超声时间，酶用量的影响很小。朱凤霞等以米糠为原料，采用该法得到的最佳工艺条件为：料液比1∶24 g/mL，加酶量5.3%，超声功率415 W，超声时间5 min。在此工艺条件下，米糠SDF的得率为9.36%。

该法工艺简单，与化学法相比提取条件温和，无化学残留污染，且制得的SDF品质良好。单纯酶法或单纯超声法提取SDF耗时长且得率较低，而该法综合了单纯酶法和单纯超声法的优点，在一定程度上提高了产品提取率，明显缩短了提取时间，所得的SDF呈淡黄色，无明显异味，纯度高，质量较好，可作为添加剂适用于食品生产应用。

2 结语

通过查阅大量文献，综述了国内米糠DF的提取工艺的主要方法，即物理法、化学法和酶解法。比较分析了各种方法的优点和不足，如物理法仅提取出原料中的SDF，而对含量相对较多的IDF没有充分的考虑；化学法使用强碱试剂，导致SDF和半纤维素的大量损失和环境的污染，所提取的DF色泽深、碱味浓，关键是活性也较低；酶解法没有化学残留，工艺简单，提取率高，但是，因为所添加的某些酶价格较高，成本较高。因此，研究者可斟酌各方法的利弊，以及经济因素，进行米糠DF的研究和产品开发。

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Research of rice bran dietary fiber extraction process

ZHANGWang**SHI Chao CHUYingying MA Lixin XUCaihong
（Institute of food,Shenyang normal university，Liaoning Shenyang 110034，China）

米糠是稻谷加工的主要副产物，富含膳食纤维等多种生理活性物质，具有较高的开发价值。通过收集、查阅大量参考文献，总结出目前国内外提取米糖中膳食纤维的方法主要有物理法、化学法和酶解法，并综述了米糠膳食纤维提取工艺的研究现状、提取方法及其优缺点，以期为米糠膳食纤维的提取研究提供参考和建议。

米糠；膳食纤维；提取工艺

Rice bran is the main byproduct of rice processing,it is rich of dietary fiber and other physiological active substances,with the development of high value.The paper summed up the main methods of extracting dietary fiber in rice bran at home and abroad,and summarized the research status of rice bran dietary fiber extraction process, extraction methods and their advantages and disadvantages,so as to provide reference and advicefor the extraction researchof rice bran dietary fiber.

rice bran；dietary fiber；extraction process

TS201

A

1673-6044（2016）04-0001-03

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.04.001

2015年第一批辽宁省科学计划农业攻关重大项目（2015211003）；2015年辽宁省农业领域青年科技创新人才培养计划项目（2015053）。

**张汪，男，1993年出生，沈阳师范大学食品科学与工程专业硕士在读。

***徐彩红，通讯作者，E-mail：xuch0828@hotmail.com.

2016-08-30