小麦麸皮膳食纤维提取方法研究与组分分析

◎姬玉梅

小麦麸皮膳食纤维提取方法研究与组分分析

◎姬玉梅

以小麦麸皮为原料，分析了麦麸中及麦麸膳食纤维的基本化学组成，并对化学法、酸酶法、多酶法三种不同方法制备麦麸膳食纤维的物化特性作了比较分析，结果表明，不同方法制备的麦麸膳食纤维中基本成分有明显不同。三种方法制备的麦麸膳食纤维纯度含量大小顺序依次是多酶法＞酸酶法＞化学法，膳食纤维纯度依次为87.28%、68.35%，58.34%。膨胀力、持水力在高温下性能较好，而吸油力和结合水力则相反。来源不同的小麦麸，通过多酶法都可以制成纯度较高的小麦膳食纤维；其中，剥外皮小麦膳食纤维成品的TDF含量最高，为86.43%；剥内皮小麦膳食纤维成品的TDF含量最低，为78.47%。

麦麸 膳食纤维 营养成分 物化特性

麸皮是小麦制粉过程中的主要副产物，其中每年85%以上直接作为原料用于酿造和饲料行业，附加值不高。[1]小麦麸皮不但富含人体所需的维生素、矿物质、低聚糖、麦麸蛋白等物质，而且也是一种重要的膳食纤维来源，对机体保持健康状态发挥着重要的作用。[2－4]小麦麸皮作为重要的膳食纤维来源，虽然不能被人体直接消化吸收，但是其特有的生理保健功能受到人们的重视。[5－8]目前，对于小麦麸皮的基本化学成分已有一定的研究，但对于小麦膳食纤维的基本化学成分及原料小麦麸与成品膳食纤维的基本成分的关系研究甚少。19世纪70年代，膳食纤维良好的物化特性和生理功能特性已引起人们广泛的研究兴趣。探讨制备高品质食纤维已成研究的热点。我国对膳食纤维的提取技术研究、应用研究和生产尚处于起步阶段。[9]国内市场主要存在专业生产膳食纤维的企业少、行业标准和质量标准不健全、产品质量参差不齐等各种问题。因此，行业加快配套设施建设、技术上加快创新是完善当前膳食纤维市场的重中之重。本文对三种不同方法制备麦麸膳食纤维的物化特性作比较分析，得出多酶法制备的麦麸膳食纤维纯度较高。不同的小麦麸，通过多酶法都可以制成纯度较高的小麦膳食纤维，从而增加小麦麸皮的利用率。

一、材料和设备

（一）材料与试剂

（二）仪器设备

表2 仪器名称、型号及生产厂家

二、试验方法

（一）麦麸及麦麸膳食纤维的组分分析

水分的测定：直接干燥法GB/T5009.3-2010；蛋白质的测定：凯氏定氮法GB/T5009.5-2010；脂肪的测定：酸水解法GB/T5009.6-2010；灰分的测定：灼烧重量法GB/T5009.4-2010；TDF、IDF、SDF测定：依据AOAC 991.43法进行测定。纤维素、半纤维素和木质素的测定参照张艳荣等[10]的方法。

（二）麦麸膳食纤维的制备

1、化学法制备小麦膳食纤维

按照料液比 1:20g/mL加入 2% （v/v）的稀硫酸→90℃水浴振荡 45 min→1mol/L NaOH溶液调节溶液 pH至10.5→60℃水浴振荡 60 min→中和、离心→滤渣水洗至中性→鼓风干燥→麦麸膳食纤维成品，即本文中的成品1。

2、酸酶法制备小麦膳食纤维

按照料液比 1:20g/mL加入 2% （v/v）的稀硫酸→90℃水浴振荡45 min→1mol/L NaOH溶液调节溶液pH至8.5→加入适量碱性蛋白酶→60℃水浴振荡60min→中和、离心→滤渣水洗至中性→鼓风干燥→麦麸膳食纤维成品，即本文中的成品2。

3、多酶法制备小麦膳食纤维

按照料液比 1:16g/L加入磷酸盐缓冲液→用0.5mol/L Hcl溶液调节 pH值为5.0→加入中温α-淀粉酶、糖化酶和蛋白酶 （1:1:1）→55℃水浴振荡45 min→1mol/L NaOH溶液调节溶液 pH至8.5→加入适量碱性蛋白酶→60℃水浴振荡 60 min→中和、离心→滤渣水洗至中性→鼓风干燥→麦麸膳食纤维成品，即本文中的成品3。

（三）麦麸膳食纤维物化特性分析

1、不同方法制得麦麸膳食纤维持水力、持油力的测定

精确称取制备好的膳食纤维成品3g放于50mL离心管中，加入25mL去离子水，在25℃、37℃下搅拌30min，3000rpm离心30min，倒去上清液，用滤纸吸干离心管壁上的水分，称重。

计算方法:持水力 (g/g）=(M1-M0）/M0，

取1.0g膳食纤维于离心管中，加入食用油20g，分别在25℃、37℃下静置1h，3000r/min离心30min，去掉上层油，用滤纸吸干游离的油，将结合了油的膳食纤维转移到表面皿上称重。

计算方法：持油力 (g/g）=(M2-M0）/M0

M1，M2，M0分别为样品吸水后、吸油后质量及样品干重

2、不同方法制得麦麸膳食纤维膨胀力测定

称取样品0.50g置于10mL的量筒中，准确读记录样品体积为 V1，准确称取5.00mL蒸馏水加入其中，振荡混匀后在25℃、37℃静置，每隔2h，读取膨胀后的体积，记录为V2，样品的膨胀力随时间变化的计算按下列式子计算：

膨胀力 （mL/g）=（V2-V1）/m，m为样品的干重

3、不同方法制得麦麸膳食纤维结合水力的测定

先将100mg膳食纤维分别浸泡于25℃和37℃的蒸馏水中，在14000g下离心处理lh，小心除去上层清液，残留物置于G-2多孔玻璃坩埚上静置1h，称重该残留物M1，然后在120℃下干燥2h后再次称重残留物M2，两者差值即为所结合的水重量，换算成每克膳食纤维的结合水克数[11]。

结合水力 (g/g)=Ml(g)一M2(g)/样品干重 (g)

4、不同方法制得麦麸膳食纤维抗氧化能力测定

样品管中加入 0.5mL待测样品溶液，2.5mLDPPH溶液，空白管和对照管分别用蒸馏水和95%乙醇溶液替代DPPH溶液，避光条件下反应30min，515nm处测定吸光值，计算公式如下：DPPH清除能力 （%）=[A空白-（A样品-A对照）]/A空白×100

三、结果与分析

（一）用不同方法制得麦麸膳食纤维的成分分析

由表3可以看出，麦麸中的总膳食纤维含量最高，高达 44.56%，其中不溶性膳食纤维为40.13%，占总膳食纤维的90.06%，而可溶性膳食纤维仅占9.94%。淀粉含量、蛋白含量也较高，分别为：20.85%，15.21%，由此可以看出，麦麸中的淀粉和蛋白质是制备高品质麦麸膳食纤维的主要影响因素。

同一品种不同方法制备的麦麸膳食纤维成分有明显不同。化学法制备的麦麸膳食纤维淀粉残留率最高，高达8.75%，多酶法制备的麦麸膳食纤维淀粉含量最低，仅为0.65%。与麦麸中的淀粉、蛋白质含量相比，不同方法制备的麦麸膳食纤维含量不同:淀粉含量分别降低了 12.10%、14.56%、20.20%；蛋白质含量也分别降低8.79%、11.12%、10.84%。由此可以看出，用淀粉酶、糖化酶和蛋白酶 （1:1:1）结合的方法去除麦麸中的淀粉能使淀粉含量明显降低，能显著提高麦麸膳食纤维的品质。不种方法制备的麦麸膳食纤维总膳食纤维的含量有明显不同，其中化学法制备的总膳食纤维含量仅为58.65%，而多酶法制备的麦麸膳食纤维含量高达87.28%，可溶性膳食纤维含量相差不大。其中化学法制备的膳食纤维中的纤维素、半纤维素含量分别为15.98%、19.16%，而多酶法制备的麦麸膳食纤维中的纤维素、半纤维素含量分别为29.23%、33.0%。采用化学法制备的膳食纤维成品水分含量较高，而采用多酶法制备的膳食纤维成品水分含量仅为3.14%，更有利于成品的保存。由此可以推断出，采用多酶法可以有效降低蛋白、淀粉的含量，从而提高麦麸膳食纤维的百分含量。

表3 营养成分表

（二）不同的麦麸膳食纤维的组分成分分析

由表4可知：来源不同的小麦麸，通过多酶法都可以制成纯度较高的小麦膳食纤维；其中，剥外皮小麦膳食纤维成品的TDF含量最高，为86.43%。剥内皮小麦膳食纤维成品的TDF含量最低，为78.47%。小麦膳食纤维成品的水分和灰分含量相对稳定，大约都在4%左右；对于剥皮小麦膳食纤维而言，从外层到内层，其蛋白和淀粉的含量都得到了明显的降低，而且成品中蛋白含量的有所增加。

表4 小麦膳食纤维主要成分对比

（三）麦麸膳食纤维持水力、持油力、膨胀力测定

由表5可以看出，成品3持水力最高可以达到14.31g/g，与成品1相比持水力高了2倍以上。37℃条件下小麦麸皮膳食纤维的持水力比在25℃条件下要高些，而吸油力则比在25℃低。25℃下化学法与多酶法制备的麦麸膳食纤维的持油力分别为：2.38g/g、4.35g/g，两者相差 1.97g/g。化学法制备小麦膳食纤维制品的持水力和持油力都相对降低。原因一方面可能是化学试剂破坏了膳食纤维结构中的亲水基团和疏水基团，导致持水力和持油力下降；另一方面也可能是因为化学法条件较剧烈，破坏了膳食纤维的网络结构，导致持水和持油力下降。有研究表明，膳食纤维的持水力和持油力与样品粒度有关。样品粒度减小，使得可供吸水或吸油的表面积增大，且细颗粒样品的纤维组成结构更为松散，毛细孔更多，因此能渗入更多的水和油，但如果细度过大，样品的纤维结构就有可能被破坏，使得之前的毛细孔呈现裂缝，从而使样品的持水性和持油性减弱。

从表5还可以看出，不同方法制备的麦麸膳食纤维的膨胀力相差不大，随温度的升高稍微有所增高。多酶法制得的产品3结合水力、抗氧化能力都是最强。

表5 不同方法制备的麦麸膳食纤维物化特性测定

结 语

通过三种不同制备膳食纤维方法的比较分析可知，用淀粉酶、糖化酶和蛋白酶 （1:1:1）结合的多酶法去除麦麸中的淀粉能使淀粉含量明显降低，能显著提高麦麸膳食纤维的品质。多酶法制得小麦膳食纤维成品3持水力最高、结合水力最强，抗氧化能力在 25℃为 86.10%，在 37℃为91.04%，膨胀力、持水力在高温下性能较好，而吸油力和结合水力则相反。多酶法都可以制成纯度较高的小麦膳食纤维，较适宜于制备高品质膳食纤维。

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（作者单位：鹤壁职业技术学院）

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Using wheat bran as raw material,analysis of the basic chemical composition of raw wheat bran and wheat bran dietary fiber,and the chemical method,acid enzyme method,multi enzyme method three different preparation methods of wheat bran dietary fiber properties were analyzed,the results show that the basic components of the different methods of preparation of wheat bran dietary fiber in significantly different.The purity and size of the wheat bran dietary fiber prepared by the three methods were in turn order of enzyme method＞acid method＞chemical method,and dietary fiber purity was 87.28%,68.35%and 58.34%,respectively.Swelling force and water holding capacity are better at high temperature,while oil absorption and combined hydraulic power are opposite.Wheat bran with different sources can be made into wheat dietary fiber with high purity by multiple enzymes.Among them,the highest content of TDF in peel fiber is 86.43%.The content of TDF in wheat fiber was the lowest,that is 78.47%.

wheat bran dietary fiber nutritional ingredients physical and chemical characteristics