米糠膳食纤维功能理化性质的研究

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摘要：为促进米糠膳食纤维的综合利用，对米糠膳食纤维和大豆膳食纤维的功能理化性质进行了测定。结果表明，每克米糠纤维能吸附2.8 g水，膨胀力达4.1 mL/g；随着温度的升高，米糠纤维的持油力增加，50 ℃时的持油力分别比37 ℃和20 ℃时增加4.0%和8.2%；阳离子交换能力为0.48 mmol/g。pH影响米糠膳食纤维对亚硝酸根离子和胆固醇的吸附，在pH为2时，对亚硝酸根的吸附量为4.06 μmol/L，对胆固醇的吸附量为5.67 mg/g。大豆纤维持水力、持油力、膨胀力、阳离子交换能力比米糠纤维高，但大豆纤维对亚硝酸盐和胆固醇的吸附能力较低。

关键词：米糠纤维；持水力；持油力；功能；理化性质

中图分类号：TS210.9；S816.44 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）21-5293-03

Studies on the Function and Physiochemical Properties of Rice Bran Dietary Fiber

ZHANG Hua1，DUAN Qian1，LI Xing-ke1，SHEN Xiang-kun2

（1. College of Food and Bioengineering， Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou 450001，China；

2.Henan Province Food Industry Research Institute Co.， Ltd.， Zhengzhou 450001，China）

Abstract： The functions and physiochemical properties of rice bran dietary fiber and soybean dietary fiber were studied to promote the comprehensive utilization of rice bran dietary fiber. The oil holding capacity increased with temperature， being 4.0% and 8.2% higher at 50 ℃ than that at 37 ℃ and 20 ℃， respectively. The cation exchange capacity was 0.48 mmol/g. pH had effect on the adsorption of nitrite ion and cholesterol. The nitrite ion adsorption was 4.06 μmol/L and the cholesterol adsorption was 5.67 mg/g at pH 2. Soybean dietary fiber was better than rice bran dietary fiber in water holding capacity， oil holding capacity， expansive force and cation exchange capacity， but showed low adsorption capacity of nitrite and cholesterol.

Key words： rice bran dietary fiber；water holding capacity；oil holding capacity； function； physiochemical property

膳食纤维被营养学界列为六大营养素（蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素、水）之后的能够改善人体营养状况，调节机体功能的第七大营养素。它主要是指食物中不能被消化分解的部分，虽然其本身不具备营养价值，但其对人体健康有着重要作用。膳食纤维在人体内表现出大分子物质的多种理化特性， 如高持水性、膨胀性，对有机成分的吸附性，阳离子交换等作用[1，2]。

稻谷是我国主要粮食作物之一，产区遍及全国各地。米糠是稻谷加工的主要副产品，是由稻谷在加工成精米的过程中所去掉的种皮和胚加工制成。把米糠加工成米糠纤维，可以大幅度提高米糠的利用价值，实现废弃资源的有效利用[3]。目前，有关于米糠纤维性质的测定、米糠膳食纤维对NO2-吸附作用的报道[4，5]，但未见关于米糠膳食纤维功能理化性质的研究。本试验在对米糠膳食纤维的持油性、持水性、膨胀力测定的同时，还对米糠纤维的阳离子交换性、亚硝酸盐和胆固醇的吸附性进行分析和研究，以期为米糠膳食纤维的综合利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

自制米糠膳食纤维（水不溶性膳食纤维）、大豆膳食纤维（水溶性膳食纤维），均经超微粉碎（200目）。2012年10月于郑州轻工业学院食品实验室进行试验。

85-2型恒温磁力搅拌器（江苏中大仪器厂）； HC-3618R型高速冷冻离心机（安徽中科科学仪器有限公司）；紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；PHS-3C型pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 持水力和持油力的测定 取50 mL干燥塑料离心管编号，取米糠膳食纤维（1.000±0.010） g加入离心管中并称重。分别加入蒸馏水50 mL、调和油50 mL，混匀后分别在20、37、50 ℃下放置1 h后，3 500 r/min离心30 min后取出，弃上层液并对离心管进行称重，每个样品3次重复。持水力、持油力均为2次离心管质量之差。取大豆膳食纤维进行同样试验。

1.2.2 膨胀力的测定 准确称取米糠膳食纤维、大豆膳食纤维样品各0.1 g，放入10 mL具塞刻度试管，振荡均匀后室温放置24 h，读取液体中膳食纤维的体积，计算溶胀性。

溶胀性=■

1.2.3 阳离子交换能力的测定 准确称取500 mg 米糠膳食纤维样品，放入30 mL 0.1 mol/L HCl溶液中， 4 ℃条件下过夜，然后用蒸馏水清洗去除过量的酸，用 10% AgNO3溶液鉴定，至不含有氯离子为止，进行干燥。准确称取100 mg 酸化的米糠膳食纤维、大豆膳食纤维干燥样品，分别放入100 mL 5% NaCl 溶液中，用磁力搅拌器搅拌，以酚酞作指示剂，用0.1 mol/L NaOH 溶液缓慢滴定，当溶液微红时停止滴定，振摇，退色后再滴定，直至振摇 5 min 仍不退色为止，计算其阳离子交换能力[6]。取大豆膳食纤维进行同样试验。

1.2.4 对亚硝酸根离子的吸附作用 在100 mL干燥锥形瓶中，加入50 mL 100 μmol/L NaNO2溶液和米糠膳食纤维1 g，调节pH为2和7，恒温37 ℃振荡60 min后，立即过滤，取滤液1 mL，按盐酸萘乙二胺方法测定其中NO2-含量，计算吸附后溶液中残余NO2-的浓度[7]，并绘制标准曲线。取大豆膳食纤维按照以上步骤进行试验。

1.2.5 对胆固醇的吸附作用 取市售鲜鸡蛋的蛋黄，用9 倍蒸馏水充分搅打成乳液。分别取米糠膳食纤维、大豆膳食纤维各1 g，放入100 mL三角瓶中，加入50 g 稀释蛋黄液，搅拌均匀，调节pH 为2和7，置摇床中37 ℃振荡2 h，然后4 000 r/min离心20 min沉淀膳食纤维，吸取0.4 mL上层清液，采用邻苯二甲醛法在波长550 nm处比色测定胆固醇含量[8]，并绘制标准曲线。

吸附量=■

2 结果与分析

2.1 不同温度对膳食纤维持水力的影响

由图1可以看出，温度升高对膳食纤维的持水力影响不大。在20～50 ℃内，米糠纤维的平均持水力为2.85 g/g，大豆纤维平均持水力为7.75 g/g。大豆纤维持水力约为米糠纤维的2.7倍。膳食纤维的持水力可以使膳食纤维在进入消化道后吸水膨胀，增加食物的体积，促进胃肠的蠕动，增加排便的速度和排便的次数，降低肠内的压力，起到通便的作用[9]。

2.2 不同温度对膳食纤维持油力的影响

由图2可以看出，随着温度的升高，两种膳食纤维的持油力增加，米糠纤维在50 ℃时的持油力分别比37 ℃和20 ℃时增加4.0%和8.2%；大豆纤维在50 ℃时的持油力分别比37 ℃和20 ℃时增加5.7%和9.5%。在不同温度下，大豆纤维持油力均大于米糠纤维。由于膳食纤维的网状结构可以吸附部分油脂。随着温度的增加，分子运动速度加快，油分子的动能增加，扩散作用增强，更容易进入膳食纤维的网状结构[4]。

2.3 膳食纤维的膨胀力和阳离子交换力

由于膳食纤维有很强的持水力，它可以吸附大量水分子，所以膳食纤维吸水后体积增大，产生膨胀力[10]。经测定，米糠纤维的膨胀力为4.1 mL/g，而大豆纤维的膨胀力为13.0 mL/g。

膳食纤维的侧链基团呈现出阳离子交换树脂的作用，可与阳离子尤其是有机阳离子进行可逆交换[11]。经测定，供试膳食纤维均表现出阳离子交换性，米糠纤维的阳离子交换力为0.48 mmol/g，大豆纤维为0.79 mmol/g。

2.4 不同pH下膳食纤维对亚硝酸根离子的吸附

NO2-能和仲胺、叔胺反应形成亚硝胺，被认为是致癌剂。Sangnark等[12]认为酚类物质中阿魏酸是惟一能在酸性条件下与亚硝酸根离子反应的酚酸。而米糠纤维中很可能含有一种以酰化途径与多糖、糖蛋白质等组成复合物的酚酸，这些酚酸在接近胃肠道酸性条件下与亚硝酸根离子发生反应，从而阻断强致癌物N-硝基化合物的形成。图3为亚硝酸盐的标准曲线，利用标准曲线，对溶液中亚硝酸含量进行测定。结果表明，在pH为2时，米糠纤维对亚硝酸的吸附作用较好，吸附量为4.06 μmol/L，大豆纤维为1.02 μmol/L；而pH为7时，米糠纤维吸附量仅为0.99 μmol/L，大豆纤维不具有吸附作用。pH为2时与人体胃的环境比较接近，所以米糠纤维能更好地清除人体中的亚硝酸盐。

2.5 不同pH下膳食纤维对胆固醇的吸附

由于膳食纤维分子表面带有许多的活性基团，使膳食纤维可以螯合胆固醇，从而起到降低胆固醇的作用[13]。图4为胆固醇溶液的标准曲线，利用标准曲线对溶液中胆固醇含量进行测定。结果表明，在pH为2时，米糠对胆固醇的吸附作用较好，吸附量为5.67 mg/g，大豆纤维为1.45 mg/g；pH为7时，米糠吸附量仅为1.17 mg/g，大豆纤维为0.59 mg/g。pH为2时与人体胃的环境比较接近，所以米糠纤维能更好地吸附人体中的胆固醇，降低人体中胆固醇的含量。

3 小结与讨论

米糠膳食纤维表现出较好的持水性、持油性，持水力为2.85 g/g，平均持油力为1.91 g/g ；同时具有阳离子交换性，吸附亚硝酸根离子和胆固醇，pH为2时吸附量分别达4.06 μmol/L、5.67 mg/g。与米糠膳食纤维比较，虽然大豆纤维的持水力、持油力和阳离子交换力大于米糠纤维，但是大豆纤维的动能性质如对亚硝酸盐和胆固醇的吸附量远不如米糠纤维。

米糠膳食纤维具有良好的吸水膨胀性、持油性，可以添加其到食物中，降低食物的油腻感。同时具有阳离子交换能力，可以与人体中的K+、Na+离子结合，降低由于K+、Na+摄入过多而引发的高血压和心脑血管疾病。除此之外，米糠纤维对亚硝酸盐的清除作用和对胆固醇的吸附作用，也使米糠纤维具有降低人体胆固醇，降低体内亚硝酸盐含量的作用。

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