谷物膳食纤维改性方法及其在食品中的应用研究进展

麸皮、米糠是谷物加工的副产物,其来源广泛且富含膳食纤维,对人体健康有益。但谷物麸皮或米糠中不溶性膳食纤维含量高会导致其本身适口性差。采用挤压膨化、发酵等改性方法可改善麸皮、米糠源膳食纤维的品质,扩大其应用范围。本文综述了谷物膳食纤维的3类改性方法及其对理化、功能特性的影响,以及改性后的谷物膳食纤维在食品中的应用,并对谷物膳食纤维的开发利用前景进行了展望。     

蒸汽爆破对膳食纤维改性作用的研究进展

膳食纤维具有良好的生理功能,对人体健康发挥着重要作用。综述了蒸汽爆破技术对食品副产物中膳食纤维的改性作用以及对膳食纤维的结构特性、理化性质、功能特性的影响。蒸汽爆破处理可以将膳食纤维中的部分不溶性膳食纤维转变为可溶性膳食纤维,来增加食品及其副产品中可溶性膳食纤维的含量,提高膳食纤维的品质,以期能将高品质的膳食纤维应用于食品加工中,提高膳食纤维的利用率。蒸汽爆破处理可以显著提高膳食纤维的理化功能特性,有助于更好的开发膳食纤维功能性食品。     

膳食纤维改性的研究进展

研究表明膳食纤维改性后具有更加优越的理化性质,通过对膳食纤维改性方法以及改性后理化性质的综述,为进一步研究膳食纤维的应用提供参考。     

甘薯膳食纤维酶法改性及其特性研究

采用纤维素酶和木聚糖酶相结合,对甘薯膳食纤维进行改性研究。通过单因素试验和正交试验优化甘薯膳食纤维酶法改性工艺条件,并对改性前后膳食纤维的理化特性和抗氧化活性进行分析研究。结果表明:甘薯膳食纤维酶法改性中,纤维素酶最适添加量1.2%,木聚糖酶最适添加量1.6%,最佳酶解时间30 min,最适料液比1∶11,获得的可溶性膳食纤维得率为8.84%。与天然膳食纤维相比,改性后的甘薯膳食纤维持油力上升,膨胀力和持水力下降(P0.05)。同时,酶法改性显著提高了甘薯膳食纤维对DPPH的清除能力,增强了甘薯膳食纤维的功能特性。     

物理改性处理对小米水溶性膳食纤维理化性质及结构的影响

利用高温高压、蒸煮、超声三种手段分别对小米水溶性膳食纤维进行物理改性,以探究不同物理改性对小米水溶性膳食纤维的理化性质及结构的影响。结果表明,改性后小米水溶性膳食纤维的化学基团无明显变化,表面出现裂痕,结构疏松多孔,有团聚现象,热稳定性上升,持水力、水膨胀力、持油力、结合脂肪能力均得到提高,其中经超声处理后四种能力提高最为显著（P<0.05）,分别提高101.82%,36.67%,63.86%,33.08%;通过测定处理后的水溶性膳食纤维总抗氧化能力,发现经超声处理后的水溶性膳食纤维总抗氧化能力较强（P<0.05）。综上所述,三种物理改性手段均对小米水溶性膳食纤维的理化性质及结构特性具有一定影响,其中经超声处理后的小米水溶性膳食纤维理化性质改善较明显。     

物理改性对膳食纤维结构及功能特性的影响

不溶性膳食纤维结构特性导致食品加工功能特性不明显,应用受到限制。近些年,食品研究人员通过各种改性方法改善不溶性膳食纤维的溶解度及功能特性。综述物理改性的方法、物理改性对膳食纤维结构及加工功能特性的影响、物理改性对膳食纤维生理功能的影响。物理改性改变膳食纤维的微观结晶结构、增加颗粒的表面积、增加可溶性膳食纤维的含量,使膳食纤维的加工功能特性如水合特性、乳化特性、流变特性等发生改变,进而也影响其生理功能特性,如葡萄糖吸附能力、离子交换能力、硝酸盐吸附能力及胆固醇吸附能力,并对人体产生积极意义,改性后的膳食纤维在食品工业中应用更广泛。研究结果可为膳食纤维改性技术路线、加工功能特性改善提供参考。     

膳食纤维的组成、改性及其功能特性研究

膳食纤维作为第七大营养素,在调节人体正常生理代谢过程,预防心脑血管疾病、糖尿病、高血压、高血脂等多种疾病方面有着重要的作用,目前多应用于食品行业、药品研制及保健品开发等方面。该文就膳食纤维的组成结构及其化学特性、几种常见的膳食纤维改性方法及改性膳食纤维在结构和生理方面的功能特性等相关研究结果进行介绍,对农副产品中膳食纤维的合理开发利用和如何寻找更为优良的改性方法做出展望,以期为膳食纤维的进一步研究和功能性应用提供支持。     

蒸汽爆破处理苦荞麸皮膳食纤维改性分析

目的：为了提高苦荞麸皮膳食纤维的综合利用率,采用蒸汽爆破技术对苦荞麸皮进行预处理,探究不同蒸汽爆破压力及保压时间对苦荞麸皮膳食纤维改性的影响。方法：以可溶性膳食纤维含量为主要指标得到最优蒸汽爆破改性条件,并对改性前后苦荞麸皮可溶性和不溶性膳食纤维的单糖组成、可溶性膳食纤维的理化性质及结构特性进行分析。结果：蒸汽爆破处理后,苦荞麸皮不溶性膳食纤维、纤维素、半纤维素、木质素及果胶含量显著降低（P＜0.05）,可溶性膳食纤维、可溶性糖、还原糖含量及总糖含量显著提高（P＜0.05）;最佳蒸汽爆破改性条件为1.2 MPa、90 s,在该条件下可溶性膳食纤维含量（12.36 g/100 g）较未蒸汽爆破处理（8.02 g/100 g）提高了54.11%;经最佳条件蒸汽爆破处理后,苦荞麸皮膳食纤维单糖组成发生改变,可溶性膳食纤维的持水力、持油力、膨胀力、α-淀粉酶活性抑制能力、葡萄糖吸收能力及热稳定性增强;可溶性膳食纤维羟基基团暴露增加,并呈现疏松多层蜂窝式网状结构。结论：蒸汽爆破预处理有助于提高苦荞麸皮可溶性膳食纤维含量,改善其理化结构特性,可为苦荞麸皮可溶性膳食纤维的利用及保健食品开发提供理论参考。     

微生物发酵法改性苹果渣膳食纤维理化特性分析

对采用绿色木霉发酵改性的苹果渣膳食纤维的理化特性进行研究。结果表明,改性苹果渣膳食纤维显示较佳的理化性质,膨胀力为6.25mL/g,持水力为4.53g/g。改性苹果渣膳食纤维在pH 2.0条件下对NO_2~-吸附率可达98.8%,可以将NO_2~-浓度降低至3.5μmol/L,有效避免该物质对人体产生危害。吸附胆酸钠的测定结果表明,3g改性苹果渣膳食纤维对胆酸钠的吸附率可以达到72.8%,对降低血清胆固醇具有积极的意义。     

提取方式对大豆膳食纤维理化及功能特性的影响

生物解离大豆残渣中膳食纤维含量丰富,为明晰生物解离提取法对大豆膳食纤维的改性效果,获取高品质大豆膳食纤维,本研究测定生物解离大豆膳食纤维的纯度、理化性质及功能特性,并与水提法天然大豆膳食纤维,化学法、发酵法及挤压膨化法改性大豆膳食纤维进行对比。结果表明：生物解离大豆膳食纤维纯度可达82.58%,其中可溶性膳食纤维含量约占总膳食纤维的60%,属于优质膳食纤维;生物解离膳食纤维的持水性、持油性、膨胀性和溶解性分别为6.87 g/g、5.48 g/g、8.22 mL/g和5.07%,均明显高于其他方式提取的膳食纤维。功能特性测定结果表明,不同方式提取的膳食纤维功能特性强弱次序均为生物解离膳食纤维＞挤压膨化法改性膳食纤维＞发酵法改性膳食纤维＞化学法改性膳食纤维＞水提法膳食纤维。生物解离膳食纤维在pH 7.0时对Pb2＋、As＋、Cu2＋ 3 种重金属离子吸附能力分别为351.2、304.1、214.1 μmol/g。此外,生物解离大豆膳食纤维的葡萄糖吸收能力、α-淀粉酶抑制能力和胆汁酸阻滞指数分别为6.56～35.78 mmol/g、18.42%和33.12%～35.52%,均显著高于其余提取方式的膳食纤维。因此,生物解离提取法对大豆膳食纤维改性效果显著,生物解离残渣可作为一种新型的膳食纤维来源进行开发应用。     

改性豆渣膳食纤维的理化性质、结构及其益生活性研究

以豆渣膳食纤维为对象,分别采用高速剪切、复合酶解、高速剪切协同酶解改性豆渣膳食纤维,分析其理化性质、结构以及益生活性的变化。结果表明,3种改性方法均能显著改善豆渣膳食纤维的持水性、膨胀力和持油力(P<0.05)。改性后的豆渣膳食纤维可溶性组分增多,粒径减小,微观结构变得疏松多孔;傅里叶变换红外光谱分析结果表明,改性后的豆渣膳食纤维特征吸收峰的分布未发生明显变化,部分峰强度减弱;X射线衍射结果表明,改性处理并未改变豆渣膳食纤维晶体构型。体外发酵实验表明,改性豆渣膳食纤维对嗜酸乳杆菌和乳双歧杆菌均有一定的促进增殖作用,其中对嗜酸乳杆菌的增殖作用更显著;3种改性方式中,高速剪切协同酶解改性制备的豆渣膳食纤维的益生活性最高,主要体现在提高益生菌活菌数和降低培养基pH。因此,高速剪切协同酶解可作为一种改性豆渣膳食纤维的优良方法,提升膳食纤维的理化性质和益生活性,为其在功能食品中应用提供参考。     

酶法改性对马铃薯渣膳食纤维单糖组分及理化性质的影响

采用纤维素酶、木聚糖酶、纤维素-木聚糖复合酶分别对马铃薯渣膳食纤维进行改性,研究酶法改性对膳食纤维理化性质和单糖组分的影响。单糖测定结果表明,3种酶法改性后膳食纤维中均含有葡萄糖、半乳糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖、木糖5种单糖,但不同酶法改性膳食纤维各单糖含量有显著差异(p<0.05)。理化性质测定结果表明,不同酶法改性后膳食纤维的持水力、结合水力、溶解度强弱次序均为复合酶改性>木聚糖酶改性>纤维素酶改性;持油力和阳离子交换力的强弱次序均为复合酶改性>纤维素酶改性>木聚糖酶改性,复合酶改性后膳食纤维理化性质明显优于其他酶法改性。复合酶改性后膳食纤维持水力、持油力、结合水力、溶解度、阳离子交换力分别为6.29 g/g、2.89 g/g、5.99 g/g、32.28%、0.60 mL/g,与原膳食纤维相比较分别提高了115.22%、16.73%、27.18%、45.27%、173.18%。马铃薯渣膳食纤维改性前后均具有糖类特征官能团,在某些波长处出现相似吸收峰,吸收峰的强度和面积发生了改变。     

三种不同改性方法对甘薯渣不溶性膳食纤维改性效果的研究

该研究采用胶体磨湿法粉碎法、超声波辅助酸法、纤维素酶法3种方法处理甘薯渣不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF),比较改性前后IDF粒径分布、微观形态,并测定分析其理化性质。结果表明,与未改性甘薯渣IDF相比,3种改性方法改性之后,甘薯渣IDF的粒径、分散指数显著降低(P<0.01),持油力、持水力存在显著差异(P<0.01),吸附亚硝酸盐及胆固醇能力都有不同程度的提升。整体而言,这3种改性方法对甘薯渣IDF改性都有效果,并且胶体磨湿法粉碎法改性对甘薯渣IDF的持油力、持水力、吸附亚硝酸盐及胆固醇能力效果最好。甘薯渣改性的IDF可作为功能性成分应用于多种食品。     

不同处理方法对裙带菜膳食纤维性质的影响

以裙带菜为原料,利用碱法和复合酶法处理提取的裙带菜膳食纤维,并对其物化性质和功能特性进行比较。结果表明:两种处理方法均可提高裙带菜膳食纤维中的可溶性膳食纤维的含量,膳食纤维的物化性质和功能特性均有不同程度的提升。复合酶法处理的膳食纤维的持水性、吸水膨胀性、持油性和阳离子交换能力分别为12.70g/g,10.20 mL/g,3.54 g/g和0.95 mmol/g。功能特性结果表明,复合酶法的葡萄糖吸附能力和葡萄糖透析延迟指数分别为6.01 mmol/g和38%,均明显高于碱法处理的膳食纤维和未处理的膳食纤维。因此,相对于碱法处理,复合酶法处理对裙带菜膳食纤维的性质提升更加显著,这也为裙带菜膳食纤维的深入开发提供了理论依据。     

无籽刺梨渣膳食纤维的羧甲基化改性及性质

为探究羧甲基化改性对无籽刺梨渣膳食纤维性质的影响,本文采用羧甲基化法改性无籽刺梨渣可溶性膳食纤维（Rosa sterilis Soluble Dietary Fiber,RSDF）和不溶性膳食纤维（Rosa sterilis Insoluble Dietary Fiber,RIDF）,对比分析了无籽刺梨渣膳食纤维改性前后以及羧甲基化总膳食纤维（Carboxymethylated Total Dietary Fiber,CTDF）不同混合比例的理化和功能性质。结果表明:改性后,羧甲基化可溶性膳食纤维（Carboxymethylation Soluble Dietary Fiber,CSDF）、羧甲基化不溶性膳食纤维（Carboxymethylation Insoluble Dietary Fiber,CIDF）膨胀力、持水力、持油力、吸湿性、阳离子交换力、亚硝酸盐吸附力和葡萄糖吸附力均显著增大（P<0.05）,CSDF/CIDF混合比例1:3时取代度为0.53±0.02,综合理化、功能性质为最优混合比例。红外光谱分析可知CSDF、CIDF羧甲基化修饰成功;电镜扫描分析可知两种膳食纤维结构疏松、存在大量褶皱和片状物质,CSDF/CIDF混合比例1:3时孔洞和片状结构更多;差示扫描热分析可知改性后,CSDF、CIDF贮藏稳定性均提高,CSDF/CIDF混合比例1:3热熔解温度最高为145 ℃。综上,羧甲基改性后,无籽刺梨膳食纤维性能均优于改性前且综合各项性能后,CSDF/CIDF混合比例1:3为最佳混合比。     

Modification of dietary fibers from purple-fleshed potatoes (Heimeiren) with high hydrostatic pressure and high pressure homogenization processing: A comparative study

In this study, we evaluated the effects of high hydrostatic pressure (HHP) and high pressure homogenization (HPH) treatments on the physicochemical, functional, and structural properties of dietary fibers (DFs) obtained from purple-fleshed potatoes. DFs subjected to HHP and HPH exhibited increased content of soluble dietary fiber. HHP and HPH treatments did not improve water holding capacity, but increased oil holding and swelling capacities, and emulsion activity and stability. DFs treated with HPH showed the increased antioxidant activities (DPPH 0.89, ABTS 2.65, FRAP 3.39 mg Trolox/g DF), content of total phenol, and α-glucosidase inhibition (98.3%). HHP and HPH treatments changed monosaccharide compositions and structural characteristics of DFs. Therefore, DFs from purple-fleshed potatoes could be used as a fiber-rich ingredient in functional foods, and HPH was more useful in the modification of dietary fiber than HHP at the same treatment conditions.Industrial relevance: This article deals with the modification of dietary fibers from purple-fleshed potatoes (Heimeiren) with HHP and HPH treatments. Results suggest that HPH treated dietary fiber showed a higher ratio of soluble fraction, increased physicochemical and functional properties than HHP at 200 MPa. There outcomes could help the food industry identify the optimal high pressure processing type to improve physicochemical and functional properties of dietary fiber.     

酶法改性影响膳食纤维的构成及生物作用效果的研究进展

膳食纤维根据溶解性分为可溶性膳食纤维与不溶性膳食纤维.一些食品中可溶性膳食纤维的含量低限制了其在食品工业中的应用,因此将不溶性膳食纤维转变成可溶性膳食纤维的改性方法成为人们研究的目标.众多方法之中,在添加外源酶的作用下对不溶性膳食纤维进行酶法改性可以有效地增加膳食纤维溶解性.酶法改性后,膳食纤维的单糖组成、官能团、结构...