膳食纤维(dietary fiber，DF)，通常被认为是一类不能被人体消化酶消化，主要由可食性植物细胞壁残余物及与之缔合的相关物质组成的化合物 ［1］ 。根据膳食纤维的溶解性，可将膳食纤维分为水不溶性膳食纤维 (IDF)和可溶性膳食纤维(SDF)2 大类［2］ 。水不溶性膳食纤维可作用于肠道，促进肠道产生机械蠕动，而可溶性膳食纤维则可促进代谢，影响碳水化合物和脂类代谢，降低血脂胆固醇等［3］ 。因此，膳食纤维中 SDF 组成比例是影响膳食纤维生理功能一个重要因素［4］ 。小麦麸皮中含有约 40% 的膳食纤维，是生产膳食纤维的优质资源。小麦麸皮经酶解后制得的粗膳食纤维中可溶性成分相对较少，且口感和风味较差，不利于其在食品加工中的应用，因此很多学者致力于膳食纤维的改性研究，采用不同的技术手段改变天然膳食纤维部分成分的相对含量、增加 SDF 的含量以强化膳食纤维的功能性 ［5～10］ 。
本试验采用挤压膨化、纤维素酶解法及挤压 －酶解法 3 种方法对小麦麸皮膳食纤维进行改性，分别对 3 种改性的膳食纤维的超微结构、物化特性和吸附特性进行测定，分析不同改性方法对性质的影响，为小麦麸皮膳食纤维在食品中的应用提供参考。
1 材料与方法
1． 1 材料与试剂
小麦麸皮膳食纤维、挤压改性膳食纤维、纤维素酶解改性膳食纤维、挤压 － 酶解改性膳食纤维:实验室自制;花生油:上海金龙鱼有限公司;猪油:杭州世衡家庭农场;葡萄糖、果糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖:天津市科密欧化学有限公司;胆固醇:天津市天新精细化工开发中心。
1． 2 仪器与设备
721 － E 型可见分光光度计:上海光谱仪器有限公司;ZDO －2 型真空冷冻干燥箱:宁夏亚麻技术设备有限公司;Ｒ －205 型旋转蒸发仪:上海申胜生物技术有限公司;FEI Sirion 型扫描电子显微镜:飞利浦公司;NDJ －8S 型数字显示黏度计:上海精密科学仪器有限公司。
1． 3 试验方法
1． 3． 1 小麦麸皮膳食纤维及其改性膳食纤维的制备
1． 3． 1． 1 小麦麸皮膳食纤维的制备
取小麦麸皮配成料液比1∶ 12 的混合液，调节 pH7． 0 加入耐高温 α － 淀粉酶 50 U/g，在 70 ℃下酶解反应 90 min，再加入碱性蛋白酶 1． 5 AU/g，调节 pH8． 0，在 65 ℃条件下，反应 90 min 后灭酶，加入 5 倍质量的次氯酸钠和过氧化氢混合液中脱色 30 min，再以 3 000 r/min 的速度常温离心 10 min，并用水洗涤至液体澄清，置于 60 ℃ 干燥箱内干燥，制得小麦麸皮膳食纤维。
1． 3． 1． 2 挤压改性膳食纤维的制备
取小麦麸皮膳食纤维，在物料含水量 45%、进料速度为 25 r/min、螺杆转速200 r/min、挤压温度为70－90 －110 －130 －150 ℃条件下反应，制得挤压改性膳食纤维。
1． 3． 1． 3 酶解改性膳食纤维的制备
以小麦麸皮膳食纤维为原料，在料液比为 1∶ 10、纤维素酶用量为 30 U/g、在 pH 5． 0、50 ℃条件下酶解 5 h 后，灭酶终止反应，制得酶解改性膳食纤维。
1． 3． 1． 4 挤压 － 酶解膳食纤维的制备以挤压改性膳食纤维为原料，采用纤维素酶解改性制得挤压 － 酶解改性膳食纤维。
1． 3． 2 小麦麸皮膳食纤维超微结构的分析
对小麦麸皮膳食纤维、挤压改性膳食纤维、酶解改性膳食纤维、挤压 － 酶解改性膳食纤维等样品粉碎至 100 ～120 目。其中，可溶性膳食纤维用 95% 的乙醇沉淀 8 h 后离心，在 50 ℃条件下真空干燥 24 h再粉碎。将样品用离子溅射镀膜法进行表面镀金，然后置于扫描电镜下观察。
1． 3． 3． 1 持水力与膨胀力的测定参照 Esposito 等
［11］ 的方法测定持水力，按式(1)计算小麦麸皮膳食纤维的持水力。
持水力(g/g) =W 1 － W 0 － 3． 03． 0(1)式中:W 1 为离心样品与离心管的质量和/g;W 0为离心管质量/g;3． 0 为小麦麸皮膳食纤维质量/g。
参考 Femenia 等［12］ 的方法测定膨胀，按式(2)计算小麦麸皮膳食纤维的膨胀力。
膨胀力(mL/g) =V 2 － V 10． 3(2)式中:V 1 为量筒中样品干品体积/mL;V 2 为加水膨胀后体积/mL;0． 3 为取样质量/g。
1． 3． 3． 2 溶解性的测定
准确称取 5 g(m 1 ，干基)样品，加入 100 mL 去离子水，用磁力搅拌器分散均匀，转入 250 mL 容量瓶并定容，将容量瓶置于恒温水浴锅中保温 20 min，趁热抽滤，准确移取 50 mL 滤液于恒重的 100 mL 烧杯中，60 ℃干燥 5 h 后，再于 105 ℃干燥至恒重得 m 2 ，按式(3)计算样品溶解性［13］ 。
溶解性 /% =m 2m 1× 100% (3)式中:m 1 为样品干重/g; m 2 为溶解的样品干重/g。
1． 3． 3． 3 膳食纤维黏度的测定
不同浓度的膳食纤维样品黏度的测定:取小麦麸皮膳食纤维样品，配制成质量浓度为 1、5、10、15 mg/100 mL的溶液，在 20 ℃置于黏度仪下测定其黏度，测定参数为:转子型号 1． 0，转速 60 r/min。不同温度的膳食纤维样品黏度的测定:取质量浓度为 15 mg/100 mL 的小麦麸皮膳食纤维样品，分别在温度为20、30、40、50、60 ℃条件下，测定其黏度。
1． 3． 4 吸附特性分析
1． 3． 4． 1 吸附脂肪能力的分析参照 Sangnark 等
［14］ 的方法测定不饱和脂肪吸附能力，按式(4)计算。
不饱和脂肪的吸附力 /g/g =W 2 － W 1W 1(4)参照 Sangnark ［14］ 的方法测定饱和脂肪的吸附能力，按式(5)计算。
饱和脂肪的吸附力 /g/g =W 2 － W 1W 1(5)
1． 3． 4． 2 吸附胆固醇能力的分析
胆固醇标准溶液的配制 ［15］ ，以总胆固醇量(μg)为横坐标，吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。吸附胆固醇的测定:取鲜鸡蛋的蛋黄并称重，用9 倍质量蒸馏水充分搅打成乳液。准确称取 1． 0 g小麦麸皮膳食纤维于 200 mL 三角瓶中，加入 50 g 稀释蛋黄液，搅拌均匀，分别调节体系 pH 值为 2． 0(模拟人体胃液环境)和 7． 0(模拟人体小肠环境)，置摇床中，37 ℃振荡 2 h，于 4 000 r/min 下离心 20 min，吸取 1 mL 上清液，用 90% 的醋酸稀释 5 倍，取 0． 1mL，采用邻苯二甲醛作显色剂，在 550 nm 下比色。对照标准曲线换算出原蛋液中胆固醇含量和吸附后上清液中胆固醇含量，按式(6) 计算胆固醇的吸附量。
胆固醇吸附量/mg/g = 吸附前原蛋液胆固醇含量 － 吸附后上清液胆固醇含量/膳食纤维质量 (6)1． 3． 4． 3 吸附 NO 2－能力的分析
标准曲线的绘制:准确称取 0． 100 0 g 干燥后的亚硝酸钠，配制成浓度为 5 μg/mL 的亚硝酸钠标准使用液。取 9 支编号的试管，按表 1 分别加入亚硝酸钠标准使用液，分别置于 50 mL 带塞比色管中。于标准管与试样管中分别加入 2 mL 对氨基苯磺酸溶液(4 g/L)，混匀，静置 3 ～ 5 min 后各加入1 mL盐酸萘乙二胺溶液(2 g/L)，加水至刻度，混匀，静置 15 min，在波长 538 nm 处测吸光度，绘制标准曲线。
2． 1 小麦麸皮膳食纤维结构分析结果与讨论
图 1 为小麦麸皮膳食纤维的超微结构图，由图 1可见膳食纤维表面呈现有层次的条纹状，这是因为去除了小麦麸皮中的淀粉和蛋白质后，膳食纤维分子显现出来，分子以有序的方式排列并聚集在一起而形成条纹状。图 2 为粗膳食纤维进行挤压膨化后的膳食纤维，此时有序的条状纹路不再清晰，而是呈现块状，这可能是由于受到剪切、熔融、挤压等一系列作用，使纤维素分子重新排布聚结成块状。
通过分析可知:3 种改性方法对小麦麸皮膳食纤维的结构都有明显的影响。因为改性可能使纤维素分子的长链发生断裂，微晶纤维素结构被破坏，纤维素分子间的氢键被打开，使更多的羟基暴露出来，所以提高了膳食纤维的溶解性。挤压 － 酶解的改性方法与另外 2 种方法相比，对小麦麸皮膳食纤维的影响更加明显，因此其改性效果更优于另外 2 种改性方法。
2． 2 物化特性分析
2． 2． 1 持水力和膨胀力的分析结果
从表 2 可以看出，改性的膳食纤维的持水力与膨胀力与小麦麸皮膳食纤维差异显著，这是因为小麦麸皮膳食纤维的结构致密，亲水基团多被包裹在结构内部，因此持水力与膨胀力较低;而粗膳食纤维经改性后，由于经挤压或酶解打开了纤维素分子间的某些氢键，使亲水基团暴露出来，而增加了水结合部位;挤压 － 酶法改性后的膳食纤维的持水力和膨胀力最高，这是因为挤压改性使原来聚集在一起的纤维素分子被打开分解成块状，使纤维素酶更容易作用于酶解位点，进而使膳食纤维结构变得更加疏松，因此提高了持水力和膨胀力。
