稻谷 加 工 的 主 要 副 产 物 米 糠 , 是 糙 米 经 碾 米等工 序 后 得 到 的 果 皮 、 种 皮 、 糊 粉 层 和 珠 心 层 的 混 合物 , 约 占 稻谷 总 重 的1 0 %[1]。20 1 7年 , 我 国 的 稻 谷产 量 达2.07亿t, 米 糠 资 源 非常丰 富 , 但 其 开 发 利用与 美 国、 日 本等 国 家 相 比 存 在 较 大 的 差 距, 附加 值 极低 , 因 此 有 必 要 对 其 进 行 深 入 研 究 , 探 求 米 糠 综 合 利用 的 高 经 济 效 益 , 缩 短 与 发 达 国 家 间 的 差 距 。 膳 食纤维 是 公 认 的“第 七 大 营 养 素”[2], 大 量 研 究报 道 显示, 膳 食 纤维 具 有 促 进 胃 肠 道 健 康 、 防 治 肥 胖症 、 降低 心 血 管疾 病 发 病 率 、 降 低 糖 尿 病 发 病 率 等[3’4]益 生功 能 。 米 糠 中 含 有 丰 富 的 膳 食 纤维 , 是 提 取 天 然 膳
食 纤维 的 良 好 原 料。 因 此, 本 文 综 述 了 米 糠 膳 食 纤维 的 提 取 方 法 、 改 性 及 应 用 研 究 的 进 展 , 以 期 为 提 高稻 米 的 综 合 利 用 水平提 供参 考 。
1膳 食 纤 维 的 定 义
膳 食 纤维(dietary,fiber,DF),被称为第七大营养素,目前各界对于膳食纤维的定义并不完全一致:中国营养学会人为膳食纤维包括纤维素,半纤维素,木质素等主要来源于植物细胞壁的不易被消化酶消化的多糖类物质;而欧盟认为“纤维是指含有至少三个单体链节的碳水化合物聚合物,这类物质在人体小肠等消化器官中不会被消化也不被吸收;纤维包含的范围与国际食品法典委员会一致。膳食纤维的分类根据其分类依据亦有差别,较为普遍的分类方法是按照其溶解性分为两大类:一类是水不溶性膳食纤维(IDF),主要包括纤维素,半纤维素和木质素;另一类是水溶性膳食纤维(SDF)主要含有抗性寡糖,改性纤维素,合成多糖以及植物胶体等。
2 米糠膳食纤维的提取
米糠膳食纤维的提取方法主要分为化学方法,物理方法和酶解法三大类。由于膳食纤维中的保健功能主要取决于其生物活性,因此提取方法主要以膳食纤维的生物活性作为主要评价指标。化学方法由于可能会使用一些反应强烈的试剂,易破坏膳食纤维,造成所得到的膳食纤维生物活性较低,但其提取膳食纤维才做简单,成本较低。物理方法提取效率低,设备成本高,不适于大规模生产,但是它能够较完整地保留膳食纤维的生物活性。酶解法具有易控制,条件温和,有效成分提取率高,无污染等优点,因此其应用越来越广泛,但某些酶的价格贵,易造成成本增加。近年来物理化学法和酶解法的结合成为了研究人员关注的焦点。本文将重点论述以结合酶解法为主的新兴提取方法。
2.1酶法提取米糠膳食纤维
酶解法是目前提取米糠膳食纤维的最常用方法,即使用复合酶进行酶解米糠。用于提取DF常见的酶有α-淀粉酶,糖化酶,碱性蛋白酶和纤维素酶。α-淀粉酶作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-14糖苷键,生成糊精和还原糖,起到液化作用。糖化酶有催化淀粉水解的作用,能从淀粉分子非还原性末端开始,分解α-1,4葡萄糖苷键生成葡萄糖。碱性蛋白酶在碱性条件下能够水解蛋白质肽键,使复杂的大分子蛋白质结构变成简单的小分子肽键或氨基酸,从而变得易于吸收或者洗去。纤维素酶在降解纤维素和半纤维素的同时,还能将不易消化的大分子多糖,蛋白质和脂类降解成小分子物质。研究表明提取米糠膳食纤维时α淀粉酶的酶解温度在70-75℃之间,蛋白酶的温度在50-60℃之间,纤维素酶的温度一般控制在55℃左右,酶解时间和酶用量会因样品的不同存在差异,酶法提取的DF得率相比单纯的物理法,化学法提取有所提高。
2.2化学试剂结合酶法提取米糠膳食纤维
化学分离法提取膳食纤维工艺简单,但制备的膳食纤维产品往往含有少量的蛋白质和淀粉,而且在环保上存在弊端;酶法提取的膳食纤维纯度高,污染小,但是成本相对较高。采用化学试剂结合酶法提取米糠膳食纤维,结合了化学法和酶解法的优点,具有明显优势。化学试剂-酶结合分离法,即先利用酶水解解除去原料中的蛋白质和淀粉,然后用化学试剂进行提取,制备高纯度的膳食纤维,此法可提高米糠膳食纤维的产率与质量,降低提取成本,不仅简化了生产工艺,还减少了环境污染,高效环保。