豌豆皮膳食纖維吸附性質和抗氧化性質的研究

邵娟娟，馬曉軍

(江南大學食品學院，江蘇無錫 214122)

豌豆皮膳食纖維吸附性質和抗氧化性質的研究

邵娟娟，馬曉軍*

(江南大學食品學院，江蘇無錫 214122)

比較了三種通過不同方法制備的豌豆皮膳食纖維PIDF(豌豆皮不溶性膳食纖維)、PSDF1(木聚糖酶制得的豌豆皮水溶性膳食纖維)、PSDF2(纖維素酶制得的豌豆皮水溶性膳食纖維)的吸附性質和抗氧化能力，豌豆皮水溶性膳食纖維對脂肪、膽酸鈉、膽固醇的吸附能力明顯高于豌豆皮水不溶性膳食纖維，而PSDF1對脂肪和膽固醇的吸附能力高于PSDF2的吸附能力;在抗氧化能力方面，豌豆皮水溶性膳食纖維抗氧化能力也明顯高于豌豆皮不溶性膳食纖維，而且PSDF2清除DPPH·、·OH自由基能力高于PSDF1，但是PSDF1的還原能力、螯合鐵離子能力高于PSDF2。

豌豆皮膳食纖維，吸附性質，抗氧化

膳食纖維(dietary fiber，DF)是植物的可食部分或類似的碳水化合物，在人類的小腸中難以消化吸收，在大腸中會全部發酵分解［1］，按溶解性可分為水溶性膳食纖維(SDF)和水不溶性膳食纖維(IDF)兩大類［2］。大量研究表明，膳食纖維雖不具有營養價值，但與人體的營養和疾病有著密切關系，據文獻記載［3］，膳食纖維具有降低血液中膽固醇含量、預防心臟疾病、控制血糖、預防糖尿病、促進腸胃蠕動、預防便秘、清除人體內有害物的作用。葉靜［4］等對江蘺藻膳食纖維吸附脂肪、膽固醇和膽酸鈉的作用進行了研究，陶顏娟［5］對麥麩膳食纖維的抗氧化性質進行了研究。豌豆是我國重要的食用豆之一，工業上一般用來作為生產粉絲的原料，豌豆皮加工的副產物大多粉碎后作為動物飼料，附加值低。因此，將豌豆皮加工制作成豌豆皮膳食纖維可以提高豌豆的綜合利用價值。目前還沒有關于豌豆皮膳食纖維的文獻報道，因此本文擬比較通過不同方法得到的豌豆皮膳食纖維的吸附性質和抗氧化性質，以期為其在食品工業生產中的應用奠定良好的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豌豆皮 煙臺東方蛋白有限公司提供;新鮮雞蛋、大豆油 市售;豬油 自制;膽固醇、膽酸鈉、鄰苯二甲醛、無水乙醇、冰醋酸、硫酸、糠醛、DPPH、鐵氰化鉀、抗壞血酸、EDTA 國藥集團化學試劑有限公司。

WFZ UV－2100型紫外可見分光光度計 尤尼科(上海)儀器有限公司;TDL－5低速大容量離心機

上海安亭科學儀器廠;AB204－N型分析天平 梅特勒－托利多儀器有限公司;HWS24型電熱數顯恒溫水浴鍋 上海一恒科技有限公司;旋渦混合器常州市國立實驗設備研究所;DELTA320型pH計上海分析儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 豌豆皮水不溶性膳食纖維和水溶性膳食纖維的制備 豌豆皮水不溶性膳食纖維的制備工藝:豌豆皮預處理去除泥沙、雜質等→以料液比1∶20的比例加入pH10的緩沖溶液→加入堿性蛋白酶(250U/g豌豆皮)→60℃水浴酶解30min→升溫至100℃→加入高溫淀粉酶(100U/g豌豆皮)→沸水浴20min→冷卻、離心棄去上清液→干燥，粉碎過60目篩即得豌豆皮水不溶性膳食纖維(PIDF)

豌豆皮水溶性膳食纖維的制備工藝:上述制得的PIDF→以1∶15的料液比加入0.05mol/L pH5的檸檬酸緩沖溶液→以100U/g PIDF的比例加入木聚糖酶(纖維素酶)→60℃水浴酶解4h→離心，保留上清液→旋轉蒸發→濃縮后樣品以1∶4的比例加入95%乙醇(V/V)，沉淀12h，棄去上清液→冷凍干燥，粉碎即得PSDF1(PSDF2)

1.2.2 膳食纖維吸附能力的測定

1.2.2.1 膳食纖維對脂肪吸附能力的測定［6］膳食纖維對不飽和脂肪吸附作用的測定:稱取3.0g膳食纖維于50m L離心管中，加入食用大豆油25g，攪勻，37℃靜止1h，離心(4000 r/min，20m in)，去上層油，濾紙吸干游離的大豆油，稱重，吸油量按式(1)計算:

吸油量=(吸油后膳食纖維的質量－膳食纖維的質量)/膳食纖維的質量 式(1)

膳食纖維對飽和脂肪吸附作用的測定:稱取3.0g膳食纖維與50m L離心管中，加入豬油25g，攪勻，37℃靜止 1h，離心(4000r/min，20m in)，去上層油，濾紙吸干游離的大豆油，稱重，吸油量按式(2)計算:

吸油量=(吸油后膳食纖維質量－膳食纖維質量)/膳食纖維質量 式(2)1.2.2.2 膳食纖維對膽酸鈉吸附能力的測定［7］在250m L錐形瓶中加入含0.2g膽酸鈉的0.15mol/L NaCl溶液100m L，調節體系pH至2(模擬胃環境)和7(模擬小腸環境)，分別加入膳食纖維0.5g，攪拌均勻，37℃ 振蕩后，離心(4000 r/m in，20min)，準確取1m L上清液測定殘留膽酸鈉含量，根據反應前后的濃度差計算吸附量，同時做空白實驗。膽酸鈉的測定方法采用糠醛比色法測定。膳食纖維對膽酸鈉的吸附量按式(3)計算:

吸附量=(初始加入膽酸鈉的質量－殘余膽酸鈉的質量)/膳食纖維的質量 式(3)1.2.2.3 膳食纖維對膽固醇吸附能力的測定［8］取鮮雞蛋蛋黃，用9倍量蒸餾水充分攪打成乳液。稱取1.0g膳食纖維于250m L的三角瓶中，加入50g稀釋蛋黃液，攪拌均勻，調節體系pH至2(模擬胃環境)和 7(模擬小腸環境)，37℃ 振蕩 2h，離心(4000 r/m in，20m in)，準確吸取0.04m L上清液測定殘留膽固醇含量，根據反應前后的濃度差計算吸附量，同時做空白實驗。膽固醇的測定方法采用鄰苯二甲醛法測定。膳食纖維對膽固醇的吸附量按式(4)計算:

1.2.3 膳食纖維的抗氧化能力

表2結果表明，非生育期覆膜能夠大幅度提高向日葵各生育階段的保苗率。上年秋覆膜出苗期、現蕾期、花期和灌漿期分別較常規播前覆膜保苗率提高8，14，13，18百分點；早春覆膜出苗期、現蕾期、花期和灌漿期分別較常規播前覆膜保苗率提高4，9，11，16 百分點。

1.2.3.1 清除DPPH·能力 按照Shimada等［9］的方法并略做改進。準確稱取DPPH標準品2.56mg，用無水甲醇定容到100m L容量瓶中，使最終濃度為6.5×10－5mol/L。取2m L待測液依次與2m L DPPH溶液避光反應40m in后，以2m L雙蒸水加2m L無水乙醇的混合物為空白，在517nm處讀取其吸光度，以2m L雙蒸水+2m L DPPH溶液混合物的吸光度為對照，樣品管相比對照管吸光值下降的百分比反映其對DPPH·清除能力，結果表示為清除μmol/g樣品。1.2.3.2 清除·OH能力 采用2－脫氧核糖的方法［10］。在磨口具塞試管中依次加入20mmol/L pH7.4的KH2PO4緩沖液0.4m L，待測液0.1m L，1.04mmol/L的 EDTA 0.1m L，1mmol/L 的 FeCl30.1m L，10mmol/L H2O20.1m L，60mmol/L的脫氧核糖0.1m L(空白不加，加等量雙蒸水)，2mmol/L的 VC0.1m L。混勻后置37℃恒溫水浴反應1h，取出迅速加入 1m L 20%TCA，1m L 1%TBA溶液混勻，沸水浴10m in后取出，用流水迅速冷卻，在532nm比色，讀取吸光值。樣品管相比對照管吸光值下降的百分比反映其對·OH清除能力，結果表示為清除μmol/g樣品。

1.2.3.3 還原能力 采用 Oyaizu［11］的方法，略做改動。取0.4m L的待測液(空白加等體積雙蒸水)，加入2.5m L 0.2mol/L pH6.6的磷酸緩沖液溶解，2.5m L 1%鐵氰化鉀，置于50℃水浴中反應20min，加入2.5m L 10%TCA，，混合后以2000 r/min離心10min。取上清液2.5m L，加入2.5m L蒸餾水和0.5m L 0.1%氯化鐵，混合均勻，靜置10m in后，測定其在700nm的吸光值。以VC作為參照物，制作標準曲線。將待測物質的還原能力與VC的還原能力相對比，確定相對還原能力，單位為 VERC(VCEquivalent Reducing Capacity，VC當量)，即1g待測物質相當于 VC的還原力。

1.2.3.4 螯合鐵離子的能力 采用Carter［12］的方法，取5m L待測液，加入0.1m L 2mmol/L的FeSO4溶液，再加入0.2m L 5mmol/L菲洛嗪溶液(空白加等體積雙蒸水)，混合液在漩渦振蕩器上振動30s，于室溫條件下靜置10m in，在562nm測定吸光值，對照組用雙蒸水代替樣品，樣品管相比對照管吸光值下降的百分比反映其對 Fe2+的螯合能力。用不同濃度的EDTA做標準曲線，樣品對Fe2+的螯合能力與EDTA相對比，結果表示為μmolEDTA/g樣品。

1.3 數據統計

所有測定重復三次，采用Excel進行統計分析。

2 結果與討論

2.1 膳食纖維吸附能力的測定

表1 豌豆皮膳食纖維對脂肪的吸附能力(g/g)

2.1.2 膳食纖維對膽酸鈉的吸附能力 由表2可知，豌豆皮膳食纖維對膽酸鈉有吸附作用，吸附能力與膳食纖維種類和反應體系pH有關，在反應體系pH相同的情況下，水溶性膳食纖維要比水不溶性膳食纖維對膽酸鈉的吸附能力好;并且體系的酸堿度對膳食纖維吸附膽酸鈉的能力有較大的影響，在中性條件下(模擬小腸環境)膳食纖維對膽酸鈉的吸附能力要高于酸性條件下(模擬胃環境)的吸附力，PSDF1對膽酸鈉的吸附能力低于PSDF2的吸附能力。豌豆皮膳食纖維可以在溶液中展開成網絡狀結構，從而產生類似交換樹脂的作用，可以束縛膽酸。膽汁酸及其鹽類物質與膳食纖維在小腸內結合，隨糞便排出體外。這樣需要有額外的膽固醇被轉化成膽酸以補償那些被排掉的部分，體內膽固醇因此減少，從而達到降低血脂水平的目的。

表2 豌豆皮膳食纖維對膽酸鈉的吸附能力(mg/g)

2.1.3 膳食纖維對膽固醇的吸附能力 由表3可知，豌豆皮膳食纖維對膽固醇有吸附作用，豌豆皮水溶性膳食纖維對膽固醇的吸附能力大于水不溶性膳食纖維，并且膳食纖維的吸附能力受反應體系酸堿性影響，在中性條件下(模擬小腸環境)，膳食纖維對膽固醇的吸附能力要高于酸性條件下(模擬胃環境)的吸附力，PSDF1對膽固醇的吸附能力明顯高于PSDF2的吸附能力。膽固醇的過量攝入與動脈粥樣硬化和冠心病等疾病的發病率呈明顯正相關［14］。本實驗證明豌豆皮膳食纖維對膽固醇有吸附作用，從而降低發生心血管疾病的風險。

表3 豌豆皮膳食纖維對膽固醇的吸附能力(mg/g)

2.2 膳食纖維的抗氧化能力

2.2.1 清除DPPH·和·OH的能力 大多數自由基反應活性較強而壽命短暫，DPPH·是為數不多的即使在室溫條件下也能保持穩定的自由基，當抗氧化劑或供氫體出現時，穩定的自由基變成DPPH－H，顏色深度下降，下降的程度隨時間增大。樣品清除DPPH·的能力如表4所示。PSDF2對DPPH·的清除最有效，約是VC的三分之一，是PSDF1的兩倍多，是PIDF的三倍。

·OH是活性最強的活性氧，它的大量產生是中毒的重要特征，因此清除·OH是機體最有效的預防各種疾病的途徑。樣品清除·OH的能力如表4所示，PSDF1與PSDF2的清除能力相當，約為VC的三分之一，PIDF的清除能力約為VC的五分之一，因此可見豌豆皮可溶性膳食纖維是一種良好的·OH清除劑。

表4 膳食纖維清除DPPH·，·OH的能力(μmol/g)

2.2.2 還原能力 還原能力是表示抗氧化物質提供電子能力的重要指標，還原能力大的樣品是良好的電子供體，可以通過提供電子使自由基變為穩定的物質，以中斷自由基的連鎖反應［15］。許多研究已證實抗氧化活性同還原力之間呈正相關關系［16］。用鐵氰化鉀還原法測得的膳食纖維產品的還原力如表4所示。PIDF的還原能力最弱，僅8.11μmol VC當量·g－1，PSDF1 的還原能力最強，為17.35μmol VC當量·g－1，是PIDF的兩倍多，PSDF2的還原能力居中。

表5 膳食纖維的還原能力和螯合鐵離子的能力

2.2.3 螯合鐵離子能力 體內的許多氧化過程都是在過渡金屬離子的參與下進行的。鐵離子能夠催化Haber Weiss反應，該反應能夠利用由酶產生的活性較小的過氧化物和過氧化氫等，產生毒性更強的自由基［17］，因此螯合鐵離子的能力可以反應重要的抗氧化信息。用鐵－菲洛嗪法測得的膳食纖維產品的螯合能力結果如表5所示。PSDF1螯合鐵離子的能力最強，而PIDF的能力最弱，僅有1.18μmol EDTA當量·g－1。

3 結論

本實驗比較了從豌豆皮中采用不同的方法提取的膳食纖維的吸附能力和氧化能力，得出豌豆皮水溶性膳食纖維對脂肪、膽酸鈉、膽固醇的吸附能力明顯高于豌豆皮水不溶性膳食纖維，而通過木聚糖酶法制得的PSDF1在脂肪和膽固醇的吸附能力方面高于通過纖維素酶法制得的PSDF2;在抗氧化能力方面，豌豆皮水溶性膳食纖維的抗氧化能力也明顯高于豌豆皮水不溶性膳食纖維，通過木聚糖酶法制得的PSDF1清除DPPH·、·OH能力低于通過纖維素酶法制得的PSDF2，但是PSDF1的還原能力、螯合鐵離子能力高于PSDF2。本研究為今后豌豆皮膳食纖維的開發和利用提供了一定的理論依據。

［1］魏紅，徐宏偉，腫紅艦，等.膳食纖維的應用及檢測方法［J］.海峽預防醫學，2004，10(2):25－27.

［2］鄭建仙.功能性膳食纖維［M］.北京:化工工業出版社，2005:9－11.

［3］盧宏科，王琴，區子牟，等.膳食纖維的功能與應用［J］.廣東農業科學，2007，4(3):67－70.

［4］葉靜，肖美添，湯須崇.江蘺藻膳食纖維吸附脂肪、膽固醇和膽酸鈉的研究［J］.食品與機械，2010，26(1):92－94.

［5］陶顏娟.小麥麩皮膳食纖維的改性及應用研究［D］.江南大學，2008:23－26.

［6］Sangnark A，Noomhorm A.Effect of particle sizes on functional properties of dietary fiber prepared from sugarcane bagasse［J］.Food Chemistry，2003，80:221－229.

［7］胡國華，黃紹華.米糠膳食纖維對膽酸鈉吸附作用的研究［J］.中國食品添加劑，2001(2):10－12.

［8］歐仕益，鄭妍，劉子力，等.酵解和酶解麥麩吸附脂肪和膽固醇的研究［J］.食品科技，2005(1):91－93.

［9］Shimada K，Fijikawa K，Yahara K，et al.Antioxidative properties of xanthan on the antioxidation of soybean oil in cyclodextrin［J］.Journalof Agriculture and Food Chemistry，1992，40:945－948.

［10］Marklund S，Marklund.Involvement of the superoxide anion radical in the antoxidation of pyrogallol and a convenientassay for superoxide dismutase［J］.Europe Journal of Biochemistry，1974，47:469－474.

［11］Oyaizu M.Studies on products of browning reaction:antioxidative activities of products of browning reaction prepared from glucosa mine［J］.Japanese Journal of Nutrition，1986，44:307－315.

［12］Carter P.Spectrophotometric deter mination of serum iron at the submicrogram level with a new reagent(ferozine)［J］.Analytical Biochemistry，1971，40:450－458.

［13］田向陽，李玉清，韓梅，等.北京市小學生與肥胖相關知識、態度、行為的現況調查［J］.中國健康教育，2004，20(5):393－395.

［14］張鐘，王德生.玉米膳食纖維對實驗性高脂血癥小鼠降脂作用的影響［J］.中國糧油學報，2005，20(5):120－123.

［15］饒家麟，柯文慶.鰹魚蒸煮液蛋白質水解物之抗氧化活性［J］.臺灣農業化學與食品科學，2001，39(5):363－369.

［16］榮建華，李小定，等.大豆多肽抗氧化研究效果［J］.食品科學，2002，23(11):118－120.

［17］Kehrer J P.The Haber－Weiss reaction and mechanisms of toxicity［J］.Toxicology，2000，149:43－50.

Study on adsorption and anti－oxidation properties of pea hull dietary fiber

SHAO Juan－juan，MA Xiao－jun*

(School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi214122，China)

The comparison of the adsorption properties and anti－oxidation abilities of PDF(Pea hull dietary fiber)prepared in three different ways，such as:PIDF(pea hull insoluble dietary fiber)，PSDF1(pea hull soluble dietary fiber obtained with xylanase)and PSDF2(pea hull soluble dietary fiber obtained with cellulase)were carried out.In the adsorption to fat，sodiumtaurocholate and cholesterol，the adsorptivity of PSDF were distinctly higher than PIDF，then the adsorptivity to fat and cholesterol of PSDF1 were also higher than PSDF2.In addition，the antioxidation abilities of PSDFwere significantly higher than PIDF as well，and the scavenging ability to DPPH· and·OH of PSDF1 were inferior to PSDF2，while reducing ability and chelating ability of PSDF1 on iron ions were both much better than PSDF2.

pea hull dietary fiber;adsorption;anti－oxidation

TS255.1

A

1002－0306(2011)08－0157－04

2010－08－12 *通訊聯系人

邵娟娟(1984－)，女，在讀碩士，研究方向:谷物化學。