徐 慧 ,陶海騰,徐同成,邱 斌,劉 瑋,宗愛珍,尤艷麗
(1煙臺大學生命科學學院,山東煙臺 264005;2山東省農業科學院農產品研究所,濟南 250100)
據研究顯示,麥麩中膳食纖維含量大約35%~50%(干物質),是膳食纖維的重要來源之一。小麥副產物麥麩資源豐富,提取膳食纖維可提高小麥資源的綜合利用率[1,2]。
目前常用于麥麩中膳食纖維提取的方法有化學法、物理法、酶法、酶-化學聯合法等。
化學法是通過使用酸或堿提取,雖能提高提取率,但對麥麩膳食纖維的持水能力影響大,化學殘留大,對后續深加工有較大影響。劉玉林等[3]通過改變堿的濃度,測麥麩膳食纖維得率,結果發現隨著用堿量增加,纖維素和半纖維素損失率也增加,產品最終得率越小。
物理法是通過改變溫度或壓力進行的提取方式,方法簡單,對麥麩膳食纖維損傷小,但提取率小。王萍等[4]研究發現,在一定溫度、壓力下提取麥麩膳食纖維,可溶性膳食纖維的提取率僅為12.14%。侯漢學等[5]將麥麩經行擠壓改性處理后,麥麩中可溶性膳食纖維量增加了10%。李建萍等[6]通過比較物理法、酶法和堿法提取的麥麩中膳食纖維對麥麩桃酥品質的影響發現,物理法提取的麥麩膳食纖維制作的桃酥外觀口感,氣味,色澤和價格等指標優于其他提取方法。
酶法是利用酶降解麥麩中的蛋白質、脂肪等雜質獲得膳食纖維,該法得率高,對膳食纖維損傷小。酶法常用的酶主要有纖維素酶、蛋白酶、α-淀粉酶、糖化酶等。陶顏娟等[7]用復合酶對麥麩中膳食纖維進行提取,最終得到純度達86%,提取率達90%的麥麩膳食纖維。馮志強等[8]先采用混合酶除去麥麩中的淀粉,再用蛋白酶水解蛋白,最終提取出72%的膳食纖維。
酶—化學聯合法比前面敘述單一的提取方法,提取速度快、提取效率高,但大量酸或堿的使用,對麥麩膳食纖維的色澤、溶脹度、持水性等造成損失。李應彪等[9]人用濃度為0.4%的α-淀粉酶和4%的NaOH 在60℃下處理麥麩100min,提取率達54.12%。蔡為榮等[10]通過化學法、酶-堿法、混合酶法對麥麩中的膳食纖維進行提取,以添加麥麩膳食纖維面團的力學指標為考察對象,發現添加0.4%α-淀粉酶酶解1h 后,再用5%NaOH 提取1h 得到的麥麩膳食纖維持水性和溶脹性都很好。邵佩蘭等[11]通過比較化學法、酶法、化學-酶法對麥麩中膳食纖維的提取能力,發現化學-酶法較優,最終麥麩纖維的提取率為59.54%。
國內外關于麥麩膳食纖維生理功能的報道,主要有以下幾方面。
麥麩膳食纖維在大腸中細菌的作用下被發酵后,會導致腸道內微生物環境發生變化、降低腸道內pH、產生短鏈脂肪酸參與代謝。麥麩膳食纖維經過發酵可參與人體代謝,產生大量有益菌,抑制腐敗菌生長,有利于腸道的通暢[12]。
麥麩膳食纖維具有的持水性和吸水膨脹性特點,能夠使小腸的內容物體積增大,促進腸道蠕動,清潔胃腸道,減少胃腸道疾病的發生[13]。麥麩的吸水膨脹性能增加飽腹感,降低食欲,減少食物中脂肪吸收,作為一種優良的無能量填充劑,對減肥等控制飲食的人群有益。添加到面粉中,有助于提高面粉吸水率,縮短面團醒發時間。
有研究表明,麥麩膳食纖維有助于提高胰腺酶的活性。1985年,Harold 證實,飲食中添加麥麩膳食纖維對糖尿病效果良好[14]。趙乃新等[14]研究發現,食用麥麩膳食纖維沖劑的實驗小組,經檢查發現對受試組血脂中膽固醇和便秘的治療率達100%,血糖降低效率達89.8%。
麥麩膳食纖維可通過與重金屬離子結合,緩解重金屬中毒。據流行病學調查和研究發現,日常攝入膳食纖維充足的尼日利亞人,結腸癌發病率低。麥麩膳食纖維攝入也要適量,否則將造成許多營養物質吸收障礙,進而產生營養不良等問題[15]。
用于食品加工的多為水溶性麥麩膳食纖維,由于麥麩膳食纖維具有的持水力、膨脹力及抗氧化力等優良特性,麥麩膳食纖維在食品加工中常有以下應用。
用作食品穩定劑和增稠劑。添加了麥麩膳食纖維的糕點,持水力增加、口感松軟、保質期延長。何雅薔等[16]將從小麥麩皮中提取的膳食纖維添加到制作面包和饅頭的面團中,通過質構和感官評價指標發現,隨著麥麩膳食纖維添加量的增加,面團的彈性和流散性指標變差,對面包面團有劣化作用,對饅頭面團有強化作用,最終發現面包粉中最佳添加比例4%,饅頭粉最佳添加比例6%。
在高纖維飲品中的應用。飲品中添加麥麩膳食纖維,不但可以提高飲品的穩定性,防治沉淀和分層現象發生,還有保健作用。在歐洲許多國家含膳食纖維的飲品很受歡迎,我國許多企業也積極研發麥麩膳食纖維的飲品。
麥麩膳食纖維添加到乳制品中,有助于乳制品中乳糖轉化為乳酸,適合患有乳糖不耐癥的消費者食用,同時也可延長乳制品的保質期,提高飲品的穩定性。此外,在乳制品中添加麥麩膳食纖維,還能補充奶制品中不含膳食纖維的缺陷,是奶制品營養更加全面。法國著名的AGLN 公司生產的NacatlaiErerem 中就含有1%左右的水溶性膳食纖維。
肉類食品存在飽和脂肪和膽固醇高等缺陷,添加適量的麥麩膳食纖維,不但開發出低能量、低脂肪的健康麥麩纖維肉制品,同時也開發出了新的麥麩膳食纖維應用途徑[17]。作為脂肪替代物在肉制品的加工過程中添加麥麩膳食纖維降低脂肪的添加量,是減肥食品的優良輔料[18]。
麥麩膳食纖維有潤腸通便的作用,可制成膠囊、口服液等形式作為減肥、美容類保健品的原料。嬰幼兒斷奶后極易發生腹瀉、厭食等狀況,在嬰幼兒食品中添加適量的水溶性膳食纖維,不但可以提高食物中營養的利用率,還能促進多種元素的吸收。
目前,我國對膳食纖維的研究主要集中在兩方面,一是對膳食纖維提取工藝的優化;二是膳食纖維在人體內的作用機理。歐美等發達國家已經廣泛將膳食纖維應用于食品生產中,而我國起步較晚,對膳食纖維的研究相對發達國家還存在差距。麥麩是小麥加工的主要副產物,大多數當作廢料,用于飼料和釀造,經濟價值低。將其含量豐富的膳食纖維作為一種新型資源進行研究和開發,不但可以增加農業收入,還能產生巨大的經濟社會效益,發展前景廣闊。
[1]何錦鳳,郝立民.論膳食纖維[J].食品與發酵工業,1997,23(5):63-68.
[2]修建成,曹榮安,孫寶華,等.膳食纖維的分類與應用[J].農產品加工,2006,10:31-33.
[3]劉玉林,等.麥麩膳食纖維的制備和改性研究[J].湖北農學院學報,1998,18(1):42-47.
[4]王萍,張蕾,尹明姬.小麥麩皮中水溶性膳食纖維的提取[J].糧食加工,2006,1:51-53.
[5]李建萍,馬俊義.麥麩膳食纖維食品的研究[J].食品研究與開發,2003,24(1):71-73.
[6]陶顏娟.小麥麩皮膳食纖維的改性及應用研究[D].無錫:江南大學,2008:13-14.
[7]馮志強,等.生物酶法提取麥麩膳食纖維的研究[J].現代食品科技,2006,22(1):8-10.
[8]李應彪,陸強.麥麩膳食纖維的提取技術研究[J].糧油加工與食品機械,2005,11:77-79.
[9]蔡為榮,張虹,等.麥麩膳食纖維的提取及添加量對面條面團粘彈性的影響[J].安徽農業科學,2012,40(12):7398-7401.
[10]邵佩蘭,李雯霞,徐明.不同方法對麥麩膳食纖維特性的影響[J].食品科技,2003,11:98-100.
[11]鄭建先.功能性食品(第一卷) [M].北京:中國輕工業出版社,1999.
[12]李來好,等.4 種海藻膳食纖維清除自由基的比較研究[J].中國水產科學,2005,12(4):471-476.
[13]Harold M R,et al.Effect of dietary fiber in insulin-dependent diabetics:insulin requirements and serum lipids [J].J Am Diet Assoc,1985,85(11):1455-1461.
[14]趙乃新,王樂凱.小麥麩食物纖維素源的提取和食物纖維素沖劑的研制[J].食品科學,1995,16(2):8-11.
[15]修建成,曹榮案,孔保華,等.膳食纖維的生理功能及應用現狀[J].農產品加工,2005,4(8):48-52.
[16]何雅薔,等.大豆粉末磷脂對面團流變學特性和饅頭品質的影響研究[J].糧食與飼料工業,2007,1:25-27.
[17]修成榮,等.膳食纖維的分類與應用[J].農產品加工,2006,10:31-33.
[18]周斌,李威娜,岳春路.功能性肉制品的研制[J].肉制品工業,2005,5:32-34.