| 肖安红1,2,3,邝艳梅2,3,孙秀发1,* (1.华中科技大学同济医学院公共卫生学院食品营养与卫生系,湖北武汉430030； 2.武汉工业学院食品科学与工程学院,湖北武汉430023； 3.湖北省农产品加工与转化重点实验室,湖北武汉430023) 摘 要:通过对超微粉碎后的大豆豆皮膳食纤维的水不溶性膳食纤维的含量、吸水性、吸油性、与阳离子交换能力等性质研究表明:超微粉碎不会改变大豆豆皮膳食纤维中水不溶性膳食纤维的含量；超微颗粒的性能明显优化:超微粉碎可使大豆豆皮膳食纤维与阳离子的交换能力大大增强,且随颗粒粒度减小交换能力增强；使吸水膨胀率大大增大,粒度超过140目后,吸水膨胀率逐渐提高；使吸油率大大增大,粗颗粒(140目)的吸油率较大,但当粒度小于200目时,吸油率上升至接近粗颗粒,超微粉碎的混合颗粒的吸油率最大。超微粉碎后的混合颗粒的性质(与阳离子的交换能力、吸水膨胀率、吸油率)优于分级颗粒。 关键词:大豆豆皮膳食纤维,超微粉碎,性质 膳食纤维是不被人体消化酶分解、维持健康不可缺少的有机高分子化合物,它包括半纤维素、纤维素、木质素、不消化的低聚糖、果胶和树胶等,分为水溶和水不溶性两类。它对人体生理健康有很多作用,如膳食纤维吸水膨胀,增大粪便的体积,降低致癌因子的浓度,有利于促进结肠功能,预防结肠癌；具有吸油作用,可减少人体对脂肪的吸收,避免体内脂肪的过度积累；膳食纤维还能与胃肠道中的Na、K进行交换,使Na、K随粪便大量排出,从而使血液中Na+/K+比变小,产生降血压作用等等。超微粉碎技术是近年发展起来的一门高新技术。由于超微粉的颗粒很小,因而产生许多特有的微粉学特征:如同介质作用力显著加强；与其它物质的混合均匀性得到改善；其分散性、包容性、伸展性、吸附性、溶解性、亲和力、爆炸性、热学性质等均发生了巨大变化。因此,在化工、金属、非金属材料、医药、生物工程、食品、军工、航天、电子和机械等多领域,特别是在农产品加工中得到广泛应用,给农产品精深加工带来一个新局面。在不改变分子结构的情况下,改变了农产品的物性,提高了品质,开发了更多新产品,扩大了农产品的用处,提高了农产品的价值。但超微粉碎后颗粒的性质如何变化需要研究,使超微粉碎技术能在农产品加工中得到合理应用。本文以大豆豆皮膳食纤维为研究对象,对超微粉碎后的大豆豆皮膳食纤维的水不溶性膳食纤维的含量、吸水性、吸油性、与阳离子交换能力等性质进行了探索性研究。 1 材料与方法 1.1 材料与仪器 超微大豆豆皮膳食纤维 实验室制备；磷酸,丙酮,甲苯,硼酸,石油醚,硫酸铜,硫酸钾,浓硫酸,氢氧化钠,四硼酸钠,磷酸氢二钠,磷酸二氢钠,α-淀粉酶,EDTA二钠盐,无水亚硫酸钠,盐酸,硝酸银,氯化钠,混合指示剂,色拉油,蒸馏水,中性洗涤剂溶液等。 鼓风干燥箱, DZF-6021型真空干燥箱,微型植物样品粉碎机, SHA-C水浴恒温震荡器, PHS-25型，PH计,TD5Z台式低速离心机, SHZ-D循环水式真空泵,磁力搅拌器,分析天平,坩埚式耐酸玻璃滤器等。 1.2 实验方法 1.2.1 水不溶性膳食纤维的含量测定方法 采用GB9822-88。 1.2.2 阳离子交换能力的测定方法[1] 称取一定量的样品置于烧杯中,注入0·1mol/L的HCl浸泡24h后过滤,用蒸馏水洗,用10%的硝酸银溶液滴定滤液,直到不含氯离子为止(无白色沉淀产生)。将滤渣微热风干燥后置于干燥器中备用。称取0·25g干滤渣加入到100mL 15% NaCl溶液中,用磁力搅拌机搅拌均匀后,每次用0·2mL 0·1mol/L的NaOH滴定,记录对应的pH,直到pH变化很小为止,并根据得到的数据作VNaOH-pH关系图。 1.2.3 吸水膨胀率测定方法[2] 称取1g试样置于烧杯中,加入50mL水,在30℃恒温槽中搅拌震荡30min。放入恒重离心管(a)中离心10min(2000r/min),测定沉淀层和离心管的重量(b)。把沉淀层置于恒重烧杯(c)中, 105℃烘4h,取出置于干燥器中冷却,测定烘后烧杯和样品的重量(d)。按下式计算吸水膨胀率:  1.2.4 吸油率的测定方法 把定量滤纸置于装有色拉油的烧杯中浸饱20min取出,悬挂20min,至无油滴出且恒重(a)；准确称量0.2g样品(m)(准确至小数点后4位),并用已吸油恒重的定量滤纸包裹起来,置于色拉油中浸泡20min后取出悬挂3h,至无油滴出且恒重(b)。按下式计算吸油率:  2 结果与分析 2.1 膳食纤维含量的测定结果 见表1。实验室用碱解法制备的大豆豆皮膳食纤维中的水不溶性膳食纤维含量比较高,一般达到64%。从表1中可以看出,超微粉碎对水不溶性膳食纤维的含量无影响。 表1 大豆豆皮膳食纤维的水不溶性膳食纤维含量测定结果  2.2 超微大豆豆皮膳食纤维与阳离子交换能力的测定结果 见图1-图3。如图1所示,随NaON加入量增大, pH先降低,后逐渐上升。pH的降低、上升的大小与快慢说明了大豆豆皮膳食纤维对阳离子的交换能力的差别。图2可见, pH从开始降到最低的变化最小的是粗于140目的颗粒,变化最大的是180-200目的颗粒,说明它们开始与阳离子的交换能力一个最弱、一个最强。   从图3可见,当颗粒粒度超过140目后, pH从开始值降到最低,再上升至开始的值、以及pH达到稳定(pH变化小于0.1),耗用NaOH的量逐渐增大,说明粗于140目的大豆豆皮膳食纤维对阳离子的交换能力最小,粒度超过140目后,与阳离子的持续交换能力逐渐增强。而通过超微粉碎后的大豆豆皮膳食纤维混合颗粒开始、持续与阳离子交换能力都最强。提示采用超微粉碎可大大提高大豆豆皮膳食纤维与阳离子的交换能力。 2.3 超微大豆豆皮膳食纤维吸水膨胀率测定的结果 见图4。由图4可见,从140-200目,随着粒度的变小,吸水率先变小,当粒度小于160目后,吸水膨胀率逐渐变大；小于200目后,吸水膨胀率上升至最高；成(α′,α和β)。大豆球蛋白组分的纯度较高,几乎不含杂质泳带,而β-伴大豆球蛋白的电泳图中还可以看到大豆球蛋白碱性亚基的存在,但含量较少,DSC分析结果也显示两组分纯度较高(图1)。加入蛋白酶后,随着酶解的进行,β-伴大豆球蛋白的主要组分逐渐被降解,并产生一系列小分子产物,当反应至5min时绝大部分β-伴大豆球蛋白被降解,此时溶液的浊度也停止了降低(图2),开始逐渐上升,同时观察到反应5min后降解产物并没有发生较大改变,而此期间溶液浊度逐渐上升,由此可以推论浊度的上升是由这些降解物相互聚集形成大分子聚集物造成的。而枯草杆菌蛋白酶对大豆球蛋白的降解并不明显,由于缺乏足够的降解产物,大豆球蛋白的酶促聚集现象并不明显(图2)。  3 结论 大豆球蛋白由于存在较多的巯基和疏水性氨基酸,形成混浊的可溶性聚集物,此聚集物的存在部分减弱了枯草杆菌蛋白酶对其的水解程度,所得到的水解多肽较少,酶促聚集现象不明显。而枯草杆菌蛋 白酶对β-伴大豆球蛋白的降解较明显,产生一系列水解产物,这些产物对大豆蛋白的酶促聚集贡献较大。 参考文献: [1] Nagano T, Akasaka T, Nishinari K.Dynamic viscoelastic properties of glycinin and β-conglycinin gels from soybeans[J].Biopolymers, 1994, 34: 1303-1309. [2] Iwabuchi S,Yamauchi F.Determination of glycinin and β-conglycinin in soybean proteins by immunologicalmethods [J].Journal ofAgricultural and Food Chemistry, 1987, 35: 200-205. [3] Nagano T, Akasaka T, Nishinari K·Dynamic viscoelastic properties of glycinin andβ-conglycinin gels from soybeans[J].Biopolymers, 1994, 34: 1303-1309. [4] Florence Cordier, Stephan Grzesiek.Temperature-dependence of protein hydrogen bond properties as studied by high-resolution NMR[J].JMolBio,l 2002, 715: 739-752. [5] mmli UK.Cleavage of structural proteins during the assembly of the head ofbacteriophageT4[J]·Nature, 1970, 227:680-685. [6] ThanhVH, ShibasakiK·Major proteins of soybean seeds:A straightforward fractionation and their characterization[J]·JAgric Food Chem, 1976, 24: 1117-1121. [7] Damodaaran S.Amino acids, peptides and proteins [M].In: Fennema OR editor.Food Chemistry.New York.MarcelDekker, 1996.321-429· [8] Fukushima D J·Structure of plant storage proteins and their function[J].Food Reviews internationa,l 1991, 7(3): 353-381· |
