微生物發(fā)酵和動態(tài)高壓微射流對豆渣膳食纖維的改性研究.pdf

1、豆渣是豆腐等豆制品加工過程中的副產(chǎn)物，其富含膳食纖維，但其中不可溶性膳食纖維卻占大部分，與高品質(zhì)膳食纖維的要求相差甚遠(yuǎn)。本研究以豆渣為原料，把乳酸菌發(fā)酵和動態(tài)高壓微射流技術(shù)(dynamic high pressuremicrofluidization，DHPM)作為改性手段，研究不同處理條件對膳食纖維組成成分、微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　 (1)豆渣基本成分:約72％的糖類物質(zhì)和16％的蛋白質(zhì)以及極少量的

2、脂肪和灰分成分。豆渣膳食纖維中，大部分是不可溶性膳食纖維(insoluble dietaryfibre，IDF)，可溶性膳食纖維含量較低(soluble dietary fibre，SDF)，IDF∶SDF比值為11.6。豆渣SDF的單糖組成主要有糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖，IDF含有較多的葡萄糖、半乳糖和糖醛酸。
　　 (2)豆渣膳食纖維微觀形貌和X-射線衍射結(jié)果:顆粒的微觀形貌呈不規(guī)則、大小不一的塊狀結(jié)構(gòu)，其表面有致密的表皮結(jié)

3、構(gòu)，內(nèi)部有纖維素類物質(zhì)支撐主體結(jié)構(gòu)。X-射線衍射峰不很突出，但存在一定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，有較低的結(jié)晶度。
　　 (3)通過對乳酸菌發(fā)酵影響豆渣膳食纖維組成成分及單糖的分析研究，得出，乳酸菌發(fā)酵后TDF和SDF的相對含量提高，分別從80.0％和6.4％提高到85.1％和9.7％，IDF∶SDF比值從11.6降至7.8。發(fā)酵使SDF含量顯著性提高的原因主要是由于含有阿拉伯糖、木糖和糖醛酸等不溶性大分子物質(zhì)的降解。
　　 (4)探討

4、了DHPM對豆渣膳食纖維組成成分及單糖組成的影響，研究發(fā)現(xiàn)，DHPM處理使得豆渣膳食纖維中SDF含量增大和IDF含量降低，且含量變化隨壓力變化顯著。DHPM處理發(fā)酵豆渣使其SDF含量提高更加顯著，且在200 MPa時IDF∶SDF比值達(dá)到2.5，接近高品質(zhì)膳食纖維的要求。對IDF組成的分析發(fā)現(xiàn)，IDF中半纖維素被率先降解成一些可溶性物質(zhì)。單糖組成分析表明，DHPM使得含有阿拉伯糖、半乳糖和糖醛酸的半纖維素或果膠類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性膳食纖維

5、。
　　 (5)乳酸菌發(fā)酵和DHPM對豆渣膳食纖維微觀結(jié)構(gòu)的影響:發(fā)酵破壞了膳食纖維顆粒的表皮結(jié)構(gòu)，而且露出的纖維束狀結(jié)構(gòu)也有被破壞的跡象。X-射線衍射峰型變寬，出現(xiàn)彌散現(xiàn)象，意味著乳酸菌發(fā)酵破壞了纖維的結(jié)晶區(qū)。DHPM使膳食纖維顆粒表面結(jié)構(gòu)發(fā)生破裂，內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)暴露出來。處理壓力越大，結(jié)構(gòu)變得越疏松。DHPM對纖維中的纖維素組分影響很小，反而由于其他組分被破壞，使其結(jié)晶區(qū)在纖維中所占比例增加。發(fā)酵結(jié)合DHPM處理使豆渣膳食纖維

6、微觀形貌更容易發(fā)生改變。
　　 (6)乳酸菌發(fā)酵改善了豆渣膳食纖維的膨脹力、持水力和持油力，分別提高了47.0％，31.1％和30.5％，但卻使其吸附膽酸能力下降。DHPM同樣改善了豆渣膳食纖維的膨脹力、持水力和持油力，且持水力和持油力隨著壓力的升高而增大;而膨脹力在較低壓力(0～100 MPa)下顯著提高，在100-200 MPa階段隨壓力變化則不顯著。經(jīng)DHPM處理后吸附膽酸能力有顯著提高，但隨壓力的增強不顯著。發(fā)酵和DHP

7、M對膳食纖維陽離子交換能力無顯著性影響。
　　 (7)體外模擬腸道pH條件下，豆渣膳食纖維對重金屬離子的吸附效果:pb2+＞ Hg2+＞ Cd2+;在模擬胃pH條件下，對Hg2+、Cd2+的吸附效果很弱，對pb2+的吸附則相對較強。腸道環(huán)境比胃環(huán)境更利于豆渣膳食纖維對重金屬離子的吸附，且20 min內(nèi)均能達(dá)到吸附作用的相對平衡。乳酸菌發(fā)酵和DHPM均可使豆渣膳食纖維吸附重金屬離子的作用增強。
　　 總的來說，乳酸菌發(fā)酵和