改性葡萄皮渣膳食纤维的理化特性和结构

陶姝颖，郭晓晖，令 博，明 建,2,3,*

(1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.西南大学 国家食品科学与工程实验教学中心，重庆 400715；3.农业部农产品贮藏保鲜质量安全与风险评估实验室，重庆 400715)

改性葡萄皮渣膳食纤维的理化特性和结构

陶姝颖1，郭晓晖1，令 博1，明 建1,2,3,*

(1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.西南大学 国家食品科学与工程实验教学中心，重庆 400715；3.农业部农产品贮藏保鲜质量安全与风险评估实验室，重庆 400715)

以酿酒葡萄皮渣为原料，并以葡萄皮渣中的膳食纤维为研究对象，采用超微粉碎和挤压超微粉碎技术对其进行改性处理。通过测定改性前后葡萄皮渣膳食纤维的组成、物化性质及纤维颗粒的形貌结构变化，研究不同处理对膳食纤维的改性效果。结果表明：两种改性处理均能有效增加葡萄皮渣膳食纤维中水溶性纤维的含量，并使其理化性质发生显著改变。其中超微粉碎处理有助于增强膳食纤维的阳离子交换能力与抗氧化活性，而挤压超微粉碎处理则有利于提高纤维的持水力、膨胀力及阳离子交换能力，但其抗氧化活性则显著降低。形貌结构分析结果显示，改性后纤维颗粒的粒度急剧减小，但其主要成分及化学结构基本未受影响。

葡萄皮渣；膳食纤维；改性；理化性质；形貌结构；抗氧化活性

葡萄皮渣(grape pomace，GP)是在葡萄酒酿制过程中产生的一种以葡萄果皮、籽粒和果梗为主要成分的废弃物，约占葡萄加工质量的20%左右[1]。根据国际葡萄与葡萄酒组织(OIV)统计，截止2007年世界葡萄种植面积已达787.1万hm2，总产量约6000万t，葡萄酒总产量约2700万t，每年因酿制葡萄酒而产生的葡萄皮渣废弃物达数以万t[2]。大量研究显示葡萄皮渣中富含膳食纤维、多酚类和天然色素等植物营养成分，是一种优质的抗氧化膳食纤维资源，如能对其进行精深加工和综合利用，则可大大提升其附加值，并能避免因堆弃造成的环境污染[3-4]。然而，普通粉碎后的葡萄皮渣纤维粉颗粒较大、口感粗糙，不利于在食品生产过程中加以利用。因此，对葡萄皮渣纤维进行物理或化学改性，使其在满足食品加工需要的前提下提高功能特性，具有重要的研究意义。

目前膳食纤维的改性研究中超微粉碎与挤压膨化技术已被广泛采用，其中，超微粉碎有利于植物细胞壁破碎并能使纤维部分降解，而挤压膨化能提高水溶性膳食纤维的含量，增加纤维的溶解性。因此，改性后的膳食纤维表面积和结构将发生变化，使功能特性得到改善，产品的口感更加细腻，加工性能得以提高，更有利于在食品中发挥其保水、增稠和抗氧化等功能特性[5-7]。本实验以超微粉碎处理与挤压膨化后再进行超微粉碎处理为改性方法，研究改性前后葡萄皮渣纤维的化学性质，如主要成分和抗氧化活性；物理性质，如膨胀力、持水力、持油力和阳离子交换能力的变化。并通过观察改性前后纤维的形态和粒径变化，以及葡萄皮渣纤维的红外光谱分析，评定改性效果，为葡萄皮渣纤维的改性加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

葡萄皮渣：酿酒副产物，品种为赤霞珠，由新疆西域酒业有限公司提供。

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、水溶性VE(Trolox)、Folin-Ciocalteu(FC)试剂 美国 Sigma 公司；无水乙醇、三氯乙酸、铁氰化钾、Na3PO4、FeCl3、Na2CO3、NaH2PO4、没食子酸等均为分析纯 成都科龙试剂厂。

1.2 仪器与设备

BFM-T6BI 型超微粉碎机 济南倍力粉技术工程有限公司；SYSLG-30IV型双螺杆挤压膨化机 济南塞百诺科技开发有限公司；LS-POP(VI)型激光粒度分析仪 珠海欧美克仪器有限公司；JSM-5900LV型扫描电子显微镜日本电子株式会社；Spectrun-100型傅里叶红外光谱仪美国PerkinElmer公司；VDRTEX-5型旋涡混合器 江苏海门其林贝尔仪器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料的预处理

葡萄皮渣→经水洗除杂、皮籽分离→低温烘干(60℃)至水分约8%→粉碎机粉碎后过100目筛→葡萄皮渣纤维(grape pomace fiber，GPF)原料粉。

1.3.2 改性葡萄皮渣膳食纤维的制备

超微粉碎葡萄皮渣纤维的制备：GPF原料经BFMT6BI型超微粉碎机在－10℃条件下超微粉碎15min，所得产品密封贮存于阴凉干燥处备用。

挤压超微粉碎葡萄皮渣纤维的制备：GPF原料用双螺杆挤压膨化机进行挤压膨化处理，挤压膨化条件[8]：原料水分含量20%、螺杆转速130r/min、挤压温度140℃，挤压样品经低温干燥后采用上述超微粉碎参数再次进行处理，所得产品干燥后密封贮存于阴凉干燥处备用。

1.3.3 改性前后葡萄皮渣膳食纤维基本成分测定

水分、粗蛋白、粗脂肪、淀粉、灰分：采用GB/T 5009—2008《食品卫生检验方法理化部分》的方法测定。

膳食纤维：可溶性膳食纤维(SDF)、不溶性膳食纤维(IDF)和总膳食纤维(TDF)，采用AOAC991.43的方法测定。

1.3.4 改性前后葡萄皮渣膳食纤维物化性质的测定

1.3.4.1 膨胀力(SC)的测定

参考Chau等[9]方法并作适当修改，具体操作：准确称取0.5g GPF样品于15mL量筒中，记录干样品体积数，然后加入10mL蒸馏水，轻轻摇匀后静置24h记录量筒中样品的体积数，按照式(1)计算GPF的膨胀力。

式中：V1为吸水膨胀后体积/mL；V0为干品体积/mL；m为样品质量/g。

1.3.4.2 持水力(WHC)的测定

参考Ruperez等[10]的方法并进行适当的修改，具体操作：准确称取1.00g GPF样品置于100mL烧杯中，加入70mL蒸馏水后电磁搅拌24h，然后以3000r/min离心15min，弃去上清液后称量样品的质量。按照式(2)计算持水力。

式中：m1为样品湿质量/g；m0为样品干质量/g。

1.3.4.3 持油力(OHC)的测定

方法同1.3.4.2节持水力的测定。选用市售植物油测定GPF的持油能力。

1.3.4.4 阳离子交换能力(CEC)的测定[11]

称取约2.00g GPF样品置于三角瓶中，注入0.10mol/L的HCl溶液使其完全浸没，在恒温振荡器上振荡24h后使样品完全酸化，过滤后收集滤渣用蒸馏水洗去多余的酸液，并用10g/100mL的硝酸银检测不含氯离子为止，然后干燥至恒质量；称取0.1g上述干燥后的样品于三角瓶中，加入100mL 5g/100mL的NaCl溶液后混匀，然后以酚酞为指示剂用0.01mol/L的NaOH溶液缓慢滴定至微红后不断振摇，5min后不褪色视为滴定终点。并以蒸馏水代替盐酸，测定空白消耗的氢氧化钠的体积。CEC按照式(3)计算，结果以每克样品中酸化形式样品的毫摩尔量计。

式中：0.01为滴定用NaOH浓度/(mmol/L)；V1为滴定所消耗的NaOH体积/mL；V2为空白所消耗的NaOH体积/mL；m为滴定用酸化形式样品的质量/g。

1.3.5 改性前后葡萄皮渣膳食纤维的形貌特征与结构测定

1.3.5.1 粒度分析(LPSA)

以蒸馏水为分散剂将GPF配制成2×10-2g/L的溶液，并用超声波对GPF粉体进行辅助分散，采用LS-POP激光粒度分析仪测定其粒度分布状况，结果用电脑自带粒度分析软件进行数据处理。

1.3.5.2 超微结构观察(SEM)

将GPF样品于烘箱中干燥至恒质量后利用戊二醛将其固定，然后采用溅射镀膜法进行表面镀金，对其进行电镜扫描观察拍照，得到不同倍数的扫描电镜图片(× 500 和× 2000)。

1.3.5.3 X射线衍射分析(XRD)

在室温下用X射线衍射仪分别对GPF样品进行测定，衍射参数：Cu靶，管压：40kV，管流：100mA，扫描速率：5°/min，扫描区域：5°～70°(2θ角)，采样步宽：0.02°/步。

1.3.5.4 红外光谱分析(FTIR)

将GPF样品干燥至恒质量，每次称取约2mg样品于玛瑙研钵中加入100mg干燥KBr粉末，完全研细混匀后进行压片处理进行红外光谱分析，扫描波长为500～4000cm-1。

1.3.6 抗氧化活性测定

1.3.6.1 多酚类物质溶出量的测定

葡萄皮渣中富含黄酮类、花色苷以及白藜芦醇等多种酚类物质，实验主要针对改性前后葡萄皮渣纤维中总酚和花色苷的含量进行测定。

1) 总酚(total polyphenols，TP)的提取

总酚提取参照Sayago等[12]方法进行，准确称取GPF样品5.00g，按料液比1:50(m/V)分别用50%的甲醇水溶液和70%的丙酮水溶液于室温条件下振荡浸提60min，每次浸提结束后抽滤收集上清液，合并两次所得上清液并用旋转蒸发仪浓缩至约100mL。

2) 总酚含量的测定

采用福林酚比色法[13]，以没食子酸(gallic acid)为标样制作标准曲线，分别加入5mL蒸馏水，1mL FC试剂和3mL 7.5g/100mL Na2CO3溶液，室温避光放置90min后，在760nm波长处测吸光度，得到没食子酸质量浓度(ρ，μg/mL)与吸光度A的回归方程：ρ＝333.33A＋0.045 (R2＝0.9996)，用同样的方法测定样品中多酚含量，结果表示为每克GPF干物质相当于没食子酸的量(mg)，单位为mg GAE/g。

3)花色苷含量(anthocyanin，ACY)的测定[14]

ACY的提取：准确称取3.00g GPF样品，按1:40(m/V)的料液比加入体积分数为60%的酸性乙醇(用2mol/L的盐酸调pH值至4.5)为提取液，放入恒温水浴锅中60℃水浴浸提60min后趁热过滤得到花色苷提取液。

ACY含量的测定：采用pH示差法计算提取液中总花色苷含量，含量以矢车菊色素-3-葡萄糖苷的量计，并按式(4)、(5)计算：

式中：V为提取液的总体积/mL；m为取样量/g；26900为矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数；449.2为矢车菊色素-3-葡萄糖苷的相对分子质量。

1.3.6.2 抗氧化能力的测定

研究显示在溶液体系中，一些与不溶性物质(植物纤维)所结合的功能成分通过表面反应也可发挥一定的抗氧化功效[15]。因此，实验针对GPF的粉体特性，通过DPPH自由基清除力和铁氰化钾法两种常见体外抗氧化实验，分别对GPF的总酚提取液与GPF固体粉末进行抗氧化能力测定。

1) 清除DPPH自由基的测定[16-17]

以Trolox为标品绘制标准曲线，分别吸取Trolox标准梯度液各1mL、1mL H2O及4mL 0.1mmol/L DPPH溶液，用漩涡振荡器混匀后避光反应30min，以无水乙醇为空白在517nm波长处测吸光度，得到Trolox质量(m)与吸光度(A)曲线。回归方程为：m＝0.045－0.061A(R2＝ 0.9957)。

2) 还原力的测定(铁氰化钾法)[18]

以Trolox为标品绘制标准曲线，分别吸取Trolox标准梯度液各1mL，加入1mL 0.2mol/L pH6.6的PBS缓冲液、1mL 1g/100mL的K3[Fe(CN)6]溶液后混匀，50℃水浴20min后流水速冷却，再加入10g/100mL的TCA溶液1mL混匀静置10min，最后加入2mL蒸馏水、1mL 1g/100mL的FeCl3混匀，静置10min后于700nm波长处测定吸光度，得到Trolox质量(m)与吸光度(A)曲线，回归方程为：m＝0.097A－0.004(R2＝0.9991)。

3) GPF总酚提取液及GPF固体粉末抗氧化能力的测定

根据实验需要分别将GPF的总酚提取液用甲醇稀释至适宜浓度，依照上述回归方程的制作方法测定得到Trolox的当量浓度。GPF固体粉末的测定参照Serpen等[19]的方法进行，准确称取约10mg GPF固体粉末(为使吸光度在线性范围内，可适当增加或减少称量质量)于10mL离心管中，然后按照标准曲线的制作方法加入反应试剂，分别于第0、15、25min时用漩涡振荡器混合3min，最后于9200×g离心2min，上清液用于抗氧化能力的测定，并由回归方程得到Trolox的当量浓度。

1.3.7 数据处理

以上所有实验均平行测定3次，结果用平均值±标准偏差表示，并用SPSS17.0软件进行统计处理，采用ANOVA进行Turkey多重比较分析(P＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 改性葡萄皮渣膳食纤维的基本成分分析

由表1可知，改性前后葡萄皮渣膳食纤维脂肪、水分和膳食纤维的含量发生了显著改变，这可能是由于样品经超微粉碎后颗粒更加疏松细小，包埋在粉体内部的脂肪被释放出来，有利于有机溶剂的提取，同时更易吸收水分，导致测定结果有所升高。而相对于GPF原料，改性处理后各样品的SDF含量均显著增加，但IDF含量普遍降低，其中超微粉碎样品SDF含量增加约3%，但TDF显著减少，可能是由于超微粉碎能使纤维素、半纤维素及木质素发生降解，转变为一些小分子物质所致[20]；而挤压超微粉碎后样品的SDF增加约4%，但TDF含量无显著变化，且增加量与IDF减少量大致相当，说明挤压超微粉碎后TDF的含量保持基本不变，增加的SDF主要是由IDF转变而来(TDF＝IDF＋SDF是理论测量结果，但由于实际测量中溶剂的反复清洗及多次转移将难免造成测量误差)。

众多研究显示DF中SDF和IDF在人体内发挥不同的生理功能，其中IDF主要作用于肠道产生机械蠕动，可缓解便秘，预防肠道疾病；SDF则更多的发挥代谢功能，如影响碳水化合物和脂类代谢，此外普遍认为，DF中SDF含量达10%以上才能被称为是高品质DF，否则只能被认为是填充型DF[21]。由测定结果可知GPF中蛋白质、脂肪和淀粉等杂质含量较低，而TDF含量很高，且SDF含量达10%以上，是一种优质的膳食纤维资源，因此本实验将主要从膳食纤维的角度研究改性处理对GPF各种性质的影响。

2.2 改性葡萄皮渣膳食纤维的理化性质分析

表2 改性前后葡萄皮渣膳食纤维的理化性质Table 2 Physiochemical properties of dietary fiber from grape pomace before and after modification

由表2可知，改性前后GPF的理化性质变化较大，其中超微粉碎后膨胀力和持水力均显著减小，这可能是因为超微粉碎后GPF颗粒粒度虽发生急剧减小，且比表面积增加与水接触更加充分，但主导水合性质的颗粒毛细结构在超微粉碎过程中被破坏，因此其水合能力整体呈下降趋势[22-23]，此外，超微粉碎后样品的持油力也显著减小；而样品经挤压超微粉碎处理后上述3项指标并未发生显著改变，可能是由于挤压处理后GPF紧密的组织结构和大分子构相变的更加松散，并能促使毛细结构的形成，因此持水力和膨胀力变化幅度较小[24]。而改性后样品的阳离子交换能力均显著提高，这可能与超微处理后GPF中更多的侧链基团得以暴露有关。

2.3 改性葡萄皮渣膳食纤维的形貌特征与结构分析

2.3.1 粒度分析(LPSA)结果

表3 葡萄皮渣膳食纤维粉粒度分析Table 3 Particle size of dietary fiber from grape pomace before and after modificatian

对GPF的超微粉和挤压超微粉碎进行激光粒度分析，由表3可知，100目的葡萄皮渣纤维原料粉平均粒径约为147μm，经过15min的超微粉碎后，超微粉的目数增加至619目，平均粒度D50降为23.95μm，而挤压超微粉碎后目数可达626目，平均粒度降低至23.71μm，可见挤压处理能使GPF的结构变得相对疏松，有助于粉碎的进行，在超微粉碎相同时间后所得颗粒粒度更小。

表1 改性前后葡萄皮渣膳食纤维的基本成分含量Table 1 Basic components of dietary fiber from grape pomace before and after modification g/100g

2.3.2 超微结构观察(SEM)结果

图1 葡萄皮渣膳食纤维改性前后的扫描电镜图Fig.1 Scanning electron microscope (SEM) images of dietary fiber from grape pomace before and after modification

由图1可知，GPF中具有DF典型的空间网状结构，GPF经超微粉碎后颗粒变的更加细小均匀，DF典型的空间网状结构消失，并且原先包裹在纤维中的一些球形淀粉颗粒也被释放出来，该现象与超微粉碎后样品的持水力、膨胀力等物理性质减弱的结果相吻合；而GPF经挤压超微粉碎后组织结构疏松，且呈剥离多层状态，说明超微粉碎过程中主要为纵向的剪切作用，而挤压改性过程中则以横向的揉搓作用为主。此外，挤压超微粉碎后纤维的空间网状结构得以部分保留，可能是因为挤压处理后GPF颗粒膨胀所致，该现象与样品挤压超微粉碎后持水力和膨胀力等物理性质未发生显著改变的结果吻合。

2.3.3 X射线衍射分析(XRD)结果

图2 葡萄皮渣膳食纤维改性前后的X射线衍射分析Fig.2 X-ray diffraction spectra of dietary fiber from grape pomace before and after modification

研究显示，纤维素类物质通常由70%的有序结晶纤维区和30%的无序非晶态纤维、半纤维素区组成，其中高度有序的纤维素区具有一定的结晶性[25]。由图2可知，不同改性处理后GPF的X衍射图谱基本相似，只是衍射强度有所增加，说明GPF经几种改性处理后，结晶性未发生改变，纤维晶区基本未受影响，可能与改性所产生的机械力还不足以对纤维素颗粒的晶间连接关系产生明显影响有关[26]。

2.3.4 红外光谱分析(IR)结果

图3 葡萄皮渣膳食纤维改性前后的红外光谱Fig.3 Infrared spectra of dietary fiber from grape pomace before and after modification

物质的红外光谱吸收峰位移和吸收强度与其原子振动频率有关，同时也与其化学组成和化学键的类型密切相关。由图3可知，与GPF原料粉相比，不同改性处理后其特征吸收峰的峰形、位置及数量均未发生明显变化，例如3420cm-1附近的—OH伸缩振动峰和2900cm-1附近强度较弱的C－H伸缩振动峰均基本一致，1590cm-1附近是苯环的特征吸收峰，说明木质素含量也基本一致，900cm-1附近β-糖苷键的吸收峰也未发生显著位移[27]。总体来看几种改性处理后GPF的主要成分没有发生明显变化，化学结构也未发生改变。

2.4 改性葡萄皮渣膳食纤维的抗氧化活性研究

2.4.1 改性对葡萄皮渣膳食纤维酚类物质溶出量的影响

图4 改性前后葡萄皮渣膳食纤维中酚类物质的溶出量Fig.4 Soluble phenolic contents in dietary fiber from grape pomace before and after modification

由图4可知，葡萄皮渣膳食纤维经改性处理后其酚类物质溶出量发生了显著改变，其中总酚含量以超微粉碎样品最高，达到了(51.03±0.23)mg GAE/g，挤压超微粉碎样品最低，仅为(27.53±0.55)mg GAE/g，各样品之间存在显著差异，分析原因可能是由于超微粉碎后粉体平均粒径减小，颗粒更加均匀，从而增加了提取溶剂与多酚类物质的接触面积使酚类物质溶出量增加，而挤压处理过程中由于存在较长时间的高温过程，可能导致了酚类物质的变性失活。花色苷是葡萄皮中主要的呈色物质，属于多酚类物质，是一种天然水溶性色素，其含量因葡萄品种及提取分析方法的不同具有很大差异，酿酒葡萄皮渣中含有大量的花色苷，实验发现改性后葡萄皮渣膳食纤维中花色苷含量也发生了显著改变，其中超微粉碎样品含量最高为(0.46±0.03)mg/g，挤压超微粉碎样品含量最低仅为(0.12±0.03)mg/g。

2.4.2 改性对葡萄皮渣膳食纤维抗氧化能力的影响

图5 葡萄皮渣膳食纤维的DPPH自由基清除力(A)与还原力(B)Fig.5 DPPH radical scavenging capacity and reducing power of dietary fiber from grape pomace before and after modification

由图5可知，改性处理后GPF的抗氧化能力有明显变化，且GPF固体粉末与其总酚提取液的抗氧化能力变化趋势相似。与GPF原料相比，超微粉碎后样品的抗氧化能力得以显著提高，其DPPH自由基清除能力分别达到了(5.13±0.10)mg Trolox/g (总酚)和(8.20±0.02)mg Trolox/g (固体粉末)，还原力分别为(2.21±0.16)mg Trolox/g(总酚)和(5.30±0.24)mg Trolox/g (固体粉末)；而挤压超微粉碎后样品的抗氧化能力显著降低，其中DPPH自由基清除能力分别仅为(3.06±0.15)mg Trolox/g (总酚)和(6.75±0.17)mg Trolox/g (固体粉末)，还原力仅分别为(1.14±0.09)mg Trolox/g (总酚)和(2.69±0.19)mg Trolox/g (固体粉末)。通过与2.4.1节中结论对比，可发现各样品的酚类物质含量与其抗氧化能力具有一定的相关性，说明超微处理能显著增加在抗氧化功能中发挥主要作用的酚类物质的溶出量，因此GPF的抗氧化能力得以明显增强，而挤压处理由于使部分酚类物质高温失活并难以溶出，其抗氧化能力在各样品中最低。此外，两种方法测得的抗氧化能力结果显示，GPF固体粉末的抗氧化能力明显大于其总酚提取液，这可能主要是由于有机溶剂对GPF中酚类物质的提取具有一定的选择性，并且部分多酚类物质与GPF中的不溶性物质相结合，不能将其提取完全所致。

3 结 论

3.1 改性前后葡萄皮渣膳食纤维的基本成分未出现明显变化，但其纤维组成发生了重新分布，SDF含量均显著增加，而IDF含量显著减少，其中超微粉碎改性后样品的SDF含量增加约3%，IDF和TDF含量显著降低；而挤压超微粉碎改性后样品的SDF增加约4%，IDF含量减少约3%，TDF含量无显著变化。改性前后纤维的理化性质有较大改变，其中膨胀力、持水力和持油力3项指标在超微粉碎改性后均显著降低，而挤压超微粉碎改性后则未发生明显变化；样品的阳离子交换能力经两种改性处理后则显著提高。

3.2 形貌结构分析显示，与100目的原料纤维相比改性后的纤维颗粒均可达600目以上，粒径急剧减小；SEM观察发现，膳食纤维经超微粉碎后颗粒小而均匀，空间网状结构消失，而经挤压超微粉碎后组织结构较为疏松，空间网状结构得以部分保留；红外光谱分析结果显示，改性处理后GPF的主要成分和化学结构均未发生明显改变。

3.3 葡萄皮渣膳食纤维富含多酚类物质，并具有较强的还原能力及DPPH自由基清除能力，是一种优质的抗氧化膳食纤维；超微粉碎改性后葡萄皮渣膳食纤维中酚类物质溶出量显著增加，还原能力及DPPH自由基的清除能力也明显增强，而挤压超微粉碎改性后酚类物质含量及抗氧化能力均明显降低；此外，以GPF固体粉末的形式可使其发挥最大的抗氧化功效。

[1] TORRES J L, VARELA B, GARCIA M T, et al. Valorization of grape(Vitis vinifera) byproducts. Antioxidant and biological properties of polyphenolic fractions differing in procyanidin composition and flavonol content[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50(26):7548-7555.

[2] 涂正顺, 吴莹, 王华, 等. 世界葡萄与葡萄酒概况[J]. 中外葡萄与葡萄酒, 2009(1): 73-75.

[3] ANTONIA L, JAIME C. Dietary fiber content and antioxidant activity of Manto Nergro red grape (Vitis vinifera): pomace and stem[J]. Food Chemistry, 2007, 101(2): 659-666.

[4] SAURA C F. Antioxidant dietary fiber product: a new concept and a potential food ingredient[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1998, 46(10): 4303-4306.

[5] 郝征红, 张炳文, 岳凤丽. 超微粉碎加工技术在农产资源开发中的应用[J]. 食品科技, 2006(7): 24-27.

[6] CHAU C F, WANG Yiting, WEN Yuling. Different micronization methods significantly improve the functionality of carrot insoluble fiber[J].Food Chemistry, 2007, 100(4): 1402-1408.

[7] 申瑞玲, 王英. 膳食纤维的改性及其对功能特性的影响[J]. 农产品加工: 学刊, 2009(3): 17-24.

[8] 葛邦国, 吴茂玉, 和法涛, 等. 苹果渣膳食纤维的改性研究[J]. 食品科技, 2007(10): 234-237.

[9] CHAU C, HUANG Y L. Characterization of passion fruit seed fiber: a potential fiber source[J]. Food Chemistry, 2004, 85(2): 189-194.

[10] RUPEREZ P, SAURA-CALIXTO F. Dietary fiber and physicochemical properties of edible Spanish seaweeds[J]. Europe Food Research Technology, 2001, 212(3): 349-354.

[11] CHAU C F, CHEUNG P C K. Effect of the physic-chemical properties of three legume fiber on cholesterol absorption in hamsters[J]. Nutrition Research, 1999, 19(2): 257-265.

[12] SAYAGO-AYERDI S G, BRENES A, GOI I. Effect of grape antioxidant dietary fiber on the lipid oxidation of raw and cooked chicken hamburgers[J]. LWT-Food Science and Technology, 2009, 42(5): 971-976.

[13] DENG Qian, MICHAEL H P, ZHAO Yanyun. Chemical composition of dietary fiber and polyphenols of five different varieties of wine grape pomace skins[J]. Food Research International, 2011, 26(6): 86-87.

[14] 赵慧芳, 王小敏, 闾连飞, 等. 黑莓果实中花色苷的提取和测定方法研究[J]. 食品工业科技, 2008, 29(5): 176-179.

[15] SERPEN A, GOKMEN V, FOGLIANO V, et al. A new procedure to measure the antioxidant activity of insoluble food components[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55(19): 7676-7681.

[16] 李巨秀, 李利霞, 曾王旻, 等. 燕麦多酚化合物提取工艺及抗氧化活性的研究[J]. 中国食品学报, 2010, 10(5): 14-20.

[17] LUANDA M A S, FERNANDA V, PEDROSA R, et al. Free radical scavenging of grape pomace extracts from cabernet sauvingnon (Vitis vinifera)[J]. Bioresource Technology, 2008, 99(17): 8413-8420.

[18] JAYAPRAKASHA G K, SINGH R P, SAKARIAH K K. Antioxidant activity of grape seed (Vitis vinifera) extracts on peroxidation models in vitro[J]. Food Chemistry, 2001, 73(3): 285-290.

[19] SERPEN A, GOKMEN V, KARAGOZ A, et al. Phytochemical quantification and total antioxidant capacities of emmer (Triticum dicocconSchrank) and einkorn(Triticum monococcumL.) wheat landraces[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(16): 7285-7292.

[20] ZHU Kexue, HUANG Sheng, ZHOU Huiming, et al. Effect of ultrafine grinding on hydration and antioxidant properties of wheat bran dietary fiber[J]. Food Research International, 2010, 43(4): 943-948.

[21] 郑建仙. 功能性食品: 第二卷[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 1999: 50-56.

[22] 李安平, 谢碧霞, 钟秋平, 等. 不同粒度竹笋膳食纤维功能特性研究[J]. 食品工业科技, 2008, 29(3): 83-85.

[23] 郑慧, 王敏, 吴丹. 超微处理对苦荞麸理化及功能性质影响的研究[J]. 食品与发酵工业, 2006, 32(8): 5-9.

[24] 刘金霞, 李庆龙, 李丽, 等. 王涛双螺杆挤压对小麦膳食纤维改性的研究[J]. 粮食加工, 2010, 35(2): 62-65.

[25] 胥晶, 张涛, 江波, 等. 牛蒡渣膳食纤维微粒结构及物性的研究[J].食品工业科技, 2010, 31(7): 135-137.

[26] 洪杰, 张绍英. 湿法超微粉碎对大豆膳食纤维素微粒结构及物性的影响[J]. 中国农业大学学报, 2005, 10(3): 90-94.

[27] ATALLA R H, AGARWAL U P. Raman microprobe evidence for lignin orientation in the cell walls of native woody tissue[J]. Science, 1985,227: 636-638.

Physico-chemical Properties and Structure of Modified Dietary Fiber from Grape Pomace

TAO Shu-ying1，GUO Xiao-hui1，LING Bo1，MING Jian1,2,3,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China ；2. National Food Science and Engineering Experimental Teaching Center, Southwest University, Chongqing 400715, China ；3. Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400715, China)

In the present study, dietary fiber from grape pomace was subjected to modification by ultrafine grinding alone or in combination with extrusion. The changes in the composition, physico-chemical properties, morphology and structure of the dietary fiber before and after modification were explored to evaluate the effectiveness of both treatments. The results showed that both treatments could increase the content of soluble dietary fiber effectively and result in changes of its physico-chemical properties. Ultrafine grinding alone could improve the cation exchange capacity and antioxidant activity of dietary fiber,however, ultrafine grinding after extrusion processing could improve the water-holding capacity, swelling capacity and cation exchange capacity of dietary fiber, and decrease its antioxidant activity. Morphological and structural analysis revealed that modified dietary fiber had sharply reduced particle size and showed basically no change in the major components and chemical structure.

grape pomace；dietary fiber；modification；physico-chemical properties；morphology and structure；antioxidant activity

TS201.2

A

1002-6630(2012)15-0171-07

2012-05-16

国家“863”计划项目(2011AA100805-2)；新疆生产建设兵团工业科技攻关项目(2009GG39)

陶姝颖(1991—)，女，本科生，研究方向为食品科学与工程。E-mail：elyon-8023@163.com

*通信作者：明建(1972—)，男，副教授，博士，研究方向为食品化学与营养学。E-mail：mingjian1972@163.com