玉米胚芽粕提取膳食纤维的研究进展

姚微　曲彤旭　刘深勇

摘要：玉米是世界三大粮食作物之一，起源于南美洲。目前，全球均有玉米种植，其中属北美洲和中美洲的种植面积最大。我国是玉米生产大国，产量仅次于美国，年产量占世界玉米总产量的20%以上。随着近年来玉米油企业的发展，产生大量的玉米胚芽油副产物——玉米胚芽粕，一般均作为饲料处理。其中含有大量的膳食纤维，如果能得到较合理的处理，可提高玉米油厂的经济效益，提高玉米精深加工的程度。

关键词：玉米胚芽粕 膳食纤维

中图分类号：TS210.1 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）08-0013-02

1 膳食纤维的生理功能

非淀粉多糖和不被消化的低聚糖类被称为膳食纤维。按其溶解性可分为水溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF）。研究表明，水溶性膳食纤维因其较高的生理活性而具有很好的保健作用。其具体生理功能如下。

1.1 改善肠道健康

膳食纤维不仅能诱导有益菌群的大量增殖，还能吸附肠道内的有毒物质和致癌物质随粪便排出。Reddy等采用AOM诱导鼠致癌，研究发现菊粉低聚糖和低聚果糖能抑制癌细胞的形成，其机理可能是由于低聚糖改变了结肠微生物生态，提高了肠道细胞抗癌的免疫力。

1.2 通便防便秘

膳食纤维还具有通便、预防便秘的功能。由于膳食纤维具有较好的持水能力，在大肠内吸收大量的水分、增加肠道的蠕动，膳食纤维起软化粪团和吸附肠道内的廢物的作用，这样有利于排泄，从而可防止便秘。

1.3 降低血糖

据研究报道，膳食纤维尤其是可溶性膳食纤维，在预防糖尿病和控制血糖水平有着重要意义。Miranda等和Salmeron[1]等分别研究膳食纤维对血糖的影响，结果发现，膳食纤维可以降低对胰岛素的要求，调节血糖水平，防止血糖吸收过快而上升过高，从而达到降血糖效果，同时对胆固醇也有一定的影响。这对糖尿病有一定的预防作用，尤其是对胰岛素依赖型糖尿病效果更明显。水溶性膳食纤维是无毒无害的天然产物，它既可以改善人们的饮食结构，预防糖尿病，又可以作为缓解糖尿病的功能因子，降低对胰岛素的依赖。因此，开发利用玉米胚芽粕水溶膳食性纤维具有广阔的发展前景。

1.4 降低血脂

据研究表明，水溶性膳食纤维可与胆固醇鳌合，抑制或延缓胆固醇及甘油三酯的吸收，吸附消化道中的胆固醇，血液中可降低5%～10%的低密度脂蛋白胆固醇的量，而高密度脂蛋白胆固醇略有增加。此外膳食纤维能结合胆酸，促使胆固醇向胆酸转化，从而进一步降低胆固醇水平。这有利于预防动脉粥状硬化及由此引起的高血压和心脏病等病症都是很大的好处。

1.5 预防肥胖

膳食纤维具有很好的预防肥胖和减肥的功能，这主要是因为膳食纤维膳食纤维具有很好的持水性和吸水膨胀性，在进食之后不易转化成能源，且很少被人吸收利用，在胃肠道中发挥填充剂的容积作用，增强人的饱腹感而减少进食的作用。因此，Howarth等提出，居民应在日常饮食中多食用膳食纤维来控制体重[2]。

2 膳食纤维的加工工艺

制备膳食纤维的方法可分为5类：物理法、化学法、酶法、膜分离法、微生物发酵法等。

2.1 物理法

通过挤压膨化和超微粉碎处理都可提高水溶性膳食纤维的含量。其主要原理是通过都是物理方法将大分子不溶性膳食纤维通过挤压膨化和超高速剪切、激波振荡、空穴爆炸等作用转变成水溶性聚合物，一部分不溶性膳食纤维转化为非消化性的水溶性膳食纤维。Gajula等在小麦粉中混入麦麸进行挤压，通过改变挤压条件进行实验，结果表明挤压后水溶性膳食纤维的含量增加22%～73%。

2.2 化学法

化学法是通过酸、碱和鳌合剂等控制pH值、温度和反应时间破坏糖苷键，使纤维类大分子的聚合度下降转化成非消化性的水溶性多糖，其主要方法有水提法、酸法、碱法和螯合剂法等。水提法虽然工艺最简便且成本低、无污染，但由于水溶性膳食纤维得率较低而不被采用。酸碱方法虽然能得到较多的水溶性膳食纤维，但由于其副反应较多，反应时间长、对设备的要求较高等缺点，不提倡此方法。郑建仙等人采用酸碱法制取膳食纤维，结果表明，持水力和膨胀性经过反复的水浸泡冲洗和频繁的热处理明显下降。可溶性膳食纤维的提取，理化性质及其生理功能的研究。鳌合剂法与酸碱法比较，其反应条件较温和，产品色泽较好，提取率也相对酸碱法的高。

2.3 生物法

生物法主要分为酶法和微生物发酵法。在温和的条件下，纤维素酶、半纤维素酶、阿拉伯聚糖酶等对糖苷键有较强的催化作用。纤维素酶能降解纤维素，可使大分子聚合度降低，转化成小分子不溶性多糖，从而提高水溶性膳食纤维的得率。采用酶法制备膳食纤维生产条件温和，不使用有毒副作用的有机溶剂，制得的成品纯度较高，品质优良。发酵法是利用微生物生长发酵以消耗物料中的碳源、氮源以消除原料中的植酸减少淀粉和蛋白质等成分来制备膳食纤维，从而改善膳食纤维的持水力等物化特性。其优点主要是生产过程简便、成本低廉，产品无异味易于实现工业化。涂宗财等人以豆渣为原料，采用自制混合菌曲A进行发酵，制得的产品为浅黄色粉末，无异味，其水溶性膳食纤维的含量增加了8.9%。

3 膳食纤维的加工工程中存在的问题

虽然制备膳食纤维的方法（物理法、化学法和生物法）都有各自的优点，但是其缺点也很突出，都面临着对生产条件要求高，无法大规模生产的问题。而我国是生产玉米，利用玉米的大国，玉米副产物中量最多是纤维素，利用最少的也是纤维素。所以目前急需安全性高、膳食纤维损失少、污染小的提取膳食纤维的方法为企业大规模生产提供理论依据。

参考文献

[1]Salmeron，J.，Manson，J.E.etal.Dietary fiber，glycemic load，and risk of noninsulindependent diabetes mellitus in women..AMA， 2006， 277：472～475

[2]Howarth N C，Huang T T-K，Roberts S B，etal.Dietary Fiber and Fat Are Associated with Excess Weight in Young and Middle-Aged US Adults.Journal of the American Dietetic Association，2005， 105（9）：1365～1372