陳琬盈，李 江，鄭育桃，王 平 *，黃 亮，孫吉康，王海霞，彭九生

（1.中南林業(yè)科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410004；2.江西省林業(yè)科學(xué)院，江西 南昌 330013）

目前，國內(nèi)外已研究的膳食纖維（dietary fiber，DF）主要有六大類約30種，其中包括谷物類纖維、豆類纖維、果蔬類纖維、微生物多糖類纖維、其他天然纖維和合成、半合成纖維[1]。但實(shí)際投入生產(chǎn)與應(yīng)用的不過10余種，且只有少數(shù)幾種膳食纖維產(chǎn)品被證明生理效果較好，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。

膳食纖維是人體健康不可缺少的營養(yǎng)素，其價(jià)格低廉、資源豐富，因此有著廣泛的應(yīng)用前景，國外膳食纖維食品的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)大眾化，而與國外相比，我國還存在一定的差距[2]。隨著研究的深入，1998年SAURA-CALIXTO F[3]率先提出了一個(gè)新的概念—抗氧化膳食纖維（antioxidant dietary fiber，ADF），定義為大量天然抗氧化劑結(jié)合到DF基質(zhì)中的產(chǎn)物。國外對膳食纖維的研究開始得比較早且全面，不僅有如美國膳食纖維協(xié)會等開發(fā)研制膳食纖維的專門機(jī)構(gòu)，且膳食纖維己被廣泛應(yīng)用于各種食品中，尤其是強(qiáng)化膳食纖維的功能食品在歐美、日本等發(fā)達(dá)國家盛行[4]。國內(nèi)眾多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家也相繼推出了多項(xiàng)膳食纖維加工技術(shù)和產(chǎn)品。一些著名食品公司也己經(jīng)在其產(chǎn)品中添加了膳食纖維，并且推出了“高纖維”概念[5]。

我國從目前研究開發(fā)的資源來看，主要集中于谷物纖維，如玉米麩皮纖維、小麥麩皮膳食纖維等。因此，充分利用我國豐富的膳食纖維資源，推廣膳食纖維產(chǎn)業(yè)，迎合市場需要，使我國人民的膳食結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化和改善很有必要。我國雷竹筍資源豐富，具有出筍早、產(chǎn)量高、筍期長、筍味美，年年出筍，效益高，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，其質(zhì)嫩味美，含有豐富的氨基酸和多種礦物元素及維生素，而且竹筍中的纖維、半纖維、本質(zhì)素、膳食纖維的含量也很高[6]。本研究為今后雷竹筍膳食纖維的深度開發(fā)和利用提供了一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雷竹筍膳食纖維（DF1）：將雷竹筍渣依化學(xué)法（堿作用浸泡+酸作用浸泡）制備膳食纖維，干燥后粉碎過80目篩，實(shí)驗(yàn)室自制；小麥膳食纖維（DF2）：江蘇上一道科技股份有限公司；青竹膳食纖維（DF3）：肇慶天康青竹生物制品有限公司。

表1 三種膳食纖維成分含量Table 1 Components in three kinds of dietary fibers

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9122AA型新型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、SHZ-82恒溫振蕩器：寧波江南儀器廠；FE 20實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；QE-200高速萬能粉碎機(jī)：浙江屹立工貿(mào)有限公司；TDL-5Z 臺式多管架自動(dòng)平衡離心機(jī)：湖南星科科學(xué)儀器有限公司；722型可見光分光光度計(jì)：上海光譜儀器有限公司；ZLKST310索氏浸提器：Foss.福特賽諾分析儀器蘇州有限公司；K 9840凱氏定氮儀：濟(jì)南海能儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的處理

稱取5 g膳食纖維于1 000 mL三角瓶中，加蒸餾水400 mL攪拌均勻，浸泡l h，加熱至沸騰后保持20 min，13 000 r/min均質(zhì)1 min，將乳濁液移至500 mL容量瓶中定容[7]。實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)需要稀釋成不同濃度的待測液。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

總抗氧化性標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：以FeSO4為標(biāo)準(zhǔn)液，采用ABTS法[8]，在波長593 nm處測定其吸光度值，以O(shè)D值作為橫坐標(biāo)，一定OD值所對應(yīng)的質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為：y=0.004 8x-0.005 4，R2=0.999 3。

膽固醇標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定：依GB/T 5009.128—2003[9]，在波長560 nm處比色，作標(biāo)準(zhǔn)曲線，總膽固醇量為橫坐標(biāo)，OD值（吸光度值）為縱坐標(biāo)，得回歸方程為：y=0.004x-0.04，R2=0.999 0。

NO2-標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定：依GB/T 5009.33—2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》[10]，在波長538 nm處測吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，亞硝酸根含量為橫坐標(biāo)，OD值為縱坐標(biāo)，得回歸方程為：y=0.016x+0.001，R2=0.999 0。

1.3.3 DF抗氧化活性和吸附能力的測定方法

（1）DF體外抗氧化性各指標(biāo)的測定

清除羥基自由基（·OH）能力：對歐仕益等[11]的方法稍作修改，在波長510 nm處測定吸光度值（此為損傷管吸光度值）；之后分別加入質(zhì)量濃度不同的試樣溶液1 mL，再加l.0 mL/L的H2O21.0 mL，未損傷管不需要加提取物和H2O2。

式中：A0為未損傷管的吸光度值；A1為損傷管的吸光度值；A2為加提取物的吸光度值。

膳食纖維清除DPPH的能力：參照彭長連等[12]的研究方法，在波長517 nm處測定其吸光度值，同時(shí)測定樣品空白的吸光度值以及不加樣品液的空白樣的吸光度值。

式中：A1為2 mL DPPH·溶液+2 mL樣品液的吸光度值；A2為2 mL樣品液+2 mL無水乙醇的吸光度值；A0為2 mL DPPH·溶液+2 mL無水乙醇的吸光度值。

清除超氧陰離子自由基（O2-·）的能力：采用鄰苯三酚體系[13]，在波長299 nm處測定吸光度值A(chǔ)1，空白則以蒸餾水代替樣品液，測定吸光度值A(chǔ)0。

螯合Fe2+能力：根據(jù)CARTER P[14]的方法，樣品管相比對照管吸光度值下降的百分比反映其對Fe2+的螯合能力。樣品對Fe2+的螯合能力與EDTA相對比。結(jié)果表示為μmol EDTA當(dāng)量/g樣品。

還原能力：根據(jù)PULIDO R等[8]的方法，將待測物質(zhì)的還原能力與VC的還原能力相對比，確定其相對還原能力，單位為VERC（VC equivalent reducing capacity，VC當(dāng)量），即1 g待測物質(zhì)相當(dāng)于VC的還原力。

在亞油酸體系中抗氧化活性的測定：以查學(xué)強(qiáng)等[15]的研究方法為參考，在波長500 nm處測定吸光度值，0.25 mg/mL（在保溫溶液中的濃度）的VE為對比[9]。不含待測液的為對照，直致對照吸光度值出現(xiàn)最大值。

總抗氧化能力的測定：量取0.1 mL的樣品溶液，加入3 mL FRAP工作液，再加入0.3 mL超純水，混勻，37 ℃準(zhǔn)確反應(yīng)5 min，于波長593 nm處測定其吸光度值，用超純水調(diào)零。

（2）膳食纖維吸附能力的測定

脂肪吸附能力的測定：不飽和脂肪吸附作用的測定[16]：稱取3.0 g樣品于50 mL離心管中，加入食用菜籽油25 g，攪拌均勻，37 ℃靜置1 h，4 000 r/min條件下離心20 min，去掉上層油樣，用濾紙吸干殘?jiān)嫌坞x的菜籽油，稱質(zhì)量。

對飽和脂肪吸附作用的測定：稱取3.0 g樣品于50 mL離心管中，加入豬油（液態(tài)）25 g，攪拌均勻，37 ℃靜置1 h，4 000 r/min條件下離心20 min，去掉上層油樣，用濾紙吸干殘?jiān)嫌坞x的豬油，稱質(zhì)量。

對膽固醇吸附作用的研究：膽固醇的測定方法采用鄰苯二甲醛法測定[17]。

對NO2-吸附作用的研究：設(shè)置pH 7.0和pH 2.0（分別模擬小腸和胃環(huán)境）兩種吸附環(huán)境，依標(biāo)準(zhǔn)曲線方法，測定NO2-的濃度，計(jì)算對NO2-的吸附量[18]。

對膽酸鈉吸附作用的研究：膽酸鈉的測定方法采用糠醛比色法[19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 DF抗氧化活性結(jié)果分析

2.1.1 DF對羥基自由基的清除作用

·OH是活性最強(qiáng)的活性氧，其的大量產(chǎn)生是中毒的重要特征，因此清除·OH 是機(jī)體最有效的預(yù)防各種疾病的途徑。根據(jù)Fenton反應(yīng)原理生成的·OH進(jìn)攻水楊酸分子的苯環(huán)，產(chǎn)生2,3-二羥基苯甲酸，通過采用分光光度法測定其含量，來描述羥自由基的量和待測物質(zhì)清除羥自由基的能力[20]。樣品清除·OH 的能力如圖1所示，DF1、DF2和DF3三種膳食纖維對·OH自由基的清除作用趨勢相似。隨著膳食纖維質(zhì)量濃度的提高，對·OH自由基的清除率也逐漸上升，但當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到20 μg/mL后，增幅趨緩。3種DF對于·OH的清除作用兩兩差異顯著。

圖1 膳食纖維對·OH的清除作用Fig.1 Effect of dietary fibers on·OH scavenging activity

2.1.2 DF對DPPH的清除作用

DPPH自由基是一種很穩(wěn)定的以氮為中心的自由基，反應(yīng)活性較強(qiáng)而壽命短暫，當(dāng)抗氧化劑或供氫體出現(xiàn)時(shí)，穩(wěn)定的自由基變成DPPH-H，顏色變淺，其程度與時(shí)間成正比[21]。若DF能夠清除它，則表示其具有降低羥基自由基、烷基自由基或者過氧自由基的有效濃度或阻斷脂質(zhì)過氧化鏈反應(yīng)的作用，反映出膳食纖維的抗氧化性。如圖2所示，DF對DPPH的清除作用與其質(zhì)量濃度成正比關(guān)系，清除率DF1＞DF2＞DF3。DF1在質(zhì)量濃度為1～15 μg/mL時(shí)，其清除率顯著上升，＞15 μg/mL之后，上升趨勢趨于平緩；DF2和DF3在質(zhì)量濃度為1～20 μg/mL時(shí)，其清除率有明顯提高，＞20 μg/mL，作用變化微小。

圖2 膳食纖維對DPPH的清除作用Fig.2 Effect of dietary fibers on DPPH scavenging activity

2.1.3 DF清除超氧陰離子自由基（O2-·）的作用

超氧陰離子自由基（O2-·）在自由基中扮演著非常重要的角色，因?yàn)樵诜磻?yīng)順序上其他許多活性中間產(chǎn)物形成都始于與O2-·起作用，其是重要的毒理學(xué)中間體[22]。采用鄰苯三酚體系測定樣品對O2-·的清除能力，結(jié)果見圖3。由圖3可知，在鄰苯三酚自氧化體系中，三種DF都對超氧陰離子具有一定的清除能力，且清除能力隨質(zhì)量濃度變化的趨勢基本相同，在質(zhì)量濃度較低時(shí)隨質(zhì)量濃度上升清除能力增強(qiáng)，但當(dāng)質(zhì)量濃度升高至3 mg/mL，清除能力隨質(zhì)量濃度增加而下降。這可能是因?yàn)樵诟哔|(zhì)量濃度的條件下，DF自氧產(chǎn)生了超氧陰離子。因?yàn)猷彵饺釉谌鯄A性環(huán)境中只能接受一個(gè)電子，生成超氧陰離子自由基發(fā)生自氧化反應(yīng)[23]。在其自氧化過程中以一定的速率產(chǎn)生有色中間體，從而削弱了DF的清除能力。在質(zhì)量濃度為3 mg/mL時(shí)，DF1對超氧陰離子的清除率為56.69%，DF2為45.78%，DF3為30.45%，DF1是DF2的1.24倍，DF3的1.86倍。

圖3 膳食纖維對O2-·的清除作用Fig.3 Effect of dietary fibers on O2-·scavenging activity

2.1.4 DF螯合Fe2+能力、還原能力和總抗氧化性研究

體內(nèi)的許多氧化過程都是在過渡金屬離子的參與下進(jìn)行的。Fe2+能夠利用由酶產(chǎn)生的活性較小的過氧化物，產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的自由基引起脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、脫氧核糖和細(xì)胞等化合物或組織氧化損傷，因此對金屬螯合力的測定，是評價(jià)抗氧化劑抗氧化性能常用的方法[19]。用鐵-菲洛嗪法測得的膳食纖維產(chǎn)品的螯合能力結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，DF1螯合能力明顯高于DF2、DF3，三種DF兩兩差異性顯著。

表2 膳食纖維螯合鐵離子能力、還原力和總抗氧化能力Table 2 The chelating ferrous ion ability,reducing power,and total antioxidant capacity of dietary fibers

抗氧化劑是通過自身的還原作用給出電子，從而清除自由基，還原力越大，抗氧化性越強(qiáng)[24]。結(jié)果如表2所示，DF3還原能力最弱，僅為5.87 μmol VC當(dāng)量/g，DF1還原能力最強(qiáng)，為17.32 μmol VC當(dāng)量/g，是DF3的2.95倍，DF2的還原能力居中，3種DF在P=0.05水平上，差異性顯著。

測定DF的總抗氧化能力，使其抗氧化能力的強(qiáng)弱在總體上得到反映。從表2可以看出，DF樣品都具有抗氧化能力。其中DF1最強(qiáng)，相當(dāng)于5.88 μmol的Trolox的總抗氧化能力，DF2次之，DF3最弱。

2.1.5 DF在亞油酸體系抗氧化活性的研究

測定亞油酸的過氧化值來評價(jià)DF提取物在亞油酸乳狀液中的抗氧化活性，結(jié)果如表3所示。誘導(dǎo)亞油酸的氧化期為5 d（空白組吸光值峰值出現(xiàn)在第5天），樣品DF1、DF2和DF3（25 mg/mL）吸光度值峰值均出現(xiàn)在第5天，而吸光度值越大，說明亞油酸的氧化程度越大，則其抗氧化能力越差。由表3可看出，DF1、DF2和DF3對亞油酸氧化體系的抑制作用均弱于對照組VE。其中，保溫時(shí)間在第1天和第2天各組實(shí)驗(yàn)組均沒有顯著性差異（P＞0.05），第3天開始出現(xiàn)顯著性差異，且DF1、DF2和DF3之間沒有顯著性差異，而空白組和對照組VE與三種DF之間存在顯著性差異。

2.2 DF吸附能力的結(jié)果與分析

2.2.1 DF吸附脂肪的研究

圖4 膳食纖維對脂肪的吸附作用Fig.4 Effect of DF on fat adsorption

由圖4可知，DF2對飽和脂肪（豬油）和不飽和脂肪（菜籽油）的吸附能力稍強(qiáng)于DF1，DF3的吸附能力最弱，且對飽和脂肪的吸附能力明顯高于對不飽和脂肪的吸附能力。調(diào)查顯示，誘發(fā)單純性肥胖癥主要原因是能量特別是脂肪的過多攝入。本試驗(yàn)證明DF能吸附脂肪，減少腸道對膳食脂肪的吸收，從而減少攝入脂肪的吸收，降低肥胖的幾率。

2.2.2 對膽固醇的吸附作用

研究表明，膽固醇的過量攝入與動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病等疾病的發(fā)病率呈明顯正相關(guān)，膳食纖維可以吸附血清膽固醇，減低發(fā)生心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[11]。表4的結(jié)果顯示，DF種類對膽固醇的吸附能力存在顯著差異，體系的酸堿性也能影響其吸附能力?？偟膩碚f，在中性條件下（模擬小腸環(huán)境）DF對膽固醇的吸附能力均高于酸性條件下（模擬胃條件）的吸附能力。

表4 膳食纖維對膽固醇的吸附作用Table 4 Effect of dietary fibers on cholesterol adsorption

2.2.3 DF對亞硝酸根離子的吸附研究

圖5 pH=2.0(A)及pH=7.0(B)時(shí)膳食纖維吸附NO2-效果(B)Fig.5 Effect of dietary fibers on NO2-adsorption at pH=2.0 (A)and pH=7.0 (B)

DF對NO2-的吸附結(jié)果見圖5。由圖5可知，反應(yīng)體系的pH值對DF吸附NO2-的能力存在著明顯的影響。三種DF在pH值為2.0條件下對NO2-的吸附能力都比pH值為7.0的高。同時(shí)，其吸附能力DF1＞DF2＞DF3，且對NO2-的吸附能力隨時(shí)間的變化趨勢基本相同，即從吸附開始到60 min以內(nèi)，吸附能力變化明顯，顯著上升，隨著時(shí)間的延長，變化則較為平緩。相較而言，pH值為2.0時(shí)DF2和DF3在30 min就趨于飽和，而pH 7.0時(shí)要60 min才能達(dá)到飽和。這說明DF2和DF3在胃內(nèi)對NO2-的吸附能力大于腸道內(nèi)吸附能力。此外，DF1的吸附量均高于DF2、DF3，這可能是因DF1中可溶性纖維SDF含量較高，在溶液中呈膠溶狀態(tài)，占有較大的比表面積，所以對NO2-具有較強(qiáng)的物理吸附優(yōu)勢[25]。

2.2.4 DF對膽酸鈉的吸附效果分析

圖6 膳食纖維對膽酸鈉的吸附作用Fig.6 Effect of dietary fibers on sodium cholate adsorption

由圖6可知，DF對膽酸鈉具有吸附作用，吸附能力與其種類和膽酸鈉的質(zhì)量濃度有關(guān)。膽酸鈉質(zhì)量濃度相同時(shí)，DF1的吸附能力明顯高于DF2和DF3，但DF2與DF3吸附能力差別不大；在質(zhì)量濃度不同時(shí)，吸附能力與質(zhì)量濃度呈正相關(guān)。因此，DF對膽酸鹽的吸附可能存在某種動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)體系的質(zhì)量濃度很高時(shí)，吸附能力就較高；當(dāng)體系的質(zhì)量濃度相對較低時(shí)，吸附能力也隨之降低，從而很好地維持脂肪代謝，讓機(jī)體的生理活動(dòng)正常運(yùn)行[26]。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)比較了小麥膳食纖維、雷竹筍膳食纖維和青竹膳食纖維的抗氧化活性和吸附能力，得出在抗氧化方面，DF1抗氧化性明顯強(qiáng)于DF2和DF3。但在亞油酸體系中的抗氧化活性，DF2＞DF1＞DF3；在吸附能力方面，對于亞硝酸根離子和膽酸鈉的吸附，DF1＞DF2＞DF3。對于脂肪的吸附能力DF2＞DF1＞DF2。對于膽固醇的吸附能力，DF2＞DF3＞DF1。

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