朱 玉，郭利娜，楚佳希，呂鳳霞，陸兆新，別小妹，張 充，趙海珍

（南京農業(yè)大學食品科技學院，江蘇 南京 210095）

酶法改性對小米糠膳食纖維體外膽固醇吸附活性的影響

朱 玉，郭利娜，楚佳希，呂鳳霞，陸兆新，別小妹，張 充，趙海珍*

（南京農業(yè)大學食品科技學院，江蘇 南京 210095）

以小米糠為原材料，采用AOAC 985.29《食物中總膳食纖維 酶-質量法》制備小米糠總膳食纖維（total dietary fi ber，TDF）。利用纖維素酶對TDF進行酶法改性，以提高其體外膽固醇吸附活性。通過單因素試驗和正交試驗，最終確定TDF的酶法改性條件為：酶解pH 3.8、酶添加量140 U/g、酶解溫度55 ℃、酶解時間3 h，所得纖維素酶改性膳食纖維（cellulase-modified dietary fiber，CMF）的體外膽固醇吸附效果最佳，吸附量達到14.21 mg/g，比TDF的膽固醇吸附量（5.91 mg/g）提高了1.40 倍。對TDF和CMF的單糖組成、紅外光譜以及超微結構等物化特性分析發(fā)現(xiàn)，纖維素酶的作用改變了TDF的單糖組成，形成了更多纖維二糖，產生了較多憎水基團，結構粗糙，這些組成及微觀結構的改變可能與CMF膽固醇吸附活性顯著提高有著密切的關系。

小米糠；總膳食纖維；纖維素酶；膽固醇吸附活性；物理化學分析

小米又名粟，起源于我國黃河流域，一年生禾本科植物，是我國地區(qū)主要的雜糧作物之一。研究表明[1]，小米有增強免疫力、抗氧化、抗真菌及降血糖等多種生物活性功能。而麩皮[2]作為谷物生產過程中的主要副產物，同樣也含有豐富的營養(yǎng)物質及植物源類生物活性物質，例如生物堿、酚醛類等可以起到預防疾病的作用。膳食纖維就是麩皮中的主要成分之一，它們可以分為水溶性膳食纖維（water-soluble dietary fiber，SDF）和水不溶性膳食纖維（water-insoluble dietary fiber，IDF）。近年來，膳食纖維被證實可降低糖尿病、心血管疾病、憩室病、結腸癌等疾病的發(fā)病率，同時具有緩解便秘、肥胖癥等特性[3]。因此，谷物麩皮中膳食纖維的提取純化、特性分析越來越受到人們的關注。而其中對大麥麩皮、小麥麩皮、大米糠、豆粕等的研究居多[4]，有關小米麩皮中膳食纖維的研究報道比較少。

膳食纖維的功能特性往往受到其來源、組成和處理的影響[5]。小米糠（millet bran，MB）作為富含膳食纖維的原料之一，IDF占了主要部分，而IDF具有增加腸道蠕動、促進有毒物質及內源性化合物排出的功能[6]，可以降低人體對過度供給的甘油三酯、膽固醇、膽酸鹽的吸收利用，降低血膽固醇水平[7]。SDF在小米糠中含量雖然較少，卻同樣具有明顯的降膽固醇特性[8]。為提高膳食纖維的體外吸附特性，研究者通常采用化學法（酸堿處理）、生物法（酶解、發(fā)酵）、物理法（超微粉碎、擠壓蒸煮、膜濃縮、焙烤）等[9]來對其進行改性。相比較而言，酶解法操作簡便快捷，所獲取的產品對人體健康無害，更具有優(yōu)勢。因此本實驗通過AOAC 985.29《食物中總膳食纖維 酶-質量法》[10]提取小米糠的總膳食纖維（total dietary fiber，TDF），利用纖維素酶對其進行改性以提高其體外膽固醇吸附活性，同時對其物化結構進行分析，從而為小米糠的有效開發(fā)及利用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

MB 山西省晉城市沁水縣；雞蛋 江蘇省南京市蘇果鐵匠營社區(qū)店；膽固醇（≥99%） 美國Sigma公司；酶制劑 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；其他試劑均為分析純 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

UV-2450紫外-可見分光光度計、LCMS2020高效液相色譜儀 日本Shimadzu公司；XL-30ESEM環(huán)境掃描電子顯微鏡 荷蘭Philips公司；NEXUS870傅里葉變換紅外光譜儀 美國Nicolet公司；SHZ-88A往復式恒溫水浴振蕩器 太倉市強樂實驗設備有限公司；TCL BCD-516WEX60冰箱 廣東惠州TCL公司。

1.3 方法

1.3.1 MB中TDF的制備

1.3.1.1 MB的預處理

MB經充分研磨，過40目篩，按1∶2.5（m/V）的料液比加入正己烷，于55 ℃水浴振蕩器中反應2 h后棄上清，如此重復3 次，將脫脂后的MB置于通風廚中，待正己烷揮發(fā)完全即得到脫脂小米糠（defatted millet bran，DMB），存放于－20 ℃冰箱中，用于后續(xù)研究。

1.3.1.2 TDF的酶法提取

取10 g DMB，按1∶10（m/V）的料液比加水攪拌，在95～100 ℃水浴糊化15 min后置于水浴振蕩器中，于50 ℃條件下振蕩30 min。調體系pH值至5.5，加入耐高溫α-淀粉酶0.5 g，于95 ℃條件下振蕩1 h，調pH至4.2，加入0.03 g糖化酶于60 ℃酶解1 h，調pH值至7.0，加入0.36 g中性蛋白酶，于55 ℃條件下酶解2 h，最后將反應混合物置于沸水浴中滅酶15 min，冷卻至室溫后，加入4 倍體積的95%乙醇，4 ℃條件下醇沉過夜，抽濾，殘渣充分烘干即得到MB的TDF。

1.3.1.3 TDF及MB的常規(guī)組分測定

TDF及MB的常規(guī)分析包括水分、灰分、蛋白質、脂肪、淀粉及膳食纖維含量的測定，分別按照GB 5009.3-2010《食品中水分的測定》、GB 5009.4-2010《食品中灰分的測定》、GB 5009.5-2010《食品中蛋白質的測定》、GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的測定》、GB/T 5009.9-2008《食品中淀粉的測定》中的方法以及差量法進行測定分析。

1.3.2 TDF的酶法處理

以膳食纖維體外膽固醇吸附量為指標，利用纖維素酶對TDF進行改性，通過單因素試驗及正交試驗確定其最佳酶解溫度、酶解pH值、酶解時間以及酶添加量，得到具有較高膽固醇吸附活性的改性膳食纖維（cellulasemodifi ed dietary fi ber，CMF）。

1.3.3 體外膽固醇吸附能力測定

由于膽固醇試劑水溶性較差，因此本實驗根據Zhang Ning等[11]的方法，利用蛋黃溶液來測定膳食纖維對膽固醇的吸附量。將蛋黃從市售鮮雞蛋中分離出來并加入9 倍質量蒸餾水充分攪打成乳液，取1 g TDF于100 mL錐形瓶中，加入25 g稀釋蛋黃液，充分混勻，調pH值至7.0，于37 ℃水浴振蕩器中振蕩3 h，4 000 r/min離心20 min（實驗組），以未加膳食纖維的同樣方法處理的蛋黃液為空白對照組，未做處理的稀釋蛋黃液為陰性對照組。取0.02 mL的上清液，采用鄰苯二甲醛法[12]，以膽固醇標品制備膽固醇標準曲線，測定膳食纖維對膽固醇的吸附量。

式中：ρ空白、ρ實驗、ρ陰性分別為空白對照組、實驗組及陰性對照組中蛋黃液膽固醇的質量濃度/（mg/mL），m為反應體系中膳食纖維的質量/g。

1.3.3.1 酶解溫度對CMF膽固醇吸附能力的影響

取5 g TDF，加入40 mL 0.05 mol/L的磷酸鹽緩沖液（phosphate-buffered saline，PBS）（pH 4.0），攪拌均勻后在55 ℃條件下振蕩溶脹2 h，按照100 U/g TDF加入纖維素酶，混勻，在40、45、50、55、60 ℃水浴中作用4 h，然后在沸水浴中滅酶15 min。加入4 倍體積的95%乙醇醇沉過夜，抽濾，充分烘干，獲得CMF，測定其體外膽固醇吸附量。

1.3.3.2 酶解pH值對CMF膽固醇吸附能力的影響

在5 g TDF中加入40 mL、0.05 mol/L的PBS （pH 3.4、3.8、4.2、4.6、5.0、5.4），攪拌均勻后在55 ℃條件下溶脹2 h，按照100 U/g TDF加入纖維素酶，混勻，在50 ℃條件下水浴4 h，然后在沸水浴中滅酶15 min。加入4 倍體積的95%乙醇醇沉過夜，抽濾，充分烘干，獲得CMF，測定其體外膽固醇吸附量。

1.3.3.3 酶解時間對CMF膽固醇吸附能力的影響

在5 g TDF中加入40 mL 0.05 mol/L的PBS（pH 3.8），攪拌均勻后在55 ℃條件下溶脹2 h，按照100 U/g TDF加入纖維素酶，混勻，在50 ℃水浴中分別作用1、2、3、4、5 h，然后在沸水浴中滅酶15 min。加入4 倍體積的95%乙醇醇沉過夜，抽濾，充分烘干，獲得CMF，測定其體外膽固醇吸附量。

1.3.3.4 酶添加量對CMF膽固醇吸附能力的影響

在5 g TDF中加入40 mL 0.05 mol/L的PBS （pH 3.8），攪拌均勻后在55 ℃溶脹2 h，按照60、80、100、120、140、160 U/g TDF加入纖維素酶，混勻，在50 ℃水浴作用2 h，然后在沸水浴中滅酶15 min。加入4 倍體積的95%乙醇醇沉過夜，抽濾，充分烘干，獲得CMF，測定其體外膽固醇吸附量。

1.3.3.5 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以膽固醇吸附量為響應值，對影響纖維素酶改性膳食纖維的酶解溫度、酶解pH值、酶解時間以及酶添加量進行四因素三水平正交試驗，確定TDF酶法改性的最佳條件。

1.3.4 TDF與CMF的物化性質測定

1.3.4.1 單糖組成及含量測定

按照美國谷物化學師協(xié)會（American Association of Cereal Chemists，AACC）標準32-07[13]的方法，將TDF 及CMF中的SDF部分及IDF部分分離，分別標為SDF、CM-SDF、IDF及CM-IDF，在Stepan等[14]的方法基礎上加以改變來測定以上物質的單糖組成。分別取1 mg樣品或標品（葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖醛酸以及甘露糖），加入300 μL 4 mol/L三氟乙酸，于110℃條件下水解2 h，冷卻，40 ℃條件下真空濃縮4 h，用2 mL甲醇洗3 次。水解后的樣品采用對氨基苯甲酸進行衍生，利用高效液相色譜法進行單糖組分測定。色譜條件為：色譜柱為ODS HyperClone C18柱（250 mm×4 mm，5 μm）；檢測器為RF-20AXS熒光檢測器；洗脫液及洗脫程序、柱溫、檢測器發(fā)射波長與激發(fā)波長均與Stepan等的方法一致。最終計算出樣品中每種單糖組成的物質的量百分比，用來表示其含量。

1.3.4.2 紅外光譜測定

取1～2 mg干燥至恒質量的TDF或CMF于干燥的瑪瑙研缽中，加入適量干燥好的KBr，在干燥的條件下混合碾磨均勻，壓片，用Nexus 870 FT-IR型傅里葉變換紅外光譜儀進行分析測定[15]。

1.3.4.3 掃描電鏡觀察

用20%、40%、60%、80%、100%的乙醇對TDF和CMF脫水，在（105±2）℃條件下干燥至恒質量[16]，粉碎后取適量樣品黏于觀察臺上，采用離子濺射方法鍍金，在放大倍數為150和1 200的條件下，通過掃描電子顯微鏡對制備好的樣品進行觀察、分析。

2 結果與分析

2.1 TDF和MB的常規(guī)組分分析

酶法提取膳食纖維是現(xiàn)如今認為提取率最高的一種方法[17]，實驗中以MB為原料，采用AOAC 985.29《食物中總膳食纖維 酶-質量法》得到膳食纖維的提取率為72.20%，小米糠及TDF的基本組成成分見表1。MB中膳食纖維的含量較之大米糠（27.04%）及麥麩（44.46%）[17]中的更高，其次蛋白質和淀粉含量較多，分別占10.23% 和10.17%。經過耐高溫α-淀粉酶和糖化酶的處理，MB中淀粉的去除率達到75.90%，中性蛋白酶對蛋白質的去除率達到56.79%。蛋白質及碳水化合物的去除，一定程度上加大了灰分的相對含量，使灰分含量從小米糠中的6.21%增加到7.93%，最終通過酶-質量法得到的TDF中膳食纖維的含量達到77.38%。

表1 TDF和MB的常規(guī)組分含量（x ±sx，n＝3）Table 1 Proximate composition analysis of TDF and MB （x ±sx，n＝3）%

2.2 TDF的體外膽固醇吸附量

以膽固醇為標品，采用鄰苯二甲醛法建立標準曲線方程y=0.019 4x+0.012 7（R2=0.999 1），以酶法提取的TDF為吸附劑，采用1.3.3節(jié)的方法，在pH 7.0、37 ℃條件下（模擬小腸環(huán)境），測定TDF體外膽固醇吸附量，結果為5.91 mg/g，略低于大豆皮不溶性膳食纖維的吸附量（7.40 mg/g），但明顯高于麥麩不溶性膳食纖維的膽固醇吸附量（3.48 mg/g）[12]。

2.3 TDF酶法改性條件的確定

2.3.1 酶解溫度對CMF膽固醇吸附量的影響

圖1 酶解溫度對CMF體外膽固醇吸附量的影響Fig.1 Effect of hydrolysis temperature on cholesterol-binding capacity in vitro of CMF

由圖1可知，在40～60 ℃的范圍內，隨酶解溫度的上升，CMF對膽固醇的吸附量先上升再下降。當溫度為50 ℃時，纖維素酶改性產物CMF的膽固醇吸附量最高，為9.30 mg/g。與TDF相比，膽固醇吸附量提高了60%左右。這主要因為酶在較低溫度時隨著溫度升高而酶解能力加強，當溫度超過50℃時，纖維素酶受熱變性因素的影響，酶解能力下降[18]，對TDF的降解能力降低，導致所得CMF的膽固醇吸附量降低。

2.3.2 酶解pH值對CMF膽固醇吸附量的影響

圖2 酶解pH值對CMF體外膽固醇吸附量的影響Fig.2 Effect of hydrolysis pH on cholesterol-binding capacity in vitro of CMF

纖維素酶的最適pH值一般在3.0～6.0，但會因具體底物的不同而有所差別。pH值對CMF膽固醇吸附量的影響如圖2所示，在pH 3.4～4.2之間，CMF的膽固醇吸附量隨酶解pH值升高而緩慢上升，當pH值為3.8時，CMF的膽固醇吸附量達到最大（9.47 mg/g），而后隨pH值上升，CMF體外膽固醇吸附量急劇下降，這可能是酶促反應的pH值通過影響酶蛋白結構、活性部位的解離狀態(tài)而影響了其催化效果[18]，當超過一定pH值時，酶活性受到破壞，使得其對TDF的降解率降低，導致改性得到的CMF的結構或組成不利于吸附膽固醇。

2.3.3 酶解時間對CMF膽固醇吸附量的影響

圖3 酶解時間對CMF體外膽固醇吸附能力的影響Fig.3 Effect of hydrolysis time on cholesterol-binding capacity in vitro of CMF

如圖3所示，CMF的膽固醇吸附量隨酶解時間的延長先上升后下降，酶解時間為2 h時，CMF的膽固醇吸附量達到最大（9.77 mg/g），顯著高于其他處理組，隨著酶解時間的延長，底物濃度會不斷降低，部分酶在反應過程中失活，水溶性多糖不斷積累，纖維素酶所受到的反饋抑制效應逐漸增強，酶促反應效率減慢[19]，改性得到的CMF體外膽固醇吸附量隨之受到一定影響。

2.3.4 酶添加量對CMF膽固醇吸附量的影響

在酶法改性中，酶添加量即反應體系中的生物酶濃度，是決定酶處理效果的一個關鍵因素。由圖4可知，隨著纖維素酶用量的加大，其與膳食纖維中的特定底物吸附反應速率增加，得到的CMF結構更疏松，體外膽固醇吸附能力升高，當酶添加量達到140 U/g時，效果最好，此時CMF的膽固醇吸附量達到12.48 mg/g。由于纖維素等底物分子與纖維素酶分子的結合位點是一定的，這些結合點全部被纖維素酶分子占據而達到飽和后，繼續(xù)加酶則不會再有大量相應的細胞壁被降解[20]，因此得到的CMF的體外膽固醇吸附量保持穩(wěn)定。

圖4 酶添加量對CMF體外膽固醇吸附能力的影響Fig.4 Effect of enzyme amount on cholesterol-binding capacity in vitro of CMF

2.3.5 正交試驗結果與分析

表2 L 2 L9（334）正交試驗設計結果及極差分析Table 2 L 2 L9(3 (34) orthogonal array design with range analysis of experimental results lts

表3 正交試驗方差分析結果Table 3 Analysis of variance (ANOVA) for the orthogonal array design

從表2、3可知，對纖維素酶改性TDF提高其體外膽固醇吸附量的影響因素主次順序為A＞D＞C＞B，即酶添加量是影響改性效果的主要因素，且差異顯著（P＜0.05），酶解pH值次之。根據k值可以得出纖維素酶改性TDF的最佳條件組合是A2B3C3D2，進行驗證實驗，與第6組試驗（CMF體外膽固醇吸附量最高組）組合A2B3C1D2對比，按照A2B3C3D2組合條件改性TDF測得其體外膽固醇吸附量為14.21 mg/g，高于A2B3C1D2條件下改性效果（14.18 mg/g），所以確定在酶解溫度55 ℃、酶解pH 3.8的條件下，按140 U/g的酶添加量利用纖維素酶對TDF酶解3 h，得到CMF的體外膽固醇吸附效果最佳。

2.4 TDF與CMF的物化性質

2.4.1 單糖組分分析

表4 IDF、CM-IDF、SDF和CM-SDF的單糖組分分析（x ±sx，n＝33）Tabbllee 44 Monosaccharide composition of IDF, CM-IDF, SDF and CM-SDF ((x ± sx,, n =3) %

由表4可知，TDF中的IDF和SDF都包含有6 種單糖，即半乳糖、甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖、木糖和鼠李糖，但兩者單糖組成在含量上差異較大。IDF中木糖和阿拉伯糖的含量最多，分別達到73.92%及14.97%，這是因為在IDF很大一部分由木質素組成，而阿拉伯木聚糖（araboxylan，AX）則是木質素的主要組成部分，且AX具有高黏度、高持水性等特征，能起到降低血清膽固醇含量、調節(jié)血糖水平、增強免疫力等作用[21]。SDF中葡萄糖和半乳糖含量最高，木糖和阿拉伯糖含量次之，說明在SDF中可能存在大部分果膠及少量水溶性AX，因為果膠作為一組聚半乳糖醛酸往往會被水解成大量葡萄糖、半乳糖等單糖，且被證實具有明顯降膽固醇作用[22]。經纖維素酶改性后，CMF單糖組成發(fā)生了明顯變化，CM-IDF中阿拉伯糖和木糖含量有所下降，葡萄糖和半乳糖的相對含量有所增加，而CM-SDF中的阿拉伯糖含量提高了37.14%，半乳糖相對含量也有所增加。由此可以說明，經纖維素酶改性后的膳食纖維中有部分IDF（尤其是水不溶性AX）水解為SDF，其內在組成發(fā)生了改變，從而提高了其體外膽固醇吸附量。

2.4.2 紅外光譜分析

如圖5所示，TDF和CMF的紅外光譜圖（4 000～500 cm－1）中均包含了烴基、吡喃糖環(huán)所含乙醇基的C-O伸縮振動，吡喃糖環(huán)狀結構的特征鍵C-O-C的不對稱收縮振動，脂肪族類C-H對稱和非對稱伸縮振動，C-H不對稱和對稱彎曲，C-C伸縮振動等一系列典型多聚糖的吸收峰[23]。3 400～3 300 cm－1處是O-H伸縮振動吸收峰，是由氫原子和強電負性的氧原子上的孤對電子相吸引而形成，纖維素則以此締合狀態(tài)的氫鍵相連接形成巨分子，CMF在此波數處的吸收峰相對TDF明顯減弱，另外，CMF在1 655 cm－1處出現(xiàn)的結晶水吸收峰明顯增強，在1 160 cm－1及1 048 cm－1處的吸收峰相對減少，它們分別為纖維素和半纖維素的C-O-C伸縮振動和C-O的伸縮振動[24]，這些都說明纖維素酶對膳食纖維中的纖維素和半纖維素可能起到了水解作用，而分子鏈間氫鏈斷裂和單一基元纖維的分離，產生更多纖維二糖及短鏈糖類，造成纖維素聚集結構態(tài)的改變，形成更多憎水基團[24]，可能因此導致CMF體外膽固醇吸附作用明顯高于TDF。

圖5 TDF和CMF 的紅外 光譜圖Fig.5 FT-IR spectra of TDF and CMF

2.4.3 TDF和CMF的超微結構

圖6 TDF和CMF的掃描電鏡圖Fig.6 SEM images of TDF and CMF

Zhou Kequan等[25]的研究表明，膳食纖維的功能作用往往受其結構的影響。TDF和CMF的超微結構如圖6所示，TDF的纖維表面明顯光滑，而經纖維素酶改性后的CMF則表面粗糙，帚化微纖維增加[26]，這主要是由于TDF在纖維素酶的作用下，纖維表面受到一定水解，纖維素酶中的外切葡萄糖苷酶和內切葡萄糖苷酶分別作用于纖維素的結晶區(qū)和無定型區(qū)，使得膳食纖維的超微結構表現(xiàn)出更疏松的狀態(tài)，形成更強的毛細管吸附作用，從而使得CMF對膽固醇的吸附作用明顯高于TDF。

3 結 論

采用AOAC 985.29《食物中總膳食纖維 酶-質量法》得到MB的TDF的提取率為72.20%，膳食纖維含量為77.38%，在體外模擬小腸環(huán)境下其膽固醇吸附量為5.91 mg/g。在酶解溫度55 ℃、酶解pH 3.8的條件下，按140 U/g的酶添加量對TDF進行纖維素酶酶解，3 h后得到改性CMF，其體外膽固醇吸附量達到14.21 mg/g，是TDF 的2.40倍（提高了1.40倍）。通過對CMF和TDF的單糖組分及結構分析發(fā)現(xiàn)，CMF相對TDF在單糖組分上發(fā)生明顯變化，產生了更多的纖維二糖及短鏈糖，形成更多憎水基團。同時改性后的CMF表面更為粗糙，結構相對疏松，這些組成及微觀結構的變化與CMF體外膽固醇吸附能力的提高之間可能有密切的關系。

[1] SHAN Shuhua, LI Zongwei, NEWTON I P, et al. A novel protein extracted from foxtail millet bran displays anti-carcinogenic effects in human colon cancer cells[J]. Toxicology Letters, 2014, 227(2): 129-138.

[2] PATEL S. Cereal bran: the next super food with signifi cant antioxidant and anticancer potential[J]. Mediterranean Journal of Nutrition and Metabolism, 2012, 5(2): 91-104.

[3] DEVI P B, VIJAYABHARATHI R, SATHYABAMA S, et al. Health benefits of finger millet (Eleusine coracana L.) polyphenols and dietary fi ber: a review[J]. Journal of Food Science and Technology, 2014, 51(6): 1021-1040.

[4] YALEGAMA L L W C, KARUNARATNE D N, SIVAKANESAN R, et al. Chemical and functional properties of fi bre concentrates obtained from by-products of coconut kernel[J]. Food Chemistry, 2013, 141(1): 124-130.

[5] GALISTEO M, DUARTE J, ZARZUELO A. Effects of dietary fi bers on disturbances clustered in the metabolic syndrome[J]. The Journal of Nutritional Biochemistry, 2008, 19(2): 71-84.

[6] BROWNLEE I A. The physiological roles of dietary fiber[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25(2): 238-250.

[7] HAMAUZU Y, MIZUNO Y. Non-extractable procyanidins and lignin are important factors in the bile acid binding and radical scavenging properties of cell wall material in some fruits[J]. Plant Foods for Human Nutrition, 2011, 66(1): 70-77.

[8] SHOBANA S, MALLESHI N G. Preparation and functional properties of decorticated fi nger millet (Eleusine coracana)[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 79(2): 529-538.

[9] 杜崇旭, 牛銘山, 劉雪嬌. 膳食纖維改性與應用的研究進展[J]. 大連民族學院學報, 2005, 7(9): 18 -21.

[10] American Association of Cereal Chemistry International. AOAC 985.29 Total Dietary Fiber in Foods Enzymatic-Gravimetric Method[S]. Gaithersburg: AOAC International 18th Edition, 1986.

[11] ZHANG Ning, HUANG Caihuan, OU Shiyi. In vitro binding capacities of three dietary fibers and their mixture for four toxic elements, cholesterol, and bile acid[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011, 186(1): 236-239.

[12] PARK Y W. Cholesterol contents of US and imported goat milk cheeses as quantified by different colorimetric methods[J]. Small Ruminant Research, 1999, 32(1): 77-82.

[13] ST PAUL M N. AACC Method 32-07-1980[S]. Amercian: American Association of Cereal Chemistry International, 2000.

[14] STEPAN H, STAUDACHER E. Optimization of monosaccharide determination using anthranilic acid and 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone for gastropod analysis[J]. Analytical Biochemistry, 2011, 418(1): 24-29.

[15] 陶顏娟. 小麥麩皮膳食纖維的改性及應用研究[D]. 無錫: 江南大學, 2008: 11-13.

[16] GIL N, GIL C, AMARAL M E, et al. Use of enzymes to improve the refi ning of ableached Eucalyptus globulus kraft pulp[J]. Biochemical Engineering Journal, 2009, 46(2): 89-95.

[17] ELLEUCH M, BEDIGIAN D, ROISEUX O, et al. Dietary fibre and fibre-rich by-products of food processing: characterisation, technological functionality and commercial applications: a review[J]. Food Chemistry, 2011, 124(2): 411-421.

[18] 陳銀霞. 影響酶促反應速度的外因研究[J]. 現(xiàn)代農業(yè)科技, 2008(18): 238-239.

[19] 張世仙, 從凱龍, 曾啟華, 等. 酶法提取茅臺酒糟中水溶性膳食纖維的工藝研究[J].中國釀造, 2012, 31(3): 97-99.

[20] 劉歡, 賀連斌, 魏靜, 等. 纖維素酶和半纖維素酶改性胡蘿卜纖維的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2011, 37(2): 78-81.

[21] IZYDORCZYK M S, BILIADERIS C G. Cereal arabinoxylans: advances in structure and physicochemical properties[J]. Carbohydrate Polymers, 1995, 28(1): 33-48.

[22] WIKIERA A, IRLA M, MIKA M. Health-promoting properties of pectin[J]. Postepy Higieny i Medycyny Doswiadczalnej, 2014, 68: 590-596.

[23] 李雁, 熊明洲, 尹叢林, 等. 紅薯渣不溶性膳食纖維超高壓改性[J].農業(yè)工程學報, 2012, 28(19): 270-277.

[24] 張艷榮, 魏春光, 崔海月, 等. 馬鈴薯膳食纖維的表征及物性分析[J].食品科學, 2013, 34(11): 19-23.

[25] ZHOU Kequan, XIA Wenshui, ZHANG Can, et al. In vitro binding of bile acids and triglycerides by selected chitosan preparations and their physico-chemical properties[J]. LWT-Food Science and Technology, 2006, 39(10): 1087-1092.

[26] RASHMI S, NISHI B. Enzymatic treatment of secondary fibers for improving drainage: an overview[J]. Journal of Indian Pulp and Paper Technical Association, 2011, 23(2): 121-125.

Effect of Enzymatic Treatment on Cholesterol-Binding Capacity of Di etary Fiber from Millet Bran

ZHU Yu, GUO Lina, CHU Jiaxi, Lü Fengxia, LU Zhaoxin, BIE Xiaomei, ZHANG Chong, ZHAO Haizhen*
(College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Total dietary fi ber (TDF) was prepared from millet bran by enzymatic-gravimetric method. In order to improve its in vitro cholesterol-binding capacity, TDF was modifi ed with cellulase. Based on single factor experiments, an L9(34) orthogonal array design was employed to optimize four parameters for enzymatic modification. The optimal e nzymatic treatment conditions that provided a 2.40-fold increase in cholesterol-binding capacity compared with the original TDF (14.21 versus 5.91 mg/g) were determined as 3.8, 140 U/g, 55 ℃ and 3 h for initial pH, cellulase amount, hydrolysis temperature and time, respectively. Comparative studies between the native and modifi ed TDF showed the cellulase treatment changed the monosaccharide composition of TDF and resulted in formation of more cellobioses in the cellulase-modifi ed dietary fi ber (CMF). Compared with TDF, CMF was rougher and had more hydrophobic groups. These physicochemical changes may be closely related to high cholesterol-binding cap acity of CMF in vitro.

millet bran; total dietary fi ber; cellulase; cholesterol-binding capacity; physicochemical analysis

TS209

A

1002-6630（2015）19-0211-06

10.7506/spkx1002-6630-201519038

2014-12-19

朱玉（1990-），女，碩士研究生，研究方向為食品生物技術。E-mail：2012108080@njau.edu.cn

*通信作者：趙海珍（1975-），女，副教授，博士，研究方向為食品生物技術。E-mail：zhaohz@njau.edu.cn