米糠膳食纖維提取工藝的研究進展*

張汪 時超 褚瑩瑩 馬麗鑫 徐彩紅*

（沈陽師范大學糧食學院，遼寧沈陽110034）

·綜述評論·

米糠膳食纖維提取工藝的研究進展*

張汪**時超 褚瑩瑩 馬麗鑫 徐彩紅***

（沈陽師范大學糧食學院，遼寧沈陽110034）

米糠是稻谷加工的主要副產品，富含膳食纖維（Dietary fiber,DF）和多酚等生理活性物質，是一種極具開發潛力的高附加值資源。但是新鮮米糠易酸敗、貯存穩定性差，而且由于其中含有大量的DF，導致其溶解性低、口感粗糙、加工性質差，嚴重制約了米糠在食品中的應用。目前，我國僅約10%的米糠被用作制油或提取植酸鈣、肌醇、谷維素等高附加值產品，其余大部分被用作飼料，甚至作為廢棄物丟棄，導致環境污染和經濟效益低下。因此，開發米糠產品具有重要的經濟、社會和生態意義。

近年來，DF在預防心血管疾病和肥胖癥等慢性疾病中的作用越來越受到重視。DF是指不能被人體小腸內生物酶所消化和吸收的高分子碳水化合物和木質素的總稱。根據溶解性將其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）。SDF包括果膠等親水膠體物質和部分半纖維素，IDF包括纖維素、半纖維素和木質素。我國DF的研究工作起步較晚，主要集中于谷物類DF的制備、改性、檢測方法以及在食品工業中的應用等方面，但是應用技術多為基礎研究，還很不成熟。

米糠是DF的理想來源，有關米糠DF的功能性特點、作用機制以及工業化應用技術都值得人們去深入研究。目前，關于米糠DF的提取工藝，國內研究者采用的主要方法有物理法、化學法和酶解法三大類。本文通過收集和查閱大量文獻，綜述了米糠DF提取工藝的研究現狀、提取方法及其優缺點，以期為米糠DF的提取研究提供參考和建議。

1 米糠膳食纖維的提取方法

1.1 化學法

化學法是指將米糠原料干燥后粉碎，然后以酸、堿等化學試劑為浸提溶劑提取米糠膳食纖維的一類方法，此類方法中堿法提取應用最為廣泛。堿法提取工藝通常是將原料干燥、粉碎、過篩，然后加入強堿溶液，經過過濾、離心等操作，得到的殘渣即為IDF；將此法得到的上清液或濾液經乙醇沉淀，則得到SDF。該法中強堿溶液多采用氫氧化鈉溶液，在此條件下，纖維素的鏈內糖苷鍵和氫鍵部分斷裂，導致纖維素的聚合度和機械強度下降。為了提高產品的產量，堿液浸泡后，通常采用水洗的方法，以除去溶解于堿液中的蛋白質、部分木質素和半纖維素等成分，最后經精制、干燥即可獲得高純度的產品。有報道表明影響米糠DF提取效果的主要因素有：堿的用量、堿液浸泡時間和浸泡溫度。例如，陳復生等人采用堿法提取工藝，通過試驗最終確定了化學法制備米糠膳食纖維的最優工藝條件為：NaOH加入量1%，浸泡時間50 min，浸泡溫度60℃，該工藝條件下，DF產率大于65%。

化學法提取米糠膳食纖維具有工藝簡單，無需特殊設備，處理速度較快，并且投資少等優點。但缺點是制備的膳食纖維產品通常含有少量的蛋白質和淀粉，純度不高。而且，在提取過程中，容易造成SDF和半纖維素的大量損失與破壞，導致提取的膳食纖維活性降低。另外，較多的使用酸堿使用，不可避免地造成環境污染，因而該方法近年來應用的越來越少。

1.2 物理法

物理法提取米糠膳食纖維是從綠色環保的角度出發，通過物理粉碎直接水浸提法提取水溶性膳食纖維的一類方法。該方法的優點在于能夠較好地保留膳食纖維的活性，但米糠中水不溶性膳食纖維的提取率偏低，加之設備限制（一般采用擠壓機），不適于工業化生產，所以目前在國內外的應用也很有限。

1.3 酶解法

酶解法是指在提取過程中添加特定酶類從而得到DF產品的一種方法。酶解法制備米糠DF工藝簡單、所需條件溫和、DF提取率高，而且所得產品的純度較高。與傳統酸法堿法相比，該法能夠顯著降低DF的損失和環境污染，顯著提高產品的提取率和產品質量。因而，該法受到國內外研究者越來越多的關注和應用。

1.3.1 化學試劑-酶結合法

化學試劑-酶結合法是指采用α-淀粉酶和蛋白酶等水解米糠原料，除去其中的蛋白質和淀粉，然后用一定濃度的氫氧化鈉溶液浸提，從而制備純度較高DF的一類方法。該法得到的DF純度要比單純用酶法提取的純度高很多。一般工藝流程為：脫脂米糠→粉碎→浸泡→加酶水解→沉淀、過濾→堿液浸泡→漂洗、除雜→粉碎精制→脫水干燥→米糠DF。例如，李麗輝等以DF含量為考察指標，采用α-淀粉酶用量、酶解時間、堿液質量分數和堿解時間4個因素進行正交組合試驗設計，確定出提取工藝的最佳條件為：α-淀粉酶用量0.4%，酶解時間40 min，堿液質量分數4.0%，堿解時間45 min。此工藝條件下DF的提取率為39.3%。

化學試劑-酶結合法提取米糠膳食纖維，可顯著提高DF產率和品質，該方法簡便可行，無需特殊的設備，提取成本低，適用于大規模生產。

1.3.2 復合酶解法制備米糠膳食纖維

復合酶解法是指以米糠為原料經清洗去除雜質，將纖維素酶、α-淀粉酶、糖化酶和蛋白酶等以適當比例混合，在適宜的浸泡溫度和反應時間下進行酶解。將濾渣經清水洗滌至中性后，收集、清洗濾渣，烘干冷卻至室溫，即得到米糠DF成品。許暉等對復合酶解法提取米糠SDF的工藝進行了研究，工藝條件為：先添加4%的纖維素酶，45℃和pH5.5條件下，酶解1.5 h后，再添加6.0%的木瓜蛋白酶，溫度為60℃水浴條件下酶解30 min，該工藝條件下SDF得率16.32%。由于多種酶的協同作用，復合酶解法能夠更好地起到酶解效果，能夠顯著提高不溶性膳食纖維的提取率。

1.3.3 超聲輔助酶法提取米糠水溶性膳食纖維

超聲波細胞粉碎儀的機械震動和空化作用能有效破壞植物內部組織，能顯著提高纖維素酶的酶解速率，從而加快米糠中SDF的釋放，有助于提高SDF的提取率。該法影響因素最為顯著的是酶解溫度，其次為超聲功率和超聲時間，酶用量的影響很小。朱鳳霞等以米糠為原料，采用該法得到的最佳工藝條件為：料液比1∶24 g/mL，加酶量5.3%，超聲功率415 W，超聲時間5 min。在此工藝條件下，米糠SDF的得率為9.36%。

該法工藝簡單，與化學法相比提取條件溫和，無化學殘留污染，且制得的SDF品質良好。單純酶法或單純超聲法提取SDF耗時長且得率較低，而該法綜合了單純酶法和單純超聲法的優點，在一定程度上提高了產品提取率，明顯縮短了提取時間，所得的SDF呈淡黃色，無明顯異味，純度高，質量較好，可作為添加劑適用于食品生產應用。

2 結語

通過查閱大量文獻，綜述了國內米糠DF的提取工藝的主要方法，即物理法、化學法和酶解法。比較分析了各種方法的優點和不足，如物理法僅提取出原料中的SDF，而對含量相對較多的IDF沒有充分的考慮；化學法使用強堿試劑，導致SDF和半纖維素的大量損失和環境的污染，所提取的DF色澤深、堿味濃，關鍵是活性也較低；酶解法沒有化學殘留，工藝簡單，提取率高，但是，因為所添加的某些酶價格較高，成本較高。因此，研究者可斟酌各方法的利弊，以及經濟因素，進行米糠DF的研究和產品開發。

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Research of rice bran dietary fiber extraction process

ZHANGWang**SHI Chao CHUYingying MA Lixin XUCaihong
（Institute of food,Shenyang normal university，Liaoning Shenyang 110034，China）

米糠是稻谷加工的主要副產物，富含膳食纖維等多種生理活性物質，具有較高的開發價值。通過收集、查閱大量參考文獻，總結出目前國內外提取米糖中膳食纖維的方法主要有物理法、化學法和酶解法，并綜述了米糠膳食纖維提取工藝的研究現狀、提取方法及其優缺點，以期為米糠膳食纖維的提取研究提供參考和建議。

米糠；膳食纖維；提取工藝

Rice bran is the main byproduct of rice processing,it is rich of dietary fiber and other physiological active substances,with the development of high value.The paper summed up the main methods of extracting dietary fiber in rice bran at home and abroad,and summarized the research status of rice bran dietary fiber extraction process, extraction methods and their advantages and disadvantages,so as to provide reference and advicefor the extraction researchof rice bran dietary fiber.

rice bran；dietary fiber；extraction process

TS201

A

1673-6044（2016）04-0001-03

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.04.001

2015年第一批遼寧省科學計劃農業攻關重大項目（2015211003）；2015年遼寧省農業領域青年科技創新人才培養計劃項目（2015053）。

**張汪，男，1993年出生，沈陽師范大學食品科學與工程專業碩士在讀。

***徐彩紅，通訊作者，E-mail：xuch0828@hotmail.com.

2016-08-30