紅棗膳食纖維生物功能及提取工藝概述

尹蓉 張倩茹 李小平 茹慧玲 梁志宏 王賢萍

摘? 要：紅棗富含豐富的膳食纖維，可作為特色功能性營養素研究利用。該文對紅棗膳食纖維的生物功能和目前主要的提取工藝進行了概述，分析了相關研究的特點和存在的問題，以期為今后紅棗膳食纖維的研究提供參考，并為其開發應用提供理論依據。

關鍵詞：紅棗;膳食纖維;生物功能;提取

中圖分類號 TS218文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）04-0151-03

Abstract：Jujube was rich in dietary fiber，which can be used as characteristic functional nutrient.In this paper，the biological function of red jujube dietary fiber and the main extraction technology used at present were summarized，the characteristics and problems of the current research were pointed out，in order to provide a reference for the future research of red jujube dietary fiber，and provide a theoretical basis for the relevant development and application.

Key words：Jujube;Dietary fiber;Biological function;Extraction

膳食纖維被稱為“第七營養素”，是一大類不易或不能被腸胃消化分解的植物營養素，大部分源自植物細胞壁，包含纖維素、半纖維素、菊糖、β-葡聚糖、樹脂、果膠及木質素等[1-3]。膳食纖維能降“三高”，減少重金屬物的吸收，從而預防冠心病、糖尿病、心腦血管病、腸道癌等疾病的發生[3]。紅棗是中國特有的果樹資源，全世界95%以上的棗資源都集中在我國[4]。已有研究表明，紅棗中膳食纖維含量豐富，是一種很好的提取膳食纖維的原材料。

1 紅棗膳食纖維的生物功能

1.1 潤腸通便，調節腸道菌群 據報道顯示，全球半數以上人群都曾被便秘困擾，便秘的發生率不僅在中老年人群中逐漸增高，在孕產婦和嬰幼兒中發病概率也漸有提高[5]。陳舊性大便滯留在腸道內，會導致腸道有害物質難以排出，進而產生健康問題[5]。紅棗膳食纖維的吸水溶脹性可以增加食糜體積，刺激腸胃蠕動，促進排便，減少糞便在體內的滯留時間，進而減少有害物質危害[1，5]。白冰瑤等[6]研究紅棗膳食纖維改善小鼠功能性便秘和調節腸道菌群功能的作用，使用溶劑空白、低、中、高4種不同劑量紅棗膳食纖維，連續對小鼠灌胃10d，建立功能性便秘模型，發現紅棗膳食纖維可以極顯著提高小鼠小腸推進率，縮短首粒排黑便時間并增加粒數和質量，顯著降低小鼠腸道內產氣莢膜梭菌、腸桿菌和腸球菌的含量，同時促進雙歧桿菌和乳桿菌的增殖。李黎和王宇輝[7]利用保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳酸菌等復合發酵提取棗渣中不溶性膳食纖維，發現發酵后比發酵前棗渣不溶性膳食纖維的持水力、膨脹性都有所提高，發酵后棗渣不溶性膳食纖維更能夠使大便增量，刺激腸道蠕動通便。邢曉圓等[8]通過為期40d的人體試食紅棗膳食纖維果凍試驗，證實紅棗膳食纖維果凍可以顯著改善運動人員腸道中的益生菌數量，乳酸桿菌、雙歧桿菌、厭氧菌和腸球菌數量有所提高。張孟凡[9]等采用紅棗渣膳食纖維食用粉中劑量（2.7g/kg）組和高劑量（5.3g/kg）組給藥對小鼠有促進消化和排便的作用。

1.2 降低血液中的膽固醇、甘油三酯，減肥瘦身 紅棗膳食纖維能結合消化道內的膽固醇，降低其對脂肪和膽固醇的吸收，從而降低血液中的膽固醇、甘油三酯含量，同時紅棗膳食纖維吸水膨脹性高，吸水后體積和重量可增加10倍以上，既能增加飽腹感，又可以減少食物中脂肪吸收，進而控制體重，達到減肥瘦身的目的[3，6-9]。蔡興航等[10]探討了大棗及大棗葉水提醇沉物對高脂血癥模型小鼠的降血脂效果，結果顯示大棗及大棗葉水提醇沉物能夠提高高密度脂蛋白膽固醇含量，降低低密度脂蛋白膽固醇、總膽固醇以及甘油三酯的含量，協調高低密度脂蛋白膽固醇比例，說明大棗及大棗葉水提醇沉物有較好的降血脂作用。

1.3 抗氧化，抗衰老 科研表明，癌癥、衰老或其他病變都與體內自由基的過量產生有關系。人體在成長衰老過程中不可避免地會產生自由基，當體內自由基濃度不高時，自身有一套完善的系統來消滅這些自由基。但是，當今各種添加劑、農殘超標、輻射等因素導致空氣、水、食物等污染日益嚴重，造成體內自由基濃度大大增加，此時身體中的抗氧化系統將面臨嚴峻的危機?？寡趸镔|能直接作用于自由基，或間接消耗容易生成自由基的物質，阻止進一步反應發生，進而起到保護作用。張麗芬等[11]研究發現紅棗可溶性膳食纖維對脂質過氧化、Fe2+誘發蛋黃卵磷脂脂質過氧化、亞油酸脂質過氧化具有一定的抑制作用，且對抑制小鼠肝組織的脂質過氧化有一定作用。謝惠等[12]通過DPPH·、ABTS+·、·OH、O2-·和H2O2自由基清除體系和還原能力評價紅棗可溶性膳食纖維的抗氧化活性，發現紅棗可溶性膳食纖維對DPPH·和H2O2清除能力較強，具有一定的體外抗氧化活性，可用于開發功能性食品。李福帥等[13]通過響應面優化試驗提取長紅棗多糖，研究了其對·OH、O2-·、NO2-的清除能力，發現當長紅棗多糖質量濃度為2mg/mL時，對·OH和O2-·清除率分別達到53%和56%;在pH值為2～3的酸性條件下，對NO2-清除率達40%以上。

1.4 其他生物活性 紅棗膳食纖維還具有保護肝臟、抗疲勞、提高免疫力、抗癌癥、降血糖、抗菌消炎、抗輻射等功能。張鐘等[14]研究發現大棗多糖能夠改善氯仿引起的肝臟病理變化，還能夠提高小鼠運動后乳酸脫氫酶活力，起到抗疲勞作用。王洪杰等[15]取56只雄性SPF級昆明小鼠，連續灌胃不同劑量的棗多糖，發現金絲小棗多糖能延長小鼠力竭游泳時間，提高肝糖原和肌糖原含量。李晉等[16]采用MTT法測定紅棗多糖對體外培養的人肝癌細胞HepG2增殖的抑制作用，結果表明紅棗多糖對體外培養的肝癌細胞增殖具有抑制作用，可將肝癌細胞HepG2阻滯于G1期，并通過下調Bc1-2而上調caspase-3mRNA表達誘導HepG2細胞凋亡。劉曉連等[17]對6種長棗多糖對人肝癌細胞株Bel7402、人胃癌細胞株BGC823、人鼻咽癌細胞株KB的增殖抑制率進行了測定，發現LJU-3對3種腫瘤細胞的抑制率分別為61.29%、68.77%、72.16%。蔡雨晴[18]研究發現木質素-多糖復合物對小鼠的脾淋巴細胞有促增殖作用，可以增強RAW246.7細胞吞噬能力。

2 棗膳食纖維的提取

目前國內膳食纖維的提取方法包括物理法（超微粉碎法、擠壓膨化法、超高壓技術法）、化學分離法（水提法、酸堿法）、生物技術法（酶法、發酵法）、化學試劑-酶結合法。而棗膳食纖維的提取主要用到酸堿法、酶法、發酵法、化學試劑-酶結合法。

2.1 酸堿法 酸堿提取法是一種傳統的方法，常用于獲取不同來源的膳食纖維，一般需結合高溫進行提取，成本低，但獲得的提取物品質較差，酸、堿味難以去除，而且對環境造成污染[1，3]。

2.2 酶法 酶法獲得膳食纖維是生物技術在食品中的應用，即利用酶反應的高度專一性，將纖維素、果膠質、木質素等胞壁成分降解，減小膳食纖維從胞內向胞外擴散的阻力，縮短提取時間，具有快速、高效、無污染的優點，且通過酶法改性獲得的可溶性膳食纖維與大部分天然存在的不溶性膳食纖維相比，具有明顯的生理功能優勢[3]。姚文華等[19]利用纖維素酶提取棗渣中的膳食纖維，發現當纖維素酶添加量0.7%、提取溫度35℃、時間120min時，可溶性膳食纖維得率對比常規酸法水解提高28%。韓立英和張倩倩[20]、楊艷艷等[21]均通過纖維素酶提高了棗可溶性膳食纖維的得率。趙梅等[22]將棗渣與水按料液比1∶10的比例配成懸液，加入0.29%纖維素酶和0.21%木聚糖酶進行改性，-4℃醇沉5h以上，得到溶解性、粘性表現俱佳的可溶性膳食纖維。李星科等[23]在提取棗膳食纖維中添加α-淀粉酶、糖化酶，結果表明雖然酶法提取不溶性膳食纖維的得率高于化學方法，但其持水力、持油力和膨脹率均低于化學法提取的不溶性膳食纖維。

2.3 發酵法 在棗渣中接入菌種進行發酵，利用菌種僅分解多糖、蛋白，而不分解膳食纖維的特點來制取膳食纖維。發酵法制成的膳食纖維在色澤、質地、氣味和分散程度上均優于化學法制成的膳食纖維，且在持水力和得率上也具有明顯的優勢。李黎和王宇輝[7]利用保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳酸菌復合發酵提取棗渣中的不溶性膳食纖維，并對發酵工藝條件進行響應面法優化研究，通過測定持水力、膨脹性及持油力等功能特性，得到最佳提取工藝條件為：當復合菌種配比1∶1∶1、接種量為0.5%、料水比為1∶19.7、發酵溫度為30℃、發酵時間16h，此條件下得率為18.13%，與理論值18.1485%非常接近。

2.4 化學試劑-酶結合法 采用化學分離法制取的膳食纖維多含蛋白、淀粉等多種雜質，要制取高純度的膳食纖維需結合相關的酶進行處理?；瘜W試劑-酶結合法是指在使用化學試劑如酸、堿處理的同時，用各種酶（如α-淀粉酶、蛋白酶、淀粉葡糖苷酶、纖維素酶等）降解膳食纖維中的雜質。陶永霞等[24]以棗渣為原料，采用酶法水解淀粉，堿法水解蛋白質、脂肪的提取方法提取棗渣可溶性膳食纖維，結果表明在最佳工藝條件（糖化酶添加量0.4%、纖維素酶添加量0.5%、酶解時間60min、堿解pH值12、堿解溫度70℃、堿解時間90min）下，可溶性膳食纖維得率可達11.32%。

3 問題及展望

膳食纖維是一個很廣泛的概念，包括眾多的物質，比如多糖類（纖維素、半纖維素、果膠、菊糖、β-葡聚糖、甲殼質等）、低聚糖類、木質素等，目前有關膳食纖維結構性質和生理功能的研究還比較少，已有的研究多集中于部分多糖類物質，且與膳食纖維的界定比較模糊，因此未來應加強此方面的研究。

另外，目前紅棗膳食纖維的應用還很少，局限于個別保健品、面點類，未來應在快速優質提取紅棗膳食纖維的基礎上，拓寬應用于食品各個領域、護膚品領域等，以此緩解紅棗產量過剩、資源浪費的問題，也能為紅棗生產創造更多的經濟效益。

參考文獻

[1]鄭建仙，高孔榮.論膳食纖維[J].食品發酵工業，1994（4）：71-74.

[2]周艷青，楊英，周嬌嬌，等.米糠膳食纖維對大米粉糊化特性的影響[J].糧食與油脂，2018（12）：64-67.

[3]曲鵬宇，李丹，李志江，等.膳食纖維功能、提取工藝及應用研究進展[J].食品研究與開發，2018，19（12）：218-224.

[4]魯周民，劉坤，閆忠心，等.棗果實營養成分及保健作用研究進展[J].園藝學報，2010，37（12）：2017-2024.

[5]張銀鳳，王永志，杜儀，等.綜合醫院門診患者便秘及心理健康調查[J].中國醫藥導報，2018，33（11）：43-46，55.

[6]白冰瑤，劉新愚，周茜，等.紅棗膳食纖維改善小鼠功能性便秘及調節腸道菌群功能[J].食品科學，2016，37（2）：254-259.

[7]李黎，王宇輝.響應面法優化發酵法提取棗渣中不溶性膳食纖維提取工藝優化[J].中國食品添加劑，2017（9）：140-145.

[8]邢曉圓.紅棗膳食纖維提取及腸道健康運動食品研制[J].食品研究與開發，2017，（24）：93-96.

[9]張孟凡，岳麗，敬思群，等.超聲輔助-酶解協同作用提取紅棗渣膳食纖維及其促消化作用[J].食品工業科技，2018（11）：13.

[10]蔡興航，劉世軍，韓玲，等.大棗及大棗水提醇沉物對高血脂癥模型小鼠降脂作用初探[J].陜西農業科學，2018，64，（8）：1-3.

[11]張麗芬，韓婭婷，邵佩蘭，等.紅棗可溶性膳食纖維的抗脂質過氧化作用[J].北方園藝，2017（21）：50-56.

[12]謝惠，韓婭婷，邵佩蘭，等.紅棗可溶性膳食纖維的抗氧化活性研究[J].食品工業科技，2017（22）：37-41.

[13]李福帥，李國峰，張璐，等.響應面試驗優化超聲波輔助提取長紅棗多糖及其抗氧化活性[J].農產品加工，2017（10）：5-10.

[14]張鐘，吳茂東.大棗多糖對小鼠化學性肝損傷的保護作用和抗疲勞作用[J].南京農業大學學報，2006，29（1）：94-97.

[15]王洪杰，張平平，歐可可，等.發酵對金絲小棗多糖緩解體力疲勞功效的影響[J].食品與機械，2018，34（2）：46-49.

[16]李晉， 徐尚福，殷國海，等.紅棗多糖對人肝癌 HepG2細胞的抑制作用[J].貴州醫藥，2014（6）：506-508.

[17]劉曉連，李亞蕾，羅瑞明.長棗多糖中抗腫瘤多糖的篩選研究[J].安徽農業科學，2012，40（29）：14461-14463.

[18]蔡雨晴.金昌棗多糖提取分離、結構表征及生物活性的研究[D].新疆維吾爾自治區：塔里木大學，2018（6）：83.

[19]姚文華，胡玉宏，邱承軍，等.酶法制備棗膳食纖維與應用的研究[J].食品科學，2007，28（1）：139-142.

[20]韓立英，張倩倩.棗渣中可溶性膳食纖維的提取[J].食品工業，2012，33（4）：67-69.

[21]楊艷艷，許牡丹，楊雯.響應面法優化棗渣可溶性膳食纖維提取工藝的研究[J].陜西科技大學學報，2012，30（1）：8-11.

[22]趙梅，石勇，邵利平，等.改性棗渣可溶性膳食纖維溶解性和粘性行為初探[J].安徽農業科學，2015，43（22）：251-253，260.

[23]李星科，劉芳麗，李素云，等.棗渣中不溶性膳食纖維酶法提取工藝及性質研究[J].北方園藝，2014（9）：151-154.

[24]陶永霞，周建中，武運，等.酶堿法提取棗渣可溶性膳食纖維的工藝研究[J].食品科學，2009，30（20）：118-121.

（責編：徐世紅）