提取方法對刺梨果渣可溶性膳食纖維理化性質及功能的影響

付慧珍,李國豪,陳佳雨,明建,李富華*

1(西南大學 食品科學學院,重慶,400715)2(西南大學 西塔學院,重慶,400715)

刺梨(RosaroxburghiiTratt.),又名茨梨、木梨子,屬薔薇科薔薇屬,主要分布于我國西南部和中南部海拔1 000～1 600 m的山區山谷和灌木叢中[1],果實富含膳食纖維、維生素C、多酚類等活性物質,具有免疫調節、抗癌和抗氧化損傷等功效[2-3]。刺梨汁是刺梨產品中市場占有率最高的產品類型,刺梨榨汁后會殘留40%～50%的果渣[4]。貴州省作為刺梨的主產地,其每年生產刺梨汁而產生的刺梨渣高達15 000 t[5]。刺梨果渣富含膳食纖維、多酚、黃酮類、粗蛋白等功能和營養成分,是開發功能性食品的良好資源[3]。目前刺梨果渣僅有少量做飼料用,并且在堆積存放過程中極易霉變,從而造成資源浪費和環境污染。深度挖掘刺梨果渣功能性組分,開發其更廣闊的應用空間,是解決刺梨渣資源浪費的有效途徑。

膳食纖維是一種碳水化合物聚合物和寡聚體,根據溶解性不同,將其分為不可溶性膳食纖維(insoluble dietary fiber, IDF)和可溶性膳食纖維(soluble dietary fiber, SDF)[6]。不可溶性膳食纖維包括纖維素、木質素和少量半纖維素,主要來自于谷物麩皮、豆類外皮以及植物莖葉,不參與人體血液循環,但能刺激腸道蠕動,起到潤腸通便的作用[7];可溶性膳食纖維主要包括樹脂、果膠和一些半纖維素等,具有生理保健活性,如預防高血壓、糖尿病、冠心病、心血管疾病等慢性疾病發生的作用[3]。刺梨果渣可溶性膳食纖維含量占刺梨果渣總膳食纖維含量的30%以上[8]。

目前,制備膳食纖維的方法主要有酸法、堿法、酶法、發酵法、膜分離法或多種方法聯合使用,其中,尤以酸法、堿法和酶法為主[8]。采用不同提取方法所制備的膳食纖維樣品在功能性質,分子結構方面具有差異性。研究表明,與酸法提取相比,酶法制備的獼猴桃可溶性膳食纖維表現出更高的持油力和葡萄糖吸附能力[9],而堿法提取的胡麻渣可溶性膳食纖維的持水力、持油力和溶脹力均顯著高于酶法提取[8]。DU等[10]對比了酶化學萃取、亞臨界水萃取和超聲化學萃取,結果表明亞臨界水萃取法提取得的脫脂椰子粉可溶性膳食纖維表現出最高持水力、持油力及葡萄糖吸附能力。因此,膳食纖維樣品的理化性質和功能活性取決于原料類型和提取方法。現有研究多涉及采用不同方法提取不同物料來源的膳食纖維,但是,對于由于方法的差異性所引發的膳食纖維樣品的分子結構、單糖組成及功能活性等方面的差異性,以及各差異性之間的內在聯系方面的研究相對較少。

本研究以富含可溶性膳食纖維的刺梨果渣為原料,采用酸法提取可溶性膳食纖維(SDF1)、堿法提取可溶性膳食纖維(SDF2)、酶法提取可溶性膳食纖維(SDF3),對比分析酸法、堿法和酶法對刺梨果渣可溶性膳食纖維樣品的晶體結構、光譜特征、單糖組成和含量、穩定性、功能性(油脂、葡萄糖吸附能力)等的影響。深度解析提取刺梨果渣可溶性膳食纖維方法之間的差異性,為刺梨果渣可溶性膳食纖維的開發利用提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

刺梨果渣由貴州省生物技術研究所提供,經粉碎過篩60目后,存放在干燥陰涼處備用。

3,5-二硝基水楊酸(DNS)試劑,福州飛凈生物科技有限公司;磷酸鹽緩沖液(PBS)(pH=6.0)、α-高溫淀粉酶(20 000 U/g)、三氟乙酸、甲醇,南京都萊生物技術有限公司;乙醇(95%,體積分數)、氯化鈉、檸檬酸、葡萄糖、氫氧化鈉、鹽酸、1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone,PMP)、磷酸二氫鈉、硝酸銀,均為分析純,成都科龍化工試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

CHY-6001多功能研磨機,金華市莫菲家有電器有限公司;D8 DVANCE X-射線衍射儀,德國布魯克公司;GZX-GF101-1-BS電熱恒溫鼓風干燥箱,上海躍進醫療器械有限公司;H3-18K臺式高速離心機,湖南可成儀器設備有限公司;HH-4數顯恒溫水浴鍋,金壇市易晨儀器制造有限公司;Nicolet 380傅里葉紅外光譜儀,賽默飛世爾科技公司;STA 449C同步熱分析儀,德國耐馳儀器制造有限公司;UV-5100紫外分光光度計,上海元析儀器有限公司;U3000高效液相色譜分析儀,賽默飛世爾科技公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 不同方式提取可溶性膳食纖維

1.3.1.1 酸法制備可溶性膳食纖維

參考麥馨允等[11]的報道,準確稱取10.0 g刺梨果渣粉,按料液比1∶25(g∶mL)加入質量分數2%的檸檬酸溶液,反應液的pH值為2.48,70 ℃下浸提1 h,用2 mol/L NaOH調節溶液pH至中性,4 000 r/min離心10 min,上清液用4倍體積95%乙醇醇沉過夜,再次離心,沉淀物烘干至恒重,即得酸法制備的可溶性膳食纖維樣品SDF1。

1.3.1.2 堿法制備可溶性膳食纖維

參考仝文玲等[8]的報道,準確稱取10.0 g刺梨果渣粉,按料液比1∶25(g∶mL)加入質量分數2%NaOH溶液,80 ℃浸提1 h,用濃鹽酸調節溶液pH至中性,4 000 r/min離心10 min,取上清液用4倍體積95%乙醇醇沉過夜,再次離心,沉淀物烘干至恒重,即得堿法制備的可溶性膳食纖維樣品SDF2。

1.3.1.3 酶法制備可溶性膳食纖維

參考何曉琴[12]的報道,準確稱取10.0 g刺梨果渣粉,按料液比1∶20(g∶mL)加入PBS緩沖液(pH=6.0)和200 μL α-高溫淀粉酶液混勻,95 ℃浸提40 min,4 000 r/min離心10 min,上清液用4倍體積95%乙醇醇沉2 h,再次同條件下離心,沉淀物烘干至恒重,即得酶法制備的可溶性膳食纖維樣品SDF3。

1.3.2 可溶性膳食纖維基本理化性質測定

1.3.2.1 持水力[13]

準確稱取0.50 g刺梨果渣可溶性膳食纖維樣品,加入25 mL蒸餾水混勻,室溫下靜置12 h,4 000 r/min離心10 min,棄上清液,稱重m1。持水力的計算如公式(1)所示:

(1)

式中:m,樣品干重,g;m1,樣品濕重,g。

1.3.2.2 膨脹力[13]

準確稱取0.50 g刺梨果渣可溶性膳食纖維樣品于10 mL量筒中振蕩均勻,記錄體積V1。加入8 mL蒸餾水混勻,室溫下靜置12 h,記錄樣品吸水膨脹后體積V2。膨脹力的計算如公式(2)所示:

(2)

式中:V1,干品體積,mL;V2,吸水膨脹后體積,mL;m,樣品質量,g。

1.3.2.3 水溶性[6]

準確稱取0.50 g刺梨果渣可溶性膳食纖維樣品,加入20 mL蒸餾水混勻,75 ℃水浴1 h,4 000 r/min離心10 min,棄上清液,殘渣烘干至恒重得m1。水溶性的計算如公式(3)所示:

(3)

式中:m,樣品質量,g;m1,水溶后殘留樣品質量,g。

1.3.3 可溶性膳食纖維功能性質測定

1.3.3.1 陽離子交換能力

參考MA等[14]的報道,分別稱取2.00 g樣品,按1∶70(g∶mL)料液比加入HCl溶液(0.1 mol/L)反應24 h。過濾后,樣品用蒸餾水洗滌,并用100 mg/mL硝酸銀檢測不含Cl-為止,烘干。稱取上述干燥樣品0.10 g分散于50 mL 5%的NaCl溶液中,加入2滴酚酞指示劑,采用0.01 mol/L的NaOH滴定,至溶液呈微紅色且5 min內不褪色,記錄堿液消耗體積,并以蒸餾水作空白對照。結果以每克樣品對NaOH的消耗量表示。陽離子交換能力的計算如公式(4)所示:

(4)

式中:V0,NaOH滴定空白體積,mL;V1,NaOH滴定樣品體積,mL;C,NaOH滴定濃度,mol/L;m,樣品質量,g。

1.3.3.2 油脂吸附能力

方法參考周笑犁等[15]的報道,取3.0 g樣品,加入食用花生油或豬油,37 ℃下靜置1 h,4 000 r/min離心20 min,去掉上層油,殘渣用濾紙吸干游離的花生油或豬油,稱重得m1。吸油量的計算如公式(5)所示:

(5)

式中:m,樣品質量,g;m1,吸附油脂后樣品質量,g。

還應告知家長必須堅持長期治療，短于1年的rhGH治療對終身高改善的意義不大。目前的研究表明，rhGH治療相對安全，只要按要求定期隨訪，及時發現可能出現的不良反應或副作用，及時適當處理就不會給患兒造成損害。

1.3.3.3 葡萄糖吸附能力

方法參考何曉琴[12]的報道,分別稱取0.25 g樣品,加入25 mL葡萄糖溶液(50、100、200 mmol/L)混勻,37 ℃下反應6 h,4 000 r/min離心20 min。取上清液20 μL,采用DNS法測定溶液中葡萄糖含量,并以蒸餾水作空白對照。葡萄糖吸附能力的計算如公式(6)所示:

(6)

式中:Ci,葡萄糖初始濃度,mmol/L;Cs,上清液葡萄糖濃度,mmol/L;V,上清液體積,mL;m,樣品質量,g。

1.3.4 可溶性膳食纖維結構性質測定

a)傅里葉紅外光譜[14]

在充分干燥環境中,分別稱取2 mg樣品與200 mg溴化鉀粉末于瑪瑙研缽中混勻并研磨,將研磨好的粉末均勻加入壓膜器中,壓片5 min,然后迅速取出進行掃描分析,掃描波長為400～4 000 cm-1,光譜分辨率為4 cm-1,每個樣品掃描32次。

b)X-射線衍射[16]

將樣品在45 ℃條件下干燥4 h,然后在Cu靶,Kα射線,測試電壓40 kV,電流30 mA條件下,以ω方式掃描樣品,掃描范圍為5°≤2θ≤70°,掃描速率為4°/min,步長為0.02°。

1.3.5 熱重(thermal gravity, TG)分析[14]

1.3.6 可溶性膳食纖維單糖組成

PMP衍生法測定可溶性膳食纖維單糖組成:精確稱取各膳食纖維樣品0.1 mg于20 mL的鉗口瓶中,加入5 mL的2 mol/L 三氟乙酸(trifluoroacetic acid,TFA),充氮氣封管(10 L/min,1 min),120 ℃烘箱中水解2 h;冷卻后取1 mL該反應液與1 mL甲醇混勻,70 ℃水浴下用氮氣吹干,如此重復加甲醇并用氮氣吹干2次,以去除TFA;加入1 mL 0.3 mol/L NaOH溶液充分溶解殘渣,得樣品水解液。分別取 400 μL的混合單糖標準液或樣品水解液于5 mL的具塞試管中,加 400 μL PMP甲醇溶液,渦旋混勻;于70 ℃水浴中反應2 h后,冷卻至室溫;加400 μL 0.3 mol/L的HCl中和(pH 6～7);加水1 200 μL,再加等體積的氯仿,渦旋混勻,靜置,棄去氯仿相,如此萃取2次。將水相用0.45 μm微孔膜(水系)過濾后供HPLC進樣分析。

色譜條件:色譜柱C18柱,250 mm×4.6 mm,粒度5 μm;流動相A:100 mmol/L磷酸鈉緩沖液(pH=6.4);流動相B:乙腈;檢測波長:245 nm;柱溫30;流速1 mL/min;進樣量20 μL。

標準品制備:將甘露糖、核糖、鼠李糖、氨基葡萄糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、巖藻糖標準品分別用甲醇溶解,制備成不同質量濃度的標準品溶液(0～29.6 μg/mL),經0.22 μm有機濾膜過濾后上樣。按照上述色譜條件制作標準曲線。以標準品質量濃度為橫坐標x(μg/mL),以峰面積為縱坐標y,繪制標準曲線,得各回歸方程:y(甘露糖)=2.475x-0.227 3,R2=0.999 98;y(核糖)=3.230 9x-0.841,R2=0.999 89;y(鼠李糖)=2.638 4x-0.284,R2=0.999 99;y(氨基葡萄糖)=2.300 9x-0.381 8,R2=0.999 98;y(葡萄糖醛酸)=3x-0.228 2,R2=1;y(半乳糖醛酸)=1.502 3x+0.619 1,R2=0.999 34;y(氨基半乳糖)=1.576 6x-0.405 2,R2=0.999 97;y(葡萄糖)=2.327 1x-0.091 4,R2=1;y(半乳糖)=2.667 3x-0.107 1,R2=0.999 99;y(木糖)=3.429 3x-0.336 2,R2=0.999 97;y(阿拉伯糖)=3.377 4x-0.515 9,R2=0.999 69;y(巖藻糖)=2.775 3x-0.123 6,R2=1。

1.4 數據處理

每組實驗重復3次。數據采用Excel、SPSS 26.0統計計算和方差分析,圖表運用Origin 2021繪制。結果表示為平均值±標準偏差 (X±SD),P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同提取方法對刺梨果渣可溶性膳食纖維理化性質的影響

持水力和膨脹力作為衡量膳食纖維品質的重要指標,二者分別體現了膳食纖維與過量水接觸后的質量與體積變化情況,反映出膳食纖維與水相互結合的能力。高持水力和高膨脹力則表明膳食纖維對水的吸附能力更強,有助于調整食品體系水分分布,改善產品組織結構,防止水分流失,從而提高膳食纖維的加工適度性[17]。良好的持水力和膨脹力有助于膳食纖維在腸道內吸水膨脹,形成更大體積的凝膠狀物質,促進腸胃蠕動,預防便秘和結腸癌發生[5]。由圖1可看出,3種可溶性膳食纖維的持水力大小為SDF2>SDF3>SDF1;膨脹力大小為SDF2>SDF1>SDF3;水溶性大小為SDF3>SDF1>SDF2,3組之間均存在顯著性差異(P<0.05)。其中,SDF2的持水力和膨脹力最大,原因在于堿液使得刺梨果渣中不可溶性膳食纖維分子之間鏈接被打斷并向可溶性小分子轉變,暴露出更多的極性基團或側鏈[18],從而提高膳食纖維的持水力和膨脹力。

A-持水力;B-膨脹力;C-水溶性圖1 酸法、堿法、酶法對刺梨果渣可溶性膳食纖維持水力、膨脹力和水溶性的影響Fig.1 Effect of acid, alkaline, and enzymatic methods on the physicochemical properties of soluble dietary fiber from Rosa roxburghii Tratt.Pomace注:SDF1-酸法提取可溶性膳食纖維;SDF2-堿法提取可溶性膳食纖維;SDF3-酶法提取可溶性膳食纖維;圖中標注不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)(下同)。

2.2 不同提取方法對刺梨果渣可溶性膳食纖維功能性質的影響

2.2.1 陽離子交換能力

膳食纖維分子中含部分羧基和羥基側鏈基團,與陽離子進行可逆交換,可影響消化道的pH值、滲透壓以及氧化還原電位,有助于形成較為理想的緩沖體系,從而利于機體消化吸收[18]。膳食纖維可與腸道中Na+、K+進行交換,通過機體排泄和排遺,降低血液中Na+、K+濃度水平,從而起到降壓作用[18]。由圖2可看出,3種可溶性膳食纖維的陽離子交換能力從高到低依次是:SDF3>SDF2>SDF1,且存在顯著性差異(P<0.05)。酸解法提取時,在低pH環境下,溶液中的H+會和陽離子競爭性結合膳食纖維的活性基團,不利于陽離子交換[15]。堿法提取時,pH值增加,羥基、羧基等活性基團去質子化并帶負電,使得與陽離子交換的能力提高[16]。酶法處理使可溶性膳食纖維化學結構中的羧基、羥基和氨基等側鏈基團更易暴露,可溶性膳食纖維充當類似于弱酸性陽離子交換樹脂的角色,與鈣、鋅、銅、鉛等陽離子進行可逆性交換,且優先交換有害金屬離子,從而起到解毒和緩沖作用[8]。

圖2 酸法、堿法、酶法對刺梨果渣可溶性膳食纖維 陽離子交換能力的影響Fig.2 Effect of acid, alkaline, and enzymatic methods on the cation exchange capacity of soluble dietary fiber from Rosa roxburghii Tratt.pomace

2.2.2 油脂吸附能力

如表1所示,3種可溶性膳食纖維均表現出類似的吸附飽和油脂(豬油)的能力,SDF1對不飽和油脂(花生油)的吸附能力與SDF2和SDF3的差異不顯著,但SDF3對不飽和油脂的吸附能力顯著強于SDF2(約是SDF2的2倍)(P<0.05)。3種可溶性膳食纖維樣品對飽和油脂表現出較高的吸附能力,約是不飽和油脂吸附能力的3倍。可溶性膳食纖維通過吸附油脂,延緩脂肪的消化吸收,抑制脂肪的攝入,從而發揮降脂作用。膳食纖維還可通過包裹油脂,以減少油脂與膽汁的接觸和油脂分解以及阻礙腸道吸收膽固醇,從而起到降血脂作用。此外,可溶性膳食纖維對油脂的吸附能力略強于不可溶性膳食纖維[19]。本實驗中各SDF樣品對飽和油脂的吸附能力差異不顯著,可能由于豬油易凝固(凝固溫度約為34 ℃),當SDF與豬油在37 ℃下靜置所形成的混合體系不均衡,且流動性差。雖然不同方法制備的SDF樣品的分子結構特征和單糖組成等方面可能存在差異性,但由于豬油較為黏稠,豬油與SDF樣品二者之間的“黏附效應”可能強于SDF分子對豬油的“吸附效應”。當以黏附效應為主導時,不同樣品對飽和油脂—豬油的“吸附”能力沒有差異性。花生油在常溫下呈液態,液態油脂吸附力的強弱與膳食纖維的顆粒大小等因素相關,且與膳食纖維分子疏水基團的量正相關[20]。酶法制備的可溶性膳食纖維(SDF3)具有較強的飽和和不飽和油脂吸附能力,這可能由于酶法處理破壞了刺梨可溶性膳食纖維的分子間鍵,導致纖維分子粒徑減小,比表面積增大,使得SDF化學結構中羧基、羥基、氨基等側鏈增加,從而更易與油脂分子中的氫原子相互吸引和結合[14],表現出較強的油脂吸附能力。酸法處理則有效地保留了SDF的疏水基團,而堿法處理主要破壞細胞壁(溶解部分不溶性膳食纖維的半纖維素)[21],對SDF疏水基團的影響相對較小,故表現出最弱的油脂吸附能力。

表1 酸法、堿法、酶法對刺梨果渣可溶性膳食 纖維油脂吸附能力的影響Table 1 Effect of acid, alkaline, and enzymatic methods on the oil adsorption capacity of soluble dietary fiber from Rosa roxburghii Tratt.pomace

2.2.3 葡萄糖吸附能力

膳食纖維有助于抑制葡萄糖擴散,降低血糖水平,并有效控制餐后血糖上升速度。由表2可知,膳食纖維樣品對葡萄糖的吸附能力隨著葡萄糖溶液濃度的升高而顯著增強(P>0.05),具有一定的量效關系,且3種樣品對葡萄糖吸附能力的增強效應,基本一致。在葡萄糖低濃度(50 mmol/L)和高濃度(200 mmol/L)條件下,3種可溶性膳食纖維之間對葡萄糖吸附能力相當,在100 mmol/L時,SDF1表現出最高的葡萄糖吸附能力(P>0.05)。膳食纖維對葡萄糖的吸附作用與纖維含量及物理結構有關[12]。可溶性膳食纖維與水接觸形成凝膠狀物質包裹葡萄糖分子,松散的網狀結構將葡萄糖分子包裹其中,從而抑制葡萄糖擴散[15,17]。

2.3 不同提取方法對刺梨果渣可溶性膳食纖維結構性質的影響

2.3.1 紅外光譜分析

圖3 酸法、堿法、酶法提取刺梨果渣可溶性膳食 纖維的紅外光譜Fig.3 FTIR spectra of soluble dietary fiber extracted from Rosa roxburghii Tratt.pomace by acid, alkaline, and enzymatic methods

2.3.2 晶體結構分析

纖維素的結晶結構分為纖維素I～V型5種,其中I型為天然纖維素[22]。由圖4可知,3種膳食纖維樣品衍射峰的位置沒有明顯區別,只是衍射強度有所差異,表明纖維樣品的晶體沒有變換。但SDF1峰多且雜,2θ=23.8°處存在較寬的衍射峰。SDF2在2θ=22.8°處有明顯的衍射峰,在2θ=14.1°和2θ=31.5°處出現2個尖銳的衍射峰。SDF3在2θ=21.6°處出現一個較寬的衍射峰,其他位置的衍射峰有所掩蓋。3種樣品均表現出纖維素I型的X-射線衍射特征曲線[23]。由此可判斷刺梨果渣SDF的晶體類型屬于纖維素I型,為結晶區與非結晶區兩相共存的狀態[24-25]。此外,SDF1出現其他峰可能是由于膳食纖維中含有較多影響衍射峰生成的雜質。樣品的結晶峰強度與結晶強度相關[24],3種樣品的結晶強度有輕微差異,說明不同提取方法可能使纖維的微觀結構發生了變化。

圖4 酸法、堿法、酶法提取刺梨果渣可溶性膳食 纖維的X-射線衍射圖譜Fig.4 XRD of soluble dietary fiber extracted from Rosa roxburghii Tratt.pomace by acid, alkaline, and enzymatic methods

2.4 不同提取方法對刺梨果渣可溶性膳食纖維熱穩定性的影響

由圖5可知,3組樣品具有性質相似的TG曲線,且均經歷2個顯著的質量損失階段,具有不同的降解速率。第一次失重出現在50～200 ℃,主要是樣品中自由水和結合水的蒸發[14]。第二次失重發生在200～650 ℃,速率較快,主要為半纖維素、纖維素和果膠等物質的熱解或碳化[25-26]。在650 ℃時,刺梨果渣SDF1、SDF2和SDF3的質量損失分別達到51.13%、60.23%、78.22%。其中,酶法制備的刺梨果渣SDF質量損失最高。隨著溫度繼續升高,膳食纖維繼續熱解導致失重。以上結果表明,200 ℃以下,3種樣品熱穩定性良好,但當溫度達到650 ℃及以上時,SDF1具有更好的熱穩定性。

圖5 酸法、堿法、酶法提取刺梨果渣可溶性膳食 纖維的熱重分析Fig.5 TG of soluble dietary fiber extracted from Rosa roxburghii Tratt.pomace by acid, alkaline, and enzymatic methods

2.5 不同提取方式對刺梨果渣可溶性膳食纖維單糖組成的影響

由圖6可知,酸法(SDF1)和酶法(SDF3)制備的可溶性膳食纖維均由12種單糖組成,但堿法SDF2只有10種單糖構成,引起該差異性的主要原因可能是不同提取方法對多糖分子、鍵能的破壞程度不同,進而引起單糖組成比例的改變。由表3可知,酸法提取物中的單糖含量由高到低的順序為半乳糖醛酸>半乳糖>甘露糖>葡萄糖>阿拉伯糖>鼠李糖,其對應的各單糖含量比例為7.4∶6.0∶4.1∶3.7∶1.2∶1.0。半乳糖醛酸是果膠的主要成分,則表明果膠是SDF1的主要成分。堿法提取物中的單糖含量由高到低的順序為半乳糖>葡萄糖>甘露糖>阿拉伯糖>鼠李糖>半乳糖醛酸,其對應的各單糖含量比例為8.4∶4.5∶2.3∶1.9∶1.3∶1.0。酶法提取物中的單糖含量由高到低的順序為葡萄糖>半乳糖>半乳糖醛酸>甘露糖>阿拉伯糖>鼠李糖,其對應的各單糖含量比例為7.2∶6.1∶2.8∶1.3∶1.2∶1.0。堿法提取物中的半乳糖含量是酸法的1.9倍,酸法提取物的木糖含量是酶法的3.15倍。木糖和阿拉伯糖是組成半纖維素的單糖[1,27],酸法和酶法提取所得樣品中均含有木糖和阿拉伯糖,可推斷刺梨果渣可溶性膳食纖維的部分成分來自于半纖維素。

表3 刺梨果渣可溶性膳食纖維單糖組成及含量Table 3 The monosaccharide composition and content of soluble dietary fiber extracted from Rosa roxburghii Tratt.pomace by acid, alkaline, and enzymatic methods

1-甘露糖;2-氨基葡萄糖;3-核糖;4-鼠李糖;5-葡萄糖醛酸; 6-半乳糖醛酸;7-氨基半乳糖;8-葡萄糖;9-半乳糖; 10-木糖;11-阿拉伯糖;12-巖藻糖圖6 酸法、堿法、酶法提取刺梨果渣可溶性膳食纖維單糖 組成高效液相色譜圖Fig.6 Analysis of soluble dietary fiber monosaccharide composition of Rosa roxburghii Tratt.pomace by high performance liquid chromatography

3 結論

堿法提取的刺梨果渣可溶性膳食纖維具有良好的持水力和膨脹力,酶法制備的纖維樣品對油脂尤其是飽和油脂具有較好的油脂吸附能力,3種提取方法制備的可溶性膳食纖維樣品表現出相當的吸附葡萄糖的能力。3種提取方法制備的刺梨果渣可溶性膳食纖維均表現為膳食纖維I型結構(天然纖維素結構),且糖苷鍵以β-構型為主。酸法堿法和酶法制備的刺梨果渣可溶性膳食纖維的熱穩定性良好,適合在200 ℃以下加工。3種提取方法制備的可溶性膳食纖維的單糖組成有顯著差異,酸法、堿法和酶法可溶性膳食纖維中主要的單糖分別為半乳糖醛酸、半乳糖和葡萄糖。本研究為刺梨果渣可溶性膳食纖維的開發利用提供理論基礎。