高吸附性米糠纤维的制备及其吸附特性的研究

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1、高吸附性米糠纤维的制备及其吸附特性的研究-->第一章绪论1.1米糠资源及功能性质概述因为米糠不仅丰富,而且营养全面，它集中了稻谷64%的营养成分,是生物活性物质的良好，如米糠含有的γ-谷维素、生育酚、生育三烯酚等生物活性物质具有很好的抗氧化活性，在预防人体心脑血管疾病、增强机体免疫力、抗癌等方面具有显著的功能作用，受到世界各国的广泛重视[2,3]。米糠富含高品质脂肪（13%-22%）、蛋白（12%-17%）及膳食纤维（23%-30%）[4]，其中膳食纤维可经适当处理，用作食品强化剂或食品体系的表面活性剂，以提高食品的保健功能及贮藏性。但是据有关报道，

2、虽然我国米糠资源丰富，却常被用作动物饲料、肥料以及燃料或者被直接丢弃而造成资源上的浪费[5]。米糠具有独特的坚果香味和自然的甜味，除了含有丰富的多糖、膳食纤维、维生素和矿物质等成分外，还含有22~24%的油脂，其主要由不饱和脂肪酸组成，很容易在自身含有的脂肪氧合酶的作用下腐败变质而产生不良气味，从而对环境造成严重污染。因此，有学者研究了从米糠中提取米糠油的方法，以高效提取米糠油，充分利用米糠资源，开发具有高附加值的米糠产品[6]。另有学者针对米糠油具有抗氧化和抗炎的作用，将米糠油制备成纳米胶囊以提高米糠油的稳定性，从而提高米糠油的有效利用率[7]。此

3、外，米糠脱除脂肪后，能够延长贮藏时间，并能使其中的膳食纤维较易被提取出来。有关研究指出，米糠膳食纤维中90%为不溶性纤维[8]，主要组分为纤维素、半纤维素和木质素，这些成分表面富含醇羟基、酚羟基、醛基、酮基和羧基，具有极强的亲水性、亲油性和金属离子吸附性[9,10]，根据纤维的这些理化性质可以预测纤维被人摄入后对人体的生理作用及对人体健康的裨益[10]。自19世纪70年代中期以来，膳食纤维的功效随着科学研究的深入而逐渐被人们认识，并且已有相关报道指出摄入膳食纤维对人体健康有很大益处[11]。最新研究表明，增加饮食中膳食纤维的含量可以减少冠心病、肥胖症

4、、高血压、糖尿病和一些癌症的发病率[12,13]。例如燕麦麸、大麦麸和车前草等可溶性纤维通过吸附消化道内的胆固醇和脂肪酸，从而起到降低血脂的作用；小麦麸通过吸水膨胀增加粪便体积，加快排便速度，起到防治便秘的作用[14]。此外摄取适当比例的不溶性纤维和可溶性纤维，在帮助人体清除有害重金属离子方面也有着独特的功能和效果[9]。膳食纤维的理化性质以及相关的生理功能，都会受到加工方式的影响，例如超微粉碎会使米糠纤维的粒径显著降低，比表面积显著增大，在一定程度上会使纤维的持水力和膨胀力提高[15]；挤压处理会破坏纤维中的1,4-糖苷键，使部分不溶性纤维转变为可

5、溶性纤维，从而改善纤维的某些功能性质[16]。......1.2膳食纤维的分类早在19世纪20年代KelloggJ.H.就发现了摄入富含麦麸的食品，能够增加粪便体积，加快排便速度，起到预防便秘的作用，从此拉开了人们对膳食纤维研究的序幕[21]。目前西方发达国家对膳食纤维的研究和开发已具有一定的规模，所开发出的一系列膳食纤维产品在食品市场上已占有一席之地，例如富含膳食纤维的功能性食品的年销售额占据美国方便谷物食品年销售额的20%左右[22]。我国对膳食纤维的研究与开发还处于初级阶段，与西方发达国家相比还有一定的差距[23]。经总结，目前关于膳食纤维的研

6、究主要集中在对膳食纤维的提取、改性、生理功能及其在食品中的应用等方面。近年来，国内外有越来越多的研究人员致力于回收提取谷物和果蔬副产物富含的膳食纤维，以期充分利用自然资源，减少对环境的污染。例如AlemdarSain[24]采用化学-机械结合法提取麦秸和豆皮中的膳食纤维，并将其制成纳米级纤维，旨在扩大其在强化生物复合材料中的应用范围。由于众多学者一致认为SDF比IDF的持水性高，在预防心脑血管疾病、糖尿病等方面具有更好的生理功效，因此许多研究倾向于将膳食纤维改性，降低其中的IDF含量，增加SDF的含量，以提高整体膳食纤维的功能性质。由此，国内的周丽珍

7、等人[25]分析比较了酶解法、高压蒸煮法和高压蒸煮-酶解结合法对豆渣纤维结构的影响，以期将豆渣纤维中的IDF部分转化为SDF，提高豆渣膳食纤维的可溶性，进而提高其生理功能性质，但最终结果表明，仅通过高压蒸煮和酶解法，不能显著提高豆渣纤维中的含量。NawirskaA.[26]研究了苹果、梨和玫瑰果渣纤维中的各成分对Pb2+,Cu2+,Cd2+和Zn2+的吸附作用，最终发现几种果渣中的果胶成分对所测定的金属离子均具有最高的吸附能力，木质素基本表现出最弱的金属离子吸附能力，仅苹果渣和玫瑰果渣中的木质素表现出优于纤维素的Cd2+结合力，因此NawirskaA

8、.[26]最后指出纤维的不同，其结合金属离子的能力迥然不同。正因为膳食纤维具有独特的理化性质及多种生理功能，