雷笋膳食纤维酶法改性及其理化性能和结构变化（二）

4、雷笋理化酶改性DF的膳食吸附亚硝酸盐和胆固醇能力

一些流行病学研究表明，过量摄入亚硝酸盐被认为对人体健康有害，纤维性并可能增加患癌症的酶法风险。表4显示了酶改性前后DF的改性构变亚硝酸根离子吸收能力(NIAC)，酶改性后NIAC在模拟小肠和胃的和结化pH下均显著增加(P＜0.05)。结果表明，雷笋理化酶改性后有助于防止过量亚硝酸盐引起的膳食人体中毒。此外，纤维性发现NIAC在pH2.0的酶法条件下有更高的吸收能力，说明DF在胃中比在肠中能吸收更多的改性构变亚硝酸根离子。不同pH下NIAC之间的和结化差异可能是由DF中的阿魏酸引起的，酚酸基团对亚硝基有较强的雷笋理化吸附作用，但在小肠环境中，膳食由于pH值的纤维性升高使得阿魏酸上的羧基发生解离，从而排斥NO2^-，影响了吸附效果。

表4还显示了酶改性前后DF的胆固醇吸附容量(CAC)。酶改性后显著提高了雷笋DF的CAC(P＜0.05)，cAc分别提高了2.16倍(pH7.0)和1.41倍(pH2.0)。DF对胆固醇的吸附通常是化学和物理吸附的作用。最近的研究报道，SDF的CAC比IDF更高，因此酶改性后CAC的增加可能与其SDF含量增加有关。此外，pH值是CAC的一个重要影响因素。在pH7.0条件下，CAC的数值明显比pH2.0下的更高，这可能是由于SDF中部分侧链基团在较高pH下发生了解离。

5、扫描电镜分析

在图1中，显示了酶改性前后的膳食纤维的微观结构。观察到未处理膳食纤维的表面较为光滑，组织较致密，孔隙较少，呈束状结构。酶改性后，膳食纤维的表面更为疏松，形成了较多孔隙，呈现了更复杂的空间网络结构，这和王佳等的研究一致，其使用纤维素酶和木聚糖酶的酶处理导致竹笋膳食纤维的表面变得蓬松且带有孔隙。膳食纤维的比表面积增大，会暴露出更多的亲水亲油基团，这导致了持水性、持油性和吸附能力的显著增加。

6、红外光谱分析

酶解后DF显示出与未处理样品相似的光谱分布，但在相应波长下吸收强度略有变化。如图2所示，3400cm^-1处的宽吸收峰是纤维素和半纤维素的O-H伸缩振动带。酶改性后3400cm^-1处呈现较弱的峰，可能是因为改性处理导致纤维素分子之间的氢键断裂。2925cm^-1处的吸收峰是多糖亚甲基的C-H振动。在l734cm^-1处观察到未处理膳食纤维的肩峰是半纤维素的特征吸收峰，酶改性后该峰消失，这说明木聚糖酶对半纤维素产生了分解作用。l653cm-1处的吸收峰是木质素中的芳香苯引起的，1546cm^-1和l247cm^-1处的吸收峰是木质素组分的特征性弯曲或拉伸。在酶改性后，这些峰的强度均降低，表明一些木质素被降解。l370cm^-1和l060cm^-1处的谱带属于木质素和纤维素的共同带。897cm^-1处的峰是糖单元中β-糖苷键的伸缩振动。

7、X射线衍射

根据文献，DF由有序结晶区(70％)和非晶(30％)组成。非晶区由无定形纤维素，半纤维素和木质素组成。从图3可以看出，酶改性前后的X射线衍射图形在形状上相似，显示出典型的纤维素I晶体构型。未处理DF在扫描角度2θ为20.10^o有明显的结晶衍射峰，酶改性DF在扫描角度2θ为20.39^o有明显的结晶衍射峰，同时在34.55^o处有一个弱衍射峰。酶改性DF与未处理DF比较，结晶峰的2θ值相近，表明酶改性并没有使晶型发生改变。由Jade5.0软件拟合后发现，酶改性后DF的结晶度(30.78％)低于未处理DF(33.72％)，CAO等旧引发现纤维素I的(002)晶面在酶水解过程中优先水解，并且半纤维素通常与纤维素相连，但其具有随机和无定形结构，容易被半纤维素酶水解，因此在纤维素酶初期的水解期间结晶度应该增加，然而结果与之相矛盾。这可能是因为随着酶解时间的增加，较多的内切葡聚糖酶使得结晶区表面纤维素的大分子断裂，并且在外切葡聚糖酶和纤维素二糖酶的协同作用下完全水解，导致结晶区减小；同时，结晶区某些部位分子链排列的无序性因为外切葡聚糖酶的水解作用而增加，使得无定形区增加，两方面的综合影响使得酶改性后DF的结晶度发生了降低。LE等K引报道了纤维素酶处理木浆纤维后纤维素结晶度快速降低。结晶度的降低表明DF的结构更为松散，这和WHC、SC和吸附能力的改善结果一致。

三、结论

通过纤维素酶和木聚糖酶联合改性雷笋膳食纤维，并比较了改性前后膳食纤维的理化性能和结构特性的差异。酶法改性不仅可以显著提高雷笋膳食纤维的SDF含量，而且可以改善膳食纤维的功能特性，改性后WHC、OHC、SC和吸附能力(CAC和NIAC)均得到有效增加；经电镜和波谱分析，酶法改性改变了雷笋DF的结构特征，FT-IR显示木质素和纤维素部分降解，XRD表明其结晶度降低。经比较说明了酶处理对雷笋DF性能的影响，并从其结构变化来阐述原因，为进一步研究和开发雷笋新功能食品或食品添加剂提供了有益的指导。

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