已有研究表明DF中的多糖結構具有一定的吸附特性,能結合小腸和胃中的改性膽固醇,同時DF不能被人體消化吸收,对燕因此可以降低血清膽固醇含量。麦麸如表1所示,膳食OBDF、结构及功改性OBDF以及改性SDF在模擬小腸環境下(pH7.0),影响對膽固醇的微波吸附能力均高於模擬胃中環境下(pH2.0)的吸附量,這與雷竹筍膳食纖維所得到的改性結論相似。改性OBDF和改性SDF吸附膽固醇能力高於OBDF,对燕這可能是麦麸因為改性處理後OBDF的表麵結構呈現疏鬆多孔狀,增加了其吸附能力,膳食此結果驗證了掃描電鏡結果的结构及功推斷。
目前亞硝酸鹽對人體的影响危害已經得到了科學的證實,而加工肉製品中亞硝酸鹽含量較高,微波利用膳食纖維的吸附特性可以降低其對人體的傷害。由表1可知,在pH2.0條件下,OBDF、改性OBDF以及改性SDF對亞硝酸鈉的吸附能力差別顯著(P<0.05),在pH7.0條件下吸附能力下降,說明胃環境下對亞硝酸鈉的吸附能力高於小腸環境下的吸附能力。這是因為DF中含有較多的阿魏酸,其特有的酚酸基團在酸性條件下能與NO2-反應,從而阻斷強致癌物N-硝基化合物的生成。但在小腸的中性條件下促使阿魏酸的羧酸發生解離,從而影響了對NO2-的吸附效果。改性OBDF及改性SDF因為改性後形成網狀結構,其吸附葡萄糖能力以及吸油力明顯高於改性前(P<0.05),pH7.0環境下的吸附能力高於pH2.0環境下的吸附能力,因此改性後的OBDF有利於降低小腸中葡萄糖濃度。改性OBDF應用於焙烤食品、肉製品中有利於提高食品內部水、油的穩定性,對改善食品質構、貯藏穩定性會起到促進作用。
膳食纖維的溶解度對產品感官品質影響較大,而膳食纖維的溶解性基本取決於樣品的分子組成和結構,由表2可知,不同的溫度、pH值條件對膳食纖維的溶解度影響較大,在50~70℃之間時,改性OBDF和改性SDF的溶解度上升明顯,之後隨著溫度繼續升高,溶解度變化不大,趨於飽和,這可能是因為熱力作用破壞了纖維多糖分子側鏈間的氫鍵和離子鍵,致使溶解度提高。在pH2.0條件(模擬胃中環境)下膳食纖維的溶解度高於pH7.0條件(模擬小腸環境)下的溶解度,這可能是在酸性環境及加熱條件下,促進OBDF水解生成單糖葡萄糖,其中改性OBDF在70℃以及胃中環境pH2.0條件下,溶解度達到(0.14±0.02)g/mL,改性SDF溶解度在此條件下達到(0.18±0.03)g/mL,說明SDF含量是提高膳食纖維溶解性的直接因素,適當提高溫度可以促進膳食纖維的溶解,而胃中環境更有利於提升膳食纖維的溶解度,從而更好地發揮膳食纖維的生理功能。而未經改性OBDF溶解度較低,這主要是因為SDF含量較低的原因導致。因此,將燕麥麩應用於食品加工中可以通過調節溫度和pH值來提高其溶解性能,從而達到改善口感的目的。
燕麥麩中已發現多種酚酸,如咖啡酸、阿魏酸、香豆酸等,具有一定的抗氧化作用。不同質量濃度的OBDF、改性OBDF、改性SDF對DPPH·自由基清除率的影響,如圖4所示。隨著質量濃度的增加,3種樣品對DPPH·自由基呈現不同的清除效果,其中改性SDF>改性OBDF>OBDF。這是因為微波改性處理過程中產生了大量低分子多糖,抗氧化性增強,其中改性SDF的抗氧化性能更加突出,這一結果與胡瑩瑩等的香蕉花SDF的抗氧化活性結果相一致。樣品質量濃度為0.8mg/mL時對DPPH·自由基的清除率呈現明顯上升趨勢,達到2.0mg/mL時趨於穩定,其中改性SDF對DPPH·自由基的清除率最高達到11.8%,改性OBDF對DPPH·自由基的清除率達到10.1%。由圖5可知,隨著質量濃度的增加,3種不同樣品對羥自由基的清除能力也隨之升高(P<0.05)。其中樣品質量濃度為0.4~1.6mg/mL時,對羥自由基的清除率呈現明顯上升趨勢,而後變化不明顯。3種樣品對羥自由基清除能力的大小為改性SDF>改性OBDF>OBDF,改性OBDF和改性SDF對羥自由基的清除能力最高達到49.8%,62.1%。這是因為SDF含量越高,其結構越為疏鬆,疏鬆的結構會暴露出更多的供氫體或電子供體,從而提升其清除羥自由基能力。由此可見,改性後的燕麥麩膳食纖維對DPPH自由基和羥自由基具有良好的清除能力。
本文研究了微波改性對燕麥麩膳食纖維結構以及功能性質的影響。研究結果表明,通過掃描電鏡、X-衍射及紅外圖譜分析,微波改性改變了OBDF的微觀結構,表麵呈現複雜的網絡結構,表麵疏鬆多空隙。纖維素、木質素等非結晶區域發生部分降解,結晶區域擴大,仍保持纖維素Ⅰ型結構。改性後OBDF的官能團並未發生明顯變化,但是強度發生變化,原有的理化性質和功能活性也隨之發生變化。改性處理由於結構和SDF含量的提高,有效增強了OBDF的功能性質,改性後OBDF對膽固醇(pH7.0條件下)、亞硝酸鈉、葡萄糖、油的吸附能力明顯高於改性前,其中改性SDF的吸附性能更為顯著(P<0.05)。改性後的OBDF對DPPH·和羥自由基具有較好的清除能力,其中改性SDF>改性OBDF>OBDF。因此,改性SDF具備更強大的功能活性,通過微波改性提高SDF含量有利於提升燕麥麩膳食纖維產品的生理功能。
微波效應能夠促使纖維素及木質素發生部分降解,聚合度下降,親水活性基團暴露出來,提升了溶解度,有效提高了OBDF的吸附特性及抗氧化活性。綜上所述,微波改性法可有效改善OBDF的結構及功能性質,是一種有效的改性方式,可為燕麥麩產品的品質改良及深度應用提供參考依據。
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