红薯糟膳食纤维的研究进展

第２９卷第２期２０１０年６月

武汉工业学院学报

Ｊｏｕｒｎａｌ

ｏｆ

ＶｏＬ２９Ｎｏ．２

Ｗｕｈａｎ

ＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｊｕｎｅ．２０１０

文章编号：１００９－４８８１．（２０１０）０２－００２２－０４

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－４８８１．２０１０．０２．００６

红薯糟膳食纤维的研究进展

倪文霞，王尚玉

（武汉工业学院食品科学与工程学院，湖北武汉４３００２３）

摘要：红薯糟是红薯淀粉加工过程中的副产物，含有大量的膳食纤维。概述了红薯糟膳食纤维的作用、提取方法及改性研究现状，并对其应用状况和开发前景进行了介绍。关键词：红薯糟；膳食纤维；提取；改性；应用中图分类号：ＴＳ

２１５

文献标识码：Ａ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ

ｏｎ

ｔｈｅｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｅｒｏｆｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏｒｅｓｉｄｕｅ

Ｎ／Ｗｅｎ—ｘｉａ，ＷＡＮＧＳｈａｎｇ－ｙｕ

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｔｈｅｂｙ—ｐｒｏｄｕｃｔｏｆｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏｓｔａｒｃｈｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｒｅＩｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ．ｔｈｅｆｕｅｔｉｏｎ．ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｗｅｅｔｐｏｔａｔｏｒｅｓｉｄｕｅ；ｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｅｒ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

膳食纤维ＤＦ（ｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｒｅ）是指不易被人体消化吸收的，以多糖类为主的大分子物质的总称，是由纤维素、果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等物质组成的聚合体。膳食纤维不能被人体所消化、吸收，具有防治结肠癌、降低血糖、预防糖尿病和减少重金属等有毒物质的吸收等生理功能。

红薯，又名甘薯，营养丰富，具有补脾胃、养心神、益气力、活血化瘀、清热解毒等功效。它是全球性种植的主要作物之一，广泛应用于食品工业、轻化工业和饲料工业。世界上共有１００多个国家栽培红薯，栽培面积约９０４．６万ｈｍ２，总产量为１３６７５．６万ｔ。我国是最大的红薯生产国，种植面积和总产量分别约占世界的７０％和８５％，常年种植面积６００万

薯淀粉３糟高达４

００００００

ｔ的加工企业，每年产生的红薯淀粉湿ｔ以上，其多数当废料丢弃。目前，红

薯糟用途仅限于生产农家饲料和制造沼气，而且绝

大部分被作为废糟丢弃¨Ｊ－ｏ这不仅污染环境，也是

一种资源的浪费。因此，从红薯糟中提取膳食纤维并进行综合利用，既能解决因处理红薯糟造成的污染，又能提高企业的经济效益。

１红薯膳食纤维的作用

红薯膳食纤维对人体健康有很多重要的生理功能，其主要的生理功能概括起来包括以下几个方

面［３】ｏ

（１）可预防结肠癌与防肥胖。刺激物或毒物停留在结肠内的时间过长是引起结肠癌的原因之＿，红薯膳食纤维的高持水性能够增加人体排便的体积

ｈｏ以上…。红薯糟是红薯加工制取淀粉而产生的

废弃物，其主要成分为粗纤维。据了解，一个年产红

收稿日期：２０１０－０１－２４．

作者简介：倪文霞（１９８７．）。女，硕士研究生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｗｘ＿１９８７＠１２６．ｃｏｒｎ．

通讯作者：王尚玉（１９７３－）。女。副教授，Ｅ－ｍａｉｌ：Ｗｓｙｌｌ０９＠Ｙａｈｏｏ．姗．ｍ．

万方数据

２期倪文霞，王尚玉：红薯糟膳食纤维的研究进展

２３

与速度，使有毒物质迅速排出体外。红薯膳食纤维具有很强的持水性，吸水之后体积变大，引起饱腹感，并影响机体对食物其他成分的消化吸收，对预防肥胖症大有益处。

（２）对胆固醇有吸附作用。红薯膳食纤维具有较强的降低胆固醇吸收的功能，由于红薯膳食纤维的分子量很大，可在溶液中展开成网络状结构，从而

产生类似交换树脂的作用，可以束缚胆酸、胆汁酸及

盐类物质。这些物质与膳食纤维在小肠内结合后，随粪便排出，体内就需要有额外的胆固醇被转化成胆酸以补偿那些被排掉的部分，从而减少体内胆固醇，达到降低血脂水平的目的。

（３）对Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｃａ”、Ｆｅ“、Ｐｂ“有吸附作用。１９８１年ａｅｎｔｅｎａｃ”１曾提出：植物ＤＦ与阳离子的相互作用，存在两种机制。第一种机制认为这一过程的内在机制是静电相互作用，其行为受波耳兹曼定律制约。离子问相互作用时的选择性受到离子化合价直接影响。第二种机制认为膳食纤维相的阴离子基团与溶液中的阳离子之间存在内在亲和力，其作用结果使阴、阳离子在ＤＦ上形成离子对，进而共享分子轨道，因此其化学行为遵循质量作用定雒。红薯膳食纤维中包含一些基团有可能发挥一种类似于弱酸性离子交换树脂的作用，进而影响到人体内某些矿物质元素的代谢。

（４）有润肠通便作用。便秘，也称大便干燥，一般来说，大便间隔超过４８ｈ，排便困难，引起排便困难称为便秘。食糜从盲肠出发到变成粪便、到达结

肠末端聚集在一起，通常需要１２—１４ｈ。如果饮食

中粗纤维或食用纤维的含量高，粗纤维或食用纤维中无法消化的物质有助于扩大结肠容积，吸收与保留水分使粪便柔软，有利于大便通过，也能刺激消化液的分泌与肠道的蠕动，起到润肠通便的作用。

２红薯稽中膳食纤维的提取方法

红薯糟膳食纤维有水溶性的膳食纤维（ｓｏｌｕｂｌｅ

ｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｅｒ，ＳＤＦ）和水不溶性的膳食纤维（ｉｎｓｏｌｕｂｌｅｄｉｅｔａｒｙ

ｆｉｂｅｒ，ＩＤＦ）两种，膳食纤维的种类和性质不

同，其提取方法也各不相同。目前，红薯糟膳食纤维的提取方法主要有４种：化学分离法、化学试剂一酶结合法、生物技术法和物理法。２．１化学分离法

、化学分离方法是指将粗产品或原料干燥、磨碎后，采用化学试剂提取而制备膳食纤维的方法，主要有直接水提法和酸碱法等。

万方数据

直接水提法是红薯糟中水溶性膳食纤维最简便

的提取方法。张兆琴等∞。提取红薯糟膳食纤维是采用的水提法工艺流程是：红薯糟预处理＿粉碎过筛－＋水化＿＋升温反应一＋冷却＿＋水洗＇＋过滤＿烘干一

水提法ＤＦ。水提法制备的产品中膳食纤维的含量为２５．２２％。

酸碱法是提取红薯糟中不可溶性膳食纤维常用的一种方法。余筱洁ｐ１采用酸、碱处理法提取红薯糟膳食纤维，通过研究确定的最佳工艺流程是：红薯糟＿８５℃水浸泡０．５ｈ－＋过滤＿＋滤渣－－，ｐＨ１．５的酸水在常温下浸泡１４ｈ（料液比１：１８）－＋在ｐＨ

１．５，

８５

ｃｃ条件下搅拌提取６ｈ－＋滤布过滤洗涤至中性＿＋

加入１０％的氢氧化钠在室温下碱浸泡一夜（１：１０）＿＋过滤＿滤渣－＋水洗至中性＿＋加人５％的次氯

酸钠溶液，用２０％乙酸调节ｐＨ在４．５＿５．０之间，

分三次加人次氯酸钠溶液，６５℃加热３ｈ－＋过滤－＋残渣＿水洗除酸，并用乙醇洗两次．＋干燥＿红薯纤维。该法提取的产品中膳食纤维含量为９６．２７％。２．２化学试剂一酶结合提取法

采用化学分离法制备的膳食纤维含有少量蛋白质和淀粉，要制备高纯度的膳食纤维需要结合酶处理。化学试剂一酶结合法指在使用化学试剂处理的同时，用各种酶（如俚一淀粉酶、蛋白酶等）降解膳食纤维中含有的其它杂质。刘达玉等ｎ。采用酶法和碱法相结合的方法制备膳食纤维。用俚一淀粉酶水解淀粉，氢氧化钠水解蛋白质和脂肪。Ｏｔ一淀粉酶用量为６ｕ／ｇ原料、ｐＨ约为６．２、时间３０ｍｉｎ以

上。采用１％－－２％的氢氧化钠溶液浸泡６０

ｍｉｎ以

上，提取的产品总膳食纤维含量达到８０．７０％。

２．３生物技术法２．３．１酶法

酶法处理红薯糟获得膳食纤维是生物技术在食

品中应用的其中之一。尹从林¨。用酶法制备红薯糟膳食纤维，通过单因素和响应面研究制备工艺。主要用耐高温ａ一淀粉酶去除红薯糟中的淀粉，用蛋白酶去除蛋白质。所得产品的总膳食纤维含量为２９．５％。张兆琴等ｐｏ采用酶提法制备红薯糟膳食纤维的工艺流程：红薯糟预处理一粉碎过筛＿水化

叶调酸＿糊化＿酶解＿＋碱解＿＋冷却一水洗叶过滤＿

烘干’十酶提法ＤＦ。其中，酶提法是用ｑ一淀粉酶水解红薯糟中的淀粉，木瓜蛋白酶水解蛋白质，氢氧化钠水解脂肪。酶提法制备的膳食纤维纯度较水提法高，含量达到６２．４５％。

武汉工业学院学报

２０１０矩

２．３．２发酵法

采用微生物发酵制取膳食纤维是一种比较新颖的方法。邬建国等¨。对药用真菌液体发酵红薯糟获得膳食纤维的发酵工艺进行了研究，发现在培养基优化实验中麸皮含量对不溶性膳食纤维的含量影响最大，其次是红薯糟含量。最终确定的最佳发酵培养基为：红薯糟９％，麸皮０．８％，在该条件下发酵液中的膳食纤维含量达到２９．６３ｇ／Ｌ。而在ｌｏＬ发酵罐中，相同的培养条件，发酵４ｄ后发酵液中的膳食纤维含量可达到２５．８ｌｇ／Ｌ。刘平等采用裂褶菌固体发酵红薯糟获取膳食纤维，通过对比研究确定其最佳发酵模式为２９℃下培养８ｄ，每隔８ｈ搅拌

一次。该模式发酵所得产物的总膳食纤维含量为

７２．７％。

２．４物理法

筛法是物理法提取膳食纤维中的一种。曹媛媛ｐ。对筛法提取红薯糟膳食纤维的工艺进行了研究，其工艺流程是：薯渣＿水洗＿＋干燥一÷粉碎．＋调浆

－＋搅拌一筛分＿干燥－＋产品。得到产品中总膳食纤

维含量约为１５．４７％。

目前，上述提取方法仅限于实验室研究，并未见于工业化生产。３

红薯糟膳食纤维的理化性质和改性

３．１

红薯槽膳食纤维的理化性质

膳食纤维具有很高的持水性和膨胀性，它可增

加人体的排便体积与速度，因此，其持水力和膨胀力是衡量其保健功能的一个重要指标。张兆琴等ｐ。对利用水提法和酶提法值得的红薯膳食纤维进行理化性质的测定，发现两种方法制得的膳食纤维理化性质有很大差异。’其中持水力分别为３．０６

ｇ／ｇ，

６．７４

ｇ／ｇ，溶胀力分别为一２．６７

ｍｌＪｇ，５．９８ｍＬ／ｇ。

膳食纤维的化学结构中包含了一些羧基和羟基类侧链基团，具有较强离子交换能力，对各种矿物质元素和电解质产生吸附作用，特别是对重金属元素有很强的吸附力。因为膳食纤维表面带有很多活性基因，可以螯合吸附胆固醇和胆酸钠之类有机分子，从而抑制人体对他们的吸收，同时也能够吸附亚硝酸根离子¨…。红薯糟不溶性膳食纤维理化指标除吸附胆固醇能力外，其余的理化指标如膨胀率、吸水率、吸附亚硝酸根离子等的能力均高于市售膳食纤维…１。此外，可溶性膳食纤维还具有较好的乳化性，悬浮性和增稠性¨¨。

万方数据

３．２红薯糟膳食纤维的改性

不溶性膳食纤维与可溶性膳食纤维各具其生理功能，但后者的生理功能往往大于前者。据研究，对膳食纤维采用物理、化学方法可以提高可溶性膳食纤维的含量，这就是膳食纤维的改性¨“。近年来逐渐有些关于红薯膳食纤维改性方法研究的报道。邬建国等¨刚对药用真菌液体发酵红薯糟获得膳食纤维的发酵工艺进行了研究，发现发酵过程中不溶性膳食纤维含量随着天数的增加而递减，而可溶性膳食纤维的含量逐渐提高，红薯糟膳食纤维中可溶性膳食纤维与不溶性膳食纤维的比例得到了改善，其中不溶性膳食纤维１０．０１ｇ／Ｌ，可溶性膳食纤维

１５．８０

ｇ／Ｌ。刘达玉等∞１采用挤压膨化技术对薯渣

膳食纤维进行改性，并结合超微粉碎技术，提高膳食纤维的生理功能和口感等感官指标。最后得出的产品中可溶性膳食纤维为８．１３％，达到了总膳食纤维的１０％。尹从林¨１对红薯糟膳食纤维的压力改性进行了研究，针对不溶性膳食纤维产品的理化性质进行压力改性，得出可溶性膳食纤维、不溶性膳食纤维得率分别为２２．８％，２４．３％。通过均匀设计和多元回归分析，得出超高压改性不溶性膳食纤维时压力、时间、温度这三个因素对其抑制淀粉酶活性、吸附胆固醇能力和吸附亚硝酸根离子能力有显著影响。４

红薯膳食纤维在食品中的应用

改性后的膳食纤维具有较好的持水性和膨胀

性。被广泛用于面包、蛋糕、饼干ｕ卜“１等食品中。不仅可以明显降低面包的老化度，还可以使得面团的流变学特性如面团的吸水率、形成时间及稳定时间等发生明显的改善。目前，关于红薯膳食纤维在食品中的应用有少量研究报道。余筱洁ｐ’将红薯

膳食纤维微晶化后以３％ｑ％添加于面包、糕点、

馒头中，口感良好，无粗糙感、无涩昧；以０．５％一

１．５％的量添加到粒粒橙饮料及豆奶中，能增加其稳定性，改善口感。经研究发现：微晶化后的红薯纤维在喷雾干燥前后物化性能和纤维形态结构基本没有变化，完全可以用于食品添加剂生产。孟秀梅等ｕ副采用微生物技术处理红薯糟，得到的膳食纤维发酵产物中膳食纤维含量高，Ｉ：Ｉ感适合，气味清淡，发酵液可用来直接生产膳食纤维功能性饮料。张兆琴等ｐ１将提取的红薯膳食纤维添加到面包中以改善面包的品质，经研究发现加高纯度的膳食纤维有利于延长面包的保鲜期。

２期倪文霞，王尚玉：红薯糟膳食纤维的研究进展

５

结束语

随着人民生活水平的提高，饮食日趋精细，糖尿

病、心血管病、肥胖、便秘等疾病呈增加的趋势。膳食纤维对防治富贵病有着公认的作用，而量大、质优、价廉、功能突出的红薯糟膳食纤维将是很有发展潜力的膳食纤维资源。

２Ｉ世纪的食品将逐渐以功能食品为主，而红薯

膳食纤维具有多种保健功能，适应时代需求。我国作为一个农业大国，红薯糟资源丰富。将其膳食纤

维进行开发利用，既可以降低因处理其对环境造成

的污染，叉可以生产价值含量高、对大众健康有功效

的产品，产生极大的经济和社会效益。因此，对红薯

糟膳食纤维的研究开发非常有前景。

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红薯糟膳食纤维的研究进展

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

倪文霞， 王尚玉， NI Wen-xia， WANG Shang-yu武汉工业学院食品科学与工程学院,湖北武汉,430023武汉工业学院学报

JOURNAL OF WUHAN POLYTECHNIC UNIVERSITY2010,29(2)

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