甘薯膳食纤维的研究现状与展望

甘薯膳食纤维的研究现状与展望

膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收，而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和，被称为继糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水之后的“第七营养素”，具有预防便秘和结肠癌、预防心血管疾病、治疗肥胖症、消除外源有害物质等功效。

甘薯特别是甘薯淀粉加工的副产物薯渣，含有丰富的膳食纤维，约占原料的10%～14%。长期以来，我国把薯渣主要作为畜禽饲料，对其营养成分没有进行充分提取和利用，造成了极大的资源浪费，而且易造成环境污染。综合利用甘薯及其薯渣，有利于提高甘薯产业化水平、减轻生态压力，有效促进我国甘薯产业的健康发展。

1甘薯膳食纤维的含量与组成

1 .1甘薯膳食纤维的含量

甘薯膳食纤维含量丰富，特别是薯渣中含有22%左右的膳食纤维。膳食纤维根据溶解性可分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，甘薯中大部分为不溶性膳食纤维，约占75%以上。甘薯膳食纤维含量见表1。

1.2甘薯膳食纤维的组成成分

甘薯膳食纤维组成成分较为复杂，主要含有果胶、半纤维素、纤维素、抗性淀粉、木质素等。其中，果胶等可溶性膳食纤维含量丰富，明显高于大豆膳食纤维，魏海香研究发现，甘薯渣中含有10%～30%的果胶等可溶性膳食纤维。甘薯膳食纤维的组成成分见表2。

2甘薯膳食纤维的提取方法

国内外学者对甘薯膳食纤维的提取做了大量的研究工作，目前主要的提取方法有化学法、酶法、发酵法、筛法等。

2.1化学法

化学法是指采用盐酸、氢氧化钠、磷酸氢二钠等化学试剂提取膳食纤维的方法，以碱法应用较多。杜连起等采用酸碱法制备甘薯膳食纤维，其工艺流程是薯渣经过干燥、粉碎、过筛、称重后，加入氢氧化钠、盐酸、过氧化氢处理，随后经过滤、脱水、干燥、粉碎、过筛、分级、包装即为产品。张春蓬以薯渣为原料，采用磷酸氢二钠法提取甘薯果胶，在单因素试验基础上，通过二次回归正交旋转组合试验确定的最优提取条件为：液料比20：1，提取时间3.3h，提取温度66℃，溶液pH7.9，果胶得率为10.24%。

2.2酶法

常采用淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等酶制剂提取制备高纯度膳食纤维。刘达玉等采用a-淀粉酶、中性蛋白酶分别水解淀粉、蛋白质的方法提取薯渣膳食纤维，确定了酶解的最适工艺条件，提取的产品总膳食纤维含量达到78%以上。孙健等采用a淀粉酶、胰蛋白酶、糖化酶水解甘薯渣进行制备膳食纤维，获得膳食纤维产品中总膳食纤维为81.43%，其中可溶性膳食纤维达40.31%，膳食纤维膨胀力和持水力分别达到195mL/g和910%。丰来等以甘薯渣为原料，利用纤维素酶、淀粉酶、糖化酶提取可溶性膳食纤维，确定最优条件为：淀粉酶100uL，纤维素酶90 uL，pH5.6，酶作用时间3h，反应温度40℃。倪文霞等利用纤维素酶法制备高品质甘薯膳食纤维，获得了最佳工艺条件，水溶性膳食纤维的含量由原来的 4.26%提高到20.91%。

2.3发酵法

刘平采用固态发酵技术获取甘薯渣膳食纤维，最佳的摇瓶发酵条件为：含水量70%，麸皮添加4%，菌龄4d，接种量10%，培养时间16d;膳食纤维制品中膳食纤维、可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的平均含量分别为70.5%、54.6%、l5.9%。邬建国等采用药用真菌液态发酵甘薯渣制备膳食纤维。在采用甘薯渣9%，麸皮0.18%培养基的摇床中，发酵4d后发酵液中的膳食纤维含量可达到29.63g/L;而在相同的培养条件的10L发酵罐中，发酵4d后发酵液中的膳食纤维含量可达到25.81g/L，其中不溶性膳食纤维lO.Olg/L，可溶性膳食纤维15.80g/L。刘蔚等利用灵芝菌发酵紫甘薯渣获得可溶性膳食纤维，优化了发酵工艺和培养条件，在摇瓶水平可溶性膳食纤维达到15.89g/L，而在15L发酵罐中，可溶性膳食纤维达到14.73g/L。

2.4筛法

筛法是一种利用物料颗粒大小不同提取膳食纤维的物理方法。曹媛媛等研究了筛法提取甘薯膳食纤维的工艺，确定最佳筛分提取条件为：料液比1：60，筛分时间20min，筛分频率3.75Hz，溶液pH7。在此条件下制得的甘薯膳食纤维的总膳食纤维含量为81.25%。随后，韩俊娟等利用筛法提取了甘薯膳食纤维，确立了最佳筛分方式及条件，并开发了甘薯膳食纤维功能强化食品。

3甘薯膳食纤维的理化性质

膳食纤维具有持水性、容积作用、与阳离子交换作用、吸附作用等特性，特别是其持水力和膨胀力是衡量其保健功能的一个重要指标。郭亚姿等研究发现，从安徽、北京密云淀粉加工厂及实验室自制的甘薯渣中提取的3种甘薯膳食纤维均显示有较高的持水性、吸水膨胀性和持油性。张兆琴等测定了水提法和酶解法提取的甘薯膳食纤维理化性质，发现两种方法制得的膳食纤维持水力、膨胀力等理化性质差异较大，其中酶解法制备膳食纤维理化性质较优。王贤以甘薯渣酒精发酵后的醪液为原料，采用物理筛分法制备的膳食纤维具有较好的吸水膨胀性(13.26mL/g)、持水性(11.84glg)和持油性(1.85g/g)。Yoshimoto等研究发现不同品种甘薯膳食纤维持水力和持油力显著正相关(r=0.636)。此外，还有研究发现，甘薯膳食纤维对油脂、胆固醇、胆酸钠和亚硝酸根离子均有较好的吸附作用。4甘薯膳食纤维的生理功能

甘薯膳食纤维具有预防结肠癌、防治心脑血管疾病、治疗糖尿病、改变肠道系统中微生物群落、提高人体免疫能力的功效。

4.1防治结肠癌

甘薯膳食纤维的高持水性和高膨胀性能使大便增量、软化、刺激肠道蠕动减少致癌物与结肠的接触机会，同时甘薯膳食纤维能抑制腐生菌生长，减少次生胆汁酸产生，产生能抑制肿瘤细胞生长的丁酸。

4.2防治心脑血管疾病

大量研究表明，膳食纤维能显著抑制总胆固醇浓度升高，降低胆酸及其盐类的合成与吸收，从而阻碍中性脂肪和胆固醇的胆道再吸收，限制了胆酸的肝肠循环，进而加快了脂肪的排泄。因此，可直接扼制和预防冠心病、动脉硬化、高血脂症等心脑血管疾病。

4.3治疗糖尿病