不同加工方式对米糠可溶性膳...纤维结构和抗氧化活性的影响_陈燕霞.pdf

现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 124 不同加工方式对米糠可溶性膳食纤维结构 和抗氧化活性的影响 陈燕霞1，赵东1，刘磊2，董丽红1，邓梅1，张瑞芬1*（1.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，农业农村部功能食品重点实验室，广东省农产品加工重点实验室，广东广州 510610）（2.五邑大学生物科技与大健康学院，广东江门 529020）摘要：该研究以米糠为原料，分别采用挤压膨化、米根霉发酵及发酵-挤压膨化技术处理制备米糠可溶性膳食纤维（Soluble Dietary Fiber，SDF），分析其 SDF 的微观结构、吸收峰特征、分子量和单糖组成，并进行抗氧化活性评价。结果表明，3 种加工方式均显著增加了SDF 含量，较未处理的 SDF 分别提高了 51.49%、108.63%、118.15%；经加工处理后的米糠 SDF 的微观结构更为疏松多孔且分子量更低；4 种米糠 SDF 具有相似的特征吸收峰，但其吸收峰强度存在一定差异。与未处理的米糠 SDF 相比，米根霉发酵及其联合挤压膨化处理的米糠 SDF 出现岩藻糖结构片段，且其鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖和半乳糖含量比例更高，而经挤压膨化处理后其葡萄糖含量更高；此外，挤压膨化和发酵的米糠 SDF 具有更高抗氧化活性，但二者联合处理的 SDF 抗氧化活性无显著差异。综合比较发现经三种加工处理的米糠 SDF 具有显著的结构差异及增强抗氧化活性能力，其中发酵处理对米糠 SDF 的影响最显著，该研究对开发米糠加工新工艺以制备高活性米糠 SDF 具有指导意义。关键词：米糠；可溶性膳食纤维；加工；结构特征；抗氧化活性 文章编号：1673-9078(2023)06-124-131 DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2023.6.0782 Effects of Different Processing Methods on the Structure and Antioxidant Activity of Soluble Dietary Fibers in Rice Bran CHEN Yanxia1,ZHAO Dong1,LIU Lei2,DONG Lihong1,DENG Mei1,ZHANG Ruifen1*(1.Sericultural&Agri-Food Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences,Key Laboratory of Functional Foods,Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing,Guangzhou 510610,China)(2.School of Biotechnology and Health Sciences,Wuyi University,Jiangmen 529020,China)Abstract:Rice bran soluble dietary fibers(SDF)were obtained from rice bran by extrusion,fermentation with Rhizopus oryzae,and fermentation-extrusion.The microstructure,absorption peak characteristics,molecular weight,and monosaccharide composition of the rice bran SDFs were examined,and their antioxidant activities evaluated.The three processing methods significantly increased the SDF content to 51.49%,108.63%,and 118.15%as compared to unprocessed SDF.Additionally,there was an increase in the number of porous microstructures observed following processing,along with a decrease in molecular weight.The four types of rice bran SDFs exhibited similar characteristic absorption peaks,but at different intensities.Compared to the unprocessed rice bran SDFs,SDFs prepared by fermentation and fermentation-extrusion contained structural fucose fragments and had higher rhamnose,arabinose,xylose,mannose,and galactose content.引文格式：陈燕霞,赵东,刘磊,等.不同加工方式对米糠可溶性膳食纤维结构和抗氧化活性的影响J.现代食品科技,2023,39(6):124-131.CHEN Yanxia,ZHAO Dong,LIU Lei,et al.Effects of different processing methods on the structure and antioxidant activity of soluble dietary fibers in rice bran J.Modern Food Science and Technology,2023,39(6):124-131.收稿日期：2022-06-21 基金项目：国家自然科学基金项目（31972082）；珠海市科技计划项目（ZH22036201210043PWC）；中央引导地方（南雄）科技发展资金项目；广东省农业科学院中青年学科带头人培养计划（R2020PY-JG011）；广东省农业科技创新推广项目（粤财农2021170 号）作者简介：陈燕霞（1992-），女，硕士，研究实习员，研究方向：农产品加工，E-mail： 通讯作者：张瑞芬（1976-），女，博士，研究员，研究方向：营养功能食品，E-mail： 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 125 Meanwhile,a higher glucose content was observed in the extruded rice bran SDFs.Both extruded and fermented SDFs exhibit improved antioxidant activities,while no change was observed in the fermentation-extrusion-generated SDFs in terms of antioxidant activity.Comprehensive comparison revealed that SDFs prepared from these three processing methods had significant structural differences and enhanced antioxidant activity as compared to SDFs from unprocessed bran.Fermentation had the most significant effect on the SDFs.This study is of significance in developing new rice bran processing technology for the preparation of highly active rice bran SDFs.Key words:rice bran;soluble dietary fiber;processing;structure characteristics;antioxidant activity 我国是世界上最大的稻米生产国，每年产量约2.0108 t，米糠是稻谷加工过程中的主要副产物，年产量 1.2108 t 左右1。米糠由稻米的种皮、糊粉层、珠心层以及少量胚芽构成，约占稻谷质量的 6%，富含膳食纤维（Dietary Fiber，DF），维生素和酚类化合物等活性成分，被称为“天赐营养源”2,3。然而，米糠具有口感粗糙以及脂肪氧化“哈败”引起的风味劣变等问题，长期作为饲料甚至燃料使用，无法体现其营养价值，造成粮食资源的浪费4。通过加工处理改善米糠的风味口感，提升其功能成分的生物活性是米糠增值加工的重要方向。微生物发酵和挤压膨化是两种常用的谷物及其副产物加工方式，在改善谷物营养品质和风味口感等方面都具有积极作用。项目组前期研究发现，挤压膨化和米根霉发酵处理可促进米糠中结合态酚类物质释放为游离态，同时改变米糠基质结构，提高其结合酚的提取效率，使得其酚类物质总含量较加工处理前分别提高 36.30%和 71.62%5。但上述处理对其他营养活性成分的影响尚不清楚。如上所述，DF 是米糠中重要的营养和活性成分，DF 根据其溶解性不同分为可溶性膳食纤维（Soluble Dietary Fiber，SDF）和不溶性膳食纤维（Insoluble Dietary Fiber，IDF）两类。SDF 通常较IDF 显示出更强的持水力、吸水膨胀性等理化特性和抗氧化活性等生物活性6。研究发现，麦麸等谷物 SDF中富含活性多糖，且具有较强的抗氧化能力7,8。然而，米糠中的 DF 以 IDF 为主，一方面影响其口感，同时也不利于其健康功效的发挥9。研究表明，挤压膨化通过高温、高压、高剪切作用，使物料在挤压机模具口瞬间膨化，实现大分子的降解，改变膳食纤维的结构特性，促进 IDF 转化为SDF10-12；米根霉等真菌在生长过程中，能够分泌大量的纤维素酶，降解纤维素为其自身的增殖提供碳源，且能提高 SDF 的产量13。因此，挤压膨化和米根霉发酵处理可能促进米糠 IDF 转化为 SDF，改变米糠 DF的功能特性，进而改善米糠的口感和功能品质。但两种处理对米糠 DF，特别是 SDF 的结构和功能特性的影响尚未见相关的研究报道。因此，本研究以脱脂米糠为原料，分别采用挤压膨化、米根霉发酵、米根霉发酵-挤压膨化处理米糠后，比较分析上述 3 种加工技术对米糠 SDF 的含量、显微结构、分子量、单糖组成以及抗氧化化活性的影响，旨在探明不同加工处理对米糠 DF 结构特征和功能特性的影响，为米糠高值化利用提供科学依据和技术支撑。1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 原料 新鲜米糠购自广东乡意浓农业科技有限公司，米糠经超临界CO2萃取脱脂处理后，获得脱脂米糠（DRB）。1.1.2 试剂 半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖、核糖标准品、DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼），Sigma-Aldrich 公司（美国）；羟自由基试剂盒、总抗氧化能力试剂盒，南京建成生物工程研究所；其它化学试剂均为分析纯。1.1.3 主要仪器设备 FDU-2100 冷冻干燥机，东京理化器械株式会社；EYELA N-1100 旋转蒸发仪，东京理化器械株式会社；Infinite M200pro 酶标仪，奥地利 TECAN 公司；Merlin高分辨率场发射扫描电子显微镜系统，德国Zeiss公司；6890N/5975B GC-MS 气质联用仪，美国 Aglient 公司；傅里叶变换红外光谱仪 VERTEX33，德国 Bruker 公司；LC-20A 高效凝胶渗透色谱仪（配有 Waters 2413 时差检测器），日本岛津株式会社。1.2 试验方法 1.2.1 不同加工方式处理米糠的制备 1.2.1.1 挤压膨化米糠（EDRB）的制备 DRB 通过 DS32-双螺杆膨化机制备挤压膨化米糠（EDRB）。结合实验室前期摸索的条件，设置挤压膨化参数如下：将米糠水分调节至 25%，分别设置挤压膨化机前段、中段、后段的温度为 70、98 和 134，螺杆转速为 300 r/min。1.2.1.2 米根霉发酵米糠（FDRB）的制备 采用米根霉（AS3.866）半固态发酵制备发酵米糠现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 126（FDRB）。发酵条件参照 Schmidt 等14的方法，将 40 g的 DRB 和 20 mL 蒸馏水加入 250 mL 的锥形瓶中，在121 下高压灭菌 15 min。冷却至室温后，接种 4 mL浓度为 1105 CFU/mL 的米根霉孢子悬浮液，用玻棒搅拌充分混匀后，在 30 恒温培养箱中孵育 120 h。将发酵后的米糠置于50 热风干燥箱中干燥24 h去除多余水分得到 FDRB。1.2.1.3 米根霉发酵-挤压膨化米糠（FEDRB）的制备 将上述制得的FDRB参照1.3.1.1的参数条件进行挤压膨化处理，获得米根霉发酵-挤压膨化米糠（FEDRB）。将通过上述方法制备的不同加工处理的米糠粉碎后，过 80 目筛后包装于聚乙烯塑料袋，置于 4 冰箱保存备用。1.2.2 米糠 SDF 的制备 米糠 SDF 的制备参照 Bunzel 等15的方法，分别将DRB、EDRB、FDRB 和 FEDRB 依次进行糊化、-淀粉酶酶解、蛋白酶酶解、葡萄糖淀粉酶酶解处理后，沸水浴 10 min 灭酶，冷却至室温，4 000g 离心 10 min，上清液用m=10%氢氧化钙调pH值至7，离心去除沉淀，将上清液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的 1/2，装入 1 000 u 的透析袋 24 h 后，采用旋转蒸发仪将透析袋内液体浓缩至原体积的 1/4，加入 4 倍于浓缩液体积的无水乙醇，置于 4 醇沉 8 h，抽滤，收集沉淀后冻干，获得不同加工处理的米糠 SDF，分别命名为 USDF、ESDF、FSDF、FESDF。1.2.3 米糠 SDF 基本结构特征分析 1.2.3.1 米糠 SDF 的微观结构 采用扫描电镜（SEM）观察米糠 SDF 的微观结构。取适量 SDF 粘附在 SEM 铝短柱上，使用溅射涂布机涂覆薄金层。在高真空条件下以 5.0 kV 的低加速电压拍摄涂覆的样品，图片扫描倍数选取 50和 1 200。1.2.3.2 米糠 SDF 的红外光谱特征 称取约 5 mg 米糠 SDF 样品，以 1:100（m/m）比例与干燥的溴化钾混和，研磨均匀后压片成透明圆片，采用红外光谱仪进行分析，扫描波长为4 000400 cm-1。1.2.3.3 米糠 SDF 的分子量分布 采用凝胶色谱法（GPC）测定米糠 SDF 分子量分布，将 SDF 和葡聚糖标准品在 Waters 1525 HPLC 上进行分析，其中进样量 10 L，运行时间 40 min。色谱条件：流动相为 0.02 mol/L 的 KH2PO4缓冲溶液，凝胶柱为 G-1000 column（7.8 mm300 mm）和 G-500 column（7.8 mm300 mm）串联使用，流速为 0.7 mL/min，Waters 2414 示差检测器，柱温 35。1.2.3.4 米糠 SDF 的单糖组成 参照 Huang 等16的方法，采用 GC-MS 气质联用仪测定不同的米糠 SDF 的单糖组成。分别将 10 mg SDF样品与 2 mL，4 mol/L 三氟乙酸混匀，110 水解6 h，在 50 蒸发浓缩至干，加入适量甲醇复溶后再蒸干，重复3次。分别加入10 mg的盐酸羟胺和1 mL的吡啶，在 90 烘箱中反应 0.5 h。室温放置待其冷却后再加入1 mL 的乙酸酐于 90 反应 0.5 h，混匀后过 0.2 m 的滤膜。GC-MS 分析方法：使用 HP-1701 的毛细管柱（管柱长宽 30 m0.25 m，0.33 m）；检测器的温度设置为290；汽化室温度设置为 260；柱温由 190 梯度上升到 240。载气为 N2，流速是 1 mL/min；进样量1 L。样品单糖组成根据单糖标准品出峰面积比来计算出单糖摩尔百分比。1.2.4 米糠 SDF 的抗氧化活性分析 将米糠 SDF 用蒸馏水配成 1 mg/mL 溶液，通过DPPH 自由基清除能力、亚铁离子还原能力（FRAP）、ABTS+自由基清除率测定其抗氧化活性。1.2.4.1 DPPH 自由基清除能力 测定参照 Xu 等17的方法。将 DPPH 用无水乙醇溶解，将不同的米糠 SDF 进行等梯度稀释（使 DPPH 清除能力介于 20%80%），分别取稀释后的样品 0.2 mL加入2.8 mL DPPH 试剂，并避光反应30 min，在515 nm波长下测吸光度，并测定空白对照组。DPPH 自由基清除能力用以下等式计算：101-100%ABA （1）式中：B自由基清除率，%；A1样品的吸光值；A0空白对照的吸光值。1.2.4.2 亚铁离子还原能力（FRAP）测定参照 Benzie 等18的方法。FRAP 工作液的配制：取 25 mL 300 mmol/L 醋酸盐溶液（3.1 g CH3COONa3H2O和16 mL CH3COOH溶于1 L缓冲液（pH 值 3.6）、2.5 mL 的 10 mmol/L TPTZ 溶液（3.12 g TPTZ溶解于1 L 40 mmol/L HCl）和2.5 mL的20 mmol/L FeCl36H2O 溶液混匀后在37 温育后待用。取0.09 mL稀释的 SDF 溶解液与2 mL FRAP 工作液混合混匀，室温避光静置反应 30 min。在 593 nm 测定吸光值。使用Trolox 作为标准化合物，FRAP 的结果以每 g 干基 SDF中所含的 Trolox 当量表示，即 mol TE/g DW。1.2.4.3 ABTS+自由基清除能力 采用南京建成科技有限公司试剂盒测定。取 10 L 1 mg/mL 的 SDF，加入 170 L ABTS 工作液和 20 L过氧化物酶应用液，反应 6 min，在 405 nm 下测定吸光度值，并使用 Trolox 作标准化合物，ABTS 结果以每现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 127 克干基SDF中所含的Trolox当量表示，即mol TE/g DW。1.3 数据分析 所有实验均重复 3 次，结果表示为平均值标准偏差，使用 SPSS 20.0 统计软件进行 ANOVA 单因素方差分析，使用 Origin Pro 9 软件作图。2 结果与讨论 2.1 不同加工方式对米糠 SDF 含量的影响 DRB 经不同加工方式处理后其 SDF 含量变化如 图 1。为了消除不同加工处理后的米糠因水分含量差异对结果的影响，本研究中 SDF 含量均以样品干质量计。经挤压膨化、米根霉发酵、米根霉发酵-挤压膨化处理后，DRB 中SDF 含量分别提高了 51.49%、108.63%、118.15%（P0.05）。FEDRB 与 FDRB 中 SDF 含量最高，分别为 7.33%和 7.01%，均显著性高于 EDRB（5.09%）。Qiao 等19研究发现挤压蒸煮处理米糠后，其 IDF 含量降低，SDF 含量增加，并推测是由于高温挤压蒸煮处理有效地破坏纤维分子之间的糖苷键，将大分子 IDF 转化为小分子 SDF。麦麸中也发现 IDF 转化成 SDF 这一结果20。此外，有研究发现，真菌和乳酸菌发酵均能显著提高豆渣中 SDF 的含量21。这与本研究结果一致。根霉菌发酵-挤压膨化处理较单独的根霉菌发酵处理，其米糠 SDF 含量无显著性差异，这可能是由于霉菌纤维素酶对 IDF 的降解作用明显强于挤压膨化这一物理作用，米糠经根霉菌发酵处理后，其IDF 大幅度降解为 SDF，以致根霉菌发酵的米糠再经过挤压膨化处理并没有进一步显著促进其IDF的降解。这与根霉菌发酵米糠后，其 SDF 的增幅较挤压膨化处理增加 37.70%的结果相一致。图 1 不同加工方式处理米糠 SDF 的含量（%）Fig.1 The content of rice bran SDF processed by different processing methods(%)注：柱面上标注字母不同时，表示各组之间差异达到显著水平（P0.05），下同。2.2 不同加工方式对米糠SDF结构特征的影响 2.2.1 米糠 SDF 的微观结构 不同加工方式得到的米糠 SDF 的微观结构如图 2所示。在 50扫描倍数下，4 种米糠 SDF 均呈现大小不一的“木屑”状。在 1 200扫描倍数下，USDF 呈致密的块状，表面可见大小不一的褶皱，整体较为光滑。与USDF 相比，ESDF、FSDF 和 FESDF 的微观结构被破坏，其中 ESDF 和 FSDF 呈现蜂窝状，但 FSDF 的孔隙明显小于 ESDF。FESDF 则呈现由细小颗粒聚集而成的立体结构，表面较粗糙，有大量缝隙和孔洞，结构较前 3 者更为蓬松，提示其可能具有更大的比表面积。这些结果与之前的研究一致9,23。由此可知，挤压膨化、米根霉发酵、米根霉发酵-挤压膨化处理使米糠 SDF 微观结构改变，可能促使 SDF 聚合度降低，暴露更多的极性和非极性基团，有助于提高其溶解度、保水能力及抗氧化活性等功能特性22。a 图 2 不同加工方式处理米糠 SDF 的微观结构 Fig.2 Microstructure of rice bran SDF processed by different processing methods 注：a、b：USDF；c、d：ESDF；e、f：FSDF；g、h：FESDF。a、c、e、g 为50，b、d、f、h 为1 200。2.2.2 米糠 SDF 的红外光谱特征 FT-IR 光谱用于表征物质的化学官能团。不同加工 方式处理的米糠 SDF 红外光谱如图 3 所示。4 种 SDF现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 128 虽具有相似的特征吸收峰，但其吸收峰强度存在一定差异。在 3 371 cm-1处吸收峰表示纤维素、半纤维素中O-H 键的收缩与振动，与 USDF 相比，ESDF、FSDF和 FESDF 在 3 400 cm-1处的吸收峰强度均不同程度的降低，提示挤压膨化和发酵处理，尤其是二者联合处理可以促进纤维素和半纤维素的分解，这个过程可能会增加官能团的暴露，导致其物理和化学性质发生变化19。2 9002 800 cm-1附近是糖类亚甲基 C-H 键的收缩与振动，1 658 cm-1附近是糖醛酸 C=O 的特征吸收 峰23，1 405 cm-1处的吸收峰为 C-H 振动，代表芳香族木质素基团，1 100 cm-1附近是半纤维素中 C-O、C-C和 C-O-C 的收缩振动24。米糠 SDF 的红外光谱具有纤维素类多糖的特征吸收峰，不同加工方式处理的米糠SDF 的官能基团比较相似，但因不同加工方法破坏其官能团的程度有所不同，使它们的吸收强度存在一定的差异，造成不同 SDF 结构发生了变化。图 3 不同加工方式处理米糠 SDF 的红外光谱图 Fig.3 FT-IR spectra of rice bran SDF processed by different processing methods 2.2.3 米糠 SDF 的分子量分布 SDF 的理化功能性质与其分子量之间存在密切关系25，通常情况下，分子量低的 SDF 显示出较好的溶解性，较低的粘度和较高的生理功能26。本研究采用凝胶渗透色谱（GPC）法分析不同加工方式对米糠 SDF分子量的影响，结果见表 1。与 USDF 相比，挤压膨化、米根霉发酵及二者联合处理均可明显降低米糠 SDF 的分子量，其中 ESDF 的分子量最小，FSDF 和 FESDF其次。结果表明挤压膨化和米根霉发酵可以使可溶性纤维中分子链断裂，导致链长度变短，进而降低其分子量，这与不同加工方式下米糠的 SDF 红外光谱特征提示其化学结构可能发生了变化的结果相一致。前人的研究中也发现了类似的现象，Li 等27研究发现豆腐渣经高压灭菌锅热处理后，可使细胞破裂导致 SDF 中的大分子降解，SDF 的分子量降低。本研究中单独的米根霉发酵和挤压膨化处理对米糠 SDF 分子量降低效果强于二者联合处理，其具体原因有待进一步研究。表 1 米糠 SDF 的分子量 Table 1 Molecular weight of rice bran SDF 不同加工方式USDFESDF FSDF FESDF重均分子量/u58 82317 702 19 845 27 2102.2.4 米糠 SDF 的单糖组成 通过GC-MS进一步分析不同加工方式对米糠SDF单糖组成的影响，结果如表 2 所示。4 种 SDF 主要由葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成，摩尔质量占比 74.31%96.17%，还含有少量的鼠李糖、木糖和甘露糖，而岩藻糖只在 FSDF 和 FESDF 中检出，提示米根霉发酵米糠可使其 SDF 产生岩藻糖结构片段，这与前人28的研究结果一致。葡萄糖是纤维素的主要成分，与 USDF相比，ESDF 单糖组成中葡萄糖的占比显著提升，说明挤压膨化处理可促进纤维素的水解，导致 ESDF 的单糖组成含量发生变化23，与Qiao等25的研究结果一致。此外，米根霉发酵和米根霉发酵-挤压膨化处理均能有效地提高米糠 SDF 中鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖和半乳糖的含量比例，这些糖是形成果胶支链的主要单糖，果胶是细胞壁的特征性多糖29。而米根霉发酵处理中米糠 SDF 葡萄糖含量显著降低，主要原因是发酵过程微生物消耗了葡萄糖。Jia 等9研究发现发酵增加了米糠SDF的葡萄糖醛酸含量并且改变了SDF单糖组成的比例。表 2 不同加工方式处理米糠 SDF 的单糖组成（%）Table 2 Monosaccharide composition of rice bran SDF processed by different processing methods(%)单糖种类 USDF ESDF FSDF FESDF 鼠李糖 0.860.00b 0.420.00a*1.600.03c 1.860.06d 岩藻糖 ND ND 3.070.10a 3.700.19b 阿拉伯糖 11.150.25b 4.340.01a 13.100.21c 18.090.39d 木糖 3.330.17b 0.880.01a 6.350.06c 10.180.31d 甘露糖 6.250.12b 2.500.03a 7.500.17c 10.080.20d 葡萄糖 66.140.21c 87.600.31d 54.170.91b 40.700.20a 半乳糖 12.290.28b 4.230.05a 14.270.28c 15.520.12d 注：ND 表示未检测到；同一行数字旁字母完全不同时，表示不同组间差异显著（P0.05）。现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 129 2.3 不同加工技术对米糠SDF体外抗氧化活性的影响 图4 不同加工方式下米糠SDF 的 DPPH（a）、ABTS（b）和FRAP（c）抗氧化活性 Fig.4 The DPPH,ABTS and FRAP antioxidant activity of rice bran SDF processed by different processing methods 活性氧自由基与多种慢性疾病的发生发展有关，抗氧化剂能够有效的清除体内自由基，减轻其对机体的损伤30。本研究采用 DPPH 自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力和亚铁离子还原能力（FRAP）评价了不同加工方式米糠中 SDF 的抗氧化能力，结果如图 3所示。由图 3a 可知，FSDF 的 DPPH 自由基清除活性（13.12%）最强（P0.05），其次是 ESDF（11.17%），FESDF（10.89%）与 USDF（9.94%）最低。由图 3b可知，ESDF（262.48 mol TE/g DW）与 FESDF （261.72 mol TE/g DW）的 ABTS 自由基清除活性与USDF（244.12 mol TE/g DW）相当，均显著低于 FSDF（315.28 mol TE/g DW）。由图 3c 可知，FSDF （404.03 mol TE/g DW）与FESDF（392.90 mol TE/g DW）的 FRAP 抗氧化活性与 USDF（393.73 mol TE/g DW）相当，显著低于 ESDF（442.69 mol TE/g DW）。由此可知，挤压膨化和米根霉发酵米糠均能提高其 SDF 的抗氧化活性，但二者联合处理米糠对其 SDF 抗氧化活性无显著影响，其中米根霉发酵处理提高其抗氧化活性能力最强。Aguilar-garcia 等31研究发现，根据所测定的对象不同，FRAP、DPPH 和 ABTS 抗氧化能力的结果可能存在差异，主要是因不同抗氧化剂对米糠敏感性不同而使抗氧化活性结果产生差异。Margeti 等32研究发现经过真菌氧化和水解酶处理制备的 SDF 比未处理的 SDF 表现出高达 20 倍的抗氧化活性（ABTS 和DPPH 抗氧化活性）。Li 等27的研究发现经过挤压膨化改性后的 SDF 的 DPPH 和 FRAP 抗氧化活性能力有提高。我们的研究结果与之前的报道一致，表明米根霉发酵和挤压膨化处理可以提高 SDF 的抗氧化活性。本研究结果表明米糠 SDF 是良好的抗氧化剂，且发酵处理对米糠 SDF 的抗氧化活性进一步提高，有利于 SDF高值化利用。3 结论 挤压膨化、米根霉发酵及米根霉发酵-挤压膨化处理米糠影响其 SDF 含量、结构与抗氧化性。经这 3 种方式处理后米糠 SDF 的含量显著提高，SDF 含量依次为 FEDRBFDRBEDRB。与未处理的 SDF 相比，这三种 SDF 微观结构更为疏松多孔，其中 FSDF 的孔隙小于 ESDF，FESDF 结构较前 3 者更为蓬松。3 种加工方式能显著降低其分子量，其中 ESDF 的分子量最小，FSDF 和 FESDF 其次。红外光谱显示 4 种米糠 SDF具有相似的特征吸收峰，但其吸收峰强度存在一定差异。与未处理的米糠 SDF 相比，米根霉发酵及其联合挤压膨化处理米糠 SDF 出现岩藻糖的结构片段，且鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖和半乳糖含量比例显著提高，而挤压膨化处理米糠 SDF 葡萄糖占比升高。抗氧化性方面，挤压膨化和米根霉发酵米糠均能提高其 SDF 的抗氧化活性，但二者联合处理米糠对其 SDF抗氧化活性无显著影响。综上所述，米根霉发酵较其它 2 种加工方式更能提高米糠 SDF 含量及其抗氧化活性。本研究结果可为米糠 SDF 的制备及高值化利用提供一定的理论依据，但是关于加工方式对米糠 SDF 的理化性质和功能活性的影响有待于进一步深入研究。现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 130 参考文献 1 谢凤英,赵玉莹,雷宇宸,等.超高压均质处理的米糠膳食纤维粉对面筋蛋白结构的影响J.中国食品学报,2020,20(11):115-121.2 A Demirct T,B Akta K,C Szeri D,et al.Rice bran improve probiotic viability in yoghurt and provide added antioxidative benefits J.Journal of Functional Foods,2017,36:396-403.3 Moongngarm A,Daomukda N,Khumpika 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