豆渣中不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维的机理研究

前期研究发现，豆渣中大于30%的不溶性膳食纤维可以转化为可溶性膳食纤维，鉴于国内外对其转化的机理研究较少，本项目拟以豆渣纤维为原料，经微生物发酵结合超高压微射流均质处理来提高其可溶性膳食纤维的含量，从膳食纤维的分子结构层面研究豆渣纤维转化前后的成分、结构变化的机理。采用高效液相色谱法检测转化前后膳食纤维的分子量分布范围；铜乙二胺溶液法测定转化前后膳食纤维的聚合度；采用原子力显微镜分析转化前后豆渣纤维的微观形貌和三级结构；根据振动圆二色谱的检测结果来分析豆渣纤维的二级结构；结合傅立叶红外光谱和拉曼光谱来分析豆渣纤维的一级结构（羟基还原端、羰基、醚键、氢键、糖苷键等官能团）；分析微生物发酵结合动态超高压微射流均质将豆渣中不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维成分、结构的变化及其机理，为科学合理地提高豆渣中的可溶性膳食纤维及其营养价值和功能性质提供理论指导，进而为其它膳食纤维的高值化利用提供理论依据

本项目研究了微生物发酵和超高压微射流均质对豆渣膳食纤维的成分（可溶性膳食纤维、不溶性膳食纤维、纤维素、半纤维素及木质素组成）、结构（微观结构、粒度、结晶结构和官能团等）的影响，探讨了微生物发酵和超高压微射流均质提高豆渣中可溶性膳食纤维含量的机理，为不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维提供理论指导；同时拓展研究了处理前后的膳食纤维的单糖组成及理化性质（溶解性、流变性、持水力、膨胀力、结合水力、吸附胆汁酸能力及阳离子交换能力等）和生理功能（降血脂、降血糖）的影响，为全面评价微生物发酵和超高压微射流均质对豆渣膳食纤维改性的影响提供实际参考价值。.研究结果表明：1）豆渣经乳酸菌发酵和动态高压微射流处理后，其可溶性膳食纤维含量均得到提高，不溶性膳食纤维含量降低。从成分分析来看，主要是不溶性的半纤维含量降低所致。乳酸菌发酵豆渣，其代谢产物中含有较多的有机酸，这可使大豆纤维长时间处于酸性环境下，酸是质子的良好供体，能使不溶性膳食纤维的糖苷键断裂，使其内部的亲水基团暴露，从而转化为可溶性膳食纤维；发酵豆渣经动态超高压微射流处理后，可溶性膳食纤维含量进一步提高，主要是由于动态超高压微射流技术产生的强烈的剪切力和碰撞力使豆渣纤维的结构遭到破坏，变得疏松多孔，且其糖苷键断裂使大分子膳食纤维降解为小分子糖类物质，导致可溶性膳食纤维含量增加。.2）单糖分析结果表明乳酸菌发酵使不溶性膳食纤维含量的降低主要由含有阿拉伯糖、糖醛酸和木糖等不溶性大分子物质的降解所致。动态超高压微射流提高可溶性膳食纤维含量的最有可能原因是含有阿拉伯糖、半乳糖和糖醛酸的半纤维素或果胶类物质的降解。.3）结构分析结果表明乳酸菌发酵使得膳食纤维颗粒变小且松散，结晶结构发生变化，糖苷键断裂，分子聚合度降低；动态超高压微射流处理使膳食纤维颗粒变成絮状，且颗粒表面出现很多凹陷，其粒径受机械剪切、空穴爆炸和团聚效应的影响先减小后增大，膳食纤维的晶型未改变，但内部的有序度下降。.另外乳酸菌发酵和动态超高压微射流使豆渣膳食纤维的溶解性、水合性质、吸附胆汁酸能力及表观粘度等理化性质得到提高；豆渣膳食纤维具有明显的降血脂和降血糖作用。.本项目在国内外核心期刊发表学术论文12篇，其中SCI、EI收录5篇，培养了9名硕博研究生。