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膳食纤维的化学分析


     膳食纤维是细胞璧物质扣除灰分所剩余的部分,它由三部分组成:①纤维状碳水化合物(纤维物)、②基料碳水化合物(果胶、半纤维素和糖蛋白)、和③填充物质(木质素).其中①②为细胞壁的初级成分,它随着植物细胞的生长而生长;③为细胞壁的次级成分,通常是死组织,没有生理活性。
不同来源的各种膳食纤维的化学本质不可能一样,但其主要的组成成分是相似的,相互之间的主要区别表现在各种组成分的相对含量、分子的聚合度以及支链结构和取代度等方面不同。现将膳食纤维的、化学分析概述如下:   
已报道的膳食纤维分析方法很多,概括起来不外乎包括洗涤剂法和酶法两大类。洗涤剂法操作简单方便,但只能得到不溶性纤维含量:醉法能同时分析出可溶性纤维与不溶性纤维含量,但分析过程比较复杂且成本较高。
1、洗涤剂法
     洗涤剂法分析膳食纤维的原理是将样品中的可消化成分(蛋白质和淀粉)通过与硫酸、十二烷基铵溴化物之类酸性洗涤剂或十二烷基硫酸钠、乙烯肼四醋酸之类中性洗涤剂相互作用而分开,处理后的残渣与灰分的差值即是“洗涤剂纤维”。
     用酸性洗涤剂处理得到的是酸性洗涤剂纤维(ADF),它包括纤维素与木质素两种成分。用中性洗涤剂处理的称中性洗涤剂纤维(NDF),包括纤维素、不溶性半纤维素和木质素三种成分。
     当应用NDF法来分析那些富含淀粉的谷物与谷物制品时,往往会遇到淀粉组分无法完全分离的困难。因此该法常需结合淀粉酶处理以降解淀粉,如Schaller将NDF残渣继续用包含淀粉酶的缓冲液作用18小时;Schweizer和}ursch提出在洗涤剂处理前可先对样品进行高压湿热处理后再与淀粉酶作用3小时。   
     ADF和NDF两种方法分析的均是不溶于洗涤剂溶液中的膳食纤维部分,包括纤维素、半纤维素和木质素等成分。NDF与ADF的差值即是半纤维素含量,但此数值不甚精确;因为据Robertson等人的研究认为洗涤剂纤维测定的不仅仅是纤维素,半纤维素和木质素,同时还包括数量不等的其它成分。Barley和Ulyatt提出可对NDF和人ADF实行连续化处理,这样果胶和单宁等成分可溶解于中性洗涤剂中,从而使得根据 NDF与ADF,的差值而计算出的半纤维素含量精确度明显提高。
2、酶分析法
     利用酶的处理使得可被人体消化道所消化吸收的组成部分水解去除掉,根据重量分析测得那些未被水解的残留部分即是膳食纤维。
     在酶分析前对样品进行预处理是很重要的,样品首先要粉碎至能通过1mm筛孔的筛子。新鲜湿样品的干燥处理可能会引起结构上的变化,与洗涤剂法一样,在酶法中要完全降解去除淀粉是很困难的。有人提出对样品进行高压湿热处理会提高酶对样品的水解程度,但高压处理有可能导致结构的变化,如热处理会使果胶转变成furanoid化合物。据研究表明,将样品加热至100℃对淀粉糊化来说是足够的。
     经酶法分析处理得到的纤维残渣经常会残留些蛋白质,这是由于蛋白质未被完全降解的缘故,此外添加的酶蛋白未能完全分离掉也可能带来污染。
     最早的酶法只能分析不溶性纤维,后来出现了可同时分析水溶性纤维的方法.水溶性纤维是让之沉淀在80%乙醇溶液中然后通过重量分析法得知,然而并非所有的可溶性纤维都可通过乙醇液的使用而得议分离.Meuser等人曾应用膜过滤法将可溶性纤维与淀粉、蛋白质分开,膜分离的分子量界限是5000,所得残渣用重量法分析。可溶性纤维残渣通常还包含部分蛋白质及矿物成分,可加以单独测定并扣除.
     酶分析法的最大优点在于能同时分析出样品中可溶性与不溶性纤维含量,且分析设备少;但此法过程比较复杂操作不方便且成本高。如选用高活力、高选择性的酶则可加快分析速度,且酶法所得的膳食纤维可进一步用来鉴定纤维的组成及单糖成分。
 
 
作者:郑建仙

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