膳食纖維具有潤腸通便、減肥、調(diào)節(jié)血糖血 脂[1-2]、清除外源有害物質(zhì)等諸多生理功能，紅薯 是中國主要糧食作物之一，具有藥食療效，紅薯渣 是紅薯提取淀粉的副產(chǎn)物，含 30%左右的膳食纖 維，通常做飼料或被廢棄。為了充分利用此類原料， 可利用紅薯渣生產(chǎn)膳食纖維，但膳食纖維的專一性 較差，通過適當(dāng)改性手段對膳食纖維進行改性處 理，改變其中部分組成聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與相對含 量，新增或強化部分原先沒有或很微弱的功能特 性，從而使不溶性膳食纖維在某種程度上能夠發(fā)揮 可溶性膳食纖維的作用，對有效利用天然資源，更 好地發(fā)揮其生理功能具有積極的意義。 

目前常見的膳食纖維改性處理方法有化學(xué)處 理法和物理處理法，常見的化學(xué)處理法是羧甲基 化，常用的物理改性方法有螺桿擠壓技術(shù)[3-4]、高溫 蒸煮技術(shù)[5]、超高壓技術(shù)[6-7]和超微粉碎技術(shù)等[8]。 改性的目標(biāo)主要集中于增加膳食纖維可溶性，而對其 功能改性除水合特性外，其余很少報道。趙國華等[9]研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理的薯渣膳食纖維能將葡萄糖 濃度控制在較低的水平，對餐后血糖的快速升高有 抑制作用；劉偉等[10]以微射流均質(zhì)機為物質(zhì)基礎(chǔ)的 瞬時高壓作用，對麥麩的膳食纖維進行物理機械處 理，處理后樣品的膳食纖維總含量及其可溶性的含 量均有所增加。雖然超高壓改性方法尚不成熟，而 且相對于常規(guī)的化學(xué)法成本較高，但因其反應(yīng)條件 較為溫和，同時對環(huán)境的污染相對較小，將是今后 改性膳食纖維的研究方向之一。

 本文擬以提高調(diào)節(jié)血糖、血脂能力和清除外源 有害物質(zhì)能力為目標(biāo)；采用均勻試驗方法對紅薯渣 不溶性膳食纖維進行超高壓改性，根據(jù)各工藝的影 響系數(shù)，確定超高壓對其改性的最優(yōu)工藝條件；并 分析不溶性膳食纖維的組成和含量、微觀結(jié)構(gòu)、晶 體形式、晶粒和粒度大小以及官能團的變化；對不 同功能改性纖維的改性原因進行初步探討，從而為 膳食纖維的功能改性提供理論依據(jù)。 

1 材料與方法 

1.1 材料與試劑 紅薯渣（含水率大約 13%），湖南某公司提供； 耐高溫 α-淀粉酶溶液（酶活 30 000 U/mL），糖化 酶溶液（酶活≥110 000 U/mL），蛋白酶溶液（酶 活>1 500 AU/g），均由廣州裕立寶生物科技有限公司提供；體積分數(shù)為 95%乙醇；其他試劑均為分析 純。 

1.2 儀器與設(shè)備 UHP900-2*2（Ⅱ）食品高壓處理機（包頭中國 兵器科學(xué)研究院）；荷蘭 XL-30ESEM 型環(huán)境掃描 電鏡（荷蘭 Philips 公司），毛細管電泳儀 P/MDQ （美國 BECKMAN COULER 公司），D/max-ⅢA 型 全自動 X 射線衍射儀（日本理學(xué)公司），Vector33 傅立葉紅外光譜儀（德國 Bruker 公司），BT-9300S 型激光光散射粒度分析儀（丹東百特儀器有限公 司），F(xiàn)lowSorbⅢ2310 型比表面積分析儀（美國 Micromeritics 公司）。

 1.3 試驗方法 

1.3.1 紅薯渣不溶性膳食纖維制備工藝 紅薯渣→預(yù)處理→淀粉酶酶解→糖化→蛋白 酶酶解→過濾→濾渣（乙醇洗滌 2～3 次）→干燥 （80℃）→粉碎（100 目篩）→不溶性膳食纖維 操作要點：1）預(yù)處理：紅薯渣粉碎后過 80 目 篩，并經(jīng)過質(zhì)量比為 1∶10 的水兩次浸泡洗滌過濾。 2）淀粉酶酶解：磷酸鈉鹽緩沖體系 pH 值＝6.0±0.1， 0.1 mol/L 下，添加耐高溫 α-淀粉酶 50 μL/g，90℃ 酶解 100 min。3）糖化：加入糖化酶 200 μL/g，60℃ 水浴 60 min。4）蛋白酶酶解：酶添加量 80 μL/g， 60℃酶解 60 min。 

1.3.2 超高壓改性 將紅薯渣不溶性膳食纖維配制成質(zhì)量分數(shù)為 20%的水溶液，分散均勻，裝入超高壓包裝袋中， 雙層包裝，密封。以前期研究結(jié)果為依據(jù)，按照均 勻試驗設(shè)計表 1 進行改性，針對溫度、壓力和時間 三因素三水平對紅薯渣不溶性膳食纖維進行超高壓 處理、改性后，真空干燥、粉碎，過 100 目篩。以 未改性膳食纖維為對照，測定膳食纖維的理化性質(zhì)。

2 結(jié)果與分析 

2.1 超高壓改性對膳食纖維的影響 紅薯渣不溶性膳食纖維在超高壓壓力、溫度和 時間的影響下，其理化性質(zhì)有一定程度的改進，紅薯渣不溶性膳食纖維在經(jīng)過超 高壓改性后，理化指標(biāo)在一定的條件下均有一定程 度的提高；對超高壓改性均勻設(shè)計試驗的結(jié)果以單 指標(biāo)進行逐步回歸得出函數(shù)，并對函數(shù)進行顯著性 檢驗，通過直觀和函數(shù)擬合對比，確定超高壓改性 各理化指標(biāo)的模型和條件。

3 結(jié) 論 

1）超高壓改性不溶性膳食纖維的工藝條件如 壓力、時間、溫度對其調(diào)節(jié)血糖、血脂、清除外源 有害物質(zhì)能力有顯著影響。得出超高壓對不溶性膳 食纖維的調(diào)節(jié)血糖、血脂能力改性條件：600 MPa， 15 min，60℃；其調(diào)節(jié)血糖功能中抑制淀粉酶活性 和吸附葡萄糖能力，與對照相比分別提高了 1738.1%和 20.4%；調(diào)節(jié)血脂功能中吸附膽固醇能力 和吸油力分別提高了141.8%和29.0%。當(dāng)改性條件： 100 MPa，10 min，42℃時，清除外源有害物質(zhì)功 能中吸附亞硝酸根離子能力，與對照相比提高了 10.9%。 

2）超高壓改性紅薯渣不溶性膳食纖維的微觀 結(jié)構(gòu)為疏松、光滑、蜂巢形的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的塊狀， 且部分斷裂破碎；其單糖組分沒有太大影響，單糖 含量產(chǎn)生了一定程度的變化：木糖含量變化不大， 鼠李糖含量增大，甘露糖和半乳糖、葡萄糖和阿 拉伯糖的總量均大幅度減小，糖醛酸含量大幅度 增大；同時改性使結(jié)晶度減小，比表面積增大；特 征吸收峰增強、紅移和藍移，同時也產(chǎn)生了一些新 的吸收峰。