王 緩，王樂姣，岳陳林瑞，羅 程，祝 媛，楊林偉，張 濤,，李 超,，陳銀基

（1.南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院/江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京 210023；2.雨潤(rùn)集團(tuán)肉品加工與質(zhì)量控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210041）

小麥麩皮是小麥籽粒的糊粉層及外皮層，是小麥谷脫?；蚰シ奂庸ず蟮臍埩粑?，約占小麥顆粒的20%～25%[1]。而多糖是小麥麩皮的重要活性成分，主要由淀粉多糖與非淀粉多糖組成，具有預(yù)防肥胖、糖尿病，防治結(jié)腸癌、降血糖、降血脂、抗腫瘤，提高免疫力等生理活性[2]。此外，我國(guó)是糧食生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，僅2022 年小麥產(chǎn)量高達(dá)1.38 億噸[3]，麩皮產(chǎn)量約三千萬噸。但麩皮中膳食纖維口感粗糙、不易被人體消化吸收且加工條件差，消費(fèi)者難以接受，造成其在食品領(lǐng)域得不到廣泛應(yīng)用[4]。目前的應(yīng)用方法僅限于飼料、釀造等行業(yè)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低。附加值尚未能得到充分開發(fā)，市場(chǎng)上關(guān)于麥麩的產(chǎn)品也很少見[5]。因此，小麥麩皮的利用不僅可以提高麥麩副產(chǎn)物的綜合利用價(jià)值，還可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收都具有重要的意義。

對(duì)麥麩多糖的提取利用已經(jīng)研發(fā)出各種物理、化學(xué)和生物提取方法，包括熱水浸提法[6]、酸堿浸提法[7]和酶解法[8]。每種方法在工藝復(fù)雜性、時(shí)間和材料成本以及食品安全和環(huán)境影響方面都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。麥麩多糖由于其相互作用及與細(xì)胞壁其他成分之間相互作用較強(qiáng)，水法得率很低，堿法提取量也有限，為了進(jìn)一步釋放有效成分，也為了提高麥麩多糖的得率，釋放細(xì)胞壁中多糖[9]，通常會(huì)采用一些輔助技術(shù)，包括微波輔助[10]、超微粉碎輔助[11]及超聲輔助提取[12]等。而超微粉碎技術(shù)是一種將材料研磨成微米甚至納米級(jí)的新型食品加工和改性方法[13]，通過物理的機(jī)械剪切擠壓方式來破壞物料內(nèi)部凝聚力，從而使物料粒徑極大地減小[14]。其最大的特點(diǎn)是在密閉的環(huán)境中迅速將物料研磨成顆粒均勻的超細(xì)粉，最大可能降低物料中有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分的損失和破壞，實(shí)現(xiàn)原材料最大化利用[15]。它可以改善物料粉體的口感和理化特性，增大粉體的比表面積和孔隙率，使其具有更好的分散性、溶解性和吸附性[16]。寇福兵[11]采用球磨超微粉碎（BMSG）和氣流超微粉碎（JSG）兩種技術(shù)分別對(duì)板栗進(jìn)行超微粉碎預(yù)處理，并添加到面團(tuán)及面條中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過超微粉碎處理后，板栗粉亮度和溶解度增加，粒徑分別降低為7.42±0.03、7.08±0.04 μm。同時(shí)，蛋白質(zhì)、可溶性膳食纖維及淀粉等營(yíng)養(yǎng)成分含量得到顯著提高。

為了提高麥麩多糖的得率及釋放更多活性成分。本實(shí)驗(yàn)以麥麩原料為研究對(duì)象，通過采用不同超微粉碎預(yù)處理時(shí)間，并與普通粉碎預(yù)處理進(jìn)行比較，研究超微粉碎對(duì)麥麩多糖理化特性（得率、化學(xué)組成、紅外光譜、電位、粒徑、溶解度、微觀結(jié)構(gòu)及單糖組成）的影響，以期獲得高得率、高含量的麥麩多糖，進(jìn)而擴(kuò)大麥麩副產(chǎn)物的應(yīng)用范圍，為麥麩高值化、深加工應(yīng)用中提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

麥麩粉（煙農(nóng)19）2022 年3 月購(gòu)自安徽皖豐種業(yè)有限公司；糖化酶 10 萬 U/g，博立生物制品有限公司；中溫蛋白酶 110 萬 U/g，仰韶生物科技有限公司；α-高溫淀粉酶 5 萬 U/g，山東隆科特酶制劑有限公司；β-葡聚糖酶 5 萬 U/g，和氏璧生物科技有限公司；NaOH 分析純，廣東光華科技有限公司；鹽酸、硫酸 分析純，南京化學(xué)試劑有限公司；無水乙醇 分析純，無錫市亞盛化工有限公司；間苯三酚、溴化鉀 分析純，上海麥克林生化科技有限公司；牛血清蛋白、甘氨酸、考馬斯亮藍(lán)G-20 分析純，北京索萊寶科技有限公司；苯酚、葡萄糖 分析純，西隴化工股份有限公司；甲醇、雙氧水 分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；磷酸 分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

FW110 型高速萬能粉碎機(jī) 天津泰斯特儀器有限公司；TYM100 型超微粉碎機(jī) 濟(jì)南天宇專用設(shè)備有限公司；BLUEWAVE 型激光粒度儀 量子科學(xué)儀器貿(mào)易（北京）有限公司；UV-6100 型紫外分光光度計(jì) 上海美普達(dá)儀器有限公司；馬爾文激光粒度分析儀 英國(guó)Malvern 有限公司；PE SP2 型傅里葉紅外光譜儀 天津博天盛達(dá)科技有限公司；Heidolph Advangtage 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海合臣科技有限公司；TM 3000 型掃描電鏡 蘇州賽恩斯儀器有限公司；Thermo ICS5000 型離子交換色譜 上海硅儀生化科技有限公司；FreeZone 12 L 真空冷凍干燥機(jī) 美國(guó)Labconco 公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)材料的制備

1.2.1.1 麥麩粗粉制備 根據(jù)參考文獻(xiàn)[17]，略作調(diào)整，原料麥麩置于烘箱中干燥處理1.5 h 至恒重，冷卻至室溫后置于萬能粉碎機(jī)中粉碎5 min 后過100目篩，得到樣品，記為超微粉碎0 min。

1.2.1.2 超微粉的制備 根據(jù)參考文獻(xiàn)[17]，略作調(diào)整，將超微粉碎0 min 的麥麩粗粉分別置于超微粉碎機(jī)（960 r/min，1100 W）分別粉碎10、20、30 min 。獲得均一穩(wěn)定的麥麩超微粉，樣品分別記為超微粉碎10、20、30 min。

1.2.1.3 堿提法制備麥麩多糖 根據(jù)文獻(xiàn)[18]，將上述抽濾得到的沉淀，烘箱干燥后，按固液比1:10 g/mL，加入含過氧化氫（0.5%）的堿性NaOH 溶液（pH11.5），室溫下攪拌反應(yīng)4 h，然后使用4.0 mol/L 鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH 至7.00。離心（5000 r/min，30 min）得到上清液，并使用4.0 mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH 至4.00，添加0.5%β-葡聚糖酶，40 ℃保持20 min，然后，升溫至100 ℃，保持20 min，進(jìn)行處理；最后冷卻至室溫，將懸浮液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，緩慢加入無水乙醇溶液并不斷攪拌，使乙醇體積分?jǐn)?shù)為65%，4 ℃攪拌10 h 后離心（5000 r/min，15 min），得到沉淀復(fù)溶于水并攪拌，再次離心（5000 r/min，5 min），重復(fù)上述堿法提取工藝，所得上清液進(jìn)行冷凍干燥即為堿提麥麩多糖。

1.2.1.4 水提法制備麥麩多糖 參照蘇東民等[18]方法，按m（麥麩粉）:v（水）=1:7 制備小麥麩皮懸浮液，用磁力攪拌器攪1 h 以到充分溶解，并在水浴鍋中加熱至75 ℃；加入耐高溫2%α-淀粉酶，并攪拌均勻，升溫至90 ℃，保持30 min，冷至室溫；加0.1% 中性蛋白酶，并攪拌均勻，55 ℃保持4 h；最后，升溫至100 ℃，保持20 min,進(jìn)行滅酶處理；冷至室溫后，用布氏漏斗抽濾，將布氏漏斗抽濾后得到的溶液，離心（5000 r/min，15 min）得到上清液，以4.0 mol/L 的鹽酸調(diào)節(jié)上清液的pH 至4.8；加入0.3%糖化酶，60 ℃保持10 h，然后加熱至100 ℃，保持20 min,進(jìn)行滅酶處理；加入2% 硅膠粉并調(diào)節(jié)pH 至4.60±0.20，室溫混30 min，除去懸浮液中殘留蛋白質(zhì)。將懸浮液離心（5000 r/min，15 min），得上清液。將懸浮液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，將所得上清液進(jìn)行冷凍干燥即為水提麥麩多糖。

1.2.2 麥麩粉粒徑測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[19]略作修改，取適量處理后麥麩粉分散于蒸餾水中，倒入激光粒度儀進(jìn)樣器中，測(cè)量樣品的粒徑。

1.2.3 麥麩多糖得率計(jì)算 麥麩多糖得率計(jì)算的公式為：

式中：M1為麥麩多糖質(zhì)量，g；M2為麥麩粉末質(zhì)量，g。

1.2.4 麥麩多糖化學(xué)組成分析 阿拉伯木聚糖（AX）含量測(cè)定（間苯三酚法）：參考Douglas 等[20]的方法，取20 mg 麥麩多糖、110 mL 冰醋酸、2 mL 濃鹽酸、5 mL 20%間苯三酚-乙醇溶液及1 mL 1.75%葡萄糖水溶液于具塞比色管中，沸水浴反應(yīng)30 min，期間振蕩兩次，反應(yīng)結(jié)束用冰水浴冷卻5 min 終止反應(yīng)，為消除己糖的影響，用紫外分光光度計(jì)分別在552 nm與510 nm 處測(cè)吸光值，并計(jì)算差值。其中標(biāo)準(zhǔn)曲線如下：

蛋白質(zhì)含量測(cè)定（考馬斯亮藍(lán)法）：參考Bradford 法[21]，取10 mg 麥麩多糖、0.5 mg 考馬斯亮藍(lán)G-250、0.25 mL 95%乙醇、0.6 mL 85%磷酸于具塞比色管中，振蕩混勻，室溫放置2 min 后，用分光光度計(jì)595 nm 處測(cè)吸光度值。其中標(biāo)準(zhǔn)曲線如下：

總糖含量測(cè)定（苯酚-硫酸法）參考Dubios 等[22]的方法，取50 mg 麥麩多糖、50 mg 葡萄糖、1 mL 6%苯酚、5 mL 濃硫酸，搖勻，室溫放置20 min 于490 nm 測(cè)吸光值。其中標(biāo)準(zhǔn)曲線如下：

阿魏酸含量（比色法）：參考Malunga 等[23]的方法，取1 mg 麥麩多糖、900 μL（pH10，0.04 mol/L）甘氨酸-氫氧化鈉緩沖溶液,用渦旋儀混勻，5 min 后測(cè)345 和375 nm 處吸光度值，用摩爾吸光系數(shù)?（L/（mol·cm））表示。其中公式如下：

式中：[FA]c為結(jié)合阿魏酸含量，μg/g；[FA]f為游離阿魏酸含量，μg/g；?345為游離阿魏酸在345 nm 處吸光系數(shù)，?345=19662 L/（mol·cm）；?375為游離阿魏酸在375 nm 處吸光系數(shù)，?375=7630 L/（mol·cm）；?'345為結(jié)合阿魏酸在345 nm 處吸光系數(shù)，?'345=23064 L/（mol·cm）；?'375為結(jié)合阿魏酸在375 nm 處吸光系數(shù)，?'375=31430 L/（mol·cm）。

1.2.5 傅立葉紅外變換光譜分析 根據(jù)參考文獻(xiàn)[24]，略作調(diào)整，將各組麥麩多糖分別與溴化鉀按1:100比例均勻混合，真空壓縮成片。利用傅立葉紅外光譜儀在4000～400 cm-1范圍下掃描樣品，每個(gè)樣品掃描32 次。

1.2.6 粒徑及電位測(cè)定 根據(jù)參考文獻(xiàn)[25]，略作調(diào)整，準(zhǔn)確稱取麥麩多糖配制成5 mg/mL 麥麩多糖溶液，4000 r/min，離心15 min 取上清，于納米粒度儀測(cè)定溶液中麥麩多糖的粒徑及Zeta 電位。

1.2.7 溶解度測(cè)定 根據(jù)劉慧君[26]方法，略作調(diào)整，準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量麥麩多糖常溫加水配成50 mg/mL，靜置30 min，每隔5 min 渦旋振蕩10 s，重復(fù)操作30 min,取上清液10 mL，冷凍真空干燥，稱量干燥后固體質(zhì)量，溶解度表征為每毫升水中溶解的麥麩多糖質(zhì)量。

1.2.8 掃描電鏡觀察 根據(jù)參Wang 等[27]方法，略作調(diào)整，取適量不同處理組麥麩多糖置于粘有膠帶的樣品臺(tái)上，用吸耳球吹拭多余麥麩多糖并使其平鋪均勻，將樣品臺(tái)置于真空噴鍛儀內(nèi)進(jìn)行真空噴金處理，并在掃描電鏡放大5000 倍條件下觀察麥麩多糖樣品形態(tài)。

1.2.9 高效離子交換色譜法測(cè)定單糖組成 根據(jù)參考文獻(xiàn)[27]，略作調(diào)整，取干凈的色譜瓶，精確稱量多糖樣品5 mg（±0.05 mg），加入1 mL 的2 mol/L TFA溶液，121 ℃加熱2 h。通氮?dú)?，加入甲醇清洗，再吹干，重?fù)甲醇清洗2～3 次。加入無菌水溶解，轉(zhuǎn)入色譜瓶中待測(cè)。色譜分析條件：Thermo ICS5000 離子色譜系統(tǒng)，電化學(xué)檢測(cè)器，液相色譜柱：Dionex?CarboPac? PA20（150×3.0 mm，10 μm）；進(jìn)樣量為5 μL。流動(dòng)相A（0.1 mol/L NaOH），流動(dòng)相B（0.1 mol/L NaOH，0.2 mol/L NaAc），流速0.5 mL/min；柱溫為30 ℃；洗脫梯度：0 min A 相/B 相（95:5，V/V），30 min A 相/B 相（80:20，V/V），30.1 min A 相/B 相（60:40，V/V），45 min A 相/B 相（60:40，V/V），45.1 min A 相/B 相（95:5，V/V），60 min A 相/B 相（95:5，V/V）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均重復(fù)3 次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Origin 2021 軟件作圖、IBM SPSS Statistics 22.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素ANOVA 分析，P<0.05 為統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 超微粉碎對(duì)麥麩粉粒徑的影響

如圖1 所示，由普通粉碎和超微粉碎后的麥麩粉粒徑分布可知，超微粉碎后麥麩粉的粒徑顯著小于對(duì)照組超微粉碎0 min，且隨著超微粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)，麥麩粉的粒徑不斷減小。主要由于麥麩粉組織結(jié)構(gòu)的內(nèi)部凝聚力被超微粉碎機(jī)的機(jī)械剪切擠壓力所破壞，從而使得麥麩粉粒徑極大地減小[15]。超微粉碎20 和30 min 粒徑分布呈現(xiàn)正態(tài)分布，表明超微粉碎技術(shù)對(duì)麥麩粉粉碎效果明顯且粉體的均勻性較好[28]。

圖1 不同超微粉碎預(yù)處理對(duì)麩粉粒徑的影響Fig.1 Effects of different ultra-fine grinding pre-treatments on grain size of bran powder

2.2 超微粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖得率的影響

由圖2 可知，超微粉碎預(yù)處理較對(duì)照組超微粉碎0 min 對(duì)麥麩多糖得率具有顯著影響（P<0.05）。在其他提取條件不變情況下，水提麥麩多糖得率與堿提麥麩多糖得率增加趨勢(shì)基本一致，由1.34%和6.6%分別增加至6.28%和15.03%，由于超微粉碎技術(shù)可以迅速將麥麩粉研磨成粗細(xì)均勻的超細(xì)粉，增大粉體與溶液的接觸面積，從而提高麥麩多糖得率[28]。此外，水提麥麩多糖的得率遠(yuǎn)低于堿法提取，主要是麥麩多糖與其他非淀粉多糖（纖維素、半纖維素、木質(zhì)素）是構(gòu)成小麥各組織細(xì)胞壁的主要成分，只有堿液破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)后，麥麩多糖才會(huì)釋放出來[29]。

圖2 不同超微粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖得率的影響Fig.2 Effects of different ultra-fine grinding pre-treatments on the extraction rate of wheat bran polysaccharides

2.3 超微粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖化學(xué)組成的影響

不同粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖基本化學(xué)組成影響的結(jié)果如表1 及表2 所示，不同粉碎預(yù)處理制備得到的麥麩多糖主要由阿拉伯木聚糖（AX）、總糖、蛋白質(zhì)及阿魏酸構(gòu)成。兩種麥麩多糖AX、總糖含量經(jīng)超微粉碎預(yù)處理后均顯著性提高（P<0.05），且兩種麥麩多糖AX 含量經(jīng)過超微粉碎20 min 處理達(dá)到最大值。此外，堿提麥麩多糖AX、總糖的含量遠(yuǎn)高于水提麥麩多糖。這可能是由于超微粉碎處理破壞麥麩粉細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，促使多糖分子鏈斷裂，分子間作用力下降，部分多糖尤其是AX 溶出，從而導(dǎo)致總糖含量增加[30]。此外，麥麩多糖中蛋白質(zhì)含量隨超微粉碎時(shí)間的增加而不斷減小，可能是超微粉碎破壞麥麩粉結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)中蛋白質(zhì)游離出來[31]。不同超微粉碎預(yù)處理?xiàng)l件下，水提麥麩多糖中結(jié)合型與游離型阿魏酸含量均有顯著性差異（P<0.05），而堿提麥麩多糖中結(jié)合型與游離型阿魏酸含量卻不斷減小，可能超微粉碎預(yù)處理使麥麩粉顆粒變小，增大其與堿液的接觸面積，從而對(duì)阿魏酸結(jié)構(gòu)的破壞性更強(qiáng)[29]。

表1 超微粉碎預(yù)處理對(duì)堿提麥麩多糖化學(xué)組成的影響Table 1 Effect of ultrafine pulverization pretreatment on chemical composition of alkali-extracted wheat bran polysaccharides

表2 超微粉碎預(yù)處理對(duì)水提麥麩多糖化學(xué)組成的影響Table 2 Effect of ultrafine pulverization pretreatment on chemical composition of water-extracted wheat bran polysaccharides

2.4 超微粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖紅外光譜的影響

不同粉碎預(yù)處理的麥麩多糖紅外圖譜結(jié)果如圖3 所示，對(duì)照?qǐng)D譜分析可知，3600～3200 cm-1波數(shù)范圍內(nèi)是糖分子內(nèi)-OH 伸縮振動(dòng)峰；3000～2800 cm-1波數(shù)范圍內(nèi)是糖類物質(zhì)C-H 伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的，這兩峰共同組成糖類物質(zhì)特征吸收峰[32]。1650～1500 cm-1是蛋白吸收譜帶[9]；1400～1200 cm-1為 C-H 的變角振動(dòng)；1300～1000 cm-1范圍是由吡喃糖環(huán)上C-O-C、糖苷鍵和糖醛酸上的C-O 共同產(chǎn)生的；532 cm-1附近的峰是由C-C-O 變形振動(dòng)產(chǎn)生[33]。由圖3（a）所示，對(duì)照組超微粉碎0 min 麥麩多糖峰值在1647.76 cm-1處較為尖銳，此處為蛋白質(zhì)的特征吸收峰，說明對(duì)照組超微粉碎0 min 提取的麥麩多糖蛋白質(zhì)殘留量較多[9]。此外，對(duì)照組超微粉碎0 min 麥麩多糖峰值在1043.55 cm-1處較為尖銳，表明吡喃糖環(huán)上C-O-C、糖苷鍵和糖醛酸上的C-O 含量較多。由圖3（b）不同粉碎處理組間麥麩多糖紅外譜圖無顯著差異，表明超微粉碎預(yù)處理對(duì)水提麥麩多糖官能團(tuán)無顯著影響。對(duì)比圖3 水提法與堿提法麥麩多糖的特征吸收峰之間的差異變化，發(fā)現(xiàn)二者峰的種類基本一致，但峰的波數(shù)隨著超微粉碎時(shí)間的增加而減小，表明超微粉碎預(yù)處理并未改變麥麩多糖的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)，但可以破壞麥麩多糖的有序結(jié)構(gòu)，與牛瀟瀟等[34]得出超微粉碎處理并未在馬鈴薯渣中引入新的官能團(tuán)或新的化合物的結(jié)論相一致。由上述分析可知，不同粉碎預(yù)處理得到的麥麩多糖均為α、β-D-構(gòu)型吡喃型雜多糖，且超微粉碎對(duì)麥麩多糖的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)影響較小，但可以破壞麥麩多糖的有序結(jié)構(gòu)[35]。

圖3 不同超微粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖紅外光譜的影響Fig.3 Effect of different ultra-fine grinding pre-treatments on the infrared spectra of wheat bran polysaccharides

2.5 超微粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖溶解度及電位的影響

不同粉碎預(yù)處理麥麩多糖的溶解度、Zeta 電位及粒徑結(jié)果見表3 及表4，不同粉碎預(yù)處理組堿法提取麥麩多糖和水法提取麥麩多糖的溶解性總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，表明超微粉碎預(yù)處理會(huì)增加麥麩多糖的溶解性，這是由于麥麩多糖經(jīng)過超微粉碎預(yù)處理后，麥麩多糖的粒徑不斷減小，比表面積的增大，從而增加麥麩多糖的溶解性[36]。超微粉碎組的麥麩多糖Zeta電位絕對(duì)值較對(duì)照組超微粉碎0 min 小，且水法提取麥麩多糖Zeta 電位值遠(yuǎn)小于堿法提取麥麩多糖。兩種麥麩多糖溶液的電位絕對(duì)值均小于30 mV 且絕對(duì)值較對(duì)照組超微粉碎0 min 降低，表明超微粉碎預(yù)處理后所提取的麥麩多糖粉體間靜電排斥力較小，容易發(fā)生團(tuán)聚，造成麥麩多糖溶液穩(wěn)定性較差，容易產(chǎn)生絮凝[25]。D50代表樣品粒徑累計(jì)分布為50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑，常用來表示粉體的平均粒徑。兩種麥麩多糖的粒徑隨超微粉碎時(shí)間的增加而不斷減小，說明超微粉碎均可有效地使麥麩多糖的粒徑減小，與吳金輝[37]利用超微粉碎技術(shù)制備海帶膳食纖維得出的粒徑結(jié)果相一致。分散指數(shù)（PDI）可以反映溶液中粒徑分布情況，通常，PDI 越大，多糖分子量分布越寬，PDI 越小，分子量分布越均勻。由表4 所示，水法提取麥麩多糖分散系數(shù)較大，表明溶液中多糖粒徑分子分散較差，體系不穩(wěn)定[25]。

表3 超微粉碎處理對(duì)堿提法麥麩多糖Zeta 電位、粒徑及溶解度的影響Table 3 Effect of ultrafine pulverization on Zeta potential,particle size and solubility of alkali-extracted wheat bran polysaccharides

表4 超微粉碎處理對(duì)水提法麥麩多糖Zeta 電位、粒徑及溶解度的影響Table 4 Effect of ultrafine pulverization on Zeta potential,particle size and solubility of water-extracted wheat bran polysaccharides

2.6 超微粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖微觀結(jié)構(gòu)的影響

不同粉碎預(yù)處理組麥麩多糖微觀結(jié)構(gòu)如圖4 所示，對(duì)照組超微粉碎0 min 提取的麥麩多糖顆粒光滑圓潤(rùn)，呈現(xiàn)出緊密包裹的空間結(jié)構(gòu)。而經(jīng)過超微粉碎預(yù)處理后，隨著超微粉碎時(shí)間的增加，堿法提取與水法提取麥麩多糖的顆粒形狀從大顆粒轉(zhuǎn)為碎片狀且多糖之間發(fā)生黏附與團(tuán)聚[35]。這可能是由于麥麩多糖經(jīng)超微粉碎后，粉體比表面積增大，顆粒之間表現(xiàn)出較強(qiáng)的黏著力，尤其是堿法提取麥麩多糖經(jīng)超微粉碎30 min 預(yù)處理后，多糖顆粒發(fā)生嚴(yán)重的黏附與團(tuán)聚，無明顯的球狀空間構(gòu)型[15]。此外，與對(duì)照組超微粉碎0 min 相比，隨著超微粉碎時(shí)間的增加，超微粉碎組麥麩多糖的有序結(jié)構(gòu)破壞程度加劇，且堿法提取麥麩多糖結(jié)構(gòu)的有序性破壞遠(yuǎn)比水法提取嚴(yán)重。

2.7 超微粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖單糖組成的影響

由表5 及表6 所示，不同粉碎預(yù)處理組麥麩多糖均主要由阿拉伯糖和木糖組成，含有少量半乳糖、葡萄糖、甘露糖、巖藻糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。超微粉碎預(yù)處理提取的麥麩多糖中阿拉伯糖和木糖含量較對(duì)照組超微粉碎0 min 組含量顯著增加（P<0.05），且堿提麥麩多糖超微粉碎30 min 組阿拉伯糖和木糖含量最高，主要由于超微粉碎機(jī)能夠?qū)⑽锪涎心コ深w粒均勻的超細(xì)粉，增大麥麩粉的比表面積和孔隙率，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞壁中阿拉伯糖和木糖成分的釋放與溶出[36]。與梅新等[37]對(duì)甘薯渣進(jìn)行超微粉碎預(yù)處理，得出膳食纖維中單糖組成含量均有所增加的結(jié)果相一致。與對(duì)照組超微粉碎0 min 相比，超微粉碎有助于降低提取工藝中半乳糖、葡萄糖、甘露糖、巖藻糖、半乳糖醛酸及葡萄糖醛酸的含量。由表7及表8 所示，超微粉碎預(yù)處理可以明顯提高麥麩多糖中阿拉伯糖和木糖所占的百分比。此外，超微粉碎組半乳糖、甘露糖、巖藻糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸的含量較對(duì)照組超微粉碎0 min 明顯減少，且兩種提取方式所得麥麩多糖的主要成分差異較大，堿法提取的麥麩多糖中主要單糖成分為阿拉伯糖和木糖，水法提取的麥麩多糖主要單糖成分除阿拉伯糖和木糖，還有半乳糖和葡萄糖。

表6 超微粉碎預(yù)處理對(duì)水提法麥麩多糖單糖組成含量的影響Table 6 Effect of ultrafine crushing pretreatment on the composition of monosaccharides of water-extracted wheat bran polysaccharides

表7 超微粉碎預(yù)處理對(duì)水提法麥麩多糖單糖組成各組分所占百分比的影響（%）Table 7 Effect of ultrafine crushing pretreatment on percentage of components of water-extracted wheat bran polysaccharide monosaccharides (%)

表8 超微粉碎預(yù)處理對(duì)堿提法麥麩多糖單糖組成各組分所占百分比的影響（%）Table 8 Effect of ultrafine pulverization pretreatment on percentage of components of alkali-extracted wheat bran polysaccharide monosaccharides (%)

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)對(duì)麥麩粉原料進(jìn)行不同時(shí)間的超微粉碎預(yù)處理，研究超微粉碎預(yù)處理對(duì)麥麩多糖的理化特性的影響。結(jié)果表明，隨著超微粉碎時(shí)間的增加，麥麩多糖的粒徑顯著減小（P<0.05），堿提與水提麥麩多糖的粒徑從308.47 和919.23 nm 分別降低至203.8和168.03 nm。得率、阿拉伯糖與木糖含量及占比不斷增加，堿提與水提麥麩多糖的AX 含量由53.13%和33.32%分別增加至73.35%和37.52%。此外，紅外光譜圖顯示，超微粉碎預(yù)處理對(duì)堿提和水提麥麩多糖官能團(tuán)結(jié)構(gòu)影響較小。掃描電鏡顯示，超微粉碎預(yù)處理能夠增大粉體的比表面積，且顆粒之間表現(xiàn)出較強(qiáng)的黏附性。

綜上所述，超微粉碎預(yù)處理可以有效的破壞麥麩粉的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，促進(jìn)阿拉伯糖、木糖等有效成分的釋放，從而獲得高得率、高含量及小粒徑的麥麩多糖。麥麩粉由于產(chǎn)量高，價(jià)格低廉，將其進(jìn)行超微粉碎預(yù)處理提取多糖，將有效拓寬麥麩副產(chǎn)物的應(yīng)用價(jià)值。從而為超微粉碎技術(shù)在麥麩副產(chǎn)物中高值化的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。此外，超微粉碎技術(shù)作為一種新型的食品改性方法，在食品加工領(lǐng)域具有廣闊的前景。