全 文 ：食品工业科技
ScienceandTechnologyofFoodIndustry 工艺技术
　　　2008年第 06期242
小麦麸膳食纤维脱色工艺的研究
孙　颖 1 ,朱科学1 ,钱海峰1 ,周惠明1, ＊ ,顾耀兴2
(1.食品科学与技术国家重点实验室 ,江南大学食品学院 ,江苏无锡 214122;
2.江苏省淮安新丰面粉有限公司 ,江苏淮安 223001)
摘　要:麦麸是膳食纤维丰富的天然来源 ,而麦麸膳食纤维的颜色是制约其在食品工业中广泛应用的最主要因素
之一 ,因此本文主要采用 H2 O2对麦麸膳食纤维进行了脱色研究 。分析了脱色剂用量 、脱色时间 、脱色温度 、pH和料水
比对麦麸膳食纤维脱色效果的影响 。经过工艺优化 ,得出其影响的主次顺序及最佳脱色条件 ,即 pH>脱色时间 >脱
色剂用量 >脱色温度 >水料比 ,最佳脱色条件是:H2O2用量 8%, pH9 ,温度 70℃,时间 4h,水料比 7∶1。经过最优工艺
脱色的麦麸膳食纤维白度达到 85以上 ,并显著改善了麦麸膳食纤维的品质 ,使其溶胀性 、持水性和持油性都得到了一
定的提高 。
关键词:麦麸 ,膳食纤维 ,过氧化氢 ,脱色
Studyonbleachingtechnologyofdietaryfiberfromwheatbran
SUNYing1 , ZHUKe-xue1 , QIANHai-feng1 , ZHOUHui-ming1 , ＊ , GUYao-xing2
(1.StateKeyLaboratoryofFoodScienceandTechnology, SchoolofFoodScienceandTechnology, JiangnanUniversity,
Wuxi214122 , China;2.XinfengFlour-makingLimitedCorporation, Huaian223001, China)
Abstract:Wheatbranisaabundantnaturalsourceofdietaryfiber, butitscolorisoneofgreatfactorsthatrestrict
itsapplicationinfoodprocessing.H2 O2 wasadoptedtodecolorthedietaryfiberofwheatbran.Theefectofthe
bleacherdosage, bleachingtime, temperature, pHandtheproportionmentofwaterandwheatbranfibersonthe
bleachingefectsofdietaryfiberswerestudied.Theoptimalconditionsforbleachingwereconfirmedthrough
orthogonaltest.Theresultshowedthattheeffectofthefivefactorsonthefiberbleachingwere:pH>time>
bleacherdosage>temperature>theproportionmentofwaterandwheatbranfibers.Thetopconditionswere
found:H2 O2 dosage8% (theratioofqualityofDFandwater), pH9 , tempreture70℃, time4h, andthe
proportionment7∶1.Throughthismethod, thequalityofwheatbranfiberswasremarkablyimproved.Itswhite
degreereached85 , anditsWC, WHCandORCwasalsoimproved.
Keywords:wheatbran;dietaryfiber;H2O2 ;decolor
中图分类号:TS210.1　　　　文献标识码:A　　　　文 章 编 号:1002-0306(2008)06-0242-04
收稿日期:2007-11-14　＊通讯联系人
作者简介:孙颖 (1982-), 女 ,在读硕士 ,研究方向:方便食品及品质
改良。
　　随着人们生活水平的提高和饮食结构的改变 ,
膳食纤维的摄入量日益减少 ,而与此相关的一些 “文
明病 ”、“富贵病 ”的发病率却日渐提高 ,如胆结石 、糖
尿病 、高血脂症 、肥胖症 、结肠癌和便秘等 。膳食纤
维被称为 “第七营养素” ,越来越受到人们的广泛关
注。从上世纪 70年代以来 ,科学家们陆续发现 ,摄
食膳食纤维含量较高的食物会降低此类疾病的发病
率 [1 ] 。我国在进入 90年代以来 ,对膳食纤维的研究
和开发工作也开始蓬勃发展 [ 2] 。麦麸作为一种资源
丰富 、用途广泛的膳食纤维基料 ,已在多种国内外食
品中添加 。由于我国特有的饮食特点和饮食习惯 ,
消费者对食物的颜色要求较高 ,因此膳食纤维需要
经过脱色处理才能应用于食品当中。本研究初步探
讨了 H2O2对麦麸膳食纤维脱色的效果以及对其一
些功能特性的影响。
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
麦麸　由江苏淮安新丰面粉有限公司提供;碱
性蛋白酶 、中温 α淀粉酶　诺维信公司;30% H2 O2
　国药集团化学试剂有限公司 。
600g摇摆式中药粉碎机　温岭市林大机械有限
公司;电热鼓风干燥器　上海跃进医疗器械厂;HH-4
数显恒温水浴锅　江苏省金坛市荣华仪器制造有限
公司;电子天平　Metler-ToledoGroup;离心沉淀机
　上海医用分析仪器厂;色差计　CHROMAMETER
CR-400, KONICAMINOLTA公司;UV-2800型紫外
可见分光光度计　尤尼柯上海仪器有限公司 。
1.2　实验方法
1.2.1　麦麸膳食纤维的制备工艺流程(复合酶法)　
原料麦麸※清洗 ,烘干 , 粉碎 ,过筛※调 pH, 脱植酸※清洗 ,烘
DOI :10.13386/j.issn1002-0306.2008.06.065
工艺技术 食品工业科技Vol.29, No.06, 2008
2008年第 06期　　　　　243
干 ,粉碎※调 pH,加入蛋白酶和淀粉酶酶解※灭酶 , 清洗 , 烘
干※粉碎 ,过筛※麦麸膳食纤维
1.2.2　麦麸膳食纤维成分测定　可溶性膳食纤维:
采用 AACC改良法 [ 3 ];不溶性膳食纤维:采用 AACC
改良法 [ 3 ];脂肪含量测定:采用 GB/T5009.6-2003
法;水分含量测定:采用 GB/T5009.3-2003法;蛋白
质含量测定:采用 GB/T5009.5-2003法;淀粉含量测
定:采用 GB/T5009.9-2003法 。
1.2.3　麦麸膳食纤维的脱色
1.2.3.1　脱色工艺　称取 5.000g膳食纤维 ,置于锥形
瓶中 ,添加适量 H2O2 ,调节 pH、水料比 ,选取适当温
度和时间进行脱色 ,脱色后用抽滤方法得到膳食纤
维 ,并用去离子水反复冲洗 ,置于烘箱中热烘干 ,用
色差计测白度值。
1.2.3.2　白度值测定　本研究中采用亨特实验室
D65 /10o(室外光)的 CR-400测量仪器对样品的亨
特值进行测量 [ 4] ,用 L表示 。
1.2.4　麦麸膳食纤维的性质测定
1.2.4.1　溶胀性测定　采用文献 [ 5]的方法。准确称
取过 20目筛的膳食纤维 0.100g,置于 10mL量筒中 ,
移液管准确移取 5.00mL去离子水加入其中 ,振荡均
匀后室温(22℃)放置 24h,读取液体中膳食纤维的体
积 ,计算溶胀性(SW)。
溶胀性(SW)=溶胀后体积 (mL)-干品体积
(mL)/样品干重(g)
1.2.4.2　持水性测定　采用文献 [ 6]的方法。准确称
取 0.500g过 40目筛的膳食纤维 ,置于 50mL离心管
中 , 加去离子水 30mL, 室温下搅拌放置 1h, 在
3000r/min下离心 20min,倾去上层清液 ,称重 ,计算
持水性(WRC)。
持水性(WRC)=样品湿重(g)-样品干重(g)/
样品干重(g)
1.2.4.3　持油性测定　采用文献 [ 6]的方法。测定步
骤与持水性测定相同 ,但是用商品大豆油代替去离
子水 ,计算持油性(ORC)。
持油性(ORC)=样品湿重(g)-样品干重(g)/样
品干重(g)
2　结果与讨论
2.1　脱色单因素实验结果分析
2.1.1　pH对麦麸膳食纤维脱色效果的影响 　脱色
剂用量 5%,水料比 10∶1 ,温度 50℃,脱色时间 2h。
调节不同 pH(5、6、7、8、9、10、11),观察 pH与脱色效
果的关系 。由图 1可见 ,酸性条件下脱色效果偏差 ,
碱性条件下 ,脱色效果较好 。在碱性介质中 ,过氧化
氢转变生成的过氧氢阴离子是活性漂白离子:
H2O2 +OH-※HO-2 +H2O;碱性使上述平衡向形成过
氧氢阴离子的方向移动 ,使其与共轭羰基结构反应
破坏发色基团 ,起到消色的目的。但当 pH超过 9以
后 ,白度值增加缓慢 ,趋于稳定 ,可能是由于 pH增大
会造成 H2O2无效分解的原因 。而且 pH11时脱色过
程反应剧烈 ,出现大量泡沫 ,而且碱性过强对膳食纤
维也会造成一定损伤 ,因此选择 pH8、9、10作为正交
实验三水平 , pH9作为后续实验的因素。
图 1　pH与膳食纤维白度值的关系
2.1.2　脱色剂用量对麦麸膳食纤维脱色效果的影响
　水料比 10∶1,温度 50℃,脱色时间 2h, pH9。调节
不同脱色剂用量(3%、5%、7%、9%、10%、12%),观
察其对膳食纤维白度的影响 。过氧化氢的分解分为
有效分解和无效分解两种类型。有效分解即过氧化
氢分解产物是对漂白有贡献的活性组分。漂白过程
中 ,过氧化氢受碱的活化作用 ,不断释放出活性成
分-过氧氢阴离子 ,与色素作用 ,从而完成漂白过程;
无效分解即过氧化氢分解产物为对膳食纤维无漂白
作用的组分 [ 8] 。由图 2可见 ,过氧化氢在较低浓度
时 ,分解速率较慢 ,脱色效果相对较差 ,随着脱色剂用
量的增加 ,分解效率逐渐增大 ,脱色效果逐渐增加 ,当
脱色剂用量超过 10%后 ,白度的增加趋于平缓 。但浓
度越高 ,脱色剂的无效分解现象会加重 [9 ] ,而且脱色剂
用量过高会增加成本 ,选择 8%、10%、12%作为正交实
验三水平 , 8%作为后续实验的因素。
图 2　脱色剂用量与膳食纤维白度的关系
2.1.3　温度对麦麸膳食纤维脱色效果的影响　脱色
剂用量 8%,水料比 10∶1, pH9 ,脱色时间 2h。调节不
同脱色温度(30、40、50、60、70、80、90℃),观察其对
膳食纤维白度的影响 。由图 3可知 ,随着温度的升
高 ,白度值显著上升 ,但当温度超过 80℃以后 ,白度
值增长趋于平缓 。这是因为 ,温度升高会加速过氧
化氢的无效分解 ,从而影响了脱色效果 。选择温度
70、80、90℃作为正交实验三水平 , 70℃作为后续实
验的因素。
图 3　脱色温度与膳食纤维白度的关系
2.1.4　水料比对麦麸膳食纤维脱色效果的影响　脱
色剂用量 8%, pH9,温度 70℃,脱色时间 2h。调节不
食品工业科技
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同水料比(7∶1、8∶1、9∶1、10∶1、15∶1、20∶1),观察其对
膳食纤维白度的影响。实验过程中发现 ,当水料比
低于 7∶1时 ,溶液过于粘稠 ,不利于调节 pH,同时 ,水
含量过低 ,脱色剂分散流动性差 ,脱色效果也降低 ,
且脱色不均匀 。因此 ,水料比的选择从 7∶1开始。由
图 4可知 ,水料比在 7∶1到 10∶1之间脱色效果相对
较好 ,超过 10∶1后 ,白度逐渐下降 ,脱色效果逐渐变
差。同时从实际生产中考虑 ,较低的水料比也可减
少水的利用 ,降低成本。选择水料比 7∶1、8∶1、9∶1作
为正交实验三水平 , 9∶1作为后续实验的因素 。
图 4　水料比与膳食纤维白度的关系
2.1.5　时间对膳食纤维脱色效果的影响　脱色剂用
量 8%, pH9,温度 70℃,水料比 9∶1。调节不同脱色
时间(1、2、3、4、5h),观察其对膳食纤维白度的影响。
由图 5可知 ,随着脱色时间的延长 ,脱色效果越好 ,
膳食纤维的白度值也随之增加。当脱色时间达到 4h
后 ,过氧化氢已基本分解结束 ,不再产生活性物质 ,
因此白度值趋于稳定 。选择时间 3、4、5h作为正交
实验三水平。
图 5　脱色时间与膳食纤维白度的关系
2.2　正交实验
在考察了影响麦麸膳食纤维脱色的各个单因素
之后 ,为了研究上述 5种因素对麦麸膳食纤维脱色
的协同作用 ,本文采用 L18 (37)正交实验进行了五因
素三水平实验 ,以白度值为考核指标 ,正交实验因素
水平见表 1。
表 1　正交实验因素水平表
水平 添加量(w/w)
温度
(℃)
时间
(h) pH
水料比
(w/w)
1 8 70 3 8 7∶1
2 10 80 4 9 8∶1
3 12 90 5 10 9∶1
　　由正交实验结果可知 , pH对膳食纤维白度的影
响非常大 ,而影响麦麸膳食纤维脱色效果的主次因
素是:pH>脱色时间 >脱色剂用量 >脱色温度 >水
料比 。这些因素的排位顺序与单因素的水平选择有
很大关系 。综合成本 、用水量 、脱色后膳食纤维功能
性质等各方面因素 ,得出麦麸膳食纤维脱色的最佳
工艺条件是:脱色剂用量 8%,温度 70℃,时间 4h,
pH9,水料比 7∶1。经过脱色处理后的膳食纤维的白
度值从 56升高到了 85以上 ,效果显著。
2.3　膳食纤维脱色前后主要成分及理化性质的变化
麦麸膳食纤维的溶胀性可引起饱腹感 ,并影响
机体对食物其他成分可利用碳水化合物等的消化吸
收 ,对预防肥胖症大有益处;持水性可增加人体排便
的体积与速度 ,使有毒物质及时排出体外 ,对预防结
肠癌有好处;而持油性可以减少脂肪吸收 ,达到减少
热量吸收的目的 ,可以作为添加物料添加至肉制品
当中来改善产品质地 ,还可增加得率 ,降低成本 ,提
高营养价值。已提取的膳食纤维 ,蛋白质和淀粉含
量都较低 ,在脱色过程中的强碱和较高温度的作用
下 ,蛋白质含量进一步降低 ,脂肪含量也有所降低。
经过脱色处理后 ,其成分和理化性质都发生了变化 ,
见表 2和表 3。
表 2　麦麸 、膳食纤维(DF)和脱色膳食纤维的化学组分(%)
产品 不溶性膳食纤维
可溶性膳食
纤维 蛋白质 脂肪 淀粉 水分
麦麸 40.6 4.12 8.17 4.0 30.1 13.15
DF 80.2 1.03 3.156 3.35 3.62 8.76
脱色 DF 88.7 极少 0.742 2.7 1.06 6.14
　　由表 2可知 ,麦麸中可溶性膳食纤维含量较少 ,
经过提取和脱色后可溶性膳食纤维含量进一步降
低 ,这在很大程度上降低了膳食纤维的营养价值和
应用价值。可在后续实验中通过挤压改性或者瞬时
高压作用来增加可溶性膳食纤维含量 , 从而提高其
营养价值。
表 3　脱色处理对麦麸膳食纤维食品功能特性的影响
产品 溶胀性(mL/g)
持水性
(g/g)
持油性
(g/g) 白度值
麦麸 1.7 2.351 2.132 61.72
DF 4.9 5.784 4.714 55.08
脱色 DF 5.3 7.638 5.826 86.17
　　由表 3可知 ,经 H2O2漂白的 DF持水性 、溶胀性
和持油性都有了一定程度的提高。持水性和溶胀性
是 DF理化性质中的重要物性指标 ,二者与 DF保健
效果有密切关系 ,尤其是与润肠通便效果之间的关
系更为密切 。
由表 2、表 3可见 ,经过脱色处理后 ,产品质量得
到一定提高 。不但白度值大大提高 ,其持水性 、溶胀
性和持油性分别有了一定程度的改善。
3　结论
采用 H2O2漂白麦麸膳食纤维效果显著 ,白度值
得到很大提高 , 能够达到预期目的 ,且反应比较温
和 ,残留物质少 ,成本低廉 ,得率能够达到 80%以上 ,
同时也起到进一步纯化膳食纤维的作用。在对脱色
前后膳食纤维的理化性质进行分析后 , 发现脱色能
够在一定程度上提高其溶胀性 、持水性和持油性 ,改
善其功能性质。
参考文献:
[ 1 ] MarkLSreher.Dietaryfiberoverviewin:dietaryfiberin
(下转第 247页)
工艺技术 食品工业科技Vol.29, No.06, 2008
2008年第 06期　　　　　247
图 1　面糊搅打时间一定时 ,
蛋粉水化时间与面糊密度的关系
粘度比之新鲜蛋液的粘度要低 ,因此搅打所需要的
粘度特性要差很多 ,由实验结果(图 2)可以看出 ,搅
打时间对面糊密度和成品品质指标影响表现为前
15min影响显著 ,其后基本没有影响 ,且过度搅拌对
蛋糕品质呈现一定负面影响。因此可以确定 ,使用
蛋粉面糊的搅打时间以控制在 15min为合适 。
图 2　蛋粉水化时间一定时 ,
面糊密度与搅打时间及蛋糕感官评分的关系
2.3　蛋糕油用量的影响
蛋糕油的主要成分包括乳化剂 ,如分子蒸馏单
甘酯 、蔗糖脂肪酸酯 、聚甘油酯 、丙二醇脂肪酸酯 、山
梨糖醇脂肪酸酯和硬脂酸钠等 ,及丙二醇 、甘油 、山
梨糖醇 、水 , 其中的乳化剂具有良好的表面活性作
用 ,与鸡蛋的蛋白质相互作用构成良好的气泡膜 ,提
高蛋白质的发泡性 ,使蛋白容易搅打发泡 ,搅打后气
泡具有良好的稳定性 ,同时还能与面粉等作用 ,使蛋
糕面糊的胶体泡沫体系稳定 ,从而改善面糊的焙烤
稳定性并最终改善蛋糕的结构和品质 [ 8] 。
从实验结果(图 3)看 ,蛋糕油的用量增加可以大
大改善蛋糊的搅打起泡速度 ,降低面糊密度 ,结合烘
烤蛋糕成品的感官分析 ,当蛋糕油用量至 6%时 ,面
糊的密度为 0.36g/mL,而蛋糕的感官评价指标得分
与用量为 7%或 8%时区别不大。考虑到生产的经济
性 ,认为与使用鲜蛋液生产海绵蛋糕时蛋糕油推荐
用量的 4%相比 ,使用全蛋粉海绵蛋糕的制作应适当
提高蛋糕油的用量至 6%以上 ,以提高面糊搅打起泡
特性 ,改善蛋糕品质 。同时值得注意的是 ,乳化剂用
量过多 ,会导致蛋糕过于干燥发松 ,缺乏细密和滋润
感 ,口感下降。
图 3　一定搅拌时间与蛋粉水化时间下 ,
蛋糕油用量与面糊密度及蛋糕感官评分的关系
3　结论
蛋粉经过适当复水 30min, 延长搅打时间至
15min以上 ,适当增加蛋糕油的用量至 6%,制得的
蛋糕与用新鲜蛋液制得的蛋糕相比在外观 、口感 、风
味等方面几乎完全一致。全蛋粉代替新鲜蛋液制作
海绵蛋糕在工艺上是完全可行的。
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