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小米糠(MilletBran,MB)是小米生产加工过程中的主要副产物,虽然其营养成分丰富,但是开发和利用很少。其中含量较多的膳食纤维是很好的研究对象,因为膳食纤维被证实具有降血脂、降血糖、防治肠癌、提高免疫力等生理作用。因此本文利用小米糠为原料,对其中丰富的膳食纤维进行酶法提取和改性,得到有较高胆固醇吸附活性的膳食纤维,并对膳食纤维在体内外的降胆固醇作用机理进行深入研究,主要实验内容如下:1.小米糠膳食纤维的提取及体外活性测定。在确定耐高温αα-淀粉酶和中性蛋白酶有利于提取小米糠中膳食纤维后,采用酶法和酶化学法分别提取得到两种膳食纤维称为酶膳食纤维(Enzymatic Dietary Fibre,E-DF)和酶化学膳食纤维(Enzyme Chemical Dietary Fibre,EC-DF),其提取率分别为 72.20%%和 44.97%,纯度为 77.38%和 79.88%,综合考虑,认为酶法提取得到的E-DF更合适后续研究。对小米糠和E-DF的超微结构观察发现酶法提取使得小米糠中大部分淀粉和蛋白质颗粒得到了去除,E-DF呈现片状结构,主要由半纤维素(47.83%)和纤维素(17.3%)组成。E-DF还具有较好的体外吸附特性,其持水力可以达到3.24g/g,膨胀力最大值为2.06mL/g,另外E-DF对脂溶性物质也有吸附作用,如对猪油(3.34 g/g)、大豆油(2.32 g/g)、胆固醇(在pH7.0下达到5.91mg/g)都有较强清除力,同时E-DF对胆酸钠(143.03μmol/g)和牛磺胆酸钠(76.65 μmol/g)的吸附性间接说明其具有一定降胆固醇作用,而E-DF对阳离子和NO2-也有一定清除力。因此E-DF有较好的生理功能,具有研究意义。2.酶法改性对小米糠膳食纤维体外胆固醇吸附活性的影响。利用纤维素酶和木聚糖酶对E-DF进行酶法改性,以提高其体外胆固醇吸附活性。通过单因素实验和正交试验,最终确定E-DF的酶法改性条件为:pH3.8、纤维素酶添加量140U/gE-DF、温度55℃、酶解时间3h,接着按70U/gE-DF的酶添加量加入木聚糖酶,温度50℃、酶解2 h,得到的改性膳食纤维(Enzymes Modified Dietary Fibre,EM-DF)的体外胆固醇吸附效果最佳,达到15.66 mg/g,比E-DF的吸附量(5.91 mg/g)提高了 1.6倍。对E-DF和EM-DF的单糖组成、红外光谱、分子量、晶体结构和超微结构等物化特性分析发现,纤维素酶和木聚糖酶作用改变了E-DF的单糖组成,形成更多纤维二糖,产生较多憎水基团,得到更多分子量在1.99×105Da附近的SDF,结晶度减少,结构相对更加粗糙,这些组成及微观结构的改变可能与EM-D F的体外胆固醇吸附活性显著提高有着密切的关系。3.酶法改性膳食纤维体内降胆固醇作用及分子机理。动物实验结果显示,在给予高胆固醇血症小鼠喂食E-DF和EM-DF饲料5周后,小鼠体重、血清低密度脂蛋白胆固醇(Low-density Lipoprotein Cholesterol,LDL-C)相对于高脂组都出现了较明显的下降(P<0.05),对高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)起到了提高作用,E-DF组和EM-DF组小鼠的血清总胆固醇(Total Cholesterol,TC)值相对于高脂组分别下降了 0.62 mmol/L和1.03 mmol/L,说明EM-DF相对于E-DF在小鼠体内的降胆固醇效果更好。通过RT-qPCR发现,相对于CK组小鼠,高脂饲料的诱导可以使小鼠肝脏中胆固醇7α-羟化酶(Cholesterol 7α-hydroxylase,CYP7A1)和法尼醇受体(Farnesoid X Receptor,FXR)的mRNA表达下降,可能是由于肝脏脂肪化导致其代谢功能受阻,但E-DF组和EM-DF组相对于高脂组CYP7A1的mRNA的表达有所上调,FXR基因mRNA的表达下调,且EM-DF作用更明显,由此使得膳食纤维在高胆固醇血症小鼠体内起到较好降胆固醇作用。