一种提高芸豆渣df得率和品质的方法
阅读说明：本技术 一种提高芸豆渣df得率和品质的方法 (Method for improving yield and quality of kidney bean dregs DF ) 是由 王颖 孙维 佐兆杭 张艳莉 沈琰 庞惟俏 张乃丹 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高芸豆渣DF得率和品质的方法,属于食品领域。本发明方法包括：步骤1,对芸豆渣进行发酵改性；步骤2,对步骤1改性后的芸豆渣进行超声、酶解处理,得到所述芸豆渣DF。本发明先利用复合菌系发酵改性芸豆渣,使芸豆渣中的IDF向SDF转变,提高芸豆渣中SDF的含量,同时使芸豆渣中SDF和IDF的结构表征发生改变,提高其物化特性；再利用超声辅助酶法复合提取芸豆渣中的SDF和IDF,提高了最终膳食纤维的得率；本发明方法在提高芸豆渣DF得率的同时,提高了其品质。(The invention discloses a method for improving yield and quality of kidney bean dregs DF, belonging to the field of food. The method comprises the following steps: step 1, carrying out fermentation modification on kidney bean dregs; and 2, carrying out ultrasonic and enzymolysis treatment on the kidney bean dregs modified in the step 1 to obtain the kidney bean dregs DF. According to the method, firstly, the composite bacterial system is utilized to ferment and modify the kidney bean dregs, so that IDF in the kidney bean dregs is converted into SDF, the content of SDF in the kidney bean dregs is improved, and meanwhile, the structural representation of SDF and IDF in the kidney bean dregs is changed, and the physicochemical properties of the SDF and IDF are improved; then, the SDF and the IDF in the kidney bean dregs are compositely extracted by using an ultrasonic-assisted enzyme method, so that the yield of the final dietary fiber is improved; the method improves the quality of the kidney bean dregs DF while improving the yield of the kidney bean dregs DF.)
技术领域
本发明涉及食品领域，特别是涉及一种提高芸豆渣DF得率和品质的方法。
背景技术
膳食纤维(DF)作为“第七营养素”，对机体的调节代谢等生理功效日益突出。根据是否溶于水，可将膳食纤维分为两大类：一类是水溶性膳食纤维(SDF)，是细胞壁内的储存物和分泌物，主要包括可溶性半纤维、瓜尔胶、藻酸钠、天然果胶、葡聚糖和真菌多糖等；另一类是水不溶性膳食纤维(IDF)，是细胞壁的组成部分，主要包括木质素、纤维素、半纤维素和壳聚糖等。SDF与IDF生理功能存在区别，且如果膳食纤维摄入过量会对人体产生一定的副作用，因此营养学家对其日摄入量都有所规定，美国FDA推荐的成人总膳食纤维摄入量为20-35g/d；美国能量委员会推荐的总膳食纤维中，IDF占70％-75％，SDF占25％-30％。基于人体对膳食纤维中IDF、SDF需求量的要求，有研究提出膳食纤维中SDF含量大于10％的为优质膳食纤维。
芸豆作为经济作物，在加工过程中会产生70％以上的富含膳食纤维的副产物-芸豆渣，芸豆渣中DF含量占其干重的50％-60％。但是，芸豆渣DF中的SDF含量仅为5-6％，这属于常规认知中的非优质膳食纤维。如果能够将芸豆渣中的DF转化为SDF含量大于10％的优质膳食纤维，并提升芸豆渣中DF的得率，将具有非常重要的经济意义。
目前，有关膳食纤维的提取方法大致可分为4类：化学分离法、物理分离法、酶提取法和复合提取法。化学分离方法是指将原料或粗提物干燥、粉碎后采用酸碱试剂制备膳食纤维的方法，该方法作用条件比较严苛，改性效果通常受反应时间及pH的制约，不适用于大规模工业化生产，此外，化学基团的引入也为改性后膳食纤维添加到食品和保健品中带来一定的风险。物理分离法是指采用物理手段提取膳食纤维的方法，主要包括膜分离法、超声提取法、挤压膨化法等，现有技术有关于采用物理分离法提取豆渣(大豆等)中SDF的相关记载，SDF得率较低。酶提取法因反应条件温和，环保，酶解所得产品纯度较高等优点而广泛地被应用于膳食纤维的改性。酶提取法虽然条件温和、节能环保，但是成本高、产量低，有一定局限性。复合提取法能够较好地规避单一改性方法的缺点，达到环保节能、降低污染，进而得到最优良的膳食纤维，然而目前并没有一种针对提高芸豆渣中膳食纤维得率和品质的复合提取法。
因此，有必要开发一种针对提高芸豆渣中膳食纤维得率和品质的方法，来解决芸豆渣中DF得率和品质不高的技术问题，提高芸豆副产物-芸豆渣的经济作用，避免资源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高芸豆渣DF得率和品质的方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高芸豆渣中DF的得率和品质，使芸豆渣中的DF转化为SDF含量大于10％的优质膳食纤维。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种提高芸豆渣DF得率和品质的方法，包括以下步骤：
步骤1，对芸豆渣进行发酵改性；
步骤2，对步骤1改性后的芸豆渣进行超声、酶解处理，得到所述芸豆渣DF。
进一步地，步骤1所述发酵改性采用植物乳杆菌、嗜酸链球菌、双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌的混合菌。
进一步地，所述植物乳杆菌、嗜酸链球菌、双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌的质量比为1:1:1:1；所述混合菌的接菌量为所述芸豆渣质量的3-4％。
进一步地，步骤2所述酶解采用碱性蛋白酶和耐高温α-淀粉酶。
进一步地，所述碱性蛋白酶的用量为所述芸豆渣质量的1％；所述耐高温α-淀粉酶为所述芸豆渣质量的0.2％。
进一步地，步骤2所述超声的功率为25W、温度为60℃、时间为25min。
进一步地，步骤1对芸豆渣进行发酵改性前还包括对芸豆渣进行脱脂处理的步骤。
进一步地，所述脱脂处理具体为：将芸豆渣于60-80℃条件下烘干，粉碎、过40目筛，之后与石油醚按料液比1g：5mL混匀，搅拌5h，重复操作两次。
进一步地，步骤2所述超声、酶解处理之后还包括灭酶的步骤。
进一步地，所述灭酶的条件为121Mpa、15min。
进一步地，所述灭酶后还包括：离心得到滤渣和滤液，滤渣洗涤至中性得到发酵改性的IDF；滤液经浓缩、醇沉、抽滤、洗涤至中性并冷冻干燥，得到发酵改性的SDF。
进一步地，所述醇沉采用无水乙醇。
本发明公开了以下技术效果：
本发明先利用复合菌系发酵改性芸豆渣，使芸豆渣中的IDF向SDF转变，提高芸豆渣中SDF的含量，同时使芸豆渣中SDF和IDF的结构表征发生改变，提高其物化特性；再利用超声辅助酶法复合提取芸豆渣中的SDF和IDF，提高了最终膳食纤维的得率；本发明方法在提高芸豆渣DF得率的同时，提高了其品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1制得的FIDF、对比例1制得的IDF的扫描电镜图；其中，图A为IDF的1000倍扫描电镜图，图B为FIDF的1000倍扫描电镜图，图C为IDF的2500倍扫描电镜图，图D为FIDF的2500倍扫描电镜图；
图2为实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF的扫描电镜图；其中，图A为SDF的1000倍扫描电镜图，图B为FSDF的1000倍扫描电镜图，图C为SDF的2500倍扫描电镜图，图D为FSDF的2500倍扫描电镜图；
图3为实施例1制得的FIDF、对比例1制得的IDF吸附胆固醇能力的柱形图；
图4为实施例1制得的FIDF、对比例1制得的IDF吸附胆酸钠能力的柱形图；
图5为实施例1制得的FIDF、对比例1制得的IDF阳离子交换能力曲线图；
图6为实施例1制得的FIDF、对比例1制得的IDF阴离子交换能力曲线图；
图7为实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF清除ABTS·能力图；
图8为实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF清除DPPH·能力图；
图9为实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF清除·OH能力图；
图10为实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF对金黄色葡萄球菌的抑菌能力图；
图11为实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF对大肠杆菌的抑菌能力图；
图12为实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF对志贺氏菌的抑菌能力图；
图13为实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF的水溶液照片；
图14为对比例1制得的SDF紫外全波长扫描图；
图15为实施例1制得的FSDF紫外全波长扫描图；
图16为实施例1制得的FIDF、对比例1制得的IDF的X射线衍射图；
图17为实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF的X射线衍射图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明实施例所用芸豆如无特殊说明，均为奶白花芸豆。
本发明试验主要材料与试剂：
芸豆渣，发酵联合超微粉碎法得到加工废弃物；碱性蛋白酶(200 000U/g)、耐高温ɑ-淀粉酶(20 000U/mL)，上海源叶生物有限公司；石油醚、乙醇、盐酸、氢氧化钠、胆汁酸、胆固醇、葡萄糖、酒石酸钾钠、二硝基-水杨酸等试剂(均为分析纯)，辽宁泉瑞试剂有限公司；金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、志贺氏菌(Shigella)、大肠杆菌(Escherichiacoli)，黑龙江八一农垦大学食品学院微生物实验室；MRS肉汤、MRS琼脂、胰蛋白胨、FD00-A酵母抽提物、马铃薯葡萄糖琼脂，河南瑞华生物科技有限公司。
本发明试验所用到的主要仪器设备如表1所示：
表1试验用仪器设备
实施例1
步骤1，将芸豆渣于70℃条件下烘干，粉碎、过40目筛，之后与石油醚按料液比1g：5mL混匀，搅拌脱脂5h，重复脱脂步骤两次，得到脱脂芸豆渣；
步骤2，按1g:20mL将豆渣与水装入三角瓶中，接种植物乳杆菌、嗜酸链球菌、双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌＝1:1:1:1混合菌种，接菌量3.68％，于37℃下发酵21.4h后，用70℃水漂洗芸豆渣至中性，之后于70℃条件下烘干、粉碎、过40目筛，得到发酵改性芸豆渣；
步骤3，称取10g发酵改性芸豆渣加入到100mL蒸馏水中，并用氢氧化钠调pH至8.5，加入改性芸豆渣质量1％的碱性蛋白酶，在60℃、25W条件下超声25min，酶解蛋白质；之后用2mol/L的盐酸调pH至5.5，再加入20μL的耐高温α-淀粉酶，在超声辅助下酶解淀粉20min，将混合液置于121Mpa条件下15min灭酶；
步骤4，将灭酶后的混合液以4000r/min离心15min，得到滤渣和滤液，用蒸馏水冲洗滤渣至中性，55℃干燥7h得发酵改性的IDF(标记为FIDF)；滤液于38℃条件下旋转蒸发浓缩至20mL，5倍体积的乙醇醇沉12h后抽滤，絮状物清洗至中性后，冷冻干燥12h获得发酵改性的SDF(标记为FSDF)，于冰箱4℃保存。
结果：FIDF的得率为58.44％，FSDF的得率为17.47％；所制得的FSDF为白色絮状物。
所制得的FIDF的扫描电镜图如图1所示，其中，图B为FIDF的1000倍扫描电镜图，图D为FIDF的2500倍扫描电镜图；
所制得的FSDF的扫描电镜图如图2所示，其中，图B为FSDF的1000倍扫描电镜图，图D为FSDF的2500倍扫描电镜图；
所制得的FSDF的水溶液照片如图13所示。
所制得的FSDF的紫外全波长扫描图如图15所示。
实施例2
步骤1，将芸豆渣于65℃条件下烘干，粉碎、过40目筛，之后与石油醚按料液比1g：5mL混匀，搅拌脱脂4h，重复脱脂步骤两次，得到脱脂芸豆渣；
步骤2，按1g:20mL将豆渣与水装入三角瓶中，接种植物乳杆菌、嗜酸链球菌、双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌＝1:1:1:1混合菌种，接菌量3％，于37℃下发酵21.4h后，用70℃水漂洗芸豆渣至中性，再于100℃条件下用水蒸汽蒸25min，之后于65℃条件下烘干、粉碎、过40目筛，得到发酵改性芸豆渣；
步骤3，称取10g发酵改性芸豆渣加入到100mL蒸馏水中，并用氢氧化钠调pH至8，加入改性芸豆渣质量1％的碱性蛋白酶，在60℃、25W条件下超声25min酶解蛋白质；之后用2mol/L的盐酸调pH至5.5，再加入20μL的耐高温α-淀粉酶，在超声辅助下酶解淀粉；充分酶解后，将混合液置于121Mpa条件下15min灭酶；
步骤4，将灭酶后的混合液以4000r/min离心15min，得到滤渣和滤液，用蒸馏水冲洗滤渣至中性，55℃干燥6h得发酵改性的IDF(标记为FIDF)；滤液于35℃条件下旋转蒸发浓缩至20mL，5倍体积的乙醇醇沉12h后抽滤，絮状物清洗至中性后，冷冻干燥12h获得发酵改性的SDF(标记为FSDF)，于冰箱4℃保存。
结果：FIDF的得率为57.92％，FSDF的得率为20.01％；所制得的FSDF为白色絮状物。
本实施例在步骤2发酵改性之后增加芸豆渣用水蒸气蒸25min的步骤，利用芸豆渣中的IDF在发酵改性后处于分子链被切断，分子量相对降低的状态，对其进行蒸汽处理，能够进一步降解IDF，使IDF向SDF转变，增加最终SDF的得率；同时发酵改性后芸豆渣整体也处于一个被降解的状态，此时对芸豆渣进行蒸汽处理，有利于DF的提取，能够提升芸豆渣DF的总得率。
实施例3
步骤1，将芸豆渣于80℃条件下烘干，粉碎、过40目筛，之后与石油醚按料液比1g：5mL混匀，搅拌脱脂6h，重复脱脂步骤两次，得到脱脂芸豆渣；
步骤2，按1g:20mL将豆渣与水装入三角瓶中，接种植物乳杆菌、嗜酸链球菌、双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌＝1:1:1:1混合菌种，接菌量4％，于37℃下发酵21.4h后，用70℃水漂洗芸豆渣至中性，之后于80℃条件下烘干、粉碎、过40目筛，得到发酵改性芸豆渣；
步骤3，称取10g发酵改性芸豆渣加入到100mL蒸馏水中，并用氢氧化钠调pH至9，加入改性芸豆渣质量1％的碱性蛋白酶，在60℃、25W条件下超声25min酶解蛋白质；之后用2mol/L的盐酸调pH至5.5，再加入20μL的耐高温α-淀粉酶，在超声辅助下酶解淀粉；充分酶解后，将混合液置于121Mpa条件下15min灭酶；
步骤4，将灭酶后的混合液以4000r/min离心15min，得到滤渣和滤液，用蒸馏水冲洗滤渣至中性，55℃干燥8h得发酵改性的IDF(标记为FIDF)；滤液于40℃条件下旋转蒸发浓缩至20mL，5倍体积的乙醇醇沉12h后抽滤，絮状物清洗至中性后，冷冻干燥12h获得发酵改性的SDF(标记为FSDF)，于冰箱4℃保存。
结果：FIDF的得率为59.42％，FSDF的得率为16.27％；所制得的FSDF为白色絮状物。
对比例1
与实施例1不同之处在于，省略步骤2。得到未发酵改性的IDF和SDF。
结果：IDF的得率为60.11％，SDF的得率为5.63％；所制得的SDF为淡黄色粉末。
所制得的IDF的扫描电镜图如图1所示，其中，图A为IDF的1000倍扫描电镜图，图C为IDF的2500倍扫描电镜图。
所制得的SDF的扫描电镜图如图2所示，其中，图A为SDF的1000倍扫描电镜图，图C为SDF的2500倍扫描电镜图。
所制得的SDF的水溶液照片如图13所示。
所制得的SDF的紫外全波长扫描图如图14所示。
由图1A、B能够看出，IDF结构致密，FIDF结构松散，说明经过发酵改性的FIDF空间结构明显发生改变；由图1C、D能够看出，与IDF相比，FIDF表面褶皱更明显，结构疏松，带有明显的片状结构，这是由于IDF经发酵改性后，大分子物质发生降解，分子链被切断，分子量相对降低，使得聚合度下降，颗粒变小，微观结构和化学结构发生了变化。
由图2A、B能够看出，经发酵改性获得的FSDF相较未发酵改性的SDF含量明显提高，这是因为发酵过程中产酶的作用；由图C、D也能够可看出，FSDF结构形态与SDF不同，FSDF颗粒明显较小，形状不规则、结构紧簇且呈密集的蜂窝状，未发酵改性的SDF颗粒较大，形状规则，呈松散的蜂窝状结构，说明发酵过程能使SDF的微观结构和分子大小发生改变。这是因为发酵过程复合菌种会产生纤维素酶、半纤维素酶等酶类物质，使DF内部发生水解作用，导致IDF转换成SDF，豆渣中原有SDF的直链和支链结构被纤维素酶等酶类水解，使得分子量下降，聚合度降低，颗粒变小。
对实施例1和对比例1制得的FIDF和IDF持水力、持油性及膨胀力进行测定，检测方法如下：
(1)持水力测定：称取0.5g样品(m1)于离心管中，加入定量蒸馏水，搅拌30min后静置1h，4000r/min，10min，除去上清液，称残渣质量(m2)，公式如下。
(2)膨胀力测定：称取1.0g样品(m0)于20mL量筒中测定其初始体积(V1)，加入足量蒸馏水，振荡均匀，室温下静置18h后观察量筒中物料的自由膨胀体积(V2)。
(3)持油力测定：称取0.5g样品(m1)于50mL离心管中，加入30mL食用油，搅拌30min后静置1h，4000r/min，10min，除去上清液，称残渣质量(m2)，公式如下。
结果如表2所示：
表2 IDF、FIDF持水力、持油力及膨胀力
注：数值表示为平均值±标准偏差。同一行内不同小写字母代表差异显著(P<0.05)，字母相同则代表差异不显著(P>0.05)。
由表2可知，FIDF持水力、持油力和膨胀力较IDF显著改善，FIDF的持水力较IDF提高了2倍，达5.13g/g，FIDF的持油力较IDF提高了6倍，达1.21g/g，FIDF的膨胀力较IDF提高了1.9倍，达3.83mL/g。这是因为经过发酵改性获得的FIDF，分子间更多极性和非极性基团暴露，结合位点增多，进而改变了其与水和油的相互作用，直接导致FIDF的持水力及持油力显著提高。
对实施例1和对比例1制得的FIDF和IDF吸附胆固醇、胆酸钠能力进行测定，检测方法如下：
(1)胆固醇吸附能力的测定：采用邻苯二甲醛法测定胆固醇含量，绘制标准曲线。分别取1.0g样品于250mL的三角瓶中，加入0.1mg/mL的胆固醇溶液100mL，pH调至2.0和7.0，37℃振荡，反应一段时间4000r/min下离心20min(沉淀样品)，吸取0.4mL上清液，测定吸光度，在标准曲线找到对应的胆固醇量。
(2)胆汁酸吸附能力的测定：以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制胆汁酸标准曲线。称取0.5g样品于锥形瓶中，加入胆酸溶液20mL，37℃水浴振摇2h，离心(4000r/min，15min)。准确量取上清液1.0mL测定残余胆酸的量。根据反应前后的浓度差别计算吸附量。
结果如图3、图4所示：
由图3能够看出，在不同pH环境下，FIDF对胆固醇的吸附能力都高于IDF，这是因为FIDF粒径减小，吸附表面积增大，吸附效果变好，粒径变化还会影响到胆固醇分子渗入纤维其内部的路径长度，直接影响吸附胆固醇能力。
由图4能够看出，FIDF吸附胆酸钠能力优于IDF。
对实施例1和对比例1制得的FIDF和IDF阳离子、阴离子交换能力进行测定，检测方法如下：
(1)阳离子交换能力的测定：称取1g样品，置于烧杯中，分别加入100mL 0.1mol/L的盐酸溶液。磁力搅拌20min，封口后于4℃冰箱中静置，充分酸化。24h后抽滤并用去离子水反复冲洗至中性。准确称取0.25g处理后的样品粉末，置于三角瓶中，加入100mL 5％的NaCl溶液，室温下用0.02mol/L的NaOH溶液滴定，每加入0.5mL的NaOH，用磁力搅拌器搅拌5min使溶液充分混匀，用酸度计准确测出pH值，以不加样品的NaCl溶液为空白对照，绘制VNaoH-pH变化曲线。
(2)阴离子交换能力的测定：采用盐酸萘乙二胺法测定亚硝酸根离子浓度。首先绘制标准曲线，准确称取0.5g样品于250mL锥形瓶中，加入浓度100mL 100μmol/L NaNO2溶液，调节pH至2.0和7.0，于37℃下恒温磁力搅拌，准确移取0.1mL样液，之后加入2mL 0.4％氨基苯磺酸，静置5min后再加入1mL 0.2％盐酸萘乙二胺，稳定显色，在分光光度计上测538nm处吸光度。
结果如图5、图6所示：
由图5能够看出，pH对FIDF和IDF的阳离子交换能力均有影响，且均成上升趋势。FIDF阳离子交换能力明显高于IDF，这是由于豆渣膳食纤维结构中的部分羟基侧链基团和羧基基团可以通过与肠道内有机阳离子逆性交换，使得随食物残渣排出时，同步改变了离子的瞬间浓度，不仅稀释还延缓了转换时间，进而影响了肠道内氧化还原电位、渗透压以及pH值等环境因素，形成一个更易于吸收的缓冲环境。
由图6能够看出，前期FIDF阴离子交换能力明显高于IDF，随着吸附时间的延长，二者吸附量趋于一致。
对实施例1和对比例1制得的发酵SDF(FSDF)和SDF抗氧化特性进行检测，检测方法为本领域常规技术手段，不再赘述，检测结果如图7、图8、图9所示：
图7为FSDF、SDF清除ABTS·能力图，由图7能够看出，以Vc清除率作为抗氧化指标的对照，FSDF清除ABTS·能力呈逐渐上升趋势，SDF对ABTS·的清除能力显著次于FSDF。
图8为FSDF、SDF清除DPPH·能力图，由图8能够看出，以Vc清除率作为抗氧化指标的对照，FSDF清除DPPH·能力呈上升趋势，FSDF清除DPPH·能力显著优于SDF。
图9为发酵SDF(FSDF)、SDF清除·OH能力图，由图9能够看出，以Vc清除率作为抗氧化指标的对照，FSDF、SDF清除·OH能力呈上升趋势，随着SDF浓度增大，发酵SDF对·OH的清除率继续提高，而未发酵的SDF则趋于平缓不再提高，FSDF清除·OH的能力优于SDF。
对实施例1和对比例1制得的发酵SDF(FSDF)和SDF抑菌能力进行检测，检测方法为本领域常规技术手段，不再赘述，检测结果如图10、图11、图12所示：
图10为FSDF和SDF对金黄色葡萄球菌的抑菌能力图，由图10能够看出，SDF对金黄色葡萄球菌无抑菌作用，FSDF在浓度为120mg/mL使出现抑菌性，若提高FSDF浓度，抑菌作用会更明显。
图11为FSDF和SDF对大肠杆菌的抑菌能力图，由图11能够看出，SDF对大肠杆菌无抑菌作用，FSDF对大肠杆菌的抑菌性较明显，从60mg/mL开始有抑菌效果，且在90mg/mL和120mg/mL抑菌效果较显著。
图12为FSDF和SDF对志贺氏菌的抑菌能力图，由图12能够看出，SDF和FSDF均在120mg/mL处出现抑菌性，FSDF抑菌能力显著优于SDF。
对实施例1制得的FIDF、FSDF和对比例1制得的IDF、SDF葡萄糖吸附能力进行测定，检测方法为本领域常规技术手段，不再赘述，检测结果如表3所示：
表3 FIDF、FSDF和IDF、SDF吸附葡萄糖能力
由表3能够看出，FSDF对葡萄糖吸附能力显著优于SDF，说明发酵改性能够有效地增加DF对葡萄糖地吸附能力，这是因为发酵改性促使细胞壁的部分降解，使纤维结构变得疏松，溶质分子更容易进入纤丝内部，原本包裹在网络结构内部的功能基团暴露出来，膳食纤维与葡萄糖分子间和分子内作用力如范德华力和氢键等相互作用增强，因而能够吸附更多的葡萄糖分子。
对实施例1和对比例1制得的发酵SDF(FSDF)和SDF进行紫外全波长扫描，结果如图14、图15所示，结合图13FSDF、SDF的水溶液照片能够看出，SDF和FSDF均在190～210nm处有尖峰，这是溶剂水的特征吸收峰，且FSDF的峰高较SDF更明显，这与FSDF水溶液无色澄清透明有关；SDF水溶液在280nm处有特征吸收峰，说明醇沉溶液中还有少量蛋白质的存在，而FSDF水溶液在相同波长处无吸收峰，说明无蛋白质残留，这是因为发酵改性时，发酵菌种可以很好地利用蛋白质、碳水化合物等营养类物质，将IDF转变为SDF。也说明实施例1制得的FSDF是不含核酸、蛋白质等杂质的较纯净SDF。
对实施例1制得的FIDF、对比例1制得的IDF进行X射线衍射表征，结果如图16所示：
由图16能够看出，IDF在2θ为18.14°、27.91°处出现明显的结晶衍射峰，其结晶度为36.08％；FIDF在2θ为20.14°处有特征衍射峰出现，其结晶度为39.39％，由出峰位置可看出此为纤维素I型的特征X射线衍射曲线，发酵后IDF结晶度有所上升，说明发酵改性致使部分结晶区域破坏，氢键断开，纤维素分子部分降解，束缚在结晶纤维素紧密结构内的水溶性成分溶出。
对实施例1制得的FSDF、对比例1制得的SDF进行X射线衍射表征，结果如图17所示：
由图17能够看出，SDF在2θ为11.84°、18.87°出现明显结晶衍射峰，结晶度为29.26％；FSDF在2θ为15.81°、19.70°出现明显结晶衍射峰，其结晶度为21.98％。说明发酵前后SDF均形成单晶结构，多糖分子规整性较强。发酵改性使SDF的结晶度显著下降，因发酵过程微生物消耗利用豆渣基质中的糖类，且酶活力较高，此时膳食纤维被酶解，使其结构更疏松，改善其粘附性。
综上，本发明采用的发酵改性方法虽然部分降低了IDF含量，但使IDF结构表征发生了改变，并提高了其物化特性。发酵改性显著改善了DF的物化特性，由于发酵处理改变了IDF纤维基质和主导水合性质的颗粒毛细结构，使其形成更致密状态，增大了纤维颗粒和颗粒间的空隙，导致对水和油的吸附、保留能力增强；发酵处理改变了DF的微观结构，使结构松散、表面积增大，增强其对葡糖糖的吸附能力；IDF经发酵处理后，颗粒明显变小，更多网络结构及活性位点暴露，使其本具备的交联作用更强，因此其吸附胆酸钠等有机化合物能力显著提高；IDF的化学结构中包含有羟基、羧基等侧链基团，具备和离子交换树脂的功能，改性处理使其分子链断裂，产生更多侧链基团，使其离子交换能力增强。
本发明通过发酵改性提高了SDF含量，也通过改变SDF的结构表征改善其物化特性。发酵后SDF清除ABTS·、DPPH·、·OH能力均显著提高，表明FSDF具有更好的抗氧化性，FSDF对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、志贺氏菌均有抑菌作用，SDF仅对志贺氏菌有抑菌性，FSDF产生更多的还原糖和糖醛酸，同时结构疏松，空隙较大，更有利于其羟基提供电子和氢原子，改性使SDF结构发生改变，提高了其抗氧化性及吸附性，抗氧化性的提高使SDF产生更好的抑菌效果。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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