膳食纤维（DF）通常是指一类不能被人体消化酶消化也不被小肠吸收的植物性细胞壁主要成分，包括纤维素、半纤维素和果胶类物质等。DF按溶解性可分为不可溶性膳食纤维（IDF）和可溶性膳食纤维（SDF）。天然来源的DF组成中IDF含量较高，SDF含量很低，而只有SDF含量达到30%以上时，才称为高品质DF。因此，对DF进行改性，提高其中SDF含量成为主要的研究方向。
米糠粕是稻谷加工过程中的副产物米糠经过浸出脱脂处理后的产物。米糠粕DF中SDF比例低，口感较粗糙，仅能作为饲料或者丢弃，造成资源的极大浪费。来自沈阳师范大学粮食学院的闵钟熳、高路和高育哲等人以米糠粕为原料，采用响应面法，优化黑曲霉发酵米糠粕制备SDF工艺，并对其理化性质进行测定，以期为米糠粕SDF的合理利用提供理论依据。
1.单因素试验结果1料液比的确定料液比对黑曲霉制备米糠粕SDF提取率有显著影响。随着加水量的增加，提取率先上升后下降。当料液比为1∶10（g/mL）时，米糠粕SDF提取率达到最高。
2发酵时间的确定发酵时间对黑曲霉制备米糠粕SDF提取率有显著影响。随着时间的延长，黑曲霉发酵产生的纤维素酶增加，在72h时SDF提取率最高。
3发酵温度的确定发酵温度对米糠粕SDF提取率有显著影响。发酵温度达到25℃时，SDF提取率达到最高。
4发酵初始pH值的确定pH值对米糠粕SDF提取率有显著影响。在低pH值时变化不明显，随着pH值的升高提取率增大，在pH值为5.0时，SDF提取率达到最高，继续升高pH值，提取率降低。因此选择适宜的初始发酵pH值为5.0。
5摇床转速的确定摇床转速对米糠粕SDF提取率有显著影响。随着摇床转速的增大，黑曲霉与氧气、米糠粕的接触面积也越大，从而使菌体生长代谢速度加快。在摇床转速为r/min时，米糠粕SDF提取率达到最高。
2.响应面试验结果1Box-Behnken响应面试验设计及结果根据单因素试验结果，以发酵时间、发酵温度、料液比为自变量，米糠粕中SDF提取率为响应值，通过Box-Behnken响应面设计对发酵条件进一步优化。
2拟合模型的建立与结果分析回归模型极显著（P＜0.），表明与实际情况拟合度好；失拟项不显著（P=0.），表明残差均由随机误差引起，对实验干扰小，预测值与试验值有高度相关性（R2=0.）。R2Adj表示模型调整确定系数，本试验中R2Adj为0.，表示试验数据可靠性较高，可以用此模型来分析和预测黑曲霉发酵提取米糠粕提取SDF的工艺条件。由F值可知，3个因素对米糠粕SDF提取率的影响大小依次为发酵时间（A）＞发酵温度（B）＞料液比（C）。
3响应面试验交互作用分析根据Box-Behnken试验所得的结果和分析二次多项回归方程，获得了提取米糠粕SDF的最佳发酵提取条件：A=0.21、B=0.16、C=0.13，即发酵时间77.04h、发酵温度25.80℃、料液比1∶10.65（g/mL）时，SDF提取率最高。
4验证实验结果考虑到实际情况，选择发酵时间77h、发酵温度26℃、料液比1∶11（g/mL）的条件下，进行3次重复性验证实验。实验结果平均值为38.23%，与理论值38.11%接近，拟合度较好，说明采用响应面设计得到的工艺参数真实可信，有较好的指导意义。
3.发酵前后SDF理化性质变化经过黑曲霉发酵后提取出的米糠粕SDF膨胀力提高了84.44%，持水力提高了79.30%，持油力提高了73.25%。即经过发酵处理，米糠粕SDF的膨胀力、持水力和持油力都有显著提高。高的膨胀力和持水力是DF功能特性的良好体现。
4.发酵前后米糠粕SDF超微结构观察放大倍后，两者的形态结构区别明显。发酵前米糠粕SDF结构致密，颗粒较大；发酵后的SDF表面结构发生变化，疏松、多孔蜂窝状，颗粒变小。原因是黑曲霉在发酵过程中代谢产生纤维素酶，能够作用于米糠粕中的纤维多糖，使其糖苷键降解，因此可以使原来致密的结构遭到破坏，呈现出松散的状态。这种结构有利于水分子、油分子的进入，增加与水和油的接触面，从而改善SDF膨胀力、持水力和持油力等理化性质。
结论
最佳发酵时间77h、发酵温度26℃、料液比1∶11（g/mL）、pH5.0、摇床转速r/min时，SDF提取率为38.23%，比优化前提高了29.58%。发酵后SDF的膨胀力、持水力及持油力分别提高了84.44%、79.30%和73.25%。扫描电镜观察到发酵后SDF表面结构粗糙、疏松多孔。
本文《黑曲霉发酵法制备米糠粕可溶性膳食纤维工艺优化及其理化分析》来源于《食品科学》年39卷2期-页，作者：闵钟熳，高路，高育哲，徐彩红，邓雪雪，肖志刚。DOI:10./spkx--0。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑：李莹；责编：张睿梅
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