甘薯膳食纖維的物化性質(zhì)及其對(duì)體內(nèi)外鉛離子清除能力的影響

張 毅，王洪云，鈕福祥，孫 健，徐 飛，朱 紅，岳瑞雪，張文婷

(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 甘薯研究所，江蘇 徐州 221131)

甘薯膳食纖維的物化性質(zhì)及其對(duì)體內(nèi)外鉛離子清除能力的影響

張 毅，王洪云，鈕福祥*，孫 健，徐 飛，朱 紅，岳瑞雪，張文婷

(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 甘薯研究所，江蘇 徐州 221131)

以徐薯32號(hào)和徐紫薯8號(hào)為材料，采用超聲輔助酶解法提取甘薯膳食纖，比較其組分、物化性質(zhì)及鉛離子清除能力，為預(yù)防鉛中毒提供理論基礎(chǔ)和生物學(xué)證據(jù)。結(jié)果表明：徐紫薯8號(hào)膳食纖維樣品中總膳食纖維含量明顯高于徐薯32號(hào)，而前者可溶膳食纖維和不溶膳食纖維比值明顯低于后者。徐薯32號(hào)膳食纖維的持水性、持油性、膨脹性和葡萄糖吸收能力顯著高于徐紫薯8號(hào)膳食纖維。2種甘薯膳食纖維均具有較強(qiáng)的鉛吸收能力，并且中性條件下對(duì)鉛離子的吸附能力強(qiáng)于酸性條件下。徐薯32號(hào)膳食纖維具有較強(qiáng)的體外鉛離子的清除能力，而徐紫薯8號(hào)膳食纖維則對(duì)鉛中毒小鼠具有更強(qiáng)的體內(nèi)鉛離子清除能力。

甘薯；膳食纖維；物化性質(zhì)；鉛離子清除能力

甘薯(IpomoeabatatasLam)屬于旋花科甘薯屬，為一年生或多年生草本植物，具有高產(chǎn)、適應(yīng)性廣、保健功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、結(jié)構(gòu)調(diào)整的優(yōu)勢(shì)作物[1]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，我國(guó)甘薯總產(chǎn)量為0.71億噸，是全球最大的甘薯生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。隨著人們生活水平的不斷提高，食物攝入越來(lái)越精細(xì)化，導(dǎo)致肥胖癥、高血脂和糖尿病等慢性病發(fā)病率呈快速上升趨勢(shì)，其中膳食纖維的攝入量減少而導(dǎo)致的膳食營(yíng)養(yǎng)不平衡是誘發(fā)這些現(xiàn)代文明病的主要原因[2]。甘薯營(yíng)養(yǎng)成分豐富，薯塊一般含有8%的膳食纖維[3]，屬于高膳食纖維食物，被視為營(yíng)養(yǎng)平衡的優(yōu)質(zhì)食物資源。

膳食纖維(DF)是指具有3個(gè)或以上單體鏈節(jié)的碳水化合物，主要由果膠類物質(zhì)、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，不能夠被人體小腸內(nèi)源酶水解，但大腸中寄生的各種微生物可對(duì)其進(jìn)行程度不同的分解發(fā)酵作用。DF具有多種重要的物化性質(zhì)，如持水性、持油性、膨脹性、吸附性和陽(yáng)離子交換能力等，此外還有諸多生理功能，如抑制肥胖、降血糖、降血脂和改善腸道菌群等，可用于預(yù)防和治療肥胖癥、糖尿病、心腦血管疾病以及腸道疾病等[4-6]，被營(yíng)養(yǎng)學(xué)界補(bǔ)充認(rèn)定為第七類營(yíng)養(yǎng)素。

目前，人們的生活環(huán)境和部分食物已受到不同程度的鉛污染，鉛中毒已成為世界范圍內(nèi)公害，特種行業(yè)(采礦、冶煉、蓄電池、金屬熱處理、焊接等)工作人員更是受到鉛中毒的嚴(yán)重威脅，以致成為鉛中毒職業(yè)病[7]。目前，排鉛藥物雖能起到一定治療作用，但效果不穩(wěn)定、副作用明顯。DF能通過(guò)螯合、絡(luò)合或吸附作用在體內(nèi)與鉛產(chǎn)生很強(qiáng)結(jié)合力，有效地阻止鉛在胃腸道的吸收，隨排泄物排出體外[8]。本研究拓寬了甘薯DF的應(yīng)用范圍，為甘薯DF排鉛功能提供了一個(gè)新的試驗(yàn)證據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

以江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所的2個(gè)甘薯品種(徐薯32號(hào)和徐紫薯8號(hào))為試驗(yàn)材料，試驗(yàn)場(chǎng)地為江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田(117°17.48′ E， 34°16.95′ N)。收獲后的甘薯儲(chǔ)存于12～14 ℃的甘薯庫(kù)，1周內(nèi)所有樣品同時(shí)進(jìn)行DF提取。

1.2試驗(yàn)動(dòng)物

ICR小鼠，8周齡，每組7只，全部雄性，由徐州醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.3主要試劑與儀器

α-淀粉酶購(gòu)自諾維信公司，酶活90 KNU/g；纖維素酶為無(wú)錫杰能科，酶活82 GCU/g；鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液購(gòu)自國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心，濃度為500 mg/L；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

UV-2450紫外分光光度計(jì)，由日本島津公司生產(chǎn)；Spectr AA220原子吸收光譜儀，由美國(guó)瓦里安公司生產(chǎn)；BSA323S電子天平，由賽多利斯科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)；Milli-Q Advantage A10超純水系統(tǒng)，由默克化工技術(shù)有限公司生產(chǎn)。

1.4甘薯DF的提取

甘薯DF的提取參考孫健等[9]的方法進(jìn)行，新鮮甘薯切塊打漿，洗去淀粉后的薯渣烘干備用。薯渣按料液比1∶50加入蒸餾水，85 ℃水浴，加入α-淀粉酶去除薯渣中殘留的淀粉，酶解30 min至碘液滴定不變藍(lán)。冷卻，調(diào)pH值至4.8，按每克薯渣加入3 μL纖維素酶，于65 ℃和超聲功率400 W條件下酶解10 min。收集處理液，加入4倍體積95%乙醇，醇沉過(guò)夜，3000 r/min離心15 min，沉淀物經(jīng)干燥粉碎后過(guò)200目，即為甘薯DF。

1.5甘薯DF成分的測(cè)定

蛋白質(zhì)含量的測(cè)定參考AOAC 955.04；脂肪含量的測(cè)定參考AOAC 920.39；灰分含量的測(cè)定參考AOAC 942.05；總膳食纖維(TDF)、可溶性膳食纖維(SDF)、不溶性膳食纖維(IDF)含量的測(cè)定參考AOAC 991.43。

纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠含量的測(cè)定參考Claye等[10]的方法改進(jìn)，取純化后的徐薯32號(hào)和徐紫薯8號(hào)DF 1.0 g，與10 mL 0.25%的EDTA溶液混合，90 ℃下浸提2 h，殘?jiān)謩e用蒸餾水、甲醇和丙酮洗滌后烘干稱重，提取液經(jīng)透析后凍干，稱重即為果膠含量(P1)；烘干的殘?jiān)c20 mL含0.1%硼氫化鈉的5%氫氧化鉀溶液混合，室溫下浸提18 h，提取液經(jīng)透析后凍干，稱重即為半纖維素含量(P2)；殘?jiān)謩e用蒸餾水、甲醇和丙酮洗滌后烘干得P3；P3與72%的硫酸混合，4 ℃下浸提30 h，過(guò)濾烘干得P4；其中灰分含量為P5；木質(zhì)素含量為P4與P5之和；纖維素含量為P3、P4與P5之和。

1.6DF物化性質(zhì)的測(cè)定

DF物化性質(zhì)的測(cè)定參考梅新等[11]的方法改進(jìn)，取1.0 g DF樣品，加入20 mL蒸餾水，室溫下攪打30 min后靜置24 h，5000 r/min離心10 min，棄去上清液并用濾紙吸干離心管殘留水分，稱重后計(jì)算持水性(WHC，g/g)：

WHC=(W2-W1)/W1

(1)

式(1)中：W1為樣品的干重(g)；W2為樣品的濕重(g)。

取1.0 g DF樣品，加入10 mL植物油，室溫下攪打10 min后靜置1 h，5000 r/min離心20 min，棄去上清液，稱重后計(jì)算持油性(OHC，g/g)：

OHC=(W2-W1)/W1

(2)

式(2)中：W1為樣品的干重(g)；W2為樣品的濕重(g)。

取1.0 g DF樣品，置于直徑為1.5 cm帶刻度的試管中，記錄干基樣品的體積，加入20 mL去離子水，充分混勻，平衡后于室溫下放置16 h，記錄吸水后飽脹的體積，計(jì)算膨脹性(SWC，mL/g)：

SWC=(V2-V1)/W

(3)

式(3)中：V1為吸水前樣品體積(mL)；V2為吸水后樣品體積(mL)；W為樣品的質(zhì)量(g)。

取1.0 g經(jīng)過(guò)醇洗的DF樣品與100 mL的200 mmol/L葡萄糖溶液充分混合后，于室溫下放置6 h，4000 r/min離心20 min，上清液中葡萄糖含量測(cè)定采用葡萄糖氧化酶-過(guò)氧化物酶(GOD-POD)法，540 nm下測(cè)定上清的吸光值，計(jì)算葡萄糖吸收能力(GAC，mmol/g)：

GAC=(C0-Ct)/W×V

(4)

式(4)中：C0為初始葡萄糖溶液的濃度(mmol/L)；Ct為吸附后葡萄糖溶液的濃度(mmol/L)；W為樣品的質(zhì)量(g)；V為葡萄糖溶液的體積(mL)。

1.7DF對(duì)體外鉛離子清除能力的測(cè)定

陽(yáng)離子交換容量的測(cè)定參考?xì)W仕益等[12]的方法進(jìn)行，取1.0 g DF樣品于錐形瓶中，加入30 mL去離子水，攪拌均勻后加入酚酞指示劑，用0.105 mol/L NaOH溶液滴定，當(dāng)溶液變微紅立即停止滴定，振蕩褪色后再滴定，振蕩5 min仍不褪色時(shí)視為滴定終點(diǎn)。根據(jù)消耗的NaOH溶液計(jì)算出陽(yáng)離子交換容量(CCEC，mmol/g)：

CCEC=(C×V)/W

(5)

式(5)中：CCEC為陽(yáng)離子交換容量(mmol/g)；C為NaOH溶液的濃度(mol/L)；V為消耗NaOH溶液的體積(mL)；W為樣品的質(zhì)量(g)。

DF對(duì)鉛離子的清除能力以BCmax和Cmin兩個(gè)吸附值來(lái)衡量。BCmax為鉛離子最大吸附量，Cmin為鉛離子最小吸附濃度。

BCmax的測(cè)定參考Hu等[13]的方法改進(jìn)，取0.2 g DF樣品于錐形瓶中，加入20 mL的10 mmol/L的硝酸鉛溶液[Pb(NO3)2]。設(shè)置pH=2.0和pH=7.0，分別模擬胃和腸道環(huán)境，室溫振蕩3 h，取上清液1 mL，加入無(wú)水乙醇使酒精濃度達(dá)到80%，4000 r/min離心20 min，去上清液，用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定溶液中鉛離子含量，根據(jù)反應(yīng)前后的濃度差計(jì)算鉛離子最大吸附量(BCmax，μmol/g)：

BCmax=V×(C0-Ct)/W

(6)

其中：V為上清液的體積(mL)；C0為初始鉛離子的濃度(μmol/mL)；Ct為吸附后鉛離子的濃度(μmol/mL)；W為樣品的質(zhì)量(g)。

Cmin的測(cè)定參考Zhang等[14]的方法改進(jìn)，取0.5 g DF樣品于錐形瓶中，加入20 mL的500 μmol/L的硝酸鉛溶液[Pb(NO3)2]。設(shè)置pH=2.0和pH=7.0，室溫振蕩4 h，取上清液1 mL，加入無(wú)水乙醇使酒精濃度達(dá)到80%，4000 r/min離心20 min，去上清液，測(cè)定所得的上清液濃度表示鉛離子最小吸附濃度(Cmin，μmol/L)。

1.8DF對(duì)體內(nèi)鉛離子清除能力的測(cè)定

鉛中毒小鼠模型參考Liu等[15]的方法進(jìn)行建模，正常對(duì)照組小鼠給予普通飲用水和飼料；模型對(duì)照組小鼠給予含500 mg/L醋酸鉛的飲用水和普通飼料；徐薯32號(hào)DF組給予含500 mg/L醋酸鉛的飲用水和含30%徐薯32號(hào)DF的飼料；徐紫薯8號(hào)DF組給予含500 mg/L醋酸鉛的飲用水和含30%徐紫薯8號(hào)DF的飼料。試驗(yàn)持續(xù)60 d，取血和腎臟消化后直接用于石墨爐原子吸收光譜測(cè)定鉛含量[16]。

1.9統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 18.0軟件處理數(shù)據(jù)，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。采用LSD法進(jìn)行多重比較和描述性統(tǒng)計(jì)；相關(guān)性檢驗(yàn)采用皮爾森相關(guān)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1甘薯DF的基本成分和化學(xué)成分

由表1可知，徐薯32號(hào)DF和徐紫薯8號(hào)DF的基本成分中蛋白、脂肪和灰分的含量都很低且無(wú)顯著差異。徐紫薯8號(hào)DF的TDF含量(81.27±0.77) g/100 g DM顯著高于徐薯32號(hào)DF的TDF含量(80.44±0.55) g/100 g DM(Plt;0.05)。徐薯32號(hào)DF的SDF含量極顯著高于徐紫薯8號(hào)DF(Plt;0.01)，SDF/IDF比值為0.70；而徐紫薯8號(hào)DF的IDF含量極顯著高于徐薯32號(hào)DF(Plt;0.01)，SDF/IDF比值為0.56。

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母分別表示在0.01、0.05水平上的差異顯著性。下同。

由表2可以看出，DF的化學(xué)成分主要包括果膠、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，徐薯32號(hào)DF和徐紫薯8號(hào)DF各化學(xué)組分間存在極顯著差異(Plt;0.01)。徐薯32號(hào)DF中果膠含量較高，達(dá)到(40.19±0.33) g/100 g DM；而徐紫薯8號(hào)DF中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量較高，分別達(dá)到(32.01±0.56) g/100 g DM、(15.81±0.32) g/100 g DM和(11.19±0.25) g/100 g DM。

表2 甘薯DF的化學(xué)成分 g/100 g DM

2.2甘薯DF的物化性質(zhì)

表3為不同品種甘薯DF的基本物化性質(zhì)，徐薯32號(hào)DF的持水性達(dá)到(10.01±0.09) g/g；而徐紫薯8號(hào)DF的持水性為(9.38±0.23) g/g，兩者差異極顯著(Plt;0.01)。徐薯32號(hào)DF的持油性和膨脹性分別為(4.26±0.22) g/g和(6.09±0.16) mL/g，均顯著高于徐紫薯8號(hào)DF的持油性和膨脹性(3.81±0.13) g/g和(5.77±0.32) mL/g(Plt;0.05)。在200 mmol/L葡萄糖溶液中，每克徐薯32號(hào)DF能有效結(jié)合20.00 mmol的葡萄糖；而每克徐紫薯8號(hào)DF只能吸附(19.08±0.26) mmol的葡萄糖，徐薯32號(hào)DF的葡萄糖吸收能力極顯著高于徐紫薯8號(hào)DF(Plt;0.01)。

表3 甘薯DF的物化性質(zhì)

2.3甘薯DF對(duì)體外鉛離子的清除能力

甘薯DF的結(jié)構(gòu)中含有很多的羥基、羧基及酚羥基等基團(tuán)[17]，這些基團(tuán)具有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換能力。如表4所示，徐薯32號(hào)DF和徐紫薯8號(hào)DF的陽(yáng)離子交換容量分別為0.61 mmol/g和0.55 mmol/g，徐薯32號(hào)DF的陽(yáng)離子交換容量顯著高于徐紫薯8號(hào)DF(Plt;0.05)。

表4 甘薯DF的陽(yáng)離子交換容量

不同pH值條件下分別模擬胃和腸道環(huán)境，甘薯DF對(duì)體外鉛離子的吸附能力如表5所示。2種甘薯DF在中性pH條件下比酸性pH條件下具有更強(qiáng)的吸附能力，徐薯32號(hào)DF在胃中(pH=2.0)對(duì)鉛離子的最大吸附能力為(52.95±0.66) μmol/g，遠(yuǎn)小于在腸道中(pH=7.0)對(duì)鉛離子的最小吸附能力(320.22±0.97) μmol/g，這說(shuō)明DF對(duì)鉛離子的吸附作用主要發(fā)生在腸道內(nèi)。徐紫薯8號(hào)DF在胃和腸道中對(duì)鉛離子的最大吸附能力分別為(49.68±0.51) μmol/g和(302.10±1.30) μmol/g，極顯著低于徐薯32號(hào)DF(Plt;0.01)。在評(píng)價(jià)DF吸附鉛離子的能力時(shí)，不僅要確定鉛離子的最大吸附量，還要檢測(cè)鉛離子的最小吸附濃度。徐薯32號(hào)DF在胃中(pH=2.0)Cmin值高達(dá)(188.27±1.03) μmol/L，說(shuō)明DF在胃中對(duì)鉛離子清除很不徹底，徐紫薯8號(hào)DF在胃道中Cmin值為(194.68±2.20) μmol/L，兩者差異極顯著(Plt;0.01)。在腸道中(pH=7.0)徐薯32號(hào)DF能將鉛離子濃度降低到(18.30±0.43) μmol/L，而徐紫薯8號(hào)DF在腸道中Cmin值為(20.74±0.50) μmol/L，兩者差異顯著(Plt;0.05)。

表5 不同pH值條件下甘薯DF對(duì)體外鉛離子的吸附能力

2.4甘薯DF對(duì)體內(nèi)鉛離子的清除能力

由表6可知，正常對(duì)照組與模型對(duì)照組相比較，全血和腎臟組織的鉛含量均呈極顯著差異 (Plt;0.01)，模型對(duì)照組小鼠血鉛和腎臟鉛含量分別達(dá)到(6.67±0.99) μg/cL和(7.77±1.12) μg/g。徐薯32號(hào)DF組和徐紫薯8號(hào)DF組與模型對(duì)照組相比，兩項(xiàng)指標(biāo)均有所下降，其中血鉛含量依次下降了35.08%和38.83%，腎臟鉛含量下降了41.31%和44.27%，且兩組小鼠上述組織的鉛含量與模型對(duì)照組相比具有極顯著差異 (Plt;0.01)，徐紫薯8號(hào)DF組清除鉛離子效果略好于徐薯32號(hào)DF組。

3 結(jié)論與討論

徐薯32號(hào)DF和徐紫薯8號(hào)DF中TDF的含量分別達(dá)到80.44%和81.27%，說(shuō)明超聲輔助酶解法可以獲得純度較高的DF。2種甘薯DF中SDF含量均在10%以上，屬于優(yōu)質(zhì)的DF[18]。SDF和IDF的物化性質(zhì)和生理功能不盡相同，徐薯32號(hào)DF的SDF/IDF比值0.70高于徐紫薯8號(hào)DF的SDF/IDF比值0.56，暗示2種甘薯DF將具有不同的物化性質(zhì)和清除鉛離子的能力。

表6 甘薯DF對(duì)體內(nèi)鉛離子的清除能力

持水性、持油性和膨脹性的大小是衡量DF品質(zhì)的重要指標(biāo)。持水性、持油性和膨脹性越大，則表示DF的吸水、吸油能力越大，這與SDF/IDF比值、纖維顆粒度和密度、比表面積、電荷密度及疏水性能等都有關(guān)[19]。徐薯32號(hào)DF的持水性、持油性和膨脹性均優(yōu)于徐紫薯8號(hào)DF，說(shuō)明SDF/IDF比值的增高，可以提高甘薯DF的理化性質(zhì)。DF的葡萄糖吸收能力是考察腸道消化過(guò)程中DF對(duì)葡萄糖抑制和轉(zhuǎn)運(yùn)能力的重要指標(biāo)[20]。徐薯32號(hào)DF的葡萄糖吸收能力優(yōu)于徐紫薯8號(hào)DF，這可能是由于徐薯32號(hào)DF的SDF含量較多，從而網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更為均勻，比表面積較大，易于對(duì)葡萄糖分子的截留，并減緩了葡萄糖分子擴(kuò)散的速率[21]。

甘薯DF在pH值為7.0的條件下對(duì)鉛離子的吸附能力較pH值為2.0的條件下顯著增強(qiáng)，說(shuō)明甘薯DF對(duì)鉛離子的吸附作用主要依靠化學(xué)吸附，因?yàn)楦鶕?jù)物質(zhì)的表明特性，pH值對(duì)物理吸附的影響不大，而化學(xué)吸附主要依靠DF中的羧基基團(tuán)，當(dāng)pH值升高，羧基上的質(zhì)子解離增多，鉛離子吸附量增多，當(dāng)pH值下降，羧基的解離減少，吸附量減少。徐薯32號(hào)DF和徐紫薯8號(hào)DF的CCEC分別為0.61 mmol/g和0.55 mmol/g，而BCmax的最大值分別為320.22 μmol/g和(302.10±1.30) μmol/g，根據(jù)化學(xué)計(jì)量，2個(gè)羧基才能吸附1個(gè)二價(jià)鉛離子，2種DF上的羧基均被鉛離子過(guò)飽和，說(shuō)明甘薯DF對(duì)鉛離子的吸附作用也存在物理吸附。徐薯32號(hào)DF的陽(yáng)離子交換容量和吸附能力均大于徐紫薯8號(hào)DF，可能是因?yàn)樾焓?2號(hào)DF中的SDF含量較多，這與前人的研究結(jié)果相一致，一般認(rèn)為SDF比IDF具有更強(qiáng)的物化性和功能性[22]。

血液是鉛進(jìn)入機(jī)體的門戶，腎臟是鉛的主要靶器官之一[23]，因此本研究選擇血鉛和腎臟鉛含量作為考察指標(biāo)。結(jié)果表明：2種甘薯DF均可以有效降低小鼠血液和腎臟的鉛含量，血鉛對(duì)甘薯DF的影響更敏感，進(jìn)一步說(shuō)明甘薯DF具有很強(qiáng)的陽(yáng)離子交換作用，可以減少機(jī)體對(duì)腸道鉛的吸收，進(jìn)而減少鉛在組織中的分布。而徐紫薯8號(hào)DF的效果要略好于徐薯32號(hào)DF，這可能也是徐薯32號(hào)DF中的SDF含量較多的原因。因?yàn)槟c道是鹽和水分吸收的重要部位，也是DF分解的場(chǎng)所，因此，不能完全憑腸道pH值的條件下鉛離子被吸附量來(lái)判斷體內(nèi)清除鉛離子的情況，要考慮DF被分解后會(huì)釋放部分鉛離子。本研究表明，SDF/IDF比值低的徐薯32號(hào)DF對(duì)體內(nèi)鉛離子的清除能力要優(yōu)于SDF/IDF比值低高的徐紫薯8號(hào)DF，說(shuō)明SDF釋放出的鉛離子要多于IDF。

綜上所述，徐薯32號(hào)DF的SDF含量高于徐紫薯8號(hào)DF，具有較強(qiáng)的體外鉛離子的清除能力，而徐紫薯8號(hào)DF則具有更強(qiáng)的體內(nèi)鉛離子的清除能力。徐薯32號(hào)DF具有更好的持水性等物化性質(zhì)、更大的陽(yáng)離子交換能力和更強(qiáng)的鉛離子吸附能力，但同時(shí)在腸道中易分解，會(huì)釋放更多的鉛離子，所以在研制甘薯DF功能食品時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同需求適當(dāng)調(diào)節(jié)SDF和IDF的比例。

[1] 蔣玉峰,馬代夫.國(guó)家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)推動(dòng)甘薯產(chǎn)業(yè)和學(xué)科發(fā)展[J].江蘇師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2016,34(3):23-27.

[2] Cyrilwc K, Amin E, Davidja J. The link between dietary fibre and human health[J]. Food Hydrocolloids, 2010, 24(1): 42-48.

[3] 王洪云,孫健,鈕福祥,等.甘薯的功能成分及其藥用價(jià)值[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),2013,19(12):59-62.

[4] Mann J I, Cummings J H. Possible implications for health of the different definitions of dietary fibre[J]. Nutrition Metabolism amp; Cardiovascular Diseases, 2009, 19(3): 226-229.

[5] Anderson J W, Baird P, Davis Jr R H, et al. Health benefits of dietary fiber[J]. Nutrition Reviews, 2009, 67(4): 188-205.

[6] Kaczmarczyk M M, Miller M J, Freund G G. The health benefits of dietary fibre: beyond theusual suspects of type 2 diabetes mellitus, cardiovascular disease and colon cancer[J]. Metabolism: Clinical and Experimental, 2012, 61(8): 1058-1066.

[7] 陳炳卿,孫長(zhǎng)顥.食品污染與健康[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:154-158.

[8] 陳洪雨,馬蕾,楊建喬,等.山楂膳食纖維改善功能性便秘及預(yù)防鉛中毒作用[J].食品科學(xué),2013,34(15):232-235.

[9] 孫健,鈕福祥,岳瑞雪,等.超聲波輔助酶法提取甘薯渣膳食纖維的研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào),2014,28(7):1261-1266.

[10] Claye S S, Idouraine A, Weber C W. Extraction and fractionation of insoluble fiber from five fiber sources[J]. Food Chemistry, 1996, 57(2): 303-310.

[11] 梅新,木泰華,陳學(xué)玲,等.超微粉碎對(duì)甘薯膳食纖維成分及物化特性影響[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2014,29(2):76-81.

[12] 歐仕益,高孔榮,吳暉.麥麩膳食纖維清除重金屬離子的研究[J].食品科學(xué),1998,19(5):7-10.

[13] Hu G H, Huang S H, Chen H, et al. Binding of four heavy metals to hemicelluloses from rice bran[J]. Food Research International, 2010, 43(1): 203-206.

[14] Zhang N, Huang C, Ou S. In vitro binding capacities of three dietary fibers and their mixture for four toxic elements, cholesterol, and bile acid[J]. Journal of hazardous materials, 2011, 186(1): 236-239.

[15] Liu C M, Ma J Q, Liu S S, et al. Proanthocyanidins improves lead-induced cognitive impairments by blocking endoplasmic reticulum stress and nuclear factor-jB-mediated inflammatory pathways in rats[J]. Food and Chemical Toxicology, 2014, 72(3): 295-302.

[16] 顧文龍,郝書林,王靜,等.石墨爐原子吸收光譜法快速測(cè)定小白鼠全血中鉛殘留量[J].中國(guó)畜牧獸醫(yī)文摘,2015(11):55-56.

[17] Sangnark A, Noomhorm A. Effect of particle sizes on functional properties of dietary fibre prepared from sugarcane bagasse[J]. Food Chemistry, 2003, 80(2): 221-229.

[18] 鄭建仙.功能性食品[M].第二卷.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1999:50-56.

[19] Gomez-Ordonez E, Jimenez-Escrig A, Ruperez P. Dietary fibre and physicochemical properties of several edible seaweeds from the northwestern Spanish coast[J]. Food Research International, 2010, 43(9): 2289-2294.

[20] Chau C F, Wen Y L, Wang Y T. Improvement of the functionality of a potential fruit insoluble fibre by micron technology[J]. International Journal of Food Science amp; Technology, 2006, 41(9): 1054-1060.

[21] Lopez G, Ros G, Rincon F, et al. Relationship between physical and hydration properties of soluble and insoluble fiber of artichoke[J]. Journal of Agricultural amp; Food Chemistry, 1996, 44(9): 2773-2778.

[22] Schneeman B O. Dietary fiber: Physical and chemical properties, methods of analysis, and physiological effects[J]. Food Technology, 1986, 40(2): 104-110.

[23] Osterloh J D, Selby J V, Bernard B P, et al. Body burdens of lead in hypertensive nephropathy[J]. Arch Environ Health, 1989, 44(5): 304-310.

(責(zé)任編輯：曾小軍)

StudyonPhysico-chemicalPropertiesofDietaryFiberinSweetPotatoandItsCapacityofScavengingLeadIoninvitroandvivo

ZHANG Yi, WANG Hong-yun, NIU Fu-xiang*, SUN Jian, XU Fei,ZHU Hong, YUE Rui-xue, ZHANG Wen-ting

(Xuzhou Institute of Agricultural Sciences in Xuhuai Region of Jiangsu / Sweet Potato Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences, Xuzhou 221131, China)

Dietary fiber (DF) was extracted from two sweet potato varieties by the ultrasonic-assisted enzymatic hydrolysis method. The compositions, physico-chemical properties and lead-scavenging capacities of DF from two sweet potato varieties were compared, in order to provide theoretical basis and biological evidence for the prevention of lead poisoning. The results indicated that: the content of total dietary fiber in Xuzishu No. 8 DF sample was obviously higher than that in Xushu No. 32 DF sample; however, the ratio of soluble dietary fiber to insoluble dietary fiber in Xuzishu No. 8 DF sample was evidently lower than that in Xushu No. 32 DF sample. Furthermore, the water-holding capacity, oil-holding capacity, swelling capacity and glucose-absorbing ability of Xushu No. 32 DF were significantly higher than those of Xuzishu No. 8 DF. These two kinds of sweet potato DF had a strong capacity of absorbing lead ion, and this capacity under neutral condition was stronger than that under acidic condition. Xushu No. 32 DF had a stronger capacity of scavenging lead ion in vitro, while Xuzishu No. 8 DF had a stronger capacity of scavenging lead ion in lead-poison mice.

Sweet potato; Dietary fiber; Physico-chemical property; Lead-scavenging capacity

S531

A

1001-8581(2017)12-0087-06

2017-08-31

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(CARS-10-B20)；江蘇省徐州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研基金(2015001)；江蘇省蘇北計(jì)劃專項(xiàng)項(xiàng)目(SZ-XZ2017034)。

張毅(1987─)，男，江蘇徐州人，助理研究員，從事甘薯功能食品研究。*通訊作者：鈕福祥。