本文是一篇农业论文，本研究以高节竹笋头为原料，后续研究可将它与其他竹种及其副产物进行对比分析，以期筛选出活性成分较好的优良竹种，促进并加大优良竹种的利用。
1绪论
1.1竹笋及其副产物概述
1.1.1竹笋概述
竹笋是由禾本科竹亚科植物生长而成的幼嫩的芽，原产于中国，种类繁多，全球约有70余属、1200余种，其中我国已有39属、500多种，且可食用竹种已占200多种，30余种为品质优良品种，主要分布于浙江、湖南、福建、四川、云南等南方地区，以栽培方竹属、刚竹属、慈竹属居多，具有高纤维、低脂肪和低能量的食用特性，又具有抗衰老、降血糖、血脂、预防多种疾病的药用功效，因而食用、药用价值较高[1-6]。
高节竹（Phyllostachys prominens）为典型的禾本科竹亚科刚竹属，其笋材兼用，具有生态适应性强、产量高、品质优、适宜加工等优点，常种植于浙江、江苏、江西等省份，而其余省份也已有引种栽培，如重庆、福建等地[6-8]。当前，对于高节竹笋的研究主要停留在栽培技术对产量及品质的影响上，而对其及其副产物中的活性成分的研究涉及较少，仅对高节竹叶的提取物进行了化学成分分析和抗氧化特性研究，对其余副产物的活性成分则无相关研究报道，只对其他竹种开展了部分研究，如毛竹、雷竹、方竹等[9-11]。为此，选择高节竹笋作为研究原料，可使竹种资料多元化。
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1.2膳食纤维概述
1.2.1膳食纤维的定义
膳食纤维（Dietary Fiber，DF）的概念最早出现在1953年，由Hispley提出，他认为膳食纤维是指木质素、半纤维素和纤维素等不易被消化的成分，是植物细胞壁的主要组成部分，并提出膳食纤维是一种混合物，由木质素和非淀粉多糖构成，不易在人体胃肠道中消化，但易被大肠中的某些微生物利用或酵解。随着科技的发展，学者对膳食纤维的研究及认识更为深入，使其定义也不断被完善。如Cummings在1981年提出膳食纤维从化学角度分析，应包括非淀粉多糖和木质素，而1982年Englyst则认为膳食纤维仅包括非淀粉多糖。直至2009年，食品法典委员会将其定义为在人体中不被小肠内生酶水解的含有十个或以上单体链节的碳水化合物[27]。
1.2.2膳食纤维的分类
膳食纤维的分类方法繁多，可按照膳食纤维来源分为植物型、动物型、微生物型和藻类，也可按照膳食纤维的发酵程度分为部分发酵型膳食纤维和完全发酵型膳食纤维，但通常根据膳食纤维在水中的溶解性将其分为不溶性膳食纤维（Insoluble DietaryFiber，IDF）和可溶性膳食纤维（Soluble Dietary Fiber，SDF），并由SDF和IDF组成总膳食纤维（Total Dietary Fibre，TDF）[28-29]。其中，IDF在TDF中占比较大，包含纤维素、木质素及部分半纤维素，不溶于水，口感粗糙，导致其添加到食品中会对食品的感官品质造成不利影响，同时IDF不会被人体肠道消化吸收，只能让粪便体积增加，刺激肠道蠕动，排出人体，常因结构紧密而使其功能活性较低[30]。SDF则指能够溶于水的果胶、树胶、葡聚糖、低聚果糖、可溶性半纤维等物质，在肠道中通过吸附及微生物酵解等作用提高葡萄糖、胆固醇吸附能力，控制血糖、血脂水平，提高人体免疫力，同时也能增加人体饱腹感，从而控制体重[31-33]。
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2高节竹笋头可溶性膳食纤维的提取
2.1材料
2.1.1原料与试剂
高节竹笋头是高节竹笋加工后的副产物，富含多种营养成分，是来源广泛且成本低廉的膳食纤维原料。目前，只有少量用作动物饲料，大部分副产物被当作废弃物丢弃，不仅严重污染环境还易造成多种功能性物质的浪费。因此，选用合适的方法对高节竹笋头SDF的提取有利于提高竹笋副产物的利用率，实现竹笋副产物的高值化利用。本章以提高SDF得率为目标，采用超声微波辅助酶法，通过单因素试验及响应面试验确定提取高节竹笋头SDF的最佳工艺参数，以期为提高竹笋副产物中SDF得率提供理论参考。
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2.2试验方法
2.2.1高节竹笋头基本成分的测定
水分、灰分、脂肪、蛋白质、膳食纤维含量的测定分别参考GB 5009.3-2016直接干燥法、GB 5009.4-2016高温灼烧法、GB 5009.6-2016索氏抽提法、GB 5009.5-2016凯氏定氮法、GB 5009.88-2014。
2.2.2高节竹笋头SDF的提取
2.2.2.1高节竹笋头预处理
将新鲜高节竹笋头去杂质，切片，放入-20℃保存，待用。
2.2.2.2 SDF的制备
取适量冷冻保存的笋头，放置室温，自然干燥至表面无水状态。将笋头与蒸馏水按1:3 g/mL研磨成浆。在300W下进行超声处理15 min和微波处理2 min，后调节pH至5.5。根据鲜重笋头中干物质比例添加1.5%复合酶（纤维素酶：木瓜蛋白酶：葡萄糖淀粉酶=1:1:1），55℃水浴1.5 h后，立即灭酶。离心得到澄清的酶解液后，采用旋转蒸发仪浓缩至原体积的1/5。加入4倍体积的95%无水乙醇，醇沉过夜。取沉淀物用蒸馏水复溶，放入-80℃保存，冷冻干燥后即可得到粉末状样品，并计算笋头SDF得率[80]。
2.2.3不同提取方法对SDF得率的影响
按SDF的提取方法，在打浆料液比1:3 g/mL、超声时间15 min、微波时间5 min、复合酶添加量1.5%、酶解温度55℃、酶解时间1.5 h的条件下，分别得到超声-微波处理的可溶性膳食纤维（MU-SDF）、超声-酶处理的可溶性膳食纤维（UE-SDF）、微波-酶处理的可溶性膳食纤维（ME-SDF）、超声-微波-酶处理的可溶性膳食纤（MUE-SDF），并计算得率。
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3 高节竹笋头可溶性膳食纤维理化、结构及功能特性研究 .............. 25
3.1 材料 ................................. 25
3.1.1 原料与试剂 ................................ 25
3.1.2 仪器 ..................... 26
4 高节竹笋头可溶性膳食纤维在功能性饮料中的应用 ...................... 45
4.1 材料 .......................................... 45
4.1.1 原料与试剂 ..................... 45
4.1.2 仪器 ................................ 45
5 结论与展望........................... 59
5.1 结论 .................................. 59
5.2 展望 ............................... 60
4高节竹笋头可溶性膳食纤维在功能性饮料中的应用
4.1材料
4.1.1原料与试剂
材料：第二章所提取的MUE-SDF。
试剂：见表3.1及4.1。
SDF易溶于水，具有抗氧化、降血糖等生理功能活性，将其应用到饮料中不仅能对人体产生特殊的生理代谢功能，润肠通便，减少脂肪沉积，还能增强人体饱腹感，进而达到减肥的目的。因此，它可作为开发保健产品的活性物质。但由于SDF水溶液味道微涩，不易被消费者接受，需添加甜味剂、酸味剂等原料改善其风味。此外，饮料运输储存过程中易产生沉淀，影响口感，不利于销售。
为解决上述问题，本章以MUE-SDF为原料，选择合适的辅料及稳定剂，通过单因素试验及正交试验，确定功能性饮料的最佳配方，对其成品进行检测，并以市售饮料为对照，评价此饮料的理化性质、体外抗氧化及降血糖活性，旨在促进功能性饮料的开发，丰富品种类型，提高高节竹笋副产物的加工利用。
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5结论与展望
5.1结论
本论文以高节竹笋头为原料，优化了高节竹笋头SDF的提取工艺，并对最佳工艺参数制备的SDF与其他联合方法制备的SDF的组成、结构、理化和功能性质进行了对比研究，最后以高节竹笋头SDF为原料开发了一款口感爽滑、稳定性能高的功能性饮料。结果如下：
（1）通过测定高节竹笋头的基本营养成分，确定了高节竹笋头中含有丰富的膳食纤维，以鲜重计为4.45%，但SDF含量较低，为总膳食纤维的6.29%，其含量还有提高的空间，可将其作为提取对象。其后，对比了超声-微波法、超声-酶法、微波-酶法、超声-微波联合酶法对SDF得率的影响，得出超声-微波联合酶法对SDF得率影响最大，分别是其他三种方法的2.7倍、1.5倍、2.0倍，确定选用该方法进行工艺优化。最后采用单因素试验及响应面试验确实了提取SDF的最佳工艺条件：超声时间15.65 min、微波时间1 min、酶解时间1.95 h、酶添加量1.6%，此时SDF得率可达11.12±0.21%。
（2）以超声-微波法、超声-酶法、微波-酶法制备的SDF为对照组，超声-微波联合酶法制备的SDF为实验组，对比了不同方法对SDF组成、结构、理化及功能性质的影响。研究发现不同联合方法制备不会改变单糖的类型，不会产生新的官能团，但会使其单糖含量和对红外光谱的吸收强度有所差异，导致理化性质和功能性质有所差异。四种SDF含有少量糖醛酸和酚类物质，是由岩藻糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖和葡萄糖醛酸组成的纤维素Ⅰ型杂多糖，其糖苷键以β-构型为主。其中超声-微波联合酶法制备的MUE-SDF较其他三种SDF结晶度最低，表现出更为疏松多孔的结构形态，使其持水力、持油力、膨胀力、溶解性、还原力、葡萄糖吸附能力、胆固醇吸附能力、对α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、胰脂肪酶的抑制能力均最强，表明其具有良好的理化性质及抗氧化、降糖降脂活性，可将其应用至功能性食品。
参考文献（略）