《LWT》：The effect of different modification methods on the structural and functional characteristics of corn bran
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本研究针对玉米麸皮（CB）可溶性膳食纤维（SDF）得率低、功能特性受限的问题，通过蒸汽爆破（SE）、复合酶解（CE）及其联合处理（SE+CE）对CB进行改性。研究发现SE+CE协同处理可显著提升SDF含量（最高达9.83%），并增强持水力（WHC）、胆固醇吸附能力（CAC）等功能特性，为CB在功能性食品中的应用提供新策略。
玉米作为全球主要粮食作物，其加工副产物玉米麸皮（Corn Bran, CB）年产量巨大，却因口感粗糙、功能特性不足而多被用作饲料。CB中富含膳食纤维，但其中可溶性膳食纤维（Soluble Dietary Fiber, SDF）比例极低（仅2.81%），限制了其在食品工业中的高值化应用。SDF具有调节肠道健康、降低胆固醇等重要生理功能，如何高效提升CB中SDF含量并改善其功能特性成为行业难点。
为突破这一瓶颈，河南工业大学生物工程学院团队在《LWT》发表研究，系统比较了蒸汽爆破（Steam Explosion, SE）、复合酶解（Composite Enzymatic Hydrolysis, CE）及二者联合处理（SE+CE）对CB结构及功能特性的影响。研究发现，温和SE条件（1.0 MPa, 30 s）结合CE处理可产生协同效应，使SDF含量较单独SE提升113.39%，并显著增强持水力、胆固醇吸附等关键功能指标。该研究为CB在功能性食品中的创新应用提供了理论依据和技术路径。
研究采用蒸汽爆破仪在0.5–2.0 MPa压力区间处理CB，通过测定SDF得率筛选最优条件；利用复合酶（纤维素酶与木聚糖酶）进行水解；结合扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）分析结构变化；系统评估持水力（WHC）、胆固醇吸附能力（CAC）等功能指标。所有实验均设三次重复，数据经SPSS统计分析。
3.1. CB的基础特性分析
3.1.1. 改性CB的SDF含量评估
SE处理显著提升SDF含量，在1.5 MPa、150 s时达峰值9.83%。而1.0 MPa、30 s的SE+CE组合使SDF含量较单独SE提高113.39%，表明温和SE可增强酶解效率。过高强度SE（1.5 MPa, 150 s）会导致纤维过度降解，反而不利于SDF积累。
3.1.2. CB的初始理化性质
未处理CB的SDF/IDF比值仅为3.52%，证实其膳食纤维以不溶性为主。适量蛋白质（1.21%）和淀粉（3.94%）的存在提示非纤维组分可能阻碍酶解，需通过改性破坏细胞壁结构。
3.1.3. 颜色参数与粒径分析
SE处理导致样品颜色变深（L值降至49.30），源于美拉德反应；而CE处理样品保持亮黄色（L>77）。所有改性均使粒径显著减小，SE+CE组合处理后D50中值粒径从111.45 μm降至52.19 μm，增大了比表面积，利于功能发挥。
3.2. CB的结构特性
3.2.1. 微观结构分析
SEM显示未处理CB表面致密，而SE处理后形成多孔疏松结构，CE进一步产生裂纹。SE+CE组合使纤维结构完全松散，为吸附作用提供更多活性位点。
3.2.2. FT-IR分析
改性后3400 cm-1处O-H伸缩振动峰增强，表明羟基暴露；2926 cm-1处C-H峰强度减弱，反映纤维素降解。1743 cm-1处羧基峰增强，证实酯键断裂与亲水基团增加。
3.2.3. XRD分析
改性样品在22°处纤维素结晶峰强度降低，表明SE和CE处理破坏了晶体结构，使纤维无序化，促进SDF溶出。
3.3. 理化与功能特性
3.3.1. WHC与OHC
SE+CE处理使WHC和OHC分别提升1.43倍和1.82倍，归因于粒径减小和亲水/疏水基团暴露，有助于改善食品质构和脂代谢调节。
3.3.2. 葡萄糖吸附能力（GAC）与延迟指数（GDRI）
在50 mmol/L葡萄糖浓度下，GAC提升至1.31 mmol/L。GDRI实验显示改性CB可延缓葡萄糖扩散，潜在辅助血糖调控。
3.3.3–3.3.5. 吸附性能
在pH 7.0模拟肠液环境下，CAC和SCAC（钠胆酸盐吸附能力）分别达39.93 mg/g和69.14 mg/g；而pH 2.0时NIAC（亚硝酸盐吸附能力）提升至0.18 mg/g，表明改性CB可同步调节胆固醇代谢并减少有害物吸收。
3.4. 总酚含量与抗氧化活性
SE处理（1.5 MPa, 150 s）使总酚含量（TPC）提升4.36倍（12.96 mg GAE/g），DPPH自由基清除率达62.45%。相关性分析证实酚类物质是抗氧化活性的主要贡献者（r>0.85）。
4. 结论
本研究揭示SE+CE协同改性可通过破坏CB细胞壁结构、减小粒径、暴露功能基团，显著提升SDF得率与功能特性。该策略为农业副产物高值化利用提供了新思路，未来需深入探讨改性纤维在复杂食品体系中的应用适应性及体内生理效应。
