1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
研究意义：小米全身都是宝，我国小米深加工比较落后，90%以上以原粮状态直接上市或者经过初级加工进入消费主要用于饲料生产。经过深加工，小米产品的附加值比卖小米原粮增加效益3～100倍以上。随着消费者购买力的增强以及对自身健康的日益关注，作为健康食品概念的小米深加工产品市场容量将不断扩大。小米糠中膳食纤维丰富，具有加工成膳食纤维的巨大潜力[1]。小米糠产量一般占小米总量的14%～20%，在我国产量很大，但目前主要是廉价地用作饲料，甚至被浪费。与发达国家农产品增值程度相比，我国的差距很大。现代人日益精细化的饮食使得许多像膳食纤维这样的有益的营养成分流失了。动物食品所占食物的比重日渐增大，高胆固醇、高血脂、动脉粥样硬化等富贵病的发病率也有逐年递增的趋势。胆固醇偏高是引发动脉粥样硬化、高血脂症、冠心病的危险因素之一目前使用的降胆固醇药都是胆汁酸螯合剂如cholestyramine和colestipol[2]，这些药在降低血胆固醇的同时也存在严重的副作用如引起结肠癌、头痛、恶心和腹泻等。因此，寻找天然、无毒和具有生物相容性的胆汁酸螯合剂是一项意义重大的工作。与化学法相比，生物技术具有绿色无污染、能最大限度地回收有效成分的优势。膳食纤维作为一种不能被人体消化的碳水化合物，可降低体内胆固醇水平。其可通过抑制胆固醇和胆汁酸的吸收，调节机体对胆固醇的代谢，促进胆固醇和胆汁酸的排出等方式来达到降胆固醇的效果[3]。当前，在对谷物膳食纤维的研究中，对小麦膳食纤维、玉米膳食纤维、燕麦膳食纤维、大麦膳食纤维等研究较多，而对小米糠膳食纤维研究甚少。通过酶法改性[4]提高小米糠膳食纤维降血脂能力及其降血脂的具体机理至今还没有系统的研究报导。根据小米糠的组成特性，可采用淀粉酶和蛋白酶去除包裹纤维的淀粉和蛋白质，再筛选合适的非淀粉多糖酶对小米糠纤维的结构和组成进行改性，制备具有高降血脂活性的小米糠膳食纤维。由于酶法条件温和，对设备要求不高[5]，易于实现工业化生产，因此具有可行性。从小米糠制备降血脂功能的改性小米糠膳食纤维，将大大增加小米糠的附加值，为人类提供优良的营养素，为小米糠和膳食纤维的进一步研究提供理论依据，具有深远的社会、经济和学术意义。
国内外研究现状：目前产业化的膳食纤维制备主要采用碱提技术，环境污染大，并且该法使所得纤维的主要生理活性物质损失很大[6]，因为强烈的溶剂处理造成几乎100%水溶性纤维、50-60%半纤维素以及10-30%纤维素损失，而膳食纤维中具有重要生理功能的是可溶性纤维和半纤维素[7]。物理方法如超临界co2流体萃取等则会大幅度地增加制造成本，且由于设备条件限制，不适合工业化生产。而生物技术，如酶法则因其条件温和、绿色无污染、能最大限度地回收有效成分，代表了膳食纤维加工技术的发展方向[8]。邵娟娟[9]采用酶法去除豌豆淀粉中的的淀粉、蛋白质和脂肪制得高活性豌豆膳食纤维，其得率为80%，干基tdf含量高达80.57%，含有12.68%水溶性纤维（湿基计，后同），44.61%半纤维素，13.05%纤维素，7.04%木质素，膨胀性与持水力分别为6.2g/g和6.5ml/g，但未见其应用研究的报道。欧仕益[10]等以小米糠为原料，通过化学试剂结合酶法及无水乙醇除去其中的淀粉、蛋白质、脂肪和蜡质，得到较纯净的膳食纤维，总得率为62.0%。伍立居等采用淀粉酶去除小米糠纤维的淀粉，最后得到的产品tdf含量达到59%，动物实验表明具有显著的降血脂效果。sangnark[11]等对玉米皮采用超临界co2流体萃取和高温高压瞬间挤出等处理后得到玉米活性多糖，这种多糖对肥胖小鼠具有明显的降脂减肥作用。采用生物技术制备小米糠膳食纤维的文献报导很少，研究重点集中在去除淀粉、蛋白等包裹纤维的成分。通过对纤维进行改性以
研究重点集中在去除淀粉、蛋白等包裹纤维的成分。通过对纤维进行改性以增强小米糠膳食纤维生理功能的研究也较少。胡叶碧[12]通过用纤维素酶和木聚糖酶对玉米皮进行改性，研究酶解条件对持水力和持油力的影响。
应用前景：小米糠是小米加工过程中的副产物，一般作为饲料或废弃物处理，其经济效益很低，资源浪费严重，同时造成了大量污染。本研究探究用纤维素酶酶解小米糠膳食纤维的条件及对其功能的影响，对于小米的综合利用有很好的参考价值。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标：研究小米糠纤维素酶法改性对其功能的影响
内容：
1、研究了用纤维素酶对小米糠膳食纤维进行酶法改性时，反应温度、体系ph、反应时间和酶浓度四个因素单独对膳食纤维持水力、持油力、吸附胆固醇能力的影响。
3. 研究的方法与方案
研究方法：
运用单因素实验和正交实验的方法，选择最优的纤维素酶酶解条件。并测定其吸附能力。
技术路线见附件 实验方案： 1、酶解法提取膳食纤维：小米糠→研磨，过筛→正己烷脱脂→搅拌→糊化→加淀粉酶反应→加糖化酶反应→加蛋白酶反应→灭酶→95%乙醇醇沉→抽滤→烘干。 2、单因素实验：在用纤维素酶酶解小米糠膳食纤维的过程中，选择四个重要因素：反应温度、pH、反应时间、酶浓度，确定其中三个因素，以另一个因素为变量进行单因素实验。以改性膳食纤维（EMF）的持水力、持油力和胆固醇吸附力为指标，选择单因素实验中最优方案。 3、在单因素试验的基础上，采用正交设计原理及正交设计助手，以胆固醇吸附能力为指标对影响纤维素酶改性产物功能的反应温度、体系pH、反应时间和酶添加浓度，做四因素三水平设计、分析，通过正交分析法对工艺条件进行优化并获得最佳工艺参数并进行验证。 |
4. 研究创新点
国内外对小米糠膳食纤维的研究较少。膳食纤维的生理功能得到越来越多人的重视。运用酶法对膳食纤维改性，能提高膳食纤维降胆固醇降血脂能力，复合现代人的营养需要。且酶法水解的效率高，对环境污染小。以持水力、持油力和胆固醇吸附力为指标，实用性强。实验所用纤维素酶来源广泛，价格低廉。这些都使得酶法改性是一种易于投入工业生产的技术。最终得到的实验结果可以作为生产的参考，为小米糠的应用提供了一个新的思路。
5. 研究计划与进展
毕业论文（设计）计划进度安排
2013年11月制定实验方案。
2013年11月采用酶解法提取原膳食纤维并测定膳食纤维的吸附能力。
