响应面试验优化小米糠膳食纤维改性工艺及其结构分析

以小米糠为实验材料，对其进行气爆预处理，利用超声-微波协同法对气爆预处理的小米糠膳食纤维进行改性，以提高小米糠水溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）的得率，并利用响应面法优化其工艺条件。同时借助凝胶色谱-示差-多角度激光光散射、红外光谱和X射线衍射等分析方法对改性前后小米糠膳食纤维的结构进行研究。结果表明：气爆条件设定为压力1.0 MPa、时间90 s，最优工艺参数为微波功率535 W、料液比1∶50（g/mL）、超声-微波协同时间57 min，SDF含量达到10.841%。凝胶色谱-示差-多角度激光光散射分析显示改性小米糠SDF分子质量变小，表明经改性处理后小米糠SDF分子链变短且聚合度降低。红外光谱分析表明，改性小米糠SDF和水不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）的化学官能团变化不大，并且有明显的糖类特征吸收峰。X射线衍射分析显示改性小米糠IDF的结晶度上升，表明改性小米糠IDF中非结晶区有部分降解，并且转化为SDF。扫描电子显微镜结果显示改性小米糠SDF的颗粒表面变得粗糙，疏松多孔，由小颗粒聚集而成