《食品科学》：肖更生研究员、彭健副研究员等：高压均质与超高压改性对桑葚渣膳食纤维理化、结构及功能特性的调控

桑葚别名桑椹、乌葚、桑果、桑实等，是一种药食同源水果，主要种植于全球温带和亚热带地区。桑葚皮薄多汁，富含碳水化合物、膳食纤维、矿物质和维生素等营养物质，且含有大量的花青素、多酚和黄酮等功能活性物质，有抗氧化、保护神经、免疫调节等功效，深受人们喜爱。由于桑葚含水率高、季节性强且采收期短，集中上市易导致新鲜桑葚积压浪费，采后通常加工成果汁、果酒、果酱、果干等产品，加工产生的桑葚渣也常用于花青素提取，以延长桑葚产业链、提高价值链。然而，提取花青素后桑葚残渣中仍含有丰富的膳食纤维，尚未被开发利用。

膳食纤维通常是指不能被人体小肠消化吸收，但可在大肠中被部分或全部发酵的植物性成分、碳水化合物及相关物质的总称，具有调节胃肠道消化、降血糖、血脂和胆固醇等生理功能，被称为人体“第七大营养素”，根据其水溶性可分为可溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF）。研究表明，相同剂量下SDF往往比IDF具有更强的抗氧化活性与降糖、降脂功能，但天然膳食纤维中SDF含量普遍较低，需通过改性技术提升其含量，调控其功能特性。目前膳食纤维的改性方法主要有物理法、化学法、酶法和复合法，其中物理改性因具有绿色高效、无化学残留的优势而备受关注。高压均质（HPH）和超高压（UHP）作为两种常用的物理改性辅助提取膳食纤维的方式，已被证实对膳食纤维的含量、理化和功能特性具有显著的调控作用。Huang Xin等研究表明将甜菜浆悬浮液（2 g/100 g）在0～100 MPa的不同HPH压力下进行均质化处理，随着HPH压力从5 MPa增加到25 MPa，SDF含量增加，IDF含量减少，而50 MPa和100 MPa条件下处理则会降低SDF含量，SDF的持水/油量在0～100 MPa范围内，随着HPH压力的增加而增加；Wang Dongwei等采用HPH（80 MPa，5 个循环）、酶解（纤维素酶、漆酶）和UHP（200 MPa，15 min）等改性方法改善荔枝果渣IDF的功能特性，结果表明这些改性处理能调控荔枝渣IDF形成多孔微观结构，HPH改性对IDF持水性、溶胀性和持油性均有显著影响，且提高了其抗氧化活性和总酚含量。

目前，关于物理改性对桑葚渣SDF和IDF理化、结构和功能特性的研究报道较少。王汗鑫等以桑葚果渣SDF提取率为指标优化了酸法提取SDF的工艺条件；程水明等以酿酒后的桑葚渣为原料，基于膨胀性及持水、持油性优化了IDF的碱法提取工艺；但HPH和UHP改性对桑葚渣中SDF和IDF占比及其功能特性的调控作用鲜见报道。仲恺农业工程学院轻工食品学院的陈芷华、肖更生*和广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所的彭健*等人采用HPH和UHP技术对桑葚渣进行物理改性处理，并用碱性过氧化氢法提取膳食纤维，探究上述2 种处理方式对桑葚渣SDF和IDF得率、单糖组成、分子质量、理化性质、结构特性、抗氧化活性及降糖、降脂活性的影响，以期为桑葚渣膳食纤维的高效制备与利用提供理论依据，提升桑葚加工副产物利用率，延伸桑葚加工产业链。

1 改性处理对桑葚渣膳食纤维得率和单糖组成的影响

如表1所示，经HPH和UHP改性后，SDF得率较CK组显著提升（P＜0.05），H-SDF1、U-SDF1较C-SDF1分别提高33.76%和41.88%，H-SDF2、U-SDF2较C-SDF2分别显著提高18.21%和67.50%；IDF得率较CK组显著下降（P＜0.05）。SDF均匀分布在整个细胞中，以果胶及水溶性寡糖为主，而IDF主要位于细胞壁中，主要成分为纤维素、半纤维素和木质素等，HPH和UHP通过强烈剪切和压力使纤维素、半纤维素的糖苷键发生断裂，促使部分不溶性纤维素和半纤维素转化成SDF，进而导致SDF含量上升。

HPH和UHP改性不会造成膳食纤维单糖组成种类的变化，所有样品中均检测出阿拉伯糖（Ara）、鼠李糖（Rha）、半乳糖（Gal）、葡萄糖（Glc）、木糖（Xyl）、甘露糖（Man）、半乳糖醛酸（GalA）、葡萄糖醛酸（GlcA）8 种单糖组分；但HPH和UHP改性会导致SDF1、SDF2、IDF 3 个组分中单糖组成比例发生改变，这是由于在HPH、UHP的压力和剪切的作用下，纤维结构断链，从而造成提取的膳食纤维单糖组成比例有所不同。值得注意的是，相同处理组的不同组分之间单糖组成比例同样存在差异，SDF1以中性糖Rha、Glc、Xyl、Gal为主，属多糖类SDF；IDF主要由Glc、GalA构成，高Glc占比表明其具有典型的IDF特征，而较高的GalA占比表明体系中存在未被充分释放的果胶类物质，这可能是因为膳食纤维的结构复杂，常规提取方法可能难以从聚合物网络中有效释放被束缚果胶物质；SDF2中GalA、Glc、Rha、Gal、Xyl物质的量占比较高，且GalA单糖物质的量占比最高，为果胶类SDF，其中C-SDF2、H-SDF2、U-SDF2的GalA物质的量占比分别为36.26%、41.46%、62.14%。压力会促使细胞壁中半纤维素-果胶复合物连接的糖苷键断裂，促使半纤维素降解导致复合物的分离，且压力越大断裂程度越强，本实验中UHP压力（600 MPa）明显高于HPH（80 MPa），因此U-SDF2中含有最高比例的GalA。Gu Yanyang等在新鲜藕渣制备的SDF单糖组成中也观察到类似现象，从鲜藕渣中提取的SDF中GalA的物质的量占比由未处理的3.11%显著提升至UHP处理后的5.65%。

GalA是构成果胶中同型半乳糖醛酸聚糖（HG）和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖（RG）区域的主要单糖组分，基于前述对SDF2主要为果胶类物质的判断，为进一步解析HPH和UHP对SDF2分子线性结构的影响，计算其单糖物质的量占比。糖比率I、II、III分别反映果胶分子链中RG-I的比例、RG-I区域内支链糖残基的数量和果胶线性程度。糖比率I值介于0.05～1时，其分子结构主要为RG-I型；糖比率II值越大，表明中性糖连接到RG-I型主链上的侧链越长；糖比率III值越大表明果胶链的线性度越高。C-SDF2、H-SDF2、U-SDF2的糖比率I值分别为0.43、0.36、0.21，糖比率II值分别为0.85、0.77、0.28，糖比率III值分别为0.59、0.74、1.73，这表明HPH改性会使RG-I型结构轻微降解，连接到RG-I型主链上的中性糖侧链轻微缩短，线性度升高；而UHP改性引发RG-I型结构严重降解，侧链显著变短，线性度大幅升高。

上述结果表明，HPH、UHP改性可提高SDF得率，并调控不同膳食纤维组分中单糖组成比例，且UHP（600 MPa，15 min）处理较HPH（80 MPa循环2 次）对SDF2组成结构造成的影响更大。

2 改性处理对桑葚渣SDF分子质量的影响

鉴于IDF的不溶特性，本研究中仅测定了不同改性处理SDF的分子质量。图2中光散射（LS）曲线代表分子质量的绝对数值，示差折光检测器（dRI）曲线可反映物质的浓度分布，峰出现的时间越靠前，对应的分子质量越大，LS和dRI曲线的重合度可反映分子质量分布的均一性。如图2所示，SDF1的LS曲线峰宽杂峰较多，表明其组分复杂，可能存在分子质量差异的多种组分；相较之下，SDF2曲线峰形集中且较平滑，说明其组分的分子质量差异较小。表2提供了SDF的分子质量的定量信息，值越小分子质量分布越均匀，反之，则分子质量分布不均。结果显示，C-SDF1、H-SDF1的分子质量均小于C-SDF2、H-SDF2，这与SDF提取顺序有关，通常较小的分子比大分子更容易溶出；而经过UHP改性后U-SDF1分子质量大于U-SDF2，可能是因为经UHP改性后，小分子的SDF在提取后发生了分子交联和聚集，使得测定U-SDF1分子质量增大，同时U-SDF2因超高压发生了降解。

比较不同改性方式的相同组分发现，U-SDF1的mn、mw、mw/mn值均高于C-SDF1，说明UHP改性能有效提高SDF1的分子质量，但会导致分子质量分布均匀性变差，这主要是因为改性会造成长链大分子结构的破坏和构象的变化，引起大量官能团暴露，在碱性过氧化氢的提取过程中发生强氧化反应，使膳食纤维组分发生交联和聚集，形成新多聚结构，导致mw变大；同时，链断裂也会产生小分子低聚合物，导致分布变宽，分子质量均匀性降低。对于较难分离的H-SDF2和U-SDF2的mn、mw、mw/mn均值低于C-SDF2组，表明HPH和UHP改性使SDF2组分分子质量降低且分布宽度减小，这是由于高压和剪切处理破坏了SDF2组分中RG-I结构域的中性侧链与主链的连接，导致侧链脱落或主链断裂，断链过程在整体结构演变中占主导地位，进而引起分子质量的整体下降。其中，U-SDF2较H-SDF2分子质量低，可能是因其处理压力更高、作用时间更长，对果胶中性侧链连接键的破坏更显著，这一结论与单糖组成分析结果一致，且Xie Fan等研究同样证实高压处理对马铃薯皮果胶具有降解作用。

3 改性处理桑葚渣膳食纤维FTIR分析

桑葚渣膳食纤维FTIR图谱如图3A所示，不同改性处理同一组分，在400～4 000 cm-1波数范围内均呈现出糖类的特征吸收峰，峰形和位置基本一致，仅吸收强度存在差异。在3 423 cm-1处的吸收峰由纤维素和半纤维素O—H拉伸振动引起，属多糖类化合物的典型结构；与C-IDF相比，H-IDF和U-IDF在3 423 cm-1处吸收峰强度均明显减弱，表明HPH和UHP处理破坏了IDF分子上的羟基基团，可能增强IDF的无序性，从而导致膳食纤维形成粗糙多孔的结构。SDF1、SDF2及IDF在2 929 cm-1 处的吸收峰主要来自亚甲基和羰基甲基CH—的不对称拉伸和弯曲振动，该吸收峰无明显变化，说明碳骨架的化学组成与结构稳定性较高，HPH和UHP处理并未能改变其主结构。1 610～1 620 cm-1为羧酸阴离子（—COO-）的C＝O伸缩振动吸收峰，经改性处理后的SDF1、SDF2及IDF 3 个组分在1 620 cm-1处吸收峰强度均增强，表明其去质子化糖醛酸比例增加，导致分子表面负电荷密度升高，这一结果与上述单糖组成分析中糖醛酸总量的增加趋势一致。1 050 cm-1 附近的吸收峰由糖苷键C—O—C的伸缩振动引起，H-SDF2、U-SDF2吸收峰较C-SDF2组明显增强，可能是HPH、UHP处理导致SDF2解聚或糖苷键断裂，使原本包埋的糖苷键暴露所致。综上所述，HPH和UHP改性处理在一定程度上会改变膳食纤维组分基团的数量，但不会产生新的基团。

4 改性处理桑葚渣膳食纤维XRD分析

XRD是通过X射线在晶体中产生的衍射现象表征物质结晶性质与结晶度的分析方法，其整体峰形反映样品的晶体结构类型，而特定衍射峰强度的增加通常表明该衍射角度对应晶面的结晶度提高。桑葚渣膳食纤维XRD图谱如图3B所示，不同改性处理SDF1及IDF均在21.5°附近存在明显特征衍射峰，表明二者均具有纤维素I型晶体结构。具体地，HPH处理后H-SDF1衍射峰减弱，可能是因为高速剪切和碰撞破坏导致样品的有序晶体向无序化转变；U-SDF2在11.7°附近衍射峰增强 （图3B 2 ），且U-IDF在21.5°附近衍射峰强度显著高于C-IDF、H-IDF组（图3B 3 ），这可能是因为超高压诱导膳食纤维分子重排成更有序的形式，促进原有晶体区域的致密化与取向优化，导致改性后SDF2、IDF衍射峰增强。

5 改性处理对桑葚渣膳食纤维微观结构的影响

桑葚渣膳食纤维微观结构如图4所示，整体上，无论改性处理与否，SDF2较SDF1呈现更大、更连续和完整的片状结构，这种形态差异可部分归因于分子质量的不同，C-SDF2、H-SDF2分子质量分别较C-SDF1、H-SDF1高，较高的分子质量赋予溶液黏弹性并增强分子间纠缠作用，从而有利于SDF2形成更大且稳定的片状结构。U-SDF2分子质量虽然较U-SDF1低，但仍呈较大且连续完整片状结构，这可能是因为U-SDF1之间发生分子间交联，使其测定分子质量较U-SDF2大。具体地，HPH和UHP改性会导致桑葚渣膳食纤维的微观结构发生一定变化。C-SDF1和C-SDF2呈光滑片状结构，无明显孔洞和裂纹；经UHP改性后SDF1和SDF2出现明显的孔洞，这种孔洞的形成与膳食纤维的持水性显著相关。C-IDF表面有平缓连续凸起，呈块状；H-IDF则形成蜂窝状多孔结构，表面粗糙且沟壑明显，这可能是由于在HPH剪切力作用下，IDF粒径减小，表面积增大，增加氢氧化钠的反应接触面积；U-IDF表面同样褶皱明显，这可能是因为UHP通过静水压打破IDF原有层次结构使U-IDF表面形成深槽。上述褶皱的形成会增加IDF的比表面积，并通过氢键或偶极形成为水分子储存提供更多空间，这可能会提高样品的持水力。

6 改性处理对桑葚渣膳食纤维热稳定性的影响

如图5所示，HPH改性后H-SDF2、H-IDF的热分解温度（T d ）明显高于C-SDF2、C-IDF，分别提升25.33、6.00 ℃，这可能是由于HPH处理的剪切力作用使纤维暴露出更多羟基，增强了分子间氢键的结合作用。UHP改性后U-SDF1、U-IDF的T d 明显高于C-SDF1、C-IDF，分别增加20.20、20.33 ℃，这可能是因为UHP使SDF1分子链受挤压断裂氢键，暴露更多极性基团，促进分子间交联，形成更稳定的网络结构。此外，在SDF1、SDF2和IDF组分中，H-SDF1（-86.42 J/g）、C-SDF2 （-126.62 J/g）和U-IDF组（-72.99 J/g）的ΔH绝对值最高，这可能与膳食纤维中结合水含量的差异有关。综上，UHP与HPH改性处理均能有效提升膳食纤维的热稳定性，但UHP改性处理对热稳定性的提升效果更具优势。

7 改性处理对桑葚渣膳食纤维持水性和持油性的影响

如图6A所示，经HPH、UHP改性处理后SDF1、SDF2及IDF持水力较CK组均显著提升（P＜0.05），整体呈UHP组＞HPH组＞CK组的趋势。HPH、UHP处理会破坏膳食纤维分子内及分子间的氢键，增强了其无序结构，这一结构变化会诱导膳食纤维形成粗糙多孔的结构，使吸水力增强，进而使持水性增大，这与扫描电镜的结果一致。此外，膳食纤维的水合能力通常与纤维的结构和水结合位点的数量有关，HPH和UHP处理可能使纤维暴露出更多内部的亲水基团，使其具有更好的水捕获能力。进一步，U-SDF1和U-IDF的持水力均显著高于H-SDF1和H-IDF（P＜0.05），这是因为UHP处理施加的高静水压能更有效破坏纤维内部氢键网络，形成大量微孔及不规则表面结构，促使包埋的水基团充分暴露，而HPH处理主要依赖剪切力，虽然剪切能有效减小纤维粒径，但该过程易导致小颗粒间因范德华力发生聚集，使部分孔隙结构和亲水基团被遮蔽。

如图6B所示，HPH和UHP改性处理对SDF2、IDF的持油力无显著影响（P＞0.05）；但H-SDF1持油力（24.76 g/g）显著高于C-SDF1（17.94 g/g）和U-SDF1（19.93 g/g）（P＜0.05），推测是因HPH处理改变了SDF1疏水区域的暴露数量，从而增强了油脂在颗粒表面的结合作用，具体影响机制仍需进一步通过实验确证。值得注意的是，无论是否经过改性，SDF2的持油力均显著高于其他来源膳食纤维，推测是因SDF2属于果胶类膳食纤维，易形成交联网络包裹油脂，使其具有强油脂截留能力。具体地，C-SDF2、H-SDF2、U-SDF2持油性分别达40.48、45.89、44.90 g/g，该持油力是竹纤维（13.07 g/g）、甘蔗纤维（15.90 g/g）和柑橘纤维（17.13 g/g）的2.4～3.5 倍，表明桑葚渣SDF2在开发高持油性功能产品中具有突出应用优势。

8 改性处理对桑葚渣膳食纤维抗氧化能力的影响

本研究通过3 种方法对制备的膳食纤维抗氧化能力进行评估，DPPH法通过酚羟基直接提供氢原子使紫色DPPH自由基还原为无色DPPH-H，ABTS法通过电子或氢原子转移使蓝绿色ABTS阳离子自由基还原为无色的ABTS，FRAP法则依赖抗氧化剂将Fe 3+ -三吡啶三嗪（2,4,6-tris(2-pyridyl)-1,3,5-triazine，TPTZ）络合物还原为蓝色Fe 2+ -TPTZ。这3 种方法因作用靶点与反应原理的差异性而形成互补，三者可从不同角度揭示抗氧化特性，结合使用可更全面地反映样品的抗氧化能力。因此，不同方法对同种膳食纤维抗氧化能力的评价结果也不尽相同。整体而言，不管改性与否，各组SDF1的抗氧化性均高于SDF2、IDF，这与膳食纤维的提取顺序有关，SDF1和可溶性酚类物质优先溶出提取，含有更多抗氧化物质，结合上述分子质量结果（图2）进一步表明SDF1组分比SDF2更为复杂，其中可能包含分子质量差异显著的多种活性成分。不同改性方式同样会影响膳食纤维的抗氧化活性，如图7A所示，在DPPH法中HPH处理后的SDF1、SDF2显著低于CK和UHP处理样品；而在ABTS阳离子自由基及FRAP法测定中HPH处理后的SDF1、SDF2、IDF抗氧化性均显著高于CK和UHP处理样品（图7B、C），上述不同抗氧化活性测试方法结果的差异，是不同测试方法作用靶点与反应原理的差异造成的。具体地，HPH处理后的SDF1、SDF2、IDF的ABTS和FRAP抗氧化活性显著高于CK和UHP处理样品，这是因为HPH处理时均质的剪切力会促进结合态抗氧化物质释放，并保留功能性单糖残基的活性基团；而UHP改性虽然同样会使活性物质溶出，但由于压力较高（600 MPa）可能使抗氧化活性物质同样发生降解，因此UHP处理后膳食纤维组分的抗氧化能力弱于HPH处理组样品。该结果与陈宁宁等研究结论相似，超高压处理（600 MPa，15 min）会造成3 种柚皮海绵层IDF的抗氧化性降低。

9 改性处理对桑葚渣膳食纤维体外降血糖活性的影响

α -淀粉酶和 α -葡萄糖苷酶是影响淀粉和其他碳水化合物消化吸收的关键酶，抑制 α -淀粉酶和 α -葡萄糖苷酶活性可延长碳水化合物的消化时间，减慢葡萄糖的扩散速度，有效控制血糖水平。如图8A所示，U-SDF1的 α -淀粉酶抑制率显著高于H-SDF1和C-SDF1（ P ＜0.05），有研究指出酚类物质的氢键和疏水相互作用可通过改变 α -淀粉酶的构象从而抑制其活性，不同改性处理SDF1和SDF2的 α -淀粉酶抑制率与其DPPH的抗氧化性变化趋势一致（图7A），DPPH抗氧化活性的评价是通过酚羟基直接提供氢原子使紫色DPPH自由基还原为无色DPPH-H，样品组分DPPH抗氧化活性的大小可以间接说明组分中酚类物质的含量，也可以从侧面验证 α -淀粉酶抑制率可能与DPPH自由基一样受功能性基团和酚类物质影响。此外，H-IDF、U-IDF的 α -淀粉酶抑制率显著高于C-IDF，这可能是由于H-IDF、U-IDF表面结构粗糙和疏松孔隙结构可截留大量水分子，束缚溶解在其中的 α -淀粉酶，导致酶活性受到抑制。

如图8B所示，不同处理组SDF1的 α -葡萄糖苷酶抑制率差异不显著，U-SDF2和U-IDF的α-葡萄糖苷酶抑制率显著低于其他处理组SDF2和IDF，则可能是由于高压和长时间处理（600 MPa，15 min）改变了纤维的空间构象，导致抑制α-葡萄糖苷酶的活性位点部分丢失，但仍有待进一步验证。

10 桑葚渣膳食纤维体外降血脂活性分析

10.1 胆固醇吸附能力

膳食纤维通过吸附胆汁酸抑制肠道对胆汁酸的吸收，降低肝中胆汁酸的含量，使体内的胆固醇加速分解，有效降低人体血清和肝中胆固醇的含量。如图9A、B所示，在pH 2条件下，各组分胆固醇吸附能力均高于pH 7，这可能是因为本实验中SDF在pH 2条件下溶解度变低，形成蓬松絮凝沉淀物，沉淀物具有高比表面积和多孔隙，通过物理截留高效吸附胆固醇。在pH 7条件下（图9B），SDF1、SDF2胆固醇吸附能力呈CK组＞HPH组＞UHP组的趋势，这是因为改性处理一方面使膳食纤维亲水基团暴露，削弱了疏水相互作用，膳食纤维溶解度增加，胆固醇物理截留能力下降；另一方面结合FTIR分析结果，经改性膳食纤维去质子化糖醛酸比例增加，导致膳食纤维表面负电荷密度升高，静电排斥作用增强，阻碍其与带负电的胆固醇胶束结合。值得注意的是，在pH 7条件下，SDF1、SDF2胆固醇吸附能力均高于IDF，这可能是由于SDF1、SDF2拥有更充足的结合位点和更多羟基/羧基活性基团，可通过氢键直接结合游离胆固醇分子。

10.2 胆酸盐结合能力

胆酸盐是胆酸在胆汁中的主要存在形式，甘氨胆酸盐和牛磺胆酸盐是人体中的主要胆酸盐。样品结合胆盐的能力越强，将胆固醇转化为胆汁酸的速度越快，降胆固醇效果越好。如图9C、D所示，各膳食纤维组分甘氨胆酸盐结合能力均高于牛磺胆酸盐结合能力，这主要是因为牛磺胆酸盐侧链末端为磺酸基，而甘氨胆酸盐侧链末端为羧基，磺酸基较羧基的极性更大，解离性更强，在中性条件下更容易离子化，而羧基极性小，静电排斥较弱且疏水性强，更容易与疏水区域膳食纤维结合。整体而言，甘氨胆酸盐与牛磺胆酸盐的结合能力均表现为IDF＞SDF2＞SDF1，这是由于IDF富含疏水性组分（如木质素和半纤维素），其通过疏水相互作用与胆汁酸结合，是IDF吸附胆汁酸的核心机制。比较不同改性处理组样品发现，与CK组相比，HPH和UHP处理会显著提高SDF2和IDF的牛磺胆酸盐结合率；在甘氨胆酸盐结合率方面，除UHP处理组的SDF2以外，HPH和UHP处理会显著提高SDF1、SDF2和IDF的甘氨胆酸盐结合率，这些变化可能是由HPH和UHP处理引起的膳食纤维结构变化造成。

11 桑葚渣膳食纤维亚硝酸根离子吸附能力分析

膳食纤维可通过其多孔结构以及分子活性基团吸附亚硝酸盐，降低亚硝酸盐对人体的毒性。如图10所示，溶液体系在pH 2条件下各膳食纤维组分亚硝酸根离子吸附能力显著高于体系pH 7，这是因为酸性条件下亚硝酸根离子可以与H + 结合形成HNO 2 ，HNO 2 进一步在溶液中积累形成亲电试剂N 2 O 3 ，N 2 O 3 可以有效地与膳食纤维中酚酸基团上带负电荷的氧原子结合，从而起到吸附的作用；而在pH 7时，膳食纤维中的羧基会发生解离，从而导致表面负电荷增加，阻碍了对亚硝酸根离子的吸附。比较不同处理组发现，pH 2条件下，CK组和HPH组的3 个组分吸附能力显著高于UHP组（图10A），这可能与600 MPa高压导致膳食纤维分子链断裂、酚酸基团解离有关；进一步分析发现，3 个组分亚硝酸根离子吸附能力呈SDF1＞SDF2＞IDF的变化趋势，与各组分的抗氧化能力变化趋势基本一致（图7A、B），而膳食纤维抗氧化能力与所含酚酸基团数量往往呈正相关，这可以从侧面表明，膳食纤维中酚酸基团数量是影响膳食纤维吸附亚硝酸根离子的重要因素。pH 7条件下，各处理组SDF1的亚硝酸根离子吸附能力均低于SDF2 （图10B），这是由于酚酸基团在近中性环境中解离带负电荷，与带负电的亚硝酸根离子产生静电排斥；此外，HPH处理SDF2、IDF亚硝酸根离子吸附能力显著高于UHP组，这可归因于HPH的高剪切力有效暴露膳食纤维的活性位点，而UHP的超高静水压在诱导分子重排的同时，会导致活性位点被部分包埋，吸附能力降低。

12 结 论

本研究通过HPH和UHP对桑葚渣进行改性处理，制备膳食纤维，并对其理化性质和功能特性进行了探究。结果表明，HPH与UHP处理能显著提升SDF得率，降低IDF的得率，改变其单糖组成比例，并通过高速剪切和压力调控IDF的微观结构由致密转为粗糙多孔蜂窝状结构。此外，HPH改性处理能显著增强SDF1/SDF2/IDF的持水力、ABTS阳离子自由基清除能力和FRAP、亚硝酸根离子吸附能力、胆酸盐（牛磺胆酸盐、甘氨胆酸盐）结合能力，而UHP改性处理能显著增强热稳定性、持水力、胆酸盐结合能力，其中不论改性与否，桑葚渣SDF2较其他来源SDF均表现出突出的持油能力。综上所述，HPH与UHP处理可有效调控桑葚渣膳食纤维的理化和功能特性，然而，不同改性方式对桑葚渣膳食纤维理化和功能特性的影响存在差异，相较而言，HPH改性处理的膳食纤维的理化和功能特性更好，但基于功能特性与目标产品的关联性，在开发高抗氧化、降固醇类功能性食品时，HPH为优选的桑葚渣膳食纤维改性制备工艺；设计持水性好、热稳定性高的产品时，建议采用UHP改性工艺制备的膳食纤维。未来将进一步通过体外发酵模型与肠道菌群分析，深入解析改性纤维对短链脂肪酸代谢及菌群结构的特异性调节作用，为桑葚果渣的高值化利用及开发高附加值功能性产品提供重要的理论依据。

作者简介

通信作者：

彭健，博士，副研究员，2019年毕业于中国农业科学院，现就职于广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，主要从事果蔬休闲食品加工理论技术及其副产物综合利用研究。先后主持国家自然科学青年基金、广东省科技计划项目、广东省重点领域研发计划项目课题、广东省乡村振兴战略专项资金项目和广州市科技计划项目等10 项 ；以第一作者或通信作者发表论文30 篇，其中SCI、EI论文20 篇；申请国家发明专利10余件，其中授权6 件；先后获广东省科技进步一等奖（第12）、广东省农业技术推广一等奖2 次（排名2、6）、神农中华农业科技二等奖（排名8）、全果农牧渔业丰收三等奖（排名3）、第二届全果博士后创新创业大赛铜奖（排名8）、广东省农业科学院科技成果推广奖（排名5）。入选广东省科协青年科技人才培育计划，兼任《现代食品科技》杂志青年编委，国家农产品加工创新联盟果蔬加工与智能制造专业委员会委员，国家自然科学基地区和面上项目金函评专家。

第一作者：

陈芷华，仲恺农业工程学院与广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所联合培养研究生

学习经历：

2023.09-2026.6，仲恺农业工程学院 食品加工与安全/研究生；

2019.09-2021.12，南方医科大学 食品营养与卫生/本科；

2018.09-2021.6，广东省环境保护工程职业学院 食品营养与检测/专科

研究方向：

果蔬深加工。

荣誉：

2023 校级一等奖学金、校级2024二等奖学金。

科研成果：

以第一作者发表EI论文2篇：不同干燥方式及温度对桑葚渣粉体特性、功能活性物质和风味的影响[J]. 食品发酵与工业；高压均质与超高压改性对桑葚渣膳食纤维理化、结构及功能特性的调控研究[J]. 食品科学。

引文格式：

陈芷华, 徐玉娟, 余元善, 等. 高压均质与超高压改性对桑葚渣膳食纤维理化、结构及功能特性的调控[J]. 食品科学, 2026, 47(11): 244-257. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251201-015.

CHEN Zhihua, XU Yujuan, YU Yuanshan, et al. Effects of high-pressure homogenization and ultra-high pressure modification on physicochemical, structural, and functional properties of mulberry pomace dietary fiber[J]. Food Science,2026, 47(11): 244-257. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251201-015.

实习编辑：普怡然；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

北京食品科学研究院、中国食品杂志社和全国糖酒会组委会将于2026年10月15-17日在江苏省南京市南京国际博览中心举办第115届全国糖酒会食品科技成果交流会。食品科技成果交流会期间举办食品科技成果展，本届科技成果展以我国当前食品产业科技需求为导向，重点邀请“十四五”以来获得国家和省部级重要科研项目支持产出的食品科技新成果、新技术、新产品参展，并针对企业技术需要开展精准对接服务。扫描下方二维码即可申请展位。

为进一步促进动物源食品科学理论的完善与创新，加速科研成果向实际生产力的转化，助力产业实现高质量、可持续发展，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、中国食品杂志社与海南大学、海南热带海洋学院、江西农业大学共同举办的“2026年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”，将于2026年11月14-15日（11月13日报到）在中国 海南 海口召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）