大豆种皮中膳食纤维与Fe（II）,Zn（II）,Mg（II）,Ca（II）作用的数学…

} 一f 《食品与发酵工业 Food and Fermentation lndustries 大豆种皮中膳食纤维与 Fe(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)、Ca(Ⅱ) 作用的数学描述和动力学模型 王忠德 宋世廉 王风翼 — — — — — — — — 一 (大连轻工学院 食品工程系) ／ 王云翘 (大连轻工学硫 化学工程系) 摘 要 ：本文对来源于大豆、大麦种皮中的膳 食纤维与 Fe(I) za(1)、Mg(I)、Ca(I)等二价阳离子的 相 互怍用规律作了数学描述 }提出了其动力学模型 ，给出了摸型中各必要的动力学参数。本文还比较了来谋于 七豆fl：大麦种皮中猎食纤维与矿物质的作用规律 ．在理论上 阐述 了大豆种皮中的矿物质具有独特的良好生物 吸收性的原因 关键词： 垦 堂 ：! 垦、 查兰竖型 大互 前 言 膳食纤维(Dietary fiber‘DF)的营养及生 理学功能近来 日益受到人们的重视l 。J，与 此同时．DF影响食物中矿物质的生物吸收率 (Bioavailability)问题也同样越来越引起人们 的关注。早期的观察租研究就曾明，用保麸 面包代替白面包为主食 ，能使人体的铁趋 向 负平衡【 ；对其影响机制 已进行了相当广泛 的研究。Ismall Beigi[ 对 (．I) Zn(Ⅱ)与 DF相互作用的有关性质进行过研究 ~Belgord D．s 曾描述了Ca(Ⅱ)与H 在作为食物成 份的纤维素上进行离子交换的现象。这些工 作主要集中在某种 DF对一些阳离子的束缚 能力的 比较，而对于 DF与矿物质 阳离子的 一 般作用规律缺乏研究 。 本文对 DF与矿物质 阳离子的一般作用 规律进行 了数学描述 ，并建立了其作用的动 力学模型 ；同时进一步比较 了来源于大豆和 大麦种 皮 中的 DF与 Fe(Ⅱ)、Zn rⅡ)、Mg 【Ⅱ)、Ca(Ⅱ)等几种二价阳离子的作目j规律 ． 从而在机理上解释了这两种 El常膳食最常见 的 DF何以对矿物质生物吸收产生不同影响 的原因 。 材 料 与 方 法 材 料；大豆 ，东北 产，品种为 开 育 九” 1988年收获。 。 大麦：黑龙江产 ，1988年收获 。 种皮：均由手工分离得到，研钵中粉碎过 ． 6O目标准筛。 器材：El立 180，80型塞曼偏振原子吸收 分光光度计。 方法：实验前 ．先用 10mmHC1脱除内源 性 矿物质 ；随后将脱除内源矿物质的大豆 或大麦种皮与选定浓度梯度的几种无机盐在 22 C室温条件下进行平衡，平衡时间为 24h， pH为 6．0±9．2。平衡后，用 G6砂芯漏斗过 滤，过滤物顺次用丙酮、95 乙醇反复洗涤 3 次．以除去 附着的无 机盐溶液．然后真空干 燥 。所得样品采用湿法消化，用原子吸收法测 定与 斑 形成复合物的矿物质含量。 巍 维普资讯 http://www.cqvip.com 结 果 与 讨 论 一 、DF与矿物质相互作用的动力学原理 198J年 semaJ1ac[ 曾提 出：植物细胞壁 中的 DF与矿物质阳离子的相互作用，存在 两种机制。其一是 DF相的阴离子基团与溶 液中的阳离子之间存在 内在亲和力 ，其作用 结果使阴、阳离子在 DF上形成离子对 ，进而 共享分子轨道，因此其化学行 为遵循质量作 用定律。若以 K{表示某种阳离子与阴离子基 团相互作用的解离常数 ，则有 ： ‘ Ki一 [Mi'IER ]／[肘 z； (1) 其中 R一]为 DF相阴离子基团浓度 EMil为 DF相处于未结合状态的阳 离子浓度。 [Mi ]为与 DF相 阴离子基团结台 的阳离子浓度。 [zi]为阳离子所带 电荷数。 第二种机制是基于 DF相与溶液相之间 存 在 的阴离子 浓度 差所 产生 的道 南 电位 (Donnan potentia1)，其作用结果使溶液中各 种 阳离子间 DF相聚集；而 DF相的 自由阴 离子基团向溶液相扩散，这一过程的内在机 制是静电相互作用，其行为受波耳兹曼定律 (Boltzman iam')制约。DF相处于未结合状态 并带有电荷量为 zi的阳离子浓度[M ]，与 这种阳离子在溶液相的浓度[Mi ]之间的比 例关系，由道南电位决定。若用 r表示道南指 数．则有 ： [肘 ]／[肘 ]一 (2) 当 DF相与溶液相的阴离子达到平衡状 态时，DF相处于总电荷平衡状态，即净电荷 为零 。此时，处于非结 合状态的阴离子基 R 与阳离子 Mi 之间则应有如下关系： [ 一]一 >：·Zi[Mi ] (3) ： 即正、负电荷总数相等 。 此外 ，处于未结合状态的阴离子浓度，与 DF相全部可解离阴离子浓度[R 之 间应有 以下关系： [ ]一 [ r]一 z [ ] (4) 其中K