全 文 ：!#$
周! 浓，王! 军#，夏杏洲，$，!，李! 宏，王维民
（!广东海洋大学大学食品科技学院，广东湛江 #$%&’’；
$徐闻通达果汁有限公司，广东徐闻 #$%&$$；
(华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 #!&%$&）
摘) 要：以菠萝皮渣为原料，通过正交实验研究乳酸发酵菠萝皮渣制备膳食纤维的最佳工艺。结果表明，乳酸发酵菠
萝皮渣制备膳食纤维的最佳工艺条件是：料液比 !*!’+ , -.，接种量 !#/，发酵温度 (01，发酵时间 $’2；得到的菠萝皮
渣膳食纤维中总膳食纤维含量为 ’/，灰分 %’(/，总糖含量 &!3+ , !&&+，可溶性膳食纤维（45）的含量为 !&&3/，
持水性和溶胀性也分别达到了 ’6#+ , +和 0$3-. , +，属高活性膳食纤维，适合于添加到多种食品中。
关键词：菠萝皮渣，乳酸发酵，膳食纤维
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中图分类号：C>$##!) ) ) ) 文献标识码：V) ) ) ) 文 章 编 号：!&&$7&(&3（$&!&）&07&!’67&(
收稿日期：$&!&7&$7&#) !通讯联系人
作者简介：周浓（!6307），女，实验师，研究方向：食品质量与安全。
) ) 菠萝是我国重要的热带水果，主产于广东、海
南、广西、云南等地。近年来菠萝加工业快速发展，
罐头、浓缩汁出口增加，产生了大量的菠萝皮渣，仅
湛江地区每年产生菠萝皮渣近 !3 万 L。这些菠萝皮
渣若不及时处理，经微生物分解后极易腐烂发臭，严
重污染环境，由于缺乏有效利用手段，对巨量菠萝皮
渣的处理问题已成为加工企业及菠萝产业发展的难
题。菠萝皮渣主要由果皮和残余果肉组成，粗纤维
含量较高，占干果渣 3#/W0#/，是一种很有开发利
用前景的新型纤维资源。膳食纤维是指能抗人体小
肠消化吸收、而在人体大肠能部分或全部发酵的可
食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的
总和，包括多糖、低聚糖、木质素以及相关的植物物
质，具有多种生理功能，如治疗冠心病、肥胖症、预防
便秘和结肠癌以及治疗糖尿病等［!7(］，在食品工业上
具有广泛的应用。由于制备的膳食纤维具有高活
性、处理过程温和、不污染环境等优点，酶解法和生
物发酵法已逐渐代替了化学法［%］。利用废弃的菠萝
皮渣开发具有多种重要生理功能、市场前景广阔的
高活性膳食纤维是首选途径。本文探讨通过乳酸发
酵制备膳食纤维，旨在为发酵法制备菠萝皮渣膳食
纤维提供实验依据，为菠萝皮渣的综合利用探索新
途径。
! 材料与方法
:! 材料与仪器
菠萝皮渣) 徐闻通达果汁有限公司提供，新鲜
的菠萝皮渣经清洗后用捣碎机捣碎，洗涤过滤，滤渣
在 ’&1下鼓风干燥至恒重，冷却后粉碎过 %& 目筛，
保存备用；脱脂牛奶、酸奶等 ) 市售；蛋白胨、酵母
膏、葡萄糖、琼脂、吐温 ’&) 国产，食品级；乙酸锌、硫
酸铜、硫酸钾、次甲基蓝、氢氧化钠、冰醋酸、盐酸、葡
萄糖、甲基红、溴甲酚绿、’#/磷酸、乙醚、石油醚、硼
酸、硫酸、6#/乙醇、酒石酸钾钠、亚铁氰化钾、丙酮
等) 均为国产分析纯。
X7!0 型 X:B@A; 高温高压灭菌器 ) 苏州雅伯达
医疗器械公司；YY>型电热恒温水浴锅、6&0&ZSX 电
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2010.07.038
!#$
热恒温鼓风干燥箱、!#$%&’ 数显不锈钢电热培养
箱( 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；)’$*+ 分
析天平( %,--.’/0-1.’21 公司；-23 型台式离心
机( 长沙英泰仪器有限责任公司。
!#$ 工艺流程
!%$ 检测方法
蛋白质［3］：参照 4& 5 -3++!630$++7；粗脂肪［3］：参
照 4& 5 - 3++!6#0$++7；粗纤维［3］：参照 4& 5 - 3++!6+
0$++7；总糖［3］：参照 4& 5 - 3++!680$++7；水分［3］：参
照 4& 5 - 3++!67 0$++7；灰分［3］：参照 4& 5 - 3++!6* 0
$++7；膳食纤维［3］：参照 4& 5 - 3++!630$++7 中的酶
0重量法；膳食纤维持水力、膳食纤维溶胀性：参照赵
国华［#］等的方法；乳酸菌的测定：混合平板计数法［8］。
!&$ 乳酸菌的活化和驯化［’］
将市售酸奶按接种量 +9接种到灭菌脱脂牛奶
培养基中，*$:活化培养两次；再将灭菌脱脂牛奶与
现榨的纯菠萝汁按 $ ; 的比例调配，乳酸菌接种量
+9接种，于 *$:下驯化培养 $*<，即为发酵剂。
!($ 菠萝皮渣发酵
称取 =6++>干燥至恒重的菠萝皮渣，装入数个三
角瓶中，$:灭菌 3?@A，再按实验要求加入定量发
酵剂，置于一定温度的培养箱中培养至发酵终点。
!)$ 发酵产物处理
发酵液经 $+++B 5 ?@A 离心 +?@A，清液作他用
（如制备乳酸饮料等），将滤渣于 =+:的鼓风干燥箱
中烘干至恒重，粉碎，过 #+ 目筛，即为膳食纤维
成品。
#$ 结果与分析
#!$ 乳酸发酵条件对发酵过程的影响
图 ( 发酵条件对发酵过程的影响
首先进行了料液比、接种量、发酵温度及发酵时
间对发酵过程影响的单因素实验，结果如图 所示。
以发酵液中残留总糖含量为指标，即发酵液的残糖
含量越低，发酵进程就越好。由图 可知，随着料液
比增大，发酵液中残糖含量先降后升，在 ;= 时达到
最低 +6!> 5 ++>；随着接种量的增大，发酵液中残糖
含量先迅速降低至 +63*> 5 ++>，随后变化趋于缓慢；
随着发酵时间的延长，发酵液中残糖含量在 $=< 时
迅速降至 +67$> 5 ++>，随后变化趋于缓慢；发酵液中
残糖的含量随发酵温度的升高先降后升，78:达最
低 +67$> 5 ++>。
##$ 乳酸发酵条件的优化
为了优化发酵工艺，根据单因素实验的结果，对
影响发酵条件的主要因素料液比、接种量、发酵温度
及发酵时间设计了 .!（7
*）正交实验，结果如表
所示。
表 ( 正交实验 .!（7
*）结果表
实验号
)料液比
（> 5 ?.）
&接种量
（9）
C发酵
时间
（<）
2发酵
温度
（:）
总糖
（> 5 ++>）
（;3） （+） （$*） （7$） +67=
$ $（3） $（$=） $（78） +6#
7 7（$+） 7（7$） 7（*$） +6*+
* $（;=） $ 7 +6$*
3 $ $ 7 +67$
# $ 7 $ +67*
8 7（;$） 7 $ +67+
= 7 $ 7 +6*$
! 7 7 $ +63*
D +6!* +6!$ 6* 6$*
D$ +6!+ +6!+ +6!* +6=+
D7 6$# 6$= 6+$ 6+#
E +67 +67 +67= +6*
E$ +67+ +67+ +67 +6$8
E7 +6*$ +6*7 +67* +673
/ +6$ +67 +6+8 +6*
( ( 由极差分析可知，影响发酵过程的各因素的主次
顺序是：发酵温度 F接种量 F液料比 F发酵时间，最优
的方案是 )$&$C$2$。综合单因素实验和正交实验的
结果，确定利用乳酸发酵制备膳食纤维的最佳工艺条
件为：液料比 ;=（> 5 ?.），接种量 39，发酵温度
78:，发酵时间 $=<，发酵液中残糖含量达到最低。
#%$ 菠萝皮渣膳食纤维的组成
表 $ 是菠萝皮渣膳食纤维的组成成分表。由表
可知，经过乳酸发酵制备得到的菠萝皮渣膳食纤维
经干燥至水分含量为 $69时，总膳食纤维的含量
高达 =+63#9，比菠萝皮渣（干基 3*6$#9）中提高了
$#67+9，而灰分则从皮渣（干基）中的 !63#9 降至
*6=79，两项指标达到了大豆膳食纤维粉国家标准［3］
中一级品的指标，蛋白质和脂肪的含量分别降低至
6+79和 +68!9，特别是总糖的含量从菠萝皮渣（干
基）中的 $+6*#9降低至 +6#> 5 ++>，特别适合用于糖
尿病人等特殊人群的饮食，在食品加工业上将有较
为广泛的应用前景。
表 $( 菠萝皮渣膳食纤维的组成成分（9）
成分 粗蛋白 粗脂肪 总糖 水分 灰分
总膳食
纤维
鲜皮渣 +6#* +67$ #6+ 87638 $6=3 #6=
干基 $63 6+8 $+6*# 67# !63# 3*6$#
发酵后皮渣 6+7 +68! +6# $6 *6=7 =+63#
（下转第 !7 页）
!#$
! 讨论
本实验采用顶空固相微萃取技术进行样品前处
理，操作方便、快捷且使用自动进样装置可以实现自
动化，适用于大规模的样品普查。本实验使用氨基
甲酸丙酯（!#$）为内标物，最终结果用 %$ 和 !#$
峰面积的比值进行定量，测定中干扰少，灵敏度高，
实验结果比外标法准确［&’］。检测结果表明，原酒和
陈酿性葡萄酒 %$含量比成品的葡萄酒含量高；工艺
控制严格的葡萄原酒中氨基甲酸乙酯的含量较低；
我国产的葡萄酒（市售）均低于国际标准规定的
’(!) * +。同时，我们认为可以通过选育低产 %$的酿
酒酵母和葡萄酒乳酸菌，诱变改良菌株特性，控制产
生 %$重要环节的代谢以达到降低葡萄酒酿造过程
%$的产生。
当前社会食品行业已经暴露出很多问题，氨基
甲酸乙酯的食品安全问题已经引起了世界各国的普
遍关注［&,］。虽然初步检测的国内葡萄酒中 %$ 含量
都低于国际限量标准 ’(!) * +，但是国内目前对氨基
甲酸乙酯的综合研究还不够深入，中国食品主管部
门应该面向酒类、焙烤类、酿造类发酵食品生产企
业，作深入的调查和研究，与世界食品卫生和质量标
准接轨，制定国家限量标准。
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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&1&’(-
（上接第 &0( 页）
\ \ 表 , 是菠萝皮渣膳食纤维的主要物性指标。由
表可知，可溶性膳食纤维（GM）的含量达到 &(-(1]，
达到高活性膳食纤维的指标；持水性和溶胀性也分
别达到了 /-0P) * )和 4-’16+ * )，适合于添加到各种食
品中。
表 ,\ 菠萝皮渣膳食纤维的物性指标
指标
总膳食纤维
（GM）含量
（]）
可溶性膳食
纤维占 GM
比例（]）
持水率
（) * )）
溶胀性
（6+ * )）
发酵前皮渣 P2-’1 ,-21 P-4, P-&4
发酵后皮渣 /(-P1 &(-(1 /-0P 4-’1
! 结论
!#$\ 利用乳酸发酵制备膳食纤维的最佳工艺条件
为：液料比 & ^ &/（ ) * 6+），接种量 &P]，发酵温度
,4_，发酵时间 ’/A。
!#%\ 利用乳酸发酵制备得到的菠萝皮渣膳食纤维中
总膳食纤维含量为 /(-P1]，灰分低至 2-/,]，相当于
大豆膳食纤维粉一级品的指标，菠萝皮渣膳食纤维
中总糖含量低至 (-&1) * &(()，尤其适合于糖尿病人等
特殊人群的饮食；菠萝皮渣膳食纤维中可溶性膳食
纤维（GM）的含量为 &(-(1]，属高活性膳食纤维，持
水性和溶胀性也分别达到了 /-0P) * ) 和 4-’16+ * )，适
合于添加到多种食品。
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