全 文 ：蒲公英水不溶性膳食纤维提取工艺研究
胥学峰 , 乔丽丽　(吉林农业科技学院 ,吉林吉林 132101)
摘要　[目的]为蒲公英深加工提供依据。[方法] 以蒲公英为试材 ,对料液比、碱液浓度、反应温度及提取时间等 4 个因素进行了单因素
试验 ,再通过正交试验确定了最佳工艺条件。[ 结果]单因素试验表明 ,随着料液比、碱液浓度、反应温度及提取时间的增大 ,膳食纤维产
率呈先增大后减小的趋势。当料液比为 1∶10 ,碱液浓度浓度为 0.5 mol/ L,反应温度为 65 ℃,反应时间为 2.5 h 时 ,产率最高。正交试验
结果表明 ,料液比和碱液浓度为主要影响因素。最佳提取条件为:料液比 1∶10 ,碱液浓度 0.5 mol/L ,温度 65 ℃,反应时间 2.5 h , 产率为
56.75%。水不溶性膳食纤维的持水力为 7.27 g/ g 、溶胀度为 1.00 ml/ g。[结论] 得到了蒲公英水不溶性膳食纤维的最佳提取工艺条件 ,
提取率为 56.75%。
关键词　蒲公英;水不溶性膳食纤维;提取工艺
中图分类号　S567.23+9　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)03-01139-03
Study on Extraction Process of Insoluble Dietary Fiber from Taraxacum
XU Xue-feng et al　(Jilin Agricultural Science and Technology College , Jilin , Jilin 132101)
Abstract　[ Objective] The aim was to provide the basis for the further processing of Taraxacum.[Method] With Taraxacum as the tested material , the
single factor test was made for 4 factors such as ratio of material to solution , alkaline concn., reaction temperature and reaction time.Then through orthogo-
nal test the optimum process was determined.[ Result] The result of single factor test showed that , with the increase of ratio of material to solution , alkaline
concn., reaction temperature and reaction time , the yield rate of dietary fiber had the tread of first increasing then decreasing.When the ratio of material
to solution was 1∶10, alkaline concn.was 0.5 mol/L, reaction temperaturewas 65 ℃, reaction timewas 2.5 h , the yield rate was the highest.The result
of orthogonal test showed that:ratio of material to solution and alkaline concn.was the main influencing factors.The optimum extracting conditionwas that
the ratio of material to solutionwas 1∶10, alkaline concn.was 0.5 mol/L , reaction temperature was 65 ℃, reaction timewas 2.5 h and the yield ratewas
56.75%.The water holding capacity of insoluble dietary fiber was 7.27 g/ g and its swelling ratiowas 1.00 ml/ g.[ Conclusion] The optimum extraction
condition for insoluble dietary fiber was obtained and the yield rate was 56.75%.
Key words　Taraxacum;Insoluble dietary fiber;Extraction process
　　膳食纤维(Dietary Fiber ,DF)是指不被人体所消化吸收的
多糖类化合物与木质素 ,根据溶解性的不同 ,可将其分为水
溶性膳食纤维(SD F)和水不溶性膳食纤维(ID F)两大
类[ 1-3] 。人们把膳食纤维与蛋白质 、脂肪 、碳水化合物 、维生
素 、矿物质 、水并称为“七大营养素”[ 4-6] 。蒲公英(Herba
taraxaci)又名黄花地丁 ,属菊科多年生草木植物 ,是野生蔬菜
和中草药 ,其富含膳食纤维 ,具有较高的药用价值 ,可作保健
品。鉴于此 ,笔者以蒲公英为原料 ,采用碱浸法提取其水不
溶性膳食纤维 ,对制备工艺进行研究 ,以期为其深加工提供
理论依据 ,使蒲公英资源得到充分利用 。
1　材料与方法
1.1　材料　①蒲公英。采自校园 ,晒干备用;②试剂。氢氧
化钠 、98%浓硫酸 、乙酸乙酯等;③仪器 。高速中药粉碎机
(浙江温岭牧与白乐机床厂),数显恒温水浴锅(国华电器有
限公司),真空泵 ,标准分析筛 ,干燥箱。
1.2　方法
1.2.1　工艺流程 。蒲公英※干燥※粉碎※过筛※乙酸乙酯
浸泡※水洗※酸液水解※过滤※水洗至中性※碱浸※固液
分离※水洗至中性※干燥※磨碎 ,即得成品 。
1.2.2　原料预处理。用乙酸乙酯在室温下浸泡干燥样品 3
h ,再用蒸馏水清洗残留的有机溶剂 ,抽滤 ,烘干得脱脂样品。
1.2.3　单因素试验。
1.2.3.1　料液比的筛选。将脱脂样品按料液比 1∶9、1∶10 、
1∶11、1∶12、1∶13加入 0.5 mol/L的氢氧化钠溶液 ,浸提 3 h后
用蒸馏水抽提至中性 ,烘干 ,测定水不溶性膳食纤维产率。
1.2.3.2　氢氧化钠浓度的筛选。将脱脂样品按料液比 1∶10
表 1　正交试验因素及水平
Table 1　Factors and levels of orthogonal test
水平
Level
因素Factor
A 料液比∥g/mol
Solid-liquid ratio
B碱液浓度∥mol/ L
NaOH concentration
C浸提温度∥℃
Extraction temperature
D浸提时间∥h
Extraction time
1 　　　　　1∶9 0.25 55 2.0
2 1∶10 0.50 65 2.5
3 1∶11 0.75 75 3.0
分别加入 0.25、0.50 、0.75 、1.00、1.25 mol/L的氢氧化钠溶液 ,
置于 65 ℃水浴锅中提取 3 h后用蒸馏水抽提至中性 ,烘干 ,
测定水不溶性膳食纤维产率。
1.2.3.3　浸提温度的筛选。将脱脂样品按料液比 1∶10加入
0.5 mol/L的氢氧化钠溶液 ,分别置于 45、55、65 、75、85 ℃水浴
作者简介　胥学峰(1966-),男 ,吉林磐石人 ,硕士,助理研究员 ,从事植
物栽培和组织培养研究。
收稿日期　2008-10-15
锅中 3 h ,之后用蒸馏水抽提至中性 ,烘干 ,测定水不溶性膳
食纤维产率。
1.2.3.4　浸提时间的筛选。将脱脂样品按料液比 1∶10加入
0.5mol/L的氢氧化钠溶液 ,放入 65 ℃水浴锅中 ,分别提取
1.0、1.5 、2.0 、2.5、3.0 h后用蒸馏水抽提至中性 ,烘干 ,测定
水不溶性膳食纤维产率。
1.2.4　正交试验设计。在单因素试验的基础上 ,对料液比 、
碱液浓度 、浸提温度和浸提时间进行 4因素 3水平 L9(34)正
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2009 , 37(3):1139-1141　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　理雪莲　责任校对　傅真治
交试验(表 1)。
1.2.5　水不溶性膳食纤维性能的测定。先向脱脂样品中加
入稀硫酸溶液 ,调节 pH值为 1.5～ 2.0 ,放置恒温水浴锅中水
解 2h ,趁热过滤 ,并用热水洗涤 2～ 3次 ,直到滤渣呈中性 ,然
后再加入 0.5 mol/L的氢氧化钠溶液 ,室温下浸提 2 h ,之后
进行过滤 ,洗涤至滤渣呈中性 ,放入恒温干燥箱(50 ～ 60 ℃)
中烘制 5 h后得水不溶性膳食纤维 。
1.2.5.1　溶胀度的测定[ 7] 。准确称取水不溶性膳食纤维0.1
g ,置于 10 ml量筒中 ,用移液管准确吸取 5 ml蒸馏水加入量
筒中 ,振荡均匀后在室温下放置 24 h ,读取液体中膨胀纤维
的体积 ,计算溶胀度。
溶胀度(ml/g)=(溶胀后纤维体积-干品体积)/样品
干重 (1)
1.2.5.2　持水力的测定[ 7] 。准确称取粉碎的水不溶性膳食
纤维 1.0 g于烧杯中 ,加入 20 ml水浸泡 1 h ,沥干后将其转移
至表面皿称重 ,计算持水力。
持水力(g/g)=(样品湿重-样品干重)/样品干重 (2)
1.2.6　水不溶性膳食纤维产率的测定[ 8] 。称取粉碎过筛的
蒲公英脱脂样品 ,记为 m ,单位为 g。试验后再称取所得水不
溶性膳食纤维的质量 ,记为 m1 ,单位为 g , m1/m 即为水不溶
性膳食纤维的产率。
2　结果与分析
2.1　单因素试验结果
2.1.1　料液比对水不溶性膳食纤维产率的影响。由图 1可
知 ,随着料液比的增大 ,水不溶性膳食纤维的产率先增大后
减小 ,当料液比为 1∶10时产率最大 ,这由于氢氧化钠浓度的
增加 ,蒲公英中的半纤维素充分溶解 ,与固相渣分离 ,而且有
一些纤维素被水解 ,产率达最高。因此 ,料液比以1∶10为佳。
图1　料液比对水不溶性膳食纤维产率的影响
Fig.1　Effects of solid-liquid ratio on the rate of water-insoluble di-
etary fibre
2.1.2　氢氧化钠浓度对水不溶性膳食纤维产率的影响。确
定浸提时间 3 h、浸提温度 65 ℃、料液比 1∶10 ,改变碱液浓度
进行单因素试验 ,结果见图 2 。由图 2可知 ,随着氢氧化钠浓
度的增大 ,水不溶性膳食纤维的产率增大 ,浓度在 0.50 mol/L
时 ,水不溶性膳食纤维的产率最大 ,这可能是因为氢氧化钠
具有氧化作用 ,浓度较大时能破坏纤维素与半纤维素之间的
氢键 ,因此产率上升;但随着氢氧化钠浓度的增大 ,其对氢键
的破坏作用增强 ,溶解度增大 ,致使水不溶性膳食纤维产率
下降。因此 ,氢氧化钠的浓度以 0.5 mol/L较适宜。
2.1.3　浸提温度对水不溶性膳食纤维产率的影响。确定浸
提时间 3 h 、料液比为 1∶10、0.5 mol/L氢氧化钠溶液 ,对不同
浸提温度进行单因素试验 ,结果见图 3。由图 3可知 ,随着浸
提温度的升高 ,水不溶性膳食纤维产率提高 ,在 65 ℃达最大
值;但随着浸提温度的继续升高 ,水不溶性膳食纤维产率呈
下降趋势。这可能是因为随着浸提温度的升高 ,氢氧化钠浓
度增大 ,导致水不溶性膳食纤维发生水解 ,从而造成水不溶
性膳食纤维溶解度增大 ,产率下降。因此 ,浸提温度确定在
65 ℃。
图 2　氢氧化钠浓度对水不溶性膳食纤维的影响
Fig.2　Effects of NaOH concentration on water-insoluble dietary fi-
bre
图 3　浸提温度对水不溶性膳食纤维的影响
Fig.3　Effects of extraction temperature on water-insoluble dietary
fibre
表2　L9(34)正交试验结果
Table 2　Result of L9(34)orthogonal test
试验号
Test code
A B C D
产率∥%
Yield rate
1 1 1 1 1 36.65
2 1 2 2 2 44.53
3 1 3 3 3 24.67
4 2 1 2 3 52.76
5 2 2 3 1 55.04
6 2 3 1 2 43.95
7 3 1 3 2 43.79
8 3 2 1 3 47.59
9 3 3 2 1 37.44
K1 35.28 44.40 42.75 43.04
K2 50.58 49.05 44.91 44.09
K3 42.94 35.35 41.17 41.67
R 15.30 13.70 3.74 2.42
2.1.4　浸提时间对水不溶性膳食纤维产率的影响 。在浸提
温度为 65 ℃、料液比 1∶10、氢氧化钠浓度为 0.5 mol/L的条
1140 　　　　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年
件下 ,对不同的浸提时间进行单因素试验 ,结果见图 4 。由图
4可知 ,随着浸提时间的延长 ,水不溶性膳食纤维产率迅速增
大 ,当浸提时间为 2.5 h时产率最大;之后随着浸提时间的延
长 ,产率反而降低 ,这可能是因为随着浸提时间的延长 ,溶液中
的-OH 与氢键结合的机会较多 ,破坏了水不溶性膳食纤维的
氢键 ,使其氧化分解 ,产率降低。因此 ,浸提时间确定为 2.5h 。
图 4　浸提时间对水不溶性膳食纤维的影响
Fig.4　Effects of extraction time on water-insoluble dietary fibre
2.2　正交试验结果　由表 2中的极差 R 可知 ,料液比和碱
液浓度是影响水不溶性膳食纤维产率的主要因素 。根据K
值分析得到的优化组合为A2B2C2D2 ,即料液比为 1∶10 ,碱液
浓度为 0.5 mol/L ,浸提温度为 65 ℃,浸提时间为 2.5 h ,但正
交试验中没有该组合 ,故按该组合重新进行试验 ,水不溶性
膳食纤维的产率达 56.75%,高于正交试验中的最高产率 ,故
采用该条件为最佳提取条件。
2.3　蒲公英水不溶性膳食纤维的性能测定结果　试验制得的
水不溶性膳食纤维的持水力为 7.27 g/g ,溶胀度为1.00 ml/g。
3　小结
(1)蒲公英水不溶性膳食纤维的最佳提取工艺条件为:料
液比 1∶10 ,碱液浓度 0.5 mol/L ,浸提温度 65 ℃,浸提时间 2.5
h ,在该条件下 ,蒲公英水不溶性膳食纤维的产率达 56.75%。
(2)将该试验制得的蒲公英水不溶性膳食纤维粉碎过 40
目筛 ,测得其持水力为 7.27 g/g 、溶胀度为 1.00 ml/g。
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(上接第 1121页)
种 ,占我国半翅目的比例为 13.1%, 河南的盲蝽亚科已知 24
种 ,占河南省半翅目种类的比例为 6.4%[ 17-19] 。而研究较为
深入的蝽科中 ,河南省已知 88种 ,占河南已知半翅目昆虫种
类的比例为 23.4%(占全国蝽科已知种的比例高达 22%),
蝽科全国已知种类约 360种 ,占全国半翅目昆虫种类的比例
为 11.6%[ 20-22] 。又如猎蝽科河南省已知 45种 ,占河南半翅
目昆虫的比例为 12%,而猎蝽科全国已知约 400种 ,占全国
半翅目昆虫的比例为 12.9%。
4　结论
如果按照蝽科占全国已知种数目的 22%比例计算 ,河南
应该有 682种半翅目昆虫。由此可以预测 ,河南半翅目昆虫
区系的构成种类接近 700种 。所以 ,必须坚持规律的 ,多年
的 ,各个季节兼顾的 ,全面的采集才能把河南半翅目昆虫的
物种数量弄清楚。
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