全 文 ：第4 卷 第1 期
2 0 04 年3 月
中 国 食 品 学 报
J
u on ralO f Ch in e seI n s ti u te tO fF od oS
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中亚滨蔡叶渣制备水不溶性膳食纤维的提取工艺研究
衣 丹 刘发义
(国家海洋局 第一海 洋研究所 青岛 26 60 61 )
摘 要 以 盐生植物 中亚滨幕提取叶蛋 白后 的叶渣为原料 , 采 用酶解 处理 和碱处理相结合 的方 法 , 研究得到
了滨幕高活性膳食纤维的最佳提取工艺 。 实验所得滨幕膳食纤维的膨胀力为 9 .4 m口 g , 持水力为 50 % , 其功
能性质优 于小 麦扶皮膳食纤维 。
关键词 中亚滨慕 膳食纤维 提取工 艺
文章编号 10 09 一 7 84 8 ( 2 0 04 )0 1一 00() l 一0 5
近年的科学研究证明 : 纤维是膳食的重要组
成成分之一 , 它与人体的营养和疾病有着密切 的
关系 。 膳食纤维具有较强的持油 、 持水 、 增容 ,
诱导肠道微生物 , 解毒和增加肠蠕动等一系列功
能 , 可用于防治便秘 、 降血脂 、 防癌等 l[] 。 被营
养学家称之为 “ 第七营养素 ” 2[] 。 20 世纪 80 年
代 以来 , 人们的膳食结构发生变化 , 一些地区的
人群出现膳食纤维摄入不足的现象 , 患上 了某些
“ 富贵病 ” , 因此积极开展对膳食纤维 的研究 , 对
提高人民健康水平是十分有
亚滨黎提取叶蛋白后 的下脚料
生植物 中
有丰富的
纤维成分 , 是一种极好的天然果蔬类纤维源 , 生
理功能良好 。 本文做了利用 中亚滨黎叶渣制备膳
食纤维的研究 。
1 材料与方法
1
.
, 材料
采用东营滨海盐土地 区的中亚滨黎提取 叶蛋
白后的干燥叶渣 。 实验所用试剂为分析纯 。
,
.
2 方法
膳食纤维 的提 取主要是要去 除其中的蛋 白
质 、 淀粉和脂肪等非纤维成分 。 本实验是在中亚
滨黎叶提取叶蛋 白的基础上进行 , 且经过浸泡 冲
洗 , 除去了大部分蛋 白质和部分淀粉等可溶性成
分 , 所得叶渣主要成分是纤维素 。 为此 , 实验 主
要采用酸 、 碱 、 酶等不同处理方法对滨黎叶渣进
行加工 , 除去剩余部分非纤维成分 , 确定提取 中
亚滨黎不溶性膳食纤维的工艺 。
1
.
2
.
1 工艺流程 滨黎叶渣预处理升酶处理什水
洗斗碱处理斗水洗至 中性升干燥斗粉碎斗检验升
成品
1
.
.2 2 膨胀力的测定 4[] 准确称取 19 膳食纤维
放人量筒 中 , 记下干纤维粉的体积 , 加人 20 ℃水
使总体积 达到 SOm L , 摇 匀后 于 2 0℃ 放 置 2 4 h ,
再记录量筒 中纤维物料的体积 , 将膨胀后的纤维
物料体积减去干物料体积即可 。
1
.
.2 3 持水力 的测定 [’ ] 称取 19 膳食纤维粉放
人量筒 中 , 加入 20 ℃水饱和纤维 hl , 将纤维放
在滤纸上沥干后 , 转移到表面皿 中称重 , 按下式
计算持水力 。
持水力 = 纤维湿重 一 纤维干重纤维干重
X 10 0
收稿 日期 :
基 金项目 :
作者简介 :
2 0 0 2一 10一 1 9
国家高新技术发展计划
(2 00 l AA 62 05 02 )
衣丹 , 女 , 197 4 年 出生 ,
( 86 3 ) 资助项 目
硕士
2 结果与讨论
2
.
1 酶处理条件的选择
叶渣中除含有蛋 白质和脂肪外 , 还含有一定
量的淀粉 , 对膳食纤维的品质造成影响 , 应加 以
除去 。 本实验采用 。 一淀粉酶处理草饼使淀粉水
解 。 酶法具有专一性强 、 操作简便 、 效率高等优
DOI : 10. 16429 /j . 1009 -7848. 2004. 01. 001
中 国 食 品 学 报 200 4年第 1 期
点 , 且 除杂质 同时又不对其它活性成分造成影
响 , 相对提高纤维素的含量 。 选择 a 一淀粉酶浓
度 、 酶处理温度和酶处理时间作 为 3 个 实验 因
素 , 各取 3 个处理水平 , 选用 几 ( 2 3 ) 表进行正
交实验 , 其因素水平设置见表 1 。
结果表明 (见表 2) , 3 种因素对滨黎纤维膨
胀力的影响大小依次为 : 酶浓度 >酶处理温度 > 酶
处理时间 , 最佳条件为 。 一淀粉酶浓度 .0 5% , 处
理温度 60 ℃ , 处理时 间 h2 。 而对纤维素产率影
响大小 的次序为 : 酶处理时间 > 。 一淀粉酶浓度 >
酶处理 温度 , 其最 佳条 件 为 : 。 一淀粉 酶浓 度
.0 5%
, 处理温度 7 0℃ , 处理时间 1 . h5 。 综合考
虑上述处理温度 、 处理时间变化范围对纤维素膨
胀力和产率的影响 , 确定其最佳提取条件应为 :
a 一淀粉酶浓度 .0 5% 、 处理温度 60 ℃ 、 酶处理时
间 1 . s h 。
表 , 酶处理正交实验因素水 平
aT b l
e
1 aF
e t o sr a n d le v e l s o f o rt h o g o n a l e x p e ir m e n t fo r e n z y m e ter a tm e n t
一 -一一一一一一 - - - - - -~ - -~ 一 -
~ * 水 平目 下一1 2 3.08702.0560.1.03501a 一淀粉酶浓度 (% )酶处理温度 (℃ )酶处理时间 伪 ) 表 2 酶处理正交实验结果T a b le 2 hT e er s u l t o f o hrt o即 n a l e x p e ir m e n t fo r e n z y m e t r e at l l l e n t序号 a 一淀粉酶浓度A 处理 温度B 处理时间C 膨胀力(m U g ) 产率(% )1 1 1 1 5 . 7 7 5 . 1一、à内、0C61傀JQ了76809门山4勺妇01.…一、à6乙Uù6曰,石,J内`内、é且qà2 21内j,ti勺白J曰1门、à, .11勺ù弓`2伟、à八凡j2伟、à41、é了07QUn,
T
1
毛
毛
R
较优水平
因素主次
17
.
6
1 8
.
8
18
.
1
1
.
2
2
1 7
.
9
1 8
.
4
18
.
2
0
.
5
2
A > B> C
1 8
.
0
18
.
1
18
.
4
0
.
4
3
膨胀力
T 1
几
毛
R
较优水平
因素主次
2 28
.
9
2 3 1
.
8
22 9
.
3
2
.
9
2
22 9
.
2
2 2 9
.
8
23 1
.
0
1
.
8
3
C> A > B
2 29
.
2
2 32
.
4
2 28
.
4
4
.
0
2
产 率
第4 卷 第 l期 中亚 滨慕叶渣制备水不溶性膳食纤维的提取工 艺研 究
ǎ享à讲书次
0 nn
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0 C U
ù、é
4
凡 jZ -
0
64 ǎ胭山日à只当遵
2 2 .酸碱处理对滨葬纤维素提取及其性质 的影
响
图 l为不同的酸碱处理对滨黎纤维膨胀力和
持水力的影响 。 测定结果表 明 , 酸碱处理都能增
加膳食纤 维 的持水 力 和膨胀 力 , 其 中以 .0 5%
N a O H 于 8 0℃处理 3Om in , 膨胀力和持 水力增加
最大 , 分别达到 .8 s m U g 和 47 0% 。 这可能是 因
为加人一定浓度的 N a O H 使纤维 中的蛋白质和脂
肪产生水解反应 , 蛋白质在碱的作用下降解为可
溶性的小肤和游离氨基酸 , 脂肪在碱性条件下通
过皂化反应水解为甘油和可溶性脂肪酸的盐类化
合物 , 过滤可除去 , 纤维内部形成许多间隙 , 有
利于纤维束缚较多水分 , 膨胀力和持水力增大 ,
使得膳食纤维的生理活性提高 。 先用碱后用酸处
理 , 膨胀力和持水力增加次之 。 单用盐酸处理增
加最少 , 这可能是因为盐酸的处理对纤维本身影
响较大 , 而对影响膳食纤维性质的物质的去除不
如 N a 0 H 。 另外从产率的高低可 以看 出 , 处理步
骤多 , 产率较低 , 反之产率相对较高 。 因此 , 对
草饼进行化学处理时以单独使用 N a 0 H 为好 。
.2 3 碱处理条件的选择
选择氢氧化钠浓度 、 氢氧化钠处理温度 和处
理时间作为 3 个实验 因素 , 每个因素取 3 个处理
15 0
享
并 10 ( )
礼
~ 叫卜一 持水力一 膨胀力- , ` 一 产率
1 未处理
2
.
0
.
5% H CI 溶液 80℃处理 3 0 m i n
3
,
0
.
5% N a 0 H 溶液 80℃处理 3 0 m i n
4
. 按 3 和 2 先后处理
图 1
F i g
.
l
酸碱处理对滨蔡膳食纤维性质的影响
E fe
e t o f
a
l k a li a n d a e id ter a tm e n t o n th e
p or p e yrt
o f a t ir p l
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e t a 叮 fi b e r
水平 , 选用 几 ( 2 3 ) 表进行正交实验 , 其因素水
平设 置如表 3 。 结果表 明 , 3 个因素对滨黎纤维
素膨胀力和产率影响的大小依次为 : 氢氧化钠浓
度 >处理温度 >处理时间 。 最佳条件为 : 氢氧化钠
浓 度 .0 5% 、 处 理温 度 8 0℃ , 处 理 时 间 4 5m in
(见表 4 ) 。
表 3 碱处理正交实验 因素和水平
aT b l
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3 aF
e t o sr a n d le v e ls o f o rt h o即 n a l e x p e ir m e n 亡 fo r a lk a li ter a tm e n t
-一一一一一- 一一一一一一一-, * 水 平倒 ~系 ~ 一一 —1 2 3.08906058045.03703氢氧化钠浓度 (% )氢氧化钠处 理温度 (℃ )氢氧化钠 处 理时间 (而 n) 表 4 碱处理正交实验结果
T a b l e 4 R e s u l t s o f o rt h o g o n a l e x p e ir m e n t of r a l k a li t er at m e n t
序 号 N
a
O H 浓度
A
处理 温度
B
处理 时 间
C
膨胀力
(m L/ g )
产率
(% )
l`U024C,7QO61235800`
.éù、à门/内JU0、
2.…767
.
0,
苦/0t zl,`
介JZ门、à伟]`1内乙内j
门..弓ù八j2、11`2八、àj,J,.且,ù飞é4ùI乙U了09
中 国 食 品 学 报20 )(4 年第1 期
(续表4 )
较优水平
因素主次
2 1
.
5
2 3
.
1
2 1
.
3
1
.
8
2
A> B> C
2 1
.
9
22
.
4
2 1
.
6
0
.
8
2
膨胀力
0 :
3 62 1 32 .叭爪毛R
1 84
.
7
1 7 8
.
6
1 81
.
4
6
.
2
2
2 1 8
.
0
1 7 8
.
5
4 1 8
.
2
5
.
5
较优水平
因素主次
2
A> B> C
1 8 5
.
2
1 8 5
.
4
1 3 8
.
1
2
.
3
2
产 率
T l毛R
2 .4 酶法和化学法联合处理对 滨慕纤维性质的
影响
以上实验表明 , 化学法和酶法都能影响滨黎
纤维素的提取及性质 , 为了进一步提高纤维素的
含量 , 进行了酶法和化学法联合处理的实验 。
一刊. 一 产率一 持水力一 . r es 膨胀力
1
. 未处理
2
. 住 5% a 一淀粉酶 60 ℃处理 1 . h5
3
.
.0 5% a 一淀粉酶 60 ℃处理 1 . h5 后 , .0 5% H CI 溶液
8 0℃处理 3 0 m in
4
. 住5% 。 一淀粉酶 6 0℃处理 1 . h5 后 , .0 5% N a 0 H 溶液
80℃处理 3 0m in
5
. 如 4 处理完后 , 再用 0 . 5% HC I 溶液 80℃处理 3 0 m in
50 0%
。 其它各组 的膨胀力与持水力 由大到小依
次为 : 。 一淀粉酶单独处理 > 。 一淀粉酶 + 盐酸处理>
a 一淀粉酶+ 氢氧化钠处理 + 盐酸处理 。 其中经 。 一
淀粉酶十氢氧化钠 十盐酸处理的纤维 , 膨胀力和持
水力比未处理的对照还低 。 表明对草饼进行适度
的处理可提高膳食纤维 的生理活性 , 但过度的处
理 , 尤其是化学处理步骤过多 , 时间过长 , 会造
成产率降低 。
2
.
5 粉碎粒度对膳食纤维性质的影响
叶渣粉碎后分别过 2 0 、 5 0 和 80 目筛 , 其膨
胀力和持水力的测定结果如图 3 所示 。 相比较而
言 , 5 0 目粒度 (直径为 0 . 3 66 u m ) 滨黎纤维的膨
胀力和持水力稍好 。 虽然颗粒直径减小 , 表面积
增大 , 理论上能增加对水的亲和力 , 但可能是粉
碎度很高的纤维 , 由于其物理结构被破坏 , 失去
ǎ享à只书华
0
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,`八曰只ùO
ǎ仙、ú日à只蛋垫
608420
ǎ享à瓣板
3 5 0
3 0 0
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只关欺050,`z,1ùIù0
ǎ汕乙日à只坐鳌
图 2 酶 法和化学法联合处理对滨蔡膳食
纤维性质的影响
F i g
.
2 E fe
e t o f e n叮m e a l k a li a n d a e id e o m b i n i n g
t re at m e n t o n th e p or p e rt y o f at ir P l e x d ie t a ry if b e r
测定结果 (见图 2) 表明 , 加 。 一淀粉酶使浓
度为 0 . 5% , 于 6 0℃处理 1 . 5 h , 过滤 , 再加 N a 0 H
使浓度为 .0 5%于 80 ℃处理 3Om in , 得到的膳食纤
维膨胀 力 和 持水力 最高 , 分别为 、 .9 4m U g ’和
图 3 粒度对滨获膳食纤维性质的影响
Fig
,
3 E fe
e t o f 脚 n u l a ir t y o n th e p ro p e rty o f
a
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e x d i e t娜 if b e r
第 4卷 第 1期 中亚 滨琴叶渣制备水不溶性膳食纤维的提取工 艺研究
表 5中亚滨蔡膳食纤维试制品分析结果
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5T h
ea na l yt ia el e ru sl to s fAt r ipl e x
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测 试项 目 结 果
,产`J,l门」
:
ū了产一&9
了部分原可以吸附自由水的空间 , 反而会影响对
水分的吸附 。 所 以在 以下实验 中采用粉碎 过 5 0
目筛 , 得到纤维粉产品 。
2 6 中亚滨蔡叶渣膳食纤维的分析
以碱处理最佳工艺条件 A ZB ZC : 和酶处理最佳
工艺条件 A尹 ZC: 为试制条件 , 提取中亚滨黎叶渣
所得膳食纤维常规化学成分和膨胀力 、 持水力的
分析结果见表 5 。
实验所得滨黎膳食纤维的膨胀力达 .9 4 m U g ,
持水力达 5 0 0% , 这两项功能性指标 比西方国家
常用的标准鼓皮膳食纤维的功能性指标 (膨胀力
4 m口 g , 持水力 4 0 0% )[ 习 都高 。 生物 实验表 明 ,
膳食纤维较高的膨胀力 、 持水力及其低消化特性 ·
与造成较大体积和重量的粪便 , 以及降低血清三
甘醋和胆固醇有很大的关系回 。
膳食纤维组成 (% )
0
.
57
7 8
.
6
膳食 纤维持水力 (% )
膳食纤维持膨胀力 (m 口助
膳食纤维产率 (%)
蛋 白质
脂肪
水分
灰分
淀粉
膳食纤维
50 0
9
.
4
5 7
.
2
3 结论
3
.
1 酶解和碱处理相结合法提取水不溶性纤维
素的最佳工艺条件为 : 先用浓度为 .0 5% 的 a 一淀
粉酶 , 于 6 0℃处理 1 . h5 , 洗涤过滤 , 再用浓度为
.0 5% 氢氧化钠 , 80 ℃处 理 45 m in , 漂洗至 中性 ,
烘干粉碎过 5 0 目筛 。
.3 2 所得滨黎膳食纤维的膨胀力为 9 .4 m口g , 持
水力为 5 0 0% , 纤维含量为 7 .8 6% 。 由于膳食纤
维具有许多重要 的生理功能 , 从而为中亚滨黎提
取叶蛋 白后的残渣找到了一条出路 。
参 考 文 献
1
. 钟耕 , 王 白永 , 赵竹娟等 . 纤维食品的研制 jJ[ . 中国粮油学报 , 1 9 95 , ( 1 ) : 38 ~ 40
2
. 郑建仙 , 高孔荣 . 论膳食纤维 [J] . 食品与发酵工业 , 1 994 , (4) : 32 ~ 38
3
. 胡国华 , 黄绍华 . 可溶性膳食纤维的分析 J[] . 粮食与饲料工业 , 19 97 , ( 5 ) : 39 ~ 41
4
. 李来好 , 陈培基 , 扬贤庆等 . 正交设计法提取江篱高活性膳食纤维 [J] . 湛江海洋大学学报 , 199 , 19 (4) : 33 ~ 3 8
5
. 李来好 , 扬贤庆 , 吴燕燕等 . 用正交设计法提取马尾藻高活性膳食纤维 [J] . 湛江海洋大学学报 , 19 98 , 18 (2 ) : 39 ~ 4 3
6
.
Gar n e e oL
.
N u t ir t io n al a n d p h y s i e al p or p e rt ie s o f d ie t卿 if b e r for m 。 o y p e a n s IJ ] . C e er a l fo o d s w o lr d , 1 9 89 , 34 ( 5 ) :
5 30
~
5 34
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a n d a lk a l i e o m b i n e d m e t h o d s w as s t u d i e d i n th is p a p e r
.
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e o p t im a l e x t ar e t io n e o n d it io n o f h i g h ly a e t i v e d ie t a yr if b e r w a s
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s s h o w e d t hat th e e x p a n s i o n e a p a e it y a n d w a t e r h o ld i n g e即ac it y w e er 9 .4 m口 9 an d s X() % er s p e e t i v e ly .
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e fu n e t i o n al p or p e rt y o f a t ir p le x e e n talr
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