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雪莲果渣水溶性膳食纤维提取工艺



全 文 :2010年 10月
第 31卷第 10期 食品研究与开发
近年来,膳食纤维引起世界各国营养学家的极大
关注,将其列为“第七营养素”。早在 1991年,WHO专
家就将膳食纤维纳入“人群膳食营养目标”。医学研究
表明,膳食纤维对人体的健康,有着极为重要的生理
功能,如减肥、通便、防治便秘等功能,对降血糖,降血
脂、防止糖尿病和心血管疾病也有一定的作用。此外,
大部分膳食纤维都有确定的抑制结肠癌的作用[1-2]。
雪莲果别名亚贡、菊薯、地参果等,为菊科向日葵
属双子叶草本植物。雪莲干物质中,低聚果糖含量达
45 %~65 %[3],其含量是所有植物果实中最高的。此外,
雪莲果中还含有丰富的矿物质,如钙、镁、铁、锌、钾、硒
等微量元素。日本研究并发现,每天服用 3 g~6 g低聚
果糖,3周之内,人的粪便中有毒致癌化合物的含量可
减少 40 %以上[4]。
本文以雪莲果残渣为研究对象,研究了酶法提取
雪莲果果渣水溶性膳食纤维的工艺 [5],为合理的利用
雪莲果果渣,提取其中的膳食纤维提供科学参考。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
1.1.1 主要仪器设备
电热鼓风干燥箱:南京沃环科技实业有限公司;
高速离心机:德国 sigma;循环水式多用真空泵:上海
申胜生物技术有限公司。
1.1.2 原料与试剂
纤维素酶:无锡杰能科酶制剂厂;95%乙醇分析纯;
新鲜雪莲果:市售。
雪莲果渣水溶性膳食纤维提取工艺
范方宇,丁勇 *,和润喜,刘云
(西南林学院资源学院,云南昆明 650224)
摘 要:采用雪莲果果渣为原料,研究酶法提取雪莲果果渣中水溶性膳食纤维的提取工艺。结果表明雪莲果果渣中水
溶性膳食纤维最佳提取工艺条件为:固液比 1∶9、pH值为 5、纤维素酶浓度为 0.3 %、水浴温度为 60℃、加热时间 1 h。
关键词:雪莲果;水溶性膳食纤维;酶法;提取
Study on the Technology of Extracting Soluble Dietary Fiber Frome Yacon Pomace
FAN Fang-yu, DING Yong*, HE Run-xi, LIU Yun
(Southwest Forestry University,the faculty of resources,Kunming 650224,Yunan,China)
Abstract: The technology of Solube dietary fiber extracted from yacon pomace by enzyme method was studied.
The experiments showed that the optimal condition were using the ratio of raw material 1 ∶ 9, pH5, cellulase
concentration 0.3 %, extraction temperature 60 ℃, exraction time 1 h.
Key words: yacon; solube dietary fiber; enzyme method; extraction
基金项目:云南省重点建设项目林学专业资助(XKZ200906);西南林
学院面上基金项目(110846)
作者简介:范方宇(1979—),男(汉),讲师,硕士,研究方向:林产品加
工及综合利用。
*通信作者
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肉类研究,2007(9):30-31
收稿日期:2010-04-25
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应用技术
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第 31卷第 10期食品研究与开发
1.2 方法
1.2.1 工艺流程
95 %乙醇

样品→纤维素酶→灭酶→抽滤→滤液→离心沉
淀→滤渣→滤渣洗涤→干燥→水溶性膳食纤维(SDF)
1.2.2 方法
1.2.2.1 雪莲果的预处理
选取一定质量品质优良、果实成熟、完好无霉变
的新鲜雪莲果,将其洗净去皮,切碎后,以质量比 1∶2
添加水,混匀后用榨汁机榨汁,取雪莲果渣。每次试验
原料取 10 g果渣为原料,置于相应的水中。果渣含水
量为 93.8 %。
1.2.2.2 粗水溶性膳食纤维在果渣中含量测定
粗水溶性膳食纤维在果渣中的含量=
提取粗膳食纤维质量
10 g湿果渣的绝干质量 ×100 %
1.2.2.3 试验方法
分别对影响试验结果的各因素采取单因素试验,
选取较佳试验条件,并在此基础上进行正交试验优化
试验条件。考虑到试验过程中,原料放置太久会影响
到试验的准确性,本试验在每组对比试验中,原料都
为重新制作的新鲜原料。
1)固液比分别为 1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10(g/g),水浴
温度 50 ℃,酶解 1.5 h,纤维素酶浓度为 0.3 %,pH值
为 5的反应液。
2)纤维素酶浓度分别为 0.1 %、0.2 %、0.3 %、0.4 %、
0.5 %,固液比分别为 1∶9,水浴温度 50 ℃,酶解 1.5 h,
pH值为 5的反应液。
3)根据酶的性质,纤维素酶的最适温度为依据,
本试验水浴温度分别选取 30、40、50、60、70℃,固液比
为 1∶9,酶解 1.5 h,纤维素酶浓度为 0.3 %,pH值为 5
的反应液。
4)酶解时间分别为 1、1.5、2、2.5、3 h,固液比为 1∶9,
水浴温度为 50 ℃,酶解 1.5 h,纤维素酶浓度为 0.3 %,
pH值为 5的反应液。
5)pH值分别为 3、4、5、6、7,固液比为 1∶9,水浴温
度 50℃,酶解 1.5 h,纤维素酶浓度为 0.3 %,pH值为 5
的反应液。
6)提取水溶性膳食纤维的正交试验:以纤维素酶
浓度、酶解时间、pH值、水浴温度 4个因素为正交试验
的因素,确立提取雪莲果渣中水溶性膳食纤维的最佳
工艺条件。
2 结果与分析
2.1 不同固液比对水溶性膳食纤维提取量的影响
不同固液比时,雪莲果水溶性膳食纤维提取后结
果见表 1。
由表 1可知,当固液比小于 1∶9时,水溶性膳食纤
维提取量随固液比的增大而增加,当固液比超过 1∶9
时,水溶性膳食纤维提取量还有减少。因此,选择固液
比 1∶9较为合适。可能是由于水分过量后,溶于水中膳
食纤维损失较大引起。
2.2 不同纤维素酶浓度对水溶性膳食纤维提取量的
影响
不同纤维素酶浓度时,雪莲果对水溶性膳食纤维
提取量的影响结果见表 2。
从表 2可以看出,加入一定浓度的纤维素酶可以
改变水溶性膳食纤维的提取量,在纤维素酶浓度小于
0.4 %时,随着纤维素酶浓度的升高,水溶性膳食纤维
的提取量逐渐增加;当纤维素酶浓度大于 0.4 %时,水
溶性膳食纤维的提取量逐渐降低。分析其中原因,在水
溶性膳食纤维制备过程中添加适宜浓度的纤维素酶,
可使雪莲果中的水不溶性膳食纤维发生降解,分子链
被切断,使分子量降低,溶解度发生改变,一部分水不
溶性膳食纤维变成水溶性膳食纤维,从而使水溶性膳
食纤维提取量增加;随着纤维素酶浓度的升高,水不溶
性膳食纤维降解为较低分子量的多糖、低聚糖或单糖,
在用乙醇沉淀时,因为分子量较小而不能被沉淀下来,
因此,选择 0.2 %~0.4 %作为纤维素酶浓度比较适宜。
2.3 不同水浴温度对水溶性膳食纤维提取量的影响
不同水浴温度对水溶性膳食纤维提取量的影响
结果见表 3。
表 1 不同固液比对水溶性膳食纤维提取量的影响
Table 1 Effects of the ratio solid-liquid on SDF yiled
固液比/(g/g)
1∶6
1∶7
1∶8
1∶9
1∶10
提取量/g
0.054 2
0.073 5
0.088 3
0.101 4
0.091 9
表 2 不同纤维素酶浓度的影响
Table 2 Effects of the dose cellulosic enzyme on SDF yield
纤维素酶浓度/%
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
提取量/g
0.064 1
0.089 5
0.090 7
0.114 6
0.087 5
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表 3 不同水浴温度对水溶性膳食纤维提取量的影响
Table 3 Effects of tempreture on SDF yield
水浴温度/℃
30
40
50
60
70
提取量/g
0.065 2
0.078 1
0.096 7
0.087 4
0.069 0
从表 3可以看出,当水浴温度低于 50 ℃时,随着
温度的升高,水溶性膳食纤维提取量逐渐增加;随着
温度的上升,高于 50℃以后提取量下降。这说明以雪
莲果渣为原料时,纤维素酶的最佳反应温度为 50℃。
为了选取最佳水浴温度,选用 40、50、60℃作为正交试
验的因素水平。
2.4 不同酶解时间对水溶性膳食纤维提取量的影响
不同酶解时间对水溶性膳食纤维提取量的影响
结果见表 4。
从表 4可以看出,当酶解时间低于 2.0 h时,随着
酶解时间的延长,水溶性膳食纤维提取量逐渐上升;
但是当酶解时间高于 2.0 h时,水溶性膳食纤维提取量
有所降低。因此,将酶解时间因素水平确定在 1.0 h~2.0 h。
2.5 不同 pH值对水溶性膳食纤维提取量的影响
不同 pH值时,雪莲果对水溶性膳食纤维提取量
的影响结果见表 5。
由表 5可知,溶液 pH为 5时,水溶性膳食纤维的
提取量最高,此 pH值为纤维素酶最佳 pH值,但是考
虑到其余条件变化时对酶最适 pH的影响,选择 pH值
4~6作为正交试验的因素水平。
2.6 提取雪莲果渣中水溶性膳食纤维最佳工艺条件
的确立
采用正交试验优选雪莲果水溶性膳食纤维提取
结果见表 6。
从表 6 可以看出,最优的方案是:A2B2C3D1,即
pH=5,纤维素酶浓度 0.3 %,水浴温度 60 ℃,加热时间
1.0 h。通过极差分析可以得出影响该提取过程的各因
素的主次关系是:pH值>时间>纤维素酶浓度>温度。
采用第 5号试验方法计算出果渣中水溶性膳食
纤维占干物质质量为 17.52 %。
3 结果与讨论
采用酶法提取雪莲果果渣中水溶性膳食纤维的
工艺中,影响提取的因素次序为:pH值>时间>纤维素
酶浓度>温度。其最佳提取工艺为:固液比 1∶9(g/g)、pH
值为 5、纤维素酶浓度为 0.3 %、水浴温度为 60 ℃、加
热时间 1 h。
通过此法提取雪莲果果渣中的水溶性膳食纤维
占干物质的量为 17.52 %,表明果渣中还含有较多的
水溶性膳食纤维。利用果渣具有一定的经济效益。
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129
表 4 不同酶解时间对水溶性膳食纤维提取量的影响
Table 4 Effects of enzyme enzymolysis time on SDF yield
酶解时间/h
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
提取量/g
0.075 1
0.081 1
0.085 4
0.067 3
0.054 8
表 5 不同 pH值对水溶性膳食纤维提取量的影响
Table 5 Effects of the pH value on SDF yield
pH值
3
4
5
6
7
提取量/g
0.043 6
0.064 3
0.072 5
0.051 2
0.047 8
表 6 正交试验设计 L9(34)
Table 6 Orthogonal experimental design L9(34)
因素/水平
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
k1
k2
k3
R
D时间/h
1(1)
2(1.5)
3(2)
3
1
2
2
3
1
0.294 4
0.282 2
0.280 4
0.098 1
0.094 1
0.093 4
0.004 7
A pH值
1(4)
1
1
2(5)
2
2
3(6)
3
3
0.288 6
0.315 9
0.252 5
0.096 2
0.105 3
0.084 2
0.021 1
B纤维素酶浓度/%
1(0.2)
2(0.3)
3(0.4)
1
2
3
1
2
3
0.286 9
0.289 6
0.280 5
0.095 6
0.096 5
0.093 5
0.003 0
C温度/℃
1(40)
2(50)
3(60)
2
3
1
3
1
2
0.287 1
0.287 6
0.282 3
0.095 7
0.095 9
0.094 1
0.001 8
提取量/g
0.100 0
0.097 0
0.091 6
0.104 6
0.108 4
0.102 9
0.082 3
0.084 2
0.086 0
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第 31卷第 10期食品研究与开发
彩色豆腐是一种新型豆腐,在制作中加入天然蔬
菜汁作辅料,形成天然色彩,并保存了蔬菜中的纤维
质,有利于人体消化吸收,是色、味、营养俱佳的新型
健康美食[1]。本研究对彩色豆腐的最佳配方以及最佳
复合凝固剂的配比和使用量进行了研究,以期为此类
产品的生产提供可靠的工艺参数,解决实际生产中存
在的问题,促进彩色豆腐的开发。
1 材料与方法
1.1 材料及试剂
大豆(市售)、胡萝卜(市售)、б-葡萄糖酸内酯(食
品级)、石膏(食品级)、氯化钙(食品级)。
1.2 设备
电子天平(NY-1型):赛多利斯科学仪器(北京)
有限公司;塑料杯封口机(KG-B2型):佛山市顺德区
杏坛镇明发食品包装机械厂;胶体磨(JM-2型):廊坊
通用机械厂;高速组织捣碎机(JJ-2型):上海浦东物
理光学仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程[2]
大豆→筛选、清洗→浸泡→清洗→磨浆→生
浆过滤→豆浆→煮浆→点浆→蹲脑→压制成型→
冷却→成品
1.3.2 操作要点
1.3.2.1 浸泡
将清洗好的大豆用 3倍~4倍水浸泡,浸泡温度
在 15 ℃~20 ℃左右,浸泡约 12 h。
1.3.2.2 磨浆
大豆浸泡完毕,经碰擦冲洗并沥尽余水后,放入
捣碎机中捣碎再进入胶体磨内研磨成浆。研磨时必须
随料定量进水,加水量一般为大豆干重的 5倍[2]。
彩色豆腐加工技术
秦丹,胡亚平,浣漫
(湖南农业大学食品科技学院,湖南长沙 410128)
摘 要:以胡萝卜和大豆为主要原料,制作出具有营养价值的彩色豆腐。并对豆浆与菜汁的添加比例,凝固剂的选择
与用量进行研究,结果表明:豆浆与菜汁的最佳配比为 3∶1,凝固剂采用 б-葡萄糖酸内酯与氯化钙按 7∶3的质量比例
混合,添加量为 0.3 %。
关键词:彩色豆腐;加工技术;最佳配方
Study on Processing Technology of Chromatic Bean Curd
QIN Dan,HU Ya-ping,HUAN Man
(College of Food Science and Technology, Hunan Agricuture University, Changsha 410128,Hunan, China)
Abstract:Carrots and soybean as the main raw materials are used to produce the chromatic bean curd. The
volume ratio of milk and juices , the best coagulant was studied. The results showed that the best volume ratio of
milk and juices is 3∶1; used б-gluconic acid lactone and calcium chloride mixed with 7∶3 as coagulant, its adding
0.30 %.
Key words:chromatic bean curd;processing technology;the best formulas
作者简介:秦丹(1972—),男(汉),副教授,博士,研究方向:农产品
加工。
[5] 莫绪.玉米苞叶膳食纤维的制备研究[J].广西轻工业,2007, 9:24-
25 收稿日期:2009-11-05
→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→
胡萝卜→预煮→打浆→过滤→胡萝卜汁
应用技术
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