全 文 ：China Brewing
2012 Vol.31 No．6
Serial No．243
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苦竹笋是禾本科竹亚科苦竹属苦竹（Pleioblastusamarus）
的幼芽，味苦而后甜，是天然的高蛋白、高膳食纤维、低脂
型可食性森林蔬菜。具有清热解毒、去火、健脾等食用保健
功能，深受消费者喜爱。由于易木质化、易腐败、不耐贮藏，
苦竹笋鲜销、贮藏和加工受到了很大制约。苦竹笋富含膳
食纤维，膳食纤维可被肠道细菌的酶发酵分解产生短链脂
肪酸，使结肠内pH值下降，促进肠道有益菌群生长繁殖，抑
制有害腐败菌的生长并减少有毒发酵产物的形成，而发
挥调节肠道菌群的功能[1]。增加膳食纤维摄入，可降低患
冠心病、高血压、糖尿病、肥胖、肠胃疾病的风险[2]，降低冠
心病、心血管疾病的致死率[3-5]。膳食纤维不仅具有营养保健
功能，还可以作为原料添加到焙烤食品、汤料、饮料、快餐
等食品中，改善食品的结构，增加产品持水性、持油性、延
长产品货架期、增加食品品质，具有很好的开发前景[6]。
膳食纤维的制备主要有简便法、化学法、溶剂法、酶
法、发酵法等方法。因发酵法具有利用微生物消耗原料中
发酵法制备苦竹笋膳食纤维工艺条件优化
尹礼国1，2，徐 州1，2，张 超1，2*，谷玉兰3，曾庆勇1
（1.宜宾学院生命科学与食品工程学院，四川 宜宾 644000；2.发酵资源与应用四川省高校重点实验室，四川宜宾 644000；
3.四川泸州外国语学校，四川 泸州 646000）
摘 要：通过单因素试验和正交试验，探讨了乳酸菌发酵法制备苦竹笋膳食纤维的发酵条件。结果表明：在竹笋浆中加入3%脱脂奶
粉和0.5%蔗糖，接入4 %（v/v）的嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌配比为1∶ 1的发酵剂，在41℃条件下恒温发酵20h，有最高的总膳食纤
维和可溶性膳食纤维收得率。将发酵浆汁过滤、真空干燥、粉碎，制得的苦竹笋膳食纤维产品呈乳白色、口感细腻、有苦竹特有的清香
风味，其持水力为8.43g/g，溶胀性为3.52mL/g，总膳食纤维和可溶性膳食纤维含量分别为76.87%、15.73%。
关 键 词：苦竹笋；膳食纤维；嗜热链球菌；保加利亚乳杆菌
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：0254-5071（2012）06-0102-04
Process conditions optimization of dietary fiber from Pleioblastus amarus shoot by fermentation
YIN Liguo1，2, XU Zhou1，2, ZHANG Chao1，2*, GU Yulan3, ZENG Qinyong1
(1.College of Life Science and Food Engineering, Yibin University, Yibin 644000, China; 2.Key Lab of Fermentation
Resource and Application of Institutes of Higher Learning in Sichuan, Yibin 644000, China;
3. Luzou Foreign Langnage School, Luzhou 646000，China)
Abstract: The process conditions of dietary fiber from P. amarus shoot by lactic acid bacteria fermentation were studied through single factor test and
orthogonal test. The results showed that under the constant fermentation temperature 41℃ and fermentation time 20 hours, the highest yielding rate
of total dietary fiber and soluble dietary fiber was achieved by adding 3% skim milk powder, 0.5% sugar and 4% lactic acid bacteria starter with the
mixing ratio of Streptococcus thermophilus to Lactobacillus delbruickii subsp. bulgaricus 1∶ 1 into the P. amarus shoot juice. The product of the P.
amarus shoots dietary fiber powder through filtration, vacuum drying and grinding was ivory-white and had gliding and exquisite taste and delicate
fragrance, whose water holding capacity 8.43g/g, swelling capacity was 3.52ml/g, total dietary fiber content 76.87% and soluble dietary fiber content
15.73%.
Key words：Pleioblastus amarus shoots；dietary fiber；Streptococcus thermophilus；Lactobacillus delbruickii subsp. bulgaricus
收稿日期：2012-04-05
基金项目：宜宾学院重点科研项目（2008Z08），宜宾学院学生科技创新项目（2007X27）
作者简介：尹礼国（1979-），湖北大冶人，副教授，主要从事食品生物技术研究工作；张 超*，副教授，通讯作者。
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中 国 酿 造
2012年 第 31卷 第 6期
总第 243期
的淀粉、蛋白质，提高产品中膳食纤维含量，且简单、安全、
产品品质好、污染小等优点而成为研究的重点。乳酸菌具
有益生功能，其发酵制品早已为消费者所接受，因此，乳酸
菌是发酵法制备膳食纤维时常使用的微生物菌种。为了
综合利用苦竹笋资源，本文以其为原料，选用嗜热链球菌
（Streptococcus thermophilus，缩写为S.t）和保加利亚乳杆
菌（Lactobacillus delbruickii subsp. bulgaricus，缩写为L.b）
两种益生菌发酵制备膳食纤维，以总膳食纤维（total dietary
fiber，TDF）和可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）
提取率为评价指标，对发酵工艺条件进行了优化。
1 材料与方法
1.1 菌种与材料
保加利亚乳杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心；
嗜热链球菌购于中国工业微生物菌种保藏管理中心。
苦竹笋、脱脂奶粉、蔗糖（均为市售）；乙醇、石油醚、十
二烷基硫酸钠（SDS）、2-乙氧基乙醇（又称乙二醇乙醚）、
乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）、四硼酸钠、无水磷酸氢
二钠、冰醋酸、醋酸钠、一缩二乙二醇、丙酮、无水乙醚、十
氢萘（进口分装），均为分析纯。中性蛋白酶（生化试剂，6万
酶活力/g），α-淀粉酶（生化试剂，3700酶活力单位），糖化
酶（生化试剂，12万酶活力/g）。
LRH-250生化培养箱（上海齐欣科技仪器有限公司）、
SW-CJ-2FD型双人单面超净工作台（苏州净化设备有限公
司）、YX280B手提式高压灭菌锅（上海三申医疗器械有限
公司）、SRH60-70高压均质机（上海申鹿均质机有限公司）、
PHS-3C型PH仪（上海理达仪器厂）、T-214型电子分析天平
（北京赛多利斯有限公司）、SX-2.5-10箱式电阻炉（天津泰
斯特仪器有限公司）。
1.2 简便法制苦竹笋膳食纤维
称取100.0g新鲜苦竹笋，加入200mL水，用果汁打浆
机打成浆状，用100目尼龙滤布过滤，用蒸馏水洗至中性，
滤渣在70℃、0.08MPa条件下真空干燥后用小型粉碎机粉
碎至全部过40目筛。
1.3 工艺流程与操作要点
鲜竹笋→打浆→加脱脂奶粉、蔗糖调配→装瓶→灭菌→冷
却→加入乳酸菌发酵剂→发酵→过滤→滤渣漂洗→干燥→粉
碎→过筛→产品
1.3.1 菌种的活化与扩大培养
用脱脂乳液体培养基分别将保加利亚乳杆菌与嗜热
链球菌活化至乳酸菌数达108cfu/mL，备用。
1.3.2 发酵剂的制备
因试验样品量较小，采用2种菌分别制发酵剂，其工
艺是将鲜苦竹笋去壳切段后与水按1∶2混合，打浆制得竹笋
汁，加入2%（m/m）脱脂奶粉、1.5%（m/m）蔗糖，调匀后分
装于三角瓶中，110℃灭菌15 min，加入5%（v/v）活化乳酸
菌液，于41℃培养20h，乳酸菌数达108cfu/mL，备用。
1.3.3 苦竹笋预处理
取鲜苦竹笋去壳切段，称取100.0g，加150mL水，用果
汁机打成浆状，再用50mL水将果汁机上的笋汁、笋渣洗入
500mL三角瓶中，按试验设计分别加入脱脂奶粉和蔗糖，搅
拌溶解后，90℃水浴灭菌15min，取出放于冷水中冷却至室温。
1.3.4 接种与发酵
加入发酵剂置于生化培养箱中，41℃恒温发酵一定时间。
1.3.5 过滤
将发酵好的竹笋浆用100目尼龙滤布过滤，用蒸馏水
漂洗至中性，挤干。
1.3.6 干燥与粉碎
将笋渣放于培养皿上，在70℃、0.08MPa条件下真空干
燥后，粉碎过40目筛，得乳白色的苦竹笋膳食纤维产品。
1.4 检测方法
水分含量：常压干燥法（GB5009.3-85）；蛋白质含量：
微量凯氏定氮法；脂肪含量：索氏抽提法；可消化碳水化
合物含量：兰爱农法；灰分（GB8857-88）；不溶性膳食纤维
（IDF）和可溶性膳食纤维（SDF）：AACC32-06法；总膳食纤
维（TDF）测定：AACC32-07法。
1.5 溶胀性
称取1.000g过40目筛的膳食纤维粉，置于100mL量筒
中，加入50mL蒸馏水，振荡均匀后，静置于室温条件下，
24h后精确读取膳食纤维在量筒中自由膨胀后的体积[8]。
溶胀性（mL·g-1）=溶胀后纤维体积（mL）-干纤维样品体积（mL）
纤维样品干质量（g）
1.6 持水力
称取过40目筛的竹笋膳食纤维粉1.000g，加入250mL
烧杯中，用100mL 25℃蒸馏水饱浸泡1h，过滤除去多余的
水分，称量吸水后的膳食纤维质量[8]。
持水力（g·g-1）=样品湿质量（g）-样品干质量（g）
样品干质量（g）
1.7 提取效果评价
总膳食纤维提取率 =
产品质量（g）×产品总膳食纤维含量
原料质量（g）
×100%
可溶性膳食纤维提取率 =
产品质量（g）×产品可溶性膳食纤维含量
原料质量（g）
×100%
2 结果与分析
2.1 发酵剂中菌种配比对提取率的影响
将分别制备的2种乳酸菌按1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1的比
例混匀的发酵剂，按总接种量5%（v/v）加入灭菌的苦竹笋
浆（2%脱脂奶粉和1.5%糖）中，在41℃恒温发酵24h。发酵结
束后过滤、真空干燥、粉碎制得苦竹笋膳食纤维产品，以简
便法制得的苦竹笋膳食纤维为对照，结果见表1。
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表1 发酵剂中菌种配比对提取率的影响
Table 1. Effect of ratio of S.t to L.b on the extract of TDF and SDF
菌种配比(S.t:L.b)简便法 L.b 1∶3 1∶2 1∶1 2∶1 3∶1 S.t
TDF提取率/% 2.110 2.853 3.170 3.229 3.491 3.012 2.977 2.976
SDF提取率/% 0.220 0.441 0.471 0.517 0.557 0.524 0.496 0.443
注：TDF提取率为总膳食纤维提取率，SDF提取率为可溶性膳食纤维提取率。
由表1可知，采用发酵法制得的膳食纤维的TDF和SDF
提取率明显高于简便法。这是由于发酵过程中，竹笋中的
淀粉、蛋白质被乳酸菌降解利用，膳食纤维含量提高，其
中，发酵过程中产生的乳酸菌细胞壁多糖是提取率和含量
增加的原因之一。发酵法中SDF增加的幅度高于TDF，这
可能与部分不可溶性膳食纤维分解转化为聚合度低的可
溶性膳食纤维有关[9]。混合菌种发酵比单一菌种发酵效果
好，这与保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌共培养时具有互
惠共生特性[10]，试验结果表明，2种菌种按1∶1配比时，TDF
和SDF提取率均优于其他配比。
2.2 发酵剂用量对提取率的影响
按方法1.3向苦竹笋浆中加入2%脱脂奶粉和1.5%糖
调配好后灭菌冷却，分别加入1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%
的发酵剂（S.t∶L.b =1∶1），在41℃恒温发酵24h，过滤、真空干
燥、粉碎制得苦竹笋膳食纤维产品，结果见表2。
从表2可知，当接种量由1%增至4%时，随着接种量的
增大，产品中总膳食纤维提取率和可溶性膳食纤维提取率
均逐渐增大。当接种量大于4%时，随着接种量的增大，TDF
和SDF提取率下降。当发酵剂添加较少时，乳酸菌初始浓
度较低，生长繁殖与发酵转化速率低；接种量过大时，虽然
细胞前期生长过快、但也因发酵产酸过多，影响乳酸菌代
谢，使转化动力不足。
2.3 脱脂奶粉和蔗糖添加量对提取率的影响
分别向苦竹笋浆中加入不同配比的脱脂奶粉和蔗糖，
接入4%的发酵剂（S.t∶L.b=1∶1），在41℃发酵24h，过滤、真
空干燥、粉碎制得苦竹笋膳食纤维产品，以不添加脂奶粉
和蔗糖的发酵样为试验对照，结果见表3。
从表3可以看出，通过加入脱脂奶粉和蔗糖，环境中的
营养基质更加丰富，促进了乳酸菌的生长，提高了TDF含量，
乳酸菌对不溶性膳食纤维的降解作用增强，SDF含量增高，
以添加3%脱脂奶粉和0.5%蔗糖的TDF、SDF提取率最高。
2.4 发酵时间对提取率的影响
苦竹笋浆添加3%脱脂奶粉和0.5%蔗糖，灭菌冷却后，
接入4%的发酵剂（S.t∶L.b=1∶1）在41℃发酵24h，过滤、真空
干燥、粉碎制得苦竹笋膳食纤维产品，以不发酵试验作对
照，TDF、SDF提取率见表4。
由表4可知，乳酸菌发酵可显著提高TDF和SDF提取
率。从0~20h，随着发酵时间的延长，TDF、SDF提取率增加；
进一步延长发酵时间，总膳食纤维和可溶性膳食纤维提取
率降低，相关机理需进一步研究。
2.5 正交试验
基于以上单因子试验结果，设计4因素3水平正交试验
见表5，结果见表6。
由表6可知，4个因素对TDF提取率影响的主次顺序为
C>D>A>B，对SDF提取率的影响为D>C>A>B，最佳组合
均为A2B2C1D2，对应条件为2种乳酸菌发酵剂配比1∶1，总发
酵剂添加量4%，添加3%脱脂奶粉和0.5%蔗糖于苦竹笋浆
中，在41℃发酵20h。通过验证，在此试验条件下的TDF提取
率为3.651%，SDF提取率为0.574%，产品中的TDF含量达
76.87%，SDF含量为15.73%，产品呈乳白色，口感纯正，具
有苦竹笋特有的清香。
2.6 产品品质检测
在A2B2C1D2条件下，最佳发酵工艺条件和简便法制备
的苦竹笋膳食纤维主要营养成分、理化性质和感官检测分
析，结果见表7、表8。
表2 发酵剂用量对提取率的影响
Table 2. Effect of inoculation amount of starter on the extract of
TDF and SDF
发酵剂添加量/% 1 2 4 6 8
TDF提取率/% 2.784 3.072 3.436 3.117 3.021
SDF提取率/% 0.374 0.535 0.550 0.530 0.465
表3 脱脂奶粉和蔗糖添加量对提取率的影响
Table 3. Effect of addition ratio of skim milk powder and sugar on
the extract of TDF and SDF
添加
成分
3.5%
脱脂奶
3%脱脂奶粉+
0.5%蔗糖
2%脱脂奶粉+
1.5%蔗糖
1%脱脂奶粉+
2.5%蔗糖
3.5%
蔗糖
对照
TDF提取
率/% 3.365 3.668 3.422 3.176 3.040 2.761
SDF提取
率/% 0.519 0.569 0.546 0.497 0.475 0.360
表4 发酵时间对TDF、SDF提取率的影响
Table 4. Effect of fermentation time on the extract of TDF and SDF
发酵时间 对照 8 12 16 20 24 28
TDF提取率/% 2.182 2.845 3.199 3.309 3.612 3.409 3.263
SDF提取率/% 0.211 0.364 0.453 0.529 0.567 0.561 0.523
表5 正交试验因素和水平
Table 5. Factors and levels of orthogonal test
水平
A菌种配比
（S.t∶L.b）
B菌种接
种量/% C添加物 D培养时间/h
1 1∶2 3 3%脱脂奶粉+0.5%蔗糖 16
2 1∶1 4 2%脱脂奶粉+1.5%蔗糖 20
3 2∶1 5 1%脱脂奶粉+2.5%蔗糖 24
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表6 正交试验结果
Table 6. Results of orthogonal test
A B C D TDF提取
率/%
SDF提取
率/%
1 1 1 1 1 3.201 0.512
2 1 2 2 2 3.428 0.539
3 1 3 3 3 2.981 0.489
4 2 1 2 3 3.326 0.528
5 2 2 3 1 2.973 0.492
6 2 3 1 2 3.506 0.549
7 3 1 3 2 2.895 0.518
8 3 2 1 3 3.361 0.529
9 3 3 2 1 3.175 0.498
KTDF1 9.610 9.422 10.068 9.349
KTDF2 9.805 9.762 9.929 9.829
KTDF3 9.431 9.662 8.849 9.668
RTDF 0.374 0.340 1.219 0.480
KSDF1 1.54 1.558 1.59 1.502
KSDF2 1.569 1.56 1.565 1.606
KSDF3 1.545 1.536 1.499 1.546
RSDF 0.029 0.024 0.091 0.104
由表7可知，发酵法制备的苦竹笋膳食纤维产品中蛋
白质、淀粉、脂肪、灰分含量低于简便法，产品总膳食纤维是
简便法的1.82倍，可溶性膳食纤维是简便法制备的3.35倍。
由表8可知，发酵法制得的膳食纤维产品持水力、溶胀
性优于简便法，乳酸菌发酵可明显改善苦竹笋膳食纤维的
适口性和色泽。
3 结论
单因素和正交试验研究表明，适宜于乳酸菌发酵苦竹
笋制备膳食纤维产品的工艺条件是将苦竹笋打浆后加入
3%脱脂奶粉和0.5%蔗糖，灭菌冷却，添加总量4%的配比
为1∶1的两种乳酸菌发酵剂，在41℃恒温发酵20h。乳酸菌发
酵法制得的产品中TDF和SDF含量分别为76.87%、15.73%，
呈乳白色、口感纯正、具有苦竹笋特有的清香。TDF提取率
为3.651%，SDF提取率为0.574%。乳酸菌发酵法的TDF、
SDF提取率、产品理化特性和感官品质均优于简便法，产
品TDF和SDF含量分别是简便法的1.82倍和3.35倍。
膳食纤维的制作除与发酵工艺有关外，还与颗粒粒度、
原料来源、粉碎工艺、干燥工艺等密切相关[11-14]。为进一步
综合利用苦竹笋资源，可进一步开展苦竹笋壳加工膳食纤
维、不同粉碎方法、干燥工艺等对产品品质影响的研究。
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表7 简便法与发酵法制备的产品主要成分比较
Table 7. Comparison of main ingredient of products by simple and
fermentation methods %
制备方法 TDF IDF SDF 水分 灰分 碳水化合物 脂肪 蛋白质
简便法 42.15 37.61 4.54 5.01 2.20 12.48 4.25 29.69
发酵法 76.87 61.66 15.21 4.67 1.23 4.05 0.11 10.67
表8 简便法与发酵法制备的产品理化性质与感官品质比较
Table 8. Comparison of physical and chemical properties and
sensory quality of products by simple and fermentation
methods
制备方法 持水力 溶胀性 色泽 气味 口感
简便法 5.20 3.11 浅黄色 竹笋清香 微苦，咀嚼感粗糙
发酵法 8.43 3.52 乳白色 竹笋清香 香甜，咀嚼感细腻
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