全 文 ：食品研究与开发 2006.Vol.27.NO.8
作者简介:李海云(1975-),男,讲师,硕士,主要从事应用化学研究。
荔枝壳水不溶性膳食纤维吸附
NO2ˉ 、胆酸钠的研究
李海云,王秀丽
(桂林工学院材料与化学工程系,广西 桂林 541004)
摘 要:采用化学法制备了荔枝壳水不溶性膳食纤维,产率为39.73%,其持水力和溶胀力分别为 4.15g/g和1.25mL/g。
测定了荔枝壳水不溶性膳食纤维对NO2ˉ、胆酸钠的吸附作用。在酸性条件下荔枝壳水不溶性膳食纤维对 NO2ˉ具有显
著的吸附作用,随pH的升高其吸附能力显著减弱;当pH=2.0时,最大吸附速率为0.138μmol/(g·min),最小清除浓度
为 1.25μmol/L,达吸附平衡时间为72.6min。在pH6.0条件下荔枝壳水不溶性膳食纤维对胆酸钠具有较强的吸附作
用,其吸附能力随其用量的增大而增强,但到达吸附平衡的时间也相应增加。膳食纤维用量分别为1.0、2.0、3.0、4.0g
时,其最终吸附率分别为26.0%、43.0%、66.5%和87.5%,达吸附平衡时的时间分别为1.9、2.8、3.9、4.4h。
关键词:荔枝壳;水不溶性膳食纤维;吸附;NO2ˉ;胆酸钠
STUDYONTHEADSORPTIVEABILITYFORNITRITEBYTHEWATER-INSOLUBLE
DIETARYFIBREFROMIGCHEESHELL
LIHai-yun,WANGXiu-li
(DepartmentofMaterialandChemicalEngineering,GuilinUniversityofTechnology,Guilin541004,Guangxi,China)
Abstract:Thewater-insolubledietaryfibrewereextractedfromIgcheeshelbychemicalmethod.Theextraction
ratewas39.73%.Itswaterholdingcapacityandexpansioncapacitywere4.15g/g,1.25mL/g,respectively.The
adsorptiveabilityofthewater-insolubledietaryfibrefornitriteandbilesodiumhavebeenstudiedalsointhispa-
per.UndertheconditionofpH2.0,thewater-insolubledietaryfibrehadhighadsorptiveabilityfornitrite.Itad-
sorbednitriteatamaxiumrateof0.138μmol/(g·min)toaminimumconcentration,1.25μmol/L.Andthead-
sorptivereactionreachedequilibriumin72.6minutes.ItsadsorptiveabilityfornitritedecreasedsharplyaspH
increased.UndertheconditionofpH6.0,thewater-insolubledietaryfibrehadhighadsorptiveabilityforbile
sodium.Bothitsadsorptiveabilityandthetimeofadsorptiveequilibriumincreasedsharplyasthemassin-
creased.Whenthemassofthewater-insolubledietaryfibrewas1.0,2.0,3.0,4.0g,itsfinaladsorptiveratewas
26.0%,43.0%,66.5%and87.5%,andthetimeofadsorptiveequilibriumwas1.9,2.8,3.9,4.4h,respectively.
Keywords:Igcheeshel;water-insolubledietaryfibre;adsorption;nitrite;bilesodium
膳食纤维是指难以被哺乳动物细胞胞内酶分解的
植物成分的总称。根据其溶解性的不同,可将其分为可
溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)两大
类[1]。膳食纤维虽不具有营养价值,但与人体的营养和
疾病有着密切关系。它能预防和治疗诸如直肠癌、糖尿
病、痔疮等疾病,引起各国营养学家的关注,并被称为
继碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水之后
的“第七营养素”[2~3]。我国膳食纤维的研究和开发相对
国外而言起步较晚,但近几年发展较快,已从多种原料
中制得膳食纤维[4~8],其有关的活性也有较多报道,如吸
附雌激素[9]、胆酸钠[10]、胆固醇[11~12]、NO2ˉ [13~15]、重金属[16]、
清除羟基自由基[17~18]等。NO2ˉ 能与仲胺、叔胺反应形
成亚硝胺,后者已被证明是人和动物的致癌剂。膳食纤
维降低胆固醇的作用机理之一可能是通过吸附胆酸盐
而排出体外从而促进胆固醇的代谢,最终导致体内胆
固醇的降低[11~12]。本文以荔枝壳为原材料,采用化学法
制备了荔枝壳水不溶性膳食纤维,测定了其理化特性,
并对其吸附NO2ˉ 和胆酸钠的性能进行了研究,结果
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表明荔枝壳水不溶性膳食纤维在酸性条件下对NO2ˉ
具有显著的吸附作用,在弱酸性条件下对胆酸钠具有
较强的吸附作用。
1 材料与仪器
1.1 材料
原料:市售干荔枝取壳待用。
试剂:无水乙醇、氢氧化钠、盐酸、无水乙醚、糠醛、
胆酸钠、NaNO2、对氨基苯磺酸溶液、盐酸萘乙二胺等。
所用试剂均为分析纯,所用水均为二次蒸馏水。
1.2 仪器
TU-1901双光束紫外可见分光光度计(北京普析
通用仪器有限责任公司);PXSJ-216数字式离子活度
计(上海雷磁仪器厂);90-3定时双向恒温磁力搅拌器
(上海亚荣生化仪器厂);202-2-S型电热恒温干燥箱;
BS110S (塞多利斯)电子天平;高速万能粉碎机;
SYC-15超级恒温水浴箱;SHB-II循环水式多用真
空泵。
2 试验方法
2.1 荔枝壳水不溶性膳食纤维的制备
适量的荔枝壳粉用四倍量无水乙醚在室温下浸泡
过夜后抽滤,用蒸馏水清洗残留的有机溶剂,烘干得脱
脂样品。水不溶性膳食纤维的制备参照文献[19]的方法,
主要工艺如下:
脱脂后的荔枝壳粉→ pH12的 NaOH溶液浸泡
1h→ 漂洗至中性→60℃pH2的盐酸浸泡2h→漂洗
至中性→过滤→ 烘干→ 粉碎过筛,得荔枝壳水不溶
性膳食纤维。
2.2 荔枝壳水不溶性膳食纤维性能测试
将制得的荔枝壳水不溶性膳食纤维粉碎过 40目
筛后,按文献[19]方法测定其持水性和溶胀性。
2.3 荔枝壳水不溶性膳食纤维吸附NO2ˉ 的测定
参照文献[13]方法略作修改:取 100mL100μmol/L
的亚硝酸钠溶液置于锥形瓶,调节 pH为 2.0,加入 2g
膳食纤维,置磁力搅拌器上,37℃恒温条件下搅拌,反
应一定时间后立即过滤,弃去前20mL。准确移取1.00
mL滤液,测定其中残余NO2ˉ 的浓度。
重复上述操作,分别测定荔枝壳水不溶性膳食纤
维在 pH为 3.0,4.0,5.0,6.0,7.0条件下对 NO2ˉ 的吸
附性能。同时每组以不加膳食纤维为空白对照。
2.3.1 最大吸附速率Vmax的确定
由于溶液中 NO2ˉ 的残余浓度随时间增加呈抛
物线下降,故可按抛物线方程y=ax2+bx+c建立NO2ˉ
浓度(y)和时间(x)的回归方程,而后取导数求出其浓
度变化速率y=2ax+b,最大变化速率(x→0)ymax=b,
按下式计算Vmax[13]:
Vmax=
ymax×反应体积(L)
膳食纤维用量(g)
2.3.2 吸附达平衡时的浓度Cmin和平衡时间tmin
Cmin是指在未饱和状态下,荔枝壳水不溶性膳食纤
维吸附 NO2ˉ 的量和 NO2ˉ 从膳食纤维中逸出的量
达平衡时,溶液中的浓度,也即水不溶性膳食纤维不再
发挥吸附作用时NO2ˉ 的最低浓度,而达此浓度所需
时间即为平衡时间tmin。
因此,当浓度变化速率 y=0时,所需时间即为
tmin,此时的浓度即为 Cmin。Cmin可用将 tmin代入 y=
ax2+bx+c中求出。
2.3.3 NO2ˉ 的测定
按GB5009.33—1985方法测定NO2ˉ 。
2.4 荔枝壳水不溶性膳食纤维吸附胆酸钠的测定
参照文献[10]方法略作修改。在250mL的锥形瓶中
加入 pH为 6.0内含 0.2g胆酸钠的 0.15mol/LNaCl溶
液 100mL,加入适量荔枝壳水不溶性膳食纤维,于
37℃恒温电磁搅拌反应一定时间后,准确移取1mL
样液测定其中胆酸钠的浓度。以不加膳食纤维为空白
对照。
2.4.1 最大吸附速率Vmax、吸附达平衡时的浓度Cmin和
平衡时间tmin的确定
按2.3.1和2.3.2所述方法进行。
2.4.2 胆酸钠的测定
按文献[10]方法测定胆酸钠:移取样液(或各种浓度
标准溶液)1mL于15mL具塞试管中,加入6mL45%
硫酸后,再加入1mL0.3%糠醛溶液,混匀。置65℃水
浴中反应 30min,冷却至室温后测定 620nm处吸光
度。由标准曲线求得样液中胆酸钠的浓度。
3 结果与讨论
3.1 荔枝壳水不溶性膳食纤维理化特性
按 2.1制备荔枝壳水不溶性膳食纤维,产率为
39.73%。外观为浅褐色粉末,产品经碘试验呈阴性,说
明该工艺条件能够基本除去原料中的蛋白质等杂质。
持水性为4.15g/g,溶胀性为1.25mL/g。膳食纤维的持
水性和溶胀性越大则表示膳食纤维的吸水、吸油能力
越强,其吸附性也越大。西方国家常用的麸皮纤维持水
性为 4.0g/g,溶胀性为 4.0mL/g[20],可见荔枝壳水不溶
性膳食纤维的持水性略高于麸皮纤维,溶胀性则低于
麸皮纤维。
3.2 荔枝壳水不溶性膳食纤维吸附NO2ˉ 性能
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不同pH条件下,不加膳食纤维的空白对照溶液中
NO2ˉ 的残余浓度随反应时间无明显变化,加膳食纤维
溶液中NO2ˉ 的残余浓度随反应时间的变化见图 1。
按2.4方法对其进行处理,结果见表1。
上述结果表明,随pH值的增大,荔枝壳水不溶性
膳食纤维对NO2ˉ 的吸附能力逐渐减弱,在酸性条件
下吸附能力最强。正常情况下,人体胃液 pH在2左
右,胃中 NO2ˉ 的浓度为 1μmol/L~5μmol/L[14],即在
此范围内,NO2ˉ 不会对人体造成危害。由表2结果可
知,荔枝壳水不溶性膳食纤维在pH=2.0的条件下能将
溶液中NO2ˉ 的浓度降低至2μmol/L以下,说明通过
摄取荔枝壳水不溶性膳食纤维将胃内NO2ˉ 的浓度降
至安全水平是可行的,而且所需时间也较短(约1.5h)。
3.3 荔枝壳水不溶性膳食纤维吸附胆酸钠性能
空白对照中,胆酸钠浓度几乎无变化。在不同用量
膳食纤维作用下,溶液中胆酸钠的残余浓度随反应时
间的变化见图2。
按2.4方法对其进行处理,结果见表2。
上述结果表明,胆酸钠在溶液中被荔枝壳水不溶
性膳食纤维吸附时,其浓度随时间降低情况基本符合
抛物线下降的趋势。水不溶性膳食纤维用量越大,胆酸
钠被吸附的量也越大,但到达平台的时间却越长。膳食
纤维用量分别为1.0、2.0、3.0、4.0g时,其最终吸附率分
别为26.0%、43.0%、66.5%和87.5%。
4 结论
采用化学法制备了荔枝壳水不溶性膳食纤维,产
率为 39.73%,其持水力和溶胀力分别为 4.15g/g和
1.25mL/g。在酸性条件下荔枝壳水不溶性膳食纤维对
NO2ˉ 具有显著吸附作用,其吸附能力随pH的增大而
减弱。在 pH2.0时吸附 NO2ˉ 的最大吸附速率为
0.138μmol/(g·min),最小吸附浓度 1.25μmol/L,平衡
时间72.6min,表明从荔枝壳中提取的水不溶性膳食
纤维对NO2ˉ 具有较强的吸附作用。在pH6.0时,荔枝
壳水不溶性膳食纤维对胆酸钠具有显著的吸附作用,
其吸附能力随其用量的增大而增强,但到达吸附平衡
的时间也相应增加。膳食纤维用量分别为1.0、2.0、3.0、
4.0g时,其最终吸附率分别为26.0%、43.0%、66.5%
和87.5%,达吸附平衡时的时间分别为 1.9、2.8、3.9、
4.4h。荔枝壳水不溶性膳食纤维与NO2ˉ 和胆酸钠的
作用机理尚待确定其化学成分后再行探讨。
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表1 不同pH下膳食纤维对NO2ˉ 的吸附能力
pH
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
Vmax(μmol/(g·min))
0.138
0.114
0.089
0.057
0.035
0.029
Cmin(μmol/L)
1.25
10.79
33.64
59.67
82.23
94.79
tmin(min)
72.6
81.1
77.2
72.1
53.9
26.8
图2 荔枝壳水不溶性膳食纤维吸附胆酸钠曲线
(图中曲线由上至下膳食纤维用量依次为1.0,2.0,3.0,4.0g)
表2 不同用量膳食纤维对胆酸钠的吸附能力
膳食纤维用量(g)
1.0
2.0
3.0
4.0
Vmax(g/(g·min)
0.0165
0.0199
0.0313
0.0372
Cmin(g/L)
1.48
1.14
0.67
0.25
tmin(h)
1.9
2.8
3.9
4.4
图1 荔枝壳水不溶性膳食纤维吸附NO2ˉ 曲线
(图中曲线由下至上pH依次为2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0)
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作者简介:呼玉侠(1981-),女,工学学士,主要从事纳他霉素的应用
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收稿日期:2006-03-29
草莓(FragabaL.)系蔷薇科草莓属多年生常绿草本
植物,果实色泽诱人、营养丰富、风味独特,深受广大消
费者喜爱,是一种经济价值较高的小浆果,故近年来各
地的种植面积和产量呈上升趋势,然而由于草莓多汁、
果皮极薄,在收获和运输过程中易受微生物侵染而腐
烂变质,常温下仅可放置2d~3d[1~3]。因此抑制草莓表
面微生物生长在草莓防腐保鲜中具有重大意义。
纳他霉素(Natamycin)是一种高效、广谱的真菌抑
制剂,对真菌极为敏感,微量使用即可起作用,它是26
种多烯烃大环内酯类抗真菌剂中的1种,多烯是一平
面大环内酯环状结构,能与甾醇化合物相互作用,具有
纳他霉素在草莓防腐中的应用
呼玉侠,孙远功,鲁来政,李长锁
(上海奇泓生物科技有限公司郑州分公司,河南 郑州 450013)
摘 要:研究了导致草莓腐败的主要病菌,用目前国内批准使用的2种天然防腐剂之一的纳他霉素对草莓防腐。结果表
明,根霉、黑霉是导致草莓变质的主要病菌,用浓度为500mg/L的纳他霉素悬浮液喷洒的草莓,在温度为18℃～22℃,湿
度为58%～65%条件下放置10d后腐败率仅为10%,而且纳他霉素还能使草莓具有甜中带酸的优良品质。
关键词:纳他霉素;草莓;防腐
THEAPPLICATIONOFNATAMYCININTHEANTISEPSISOFSTRAWBERRY
HUYu-xia,SUNYuan-gong,LULai-zheng,LIChang-suo
(ShanghaiChiHonBiotechnologyZhengzhouBranchCo.,Ltd,Zhengzhou450013,Henan,China)
Abstract:Inthispaper,theimportantPathogenswhichleadtothestrawberydecayedarestudied.Used
Natamycinwhichisoneofthetwonaturalantisepticthatalowedtouseinourcountry.Theresultsshowthatthe
importantPathogenswhichleadtostrawberydecayareOligosporusandRhizopus.Whenthedensityis500mg/L
therateofdecayis10%afterdepositedunderthetemperature18℃~22℃,humidity58%~65%andmadethe
strawberynotonlysweetbutalsoalitleacid.
Keywords:Natamycin;strawbery;antisepsis
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
添加剂
170