全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2011年 第36卷 第5期食品开发
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柠檬是一种优良的人体保健果品，具有很高
的经济价值，我国柠檬加工主要生产柠檬油、柠
檬汁(柠檬饮料)、柠檬干片等产品，以粗加工为
主。柠檬在粗加工后产生40%～50%的皮渣，在国
内，大部分作为垃圾处理，未加以合理利用，不
仅造成资源极大浪费，而且污染了环境。柠檬皮
渣富含膳食纤维(Dietary fiber, DF)，柠檬干皮中膳
食纤维含量高达51%，是所有柑桔类原料中膳食
工艺条件对柠檬皮渣膳食纤维物理
特性的影响
雷 激，李华鑫，王静波，刘 琴，何翠蓉
(西华大学生物工程学院，成都 610039)
摘要：目的：以柠檬皮渣为原料制备膳食纤维，探讨原料预处理工艺、干燥方式和产品细度等
因素对柠檬皮渣膳食纤维物理特性的影响。方法：测定不同工艺条件下制备的膳食纤维的物理
特性，以此作为评价指标。结果表明，干燥前对原料进行热烫可显著改善产品的持水力、膨胀
力、黏度和色泽，冷冻干燥可制备持油力高、黏度好、色泽好的柠檬皮渣膳食纤维，16目膳食
纤维的持水力、持油力和膨胀力明显好于80目产品，而80目产品的黏度和色泽则明显好于16目
产品。结论：原料预处理工艺、干燥方式和产品细度均显著影响成品膳食纤维的物理特性。
关键词：柠檬；皮渣；膳食纤维；物理特性
中图分类号：TS 255.1 文献标识码：A 文章编号：1005-9989(2011)05-0122-05
Effects of production technology on physical properties of
dietary fi ber from lemon peel
LEI Ji, LI Hua-xin, WANG Jing-bo, LIU Qin, HE Cui-rong
(Bioengineering College, Xihua University, Chengdu 610039)
Abstract: Objectives: Lemon peel was used as raw material to produce dietary fiber(DF) to study the
effects of pre-processing techniques, drying methods and size of DF on the physical characteristics of
DF. Methods: Physical parameters in DF produced under different processing conditions were tested to
evaluate the physical properties of DF. Results: Blanching the peels before drying can improve the water-
holding capacity, swelling capacity, viscosity and color in DF. Lemon DF with better oil-holding capacity,
viscosity and color can be obtained by freeze-drying. DF sized in 16 screen meshes have larger water-
holding capacity, oil-holding capacity and swelling capacity than those in 80 screen meshes, while DF
sized in 80 screen meshes have better viscosity and color. Conclusions: All the factors i.e. pre-processing
techniques, drying methods and size of DF affect the physical characteristics of DF signifi cantly.
Key words: lemon; peel; dietary fi ber; physical property
收稿日期：2010-10-10
基金项目：四川省教育厅重点项目(09ZA114)；食品生物技术四川省高校重点实验室项目(川教2006-313)。
作者简介：雷激(1966—)，女，四川雅安人，博士，教授，研究方向为食品科学。
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2011.05.048
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纤维含量最高的品种[1-3]。
膳食纤维被认为是继碳水化合物、蛋白质、
脂肪、水、矿物质和维生素之后的“第七大营养
素”，具有预防糖尿病、高血脂和动脉粥样硬化
等慢性疾病的功效。此外，膳食纤维还具有它作
为食品添加剂的一系列特殊理化性能，可广泛用
于焙烤食品、馅料汤料食品、饮料、果冻、调味
品、低能量食品[4-5]。柠檬膳食纤维在国外正逐渐
成为研究热点，大量文献报道柠檬膳食纤维作为
食品添加剂的功能特性，包括吸水膨胀力、持水
力、持油力等多项指标及其与其功能特性的关
系，并通过体外、体内实验进行了功效研究。目
前对柠檬膳食纤维的研究国内报道不多，主要
有祝渊[3]和欧阳玲花[6]等人，前者主要研究了柑桔
果实在不同发育阶段膳食纤维的变化情况，后者
主要报道了柠檬中可溶性膳食纤维的提取工艺。
本研究在相关报道的基础上，探讨不同预处理工
艺、干燥方式和粉碎细度对柠檬皮渣膳食纤维物
理特性的影响，旨在为进一步研究柠檬膳食纤维
的功效奠定基础，从而提高柠檬加工废弃物的综
合利用率，提升柠檬附加值，增加柠檬产业经济
效益。
1 材料与方法
1.1 主要仪器
DHG-9070A电热恒温鼓风干燥箱：上海齐
欣科学仪器有限公司；Heto-HSC500真空冷冻干
燥机、Heto3410超低温冰箱：上海佰蕾真生物科
技有限公司；DC-P3新型全自动测色色差计：北
京市兴光测色仪器公司；ZN-200A高速中药粉碎
机：长沙市岳麓区中南制药机械厂；WTL超微台
式离心机：江苏金坛市金城国胜实验仪器厂；
78-1磁力加热搅拌器：金坛市富华仪器有限公司;
16目、80目分样筛：浙江上虞市道墟监湖仪器筛
具厂；TB-214电子天平：北京赛多利斯仪器系统
有限公司；NDJ-8S数字式黏度计。
1.2 主要试剂和材料
愈创木酚、过氧化氢：分析纯，成都市科龙
化工试剂厂；尤力克柠檬鲜果：市售；金龙鱼牌
菜籽油：益海嘉里食品营销有限公司。
1.3 柠檬皮渣膳食纤维制备的工艺流程
1.3.1 灭酶方法 将破碎的柠檬皮渣置于沸水中灭
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[
抽滤→干燥→粉碎→柠檬皮渣膳食纤维(DF)
←[柠檬鲜果→破碎取汁→皮渣— 预处理工艺1→灭酶→流动水冷却 不灭酶→[预处理工艺2→30 ℃温水洗2次—预处理工艺3：不处理
酶3~5 min，采用愈创木酚法检验[7]。
1.3.2 干燥 3种预处理工艺的产品均分别采用2
种干燥方式：冷冻干燥和热风干燥。冷冻干燥：
将残渣切成8 mm×8 mm×8 mm大小的丁状，先
于-20 ℃低温冰箱中完全冻结，再于冷冻干燥机
中干燥至恒重。热风干燥：将残渣切成8 mm×8
mm×8 mm大小的丁状，于电热恒温热风干燥箱
60 ℃鼓风干燥至恒重。
1.3.3 粉碎细度 3种预处理工艺的产品细度均分
别为16目和80目。
1.4 柠檬膳食纤维物理特性的测定方法[8-10]
1.4.1 黏度的测定 将膳食纤维样品配制成1%的
溶液300 mL，搅拌1 min后，室温下放置24 h，用
数字式黏度计在室温下进行测定。选用1号转子，
在60 r/min的转速下进行测定。
1.4.2 持水力和持油力的测定 准确称取柠檬皮
渣膳食纤维0.25 g于离心管中，分别用25 ℃蒸馏
水或菜籽油饱和，(25±2) ℃下电磁搅拌24 h，
在3500 r/min条件下离心45 min，倾去上清液，
甩干水分或油称质量，计算持水力(Water-holding
capacitiy，WHC)(g/g)与持油力(Oil-holding capacitiy
OHC)(g/g)：
1.4.3 膨胀力的测定 准确称取柠檬皮渣膳食纤维
1 g，置于量筒中，准确吸取30 mL的蒸馏水加入其
中，振荡均匀后室温放置24 h，读取液体中膳食
纤维的体积，计算膨胀力(Swelling capacity，简称
SWC)(mL/g)。
1.4.4 色度的测定 用DC-P3新型全自动测色色差
计测定各样品膳食纤维(DF)的色度。以标准白板
为标准参照，重复测定6次，记录各样品的L值(L
表示心理明度，黑色为0，白色为100)。
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1.5 统计分析
本实验样品干基均以含水量6.0%计。相同处
理、不同细度样品(16目，80目)各指标分别重复6
次测定，样品各指标数据用均值±标准差(x±s)表
示，采用SPSS10.0统计软件进行两样本均数比
较的t检验及多样本均数比较的方差分析，各组
间两两比较采用SNK检验，P＜0.05差异有统计
学意义。
2 结果与分析
2.1 不同工艺条件下柠檬皮渣膳食纤维的物理指
标比较
表1 预处理对柠檬皮渣膳食纤维物理特性指标的影响(n=6, x±s)
工艺 干燥方式 细度/目 持水力/(g/g) 持油力/(g/g) 膨胀力/(mL/g) 黏度/(MPa·s) 色度 L
1
冻
干
16
12.16±0.14 5.59±0.10 15.63±0.28 7.48±0.05 83.30±0.19
2 11.57±0.13* 5.82±0.09* 13.71±0.24* 7.06±0.05** 82.16±0.18*
3 9.78±0.18** 5.71±0.10 9.59±0.10** 7.29±0.04* 81.61±0.30**
1
80
9.98±0.18 3.46±0.05 12.62±0.16 7.95±0.06 90.12±0.15
2 9.53±0.09* 4.88±0.05** 11.97±0.22* 7.37±0.04** 89.05±0.12*
3 8.03±0.09** 3.89±0.05* 6.03±0.18** 7.54±0.03* 87.38±0.17**
1
热
风
16
12.57±0.24 2.33±0.04 15.93±0.29 7.16±0.04 77.99±0.09
2 12.30±0.11* 2.88±0.05** 14.56±0.26* 6.45±0.03** 75.99±0.17*
3 8.12±0.10** 2.46±0.04* 11.22±0.18** 6.84±0.04* 69.25±0.13**
1
80
11.41±0.10 2.12±0.04 13.61±0.26 7.82±0.06 86.25±0.08
2 10.24±0.10* 2.46±0.03** 12.31±0.22* 7.24±0.03** 85.06±0.12*
3 7.24±0.14** 2.30±0.03* 9.46±0.18** 7.46±0.03* 81.95±0.13**
注：*相同细度和干燥方式下同列数据与工艺1比较，P<0.05；**，P<0.01。
表1是3种预处理工艺下，不同干燥方式和粉
碎细度对应的柠檬膳食纤维主要物理指标的比
较，总体而言，固定干燥方式和产品细度的条件
下，不同预处理工艺所制备的柠檬膳食纤维的各
物理特性指标均存在统计学差异(P<0.05)，反映出
预处理工艺对柠檬膳食纤维的物理特性具有显著
影响。具体地，任意固定干燥方式(冻干或热风干
燥)和粉碎细度(16目或80目)，工艺1(原料先热烫灭
酶)所得的产品其持水力、膨胀力、黏度和色度均
最好；工艺2(原料经30 ℃温水洗涤)所得的产品的
持油力最好，持水力、膨胀力和色度略次于工艺
1；工艺3(原料不经处理直接干燥)所得产品的黏度
好于工艺2(P<0.05)。提示原料的热烫灭酶处理对
柠檬膳食纤维的物理特性非常重要，它可显著改
善产品的持水力、膨胀力、黏度和色泽；干燥前
对原料进行温水清洗可显著改善产品的持油力、
色泽、持水力和膨胀力，但黏度略有下降。
2.2 不同干燥方式对柠檬皮渣膳食纤维物理指标
的影响
表2反映了3种工艺条件下不考虑产品细度时
不同干燥方式对柠檬膳食纤维物理特性指标的
影响。总体而言，冻干条件下产品的持油力、黏
度、色泽好于热风干燥产品，而热风干燥产品的
持水力较高，两种干燥方式对工艺1和工艺2的膨
胀力影响不显著，工艺3的膨胀力为热风干燥较
好。说明干燥方式显著影响柠檬皮渣膳食纤维
的成分和物理特性，要制备持油力高、黏度好、
色泽好的柠檬膳食纤维时，可采用冻干方式；若
强调产品的高持水力时，可采用60 ℃的热风干
燥方式。
表2 干燥方式对柠檬皮渣膳食纤维成分和物理特性指标的影响(n=12, x±s)
工艺 干燥方式 持水力/(g/g) 持油力/(g/g) 膨胀力/(mL/g) 黏度/(MPa·s) 色度L
1 冻干 11.07±1.15* 4.52±1.11* 14.12±1.58 7.71±0.25 86.71±3.56*
热风 11.99±0.63 2.22±0.12 14.77±1.24 7.49±0.35 82.12±4.31
2 冻干 10.55±1.07 5.35±0.49* 12.84±0.93 7.22±0.17* 85.61±3.60*
热风 11.28±1.09 2.67±0.22 13.43±1.19 6.84±0.41 80.53±4.73
3 冻干 8.94±0.92* 4.79±0.95* 7.81±1.86* 7.42±0.14* 84.49±3.02*
热风 7.68±0.48 2.38±0.09 10.34±0.94 7.15±0.32 75.595±6.63
注：*相同工艺下与同列热风干燥产品比较，P＜0.05。
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2.3 不同粉碎细度对柠檬皮渣膳食纤维物理指标 的影响
表3 粉碎细度对柠檬皮渣膳食纤维物理特性指标的影响(n=6, x±s)
工艺 干燥方式 细度/目 持水力/(g/g) 持油力/(g/g) 膨胀力/(mL/g) 黏度/(MPa·s) 色度L
1
冻干
16 12.16±0.14 5.59±0.10 15.63±0.28 7.48±0.05 83.30±0.19
80 9.98±0.18** 3.46±0.05** 12.62±0.16** 7.95±0.06** 90.12±0.15**
热风
16 12.57±0.24 2.32±0.04 15.94±0.30 7.16±0.04 77.99±0.09
80 11.41±0.10** 2.12±0.05** 13.61±0.26** 7.82±0.06** 86.25±0.07**
2
冻干
16 11.57±0.13 5.82±0.09 13.71±0.24 7.06±0.05 82.16±0.18
80 9.53±0.09** 4.88±0.05** 11.97±0.22** 7.37±0.04** 89.05±0.12**
热风
16 12.33±0.11 2.88±0.05 14.56±0.26 6.45±0.03 75.99±0.17
80 10.24±0.09** 2.46±0.03** 12.31±0.22** 7.24±0.03** 85.06±0.12**
3
冻干
16 9.78±0.18 5.71±0.10 9.59±0.10 7.29±0.04 81.61±0.29
80 8.03±0.10** 3.89±0.05** 6.03±0.11** 7.54±0.03** 87.38±0.17**
热风
16 8.12±0.10 2.46±0.04 11.22±0.18 6.84±0.05 69.25±0.13
80 7.24±0.14** 2.30±0.03** 9.46±0.18** 7.46±0.03** 81.95±0.13**
注：**相同工艺和干燥方式下与同列16目产品比较，P＜0.01。
表3反映粉碎细度对柠檬皮渣膳食纤维物理特
性指标的影响，可以看出不管是哪种工艺路线或
是哪种干燥方式，16目产品的持水力、持油力和
膨胀力都明显好于80目产品，而80目产品的黏度
和色泽则明显好于16目产品。说明粉碎细度显著
影响柠檬皮渣膳食纤维的物理特性，从而影响其
功能特性，要制备持水力、持油力和膨胀力高的
柠檬膳食纤维，则需维持产品较大的颗粒；而要
制备黏度较高、色泽较浅的柠檬膳食纤维则可适
当提高制品的细度。
3 讨论
3.1 柠檬膳食纤维的独特物理性能及其与原料预
处理工艺的关系
与常见的谷物类膳食纤维比较，来自柠檬皮
渣的膳食纤维其果胶含量较高。膳食纤维中含有
很多亲水基团，具有很强的吸水膨胀能力即持水
力和膨胀力，果胶等可溶性膳食纤维吸水后形成
溶胶和凝胶，增强胃肠中内容物的黏度，延缓胃
中食糜的排空速度，可使胃排空时间明显延长。
膳食纤维吸水产生的黏度能延缓葡萄糖的吸收，
抑制血糖的上升，改善糖耐量，对糖尿病预防具
有一定效果。
为了尽量保存柠檬皮渣中固有的果胶物质，
工艺1对原料进行了热烫处理，其主要目的是破坏
原料中的果胶酶，以降低由此产生的果胶水解，
导致果胶类可溶性膳食纤维的损失，灭酶程度通
常以耐热性最强的过氧化物酶的活性被破坏为
度，即本实验中采用沸水、3～5 min的热烫条件
进行杀酶处理，用愈创木酚检测杀酶效果。需要
注意热烫法灭酶处理的时间不宜过长，因为膳食
纤维中果胶和半纤维素为热敏性物质，长时间受
热易使果胶和半纤维素的可溶性成分丢失在汁液
中，影响产品质量，因此，在选择杀酶条件时，
既要尽量减少膳食纤维量的损失，又要保证皮渣
中的酶被彻底钝化[11]。3种预处理工艺所得的柠檬
皮渣膳食纤维中以工艺1的持水力、膨胀力和黏度
最好，说明热烫处理可在较大程度上保持柠檬膳
食纤维的物理特性和生理功能。
此外，工艺1和工艺2在干燥前都对原料进行
了清洗，去除了皮渣中游离的糖分和灰分，减少
了后续处理中尤其是热风干燥过程中由于美拉德
反应所致的颜色加深，所以工艺1和工艺2所得产
品的色泽都明显好于工艺3；同时由于干燥前去除
了糖分，产品的持水力大增，该结果提示原料干
燥前的温和清洗有利于产品的色泽和持水力[12]。
3.2 干燥方式和产品细度与膳食纤维物理特性指
标的关系
2种干燥方式冻干和热风干燥比较，前者所
得产品的持油力、黏度、色泽都较好，后者的持
水力较高。低温条件下干燥，产品的结构和性能
基本不受影响，引起颜色加深的褐变反应也大大
受到抑制，因此具有较好的物理特性 [13]。持水力
除了与果胶等可溶性膳食纤维含量有关外，还决
定于膳食纤维的制备工艺及其理化结构，60 ℃
热风干燥可能改变了膳食纤维的结构而增加其持
水力[14-15]。
膳食纤维细度对其物理特性的影响在国内研
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究不多，Sangnark and Noomhorm(2003)报道膳食纤
维颗粒减小则持水力和持油力降低。本研究结果
与之类似，16目产品的持水力、持油力和膨胀力
都比80目产品大，对产品进行粉碎时会改变膳食
纤维的微孔结构，增加了其密度从而降低了持水
力、持油力、膨胀力和色泽 [12]。
4 结论
以柠檬皮渣为原料制备膳食纤维，原料预处
理工艺明显影响成品膳食纤维的物理特性，干燥
前对原料进行热烫可显著改善产品的持水力、膨
胀力、黏度和色泽；干燥方式显著影响膳食纤维
的成分和物理特性，冷冻干燥可制备持油力高、
黏度好、色泽好的柠檬皮渣膳食纤维；膳食纤维
的细度影响其物理特性，16目柠檬皮渣膳食纤维
的持水力、持油力和膨胀力明显好于80目产品，
而80目产品的黏度和色泽则明显好于16目产品。
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