全 文 ：!#$柿皮水溶性膳食纤维的提取工艺 及基本特性研究 王! 军，李智勇#，焦艳丽，张宝善，! （!陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安 #!$$%&； &广西桂林科技创业服务中心，广西桂林 ’(!$$(） 摘) 要：以干燥的柿皮为原料，通过单因素实验及正交实验研究了从柿皮中提取酸溶性和碱溶性膳食纤维的工艺条 件，并测定了膳食纤维的持水力和溶胀力。实验结果表明，提取酸溶性膳食纤维的适宜工艺条件为：按料液比（重量* 体积）!*!& 加入 +,!$ 的硫酸溶液于柿皮中，在 -$.提取 !&$/01，提取量为 2’#3；提取碱溶性膳食纤维的适宜工艺条
件为：按料液比（重量*体积）!*!( 加入 !$3456,溶液于提取过酸溶性膳食纤维的滤渣中，在 ’$.提取 2$/01，提取量 为 ’-#3。酸溶性膳食纤维的持水力和溶胀力优于碱溶性膳食纤维。 关键词：柿皮，酸溶性膳食纤维，碱溶性膳食纤维，提取$%&’( )* +,%-./%0)* %+/1*)2)3( .*’ 4.50/ /1.-./%+-05%0/5 )6
’0+%.-( 604+- 6-)7 !#$%&&’( 8++2 !#$ %&’!，() *+,7-.’/&，%)0 12’7 3,!，*4#$52.76+2’!，! （!89::;<; 9= >99? @1<01;;A01< 51? 4BCA0C0915: DE0;1E;，DF551G0 49A/5: H10I;AJ0CK，L0’51 #!$$%&，8F015；
&MB51945%-./%：!# #$%&’(%)*+ %#(+*,*-. */ ’()0 7 1*,23,# 0)#%’&. /)3#& ’+0 ’,4’,) 7 1*,23,# 0)#%’&. /)3#& /&*5 0&. !#$%&&’( 6##, 7’1 1%20)#0 3. 1)+-,# /’(%*& ’+0 *&%*-*+’, #$6#&)5#+%1!# 7’%#&7*,0)+- (’6’()%. ’+0 17#,,)+- 6&*6#&%. */ 0)#%’&. /)3#& 7#&# 5#’12� ’1 7#,,!# ,%1 1*7#0 %’% %# *6%)5’, (*+0)%)*+1 /*& ’()07 1*,23,# 0)#%’&. /)3#& #$%&’(%)*+ 7#&#：’00)+- 8&9:( 1*,2%)*+（68 !$）%* !#$%&&’( 6##, ’1 %# 1*,)0 ; ,)<2)0 &’%)* !*!&（5; =），
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)02# */ 0)#%’&. /)3#& %&#’%#0 7)% ’()0 ’1 %# 1*,)0 ; ,)<2)0 &’%)* !*!(（5; =），#$%&’(%)+- %)5# 2$5)+，%#56#&’%2&# ’$>，%# .)#,0 */ 0)#%’&. /)3#& 7’1 ’-#? !# 7’%#&7 *,0)+-
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中图分类号：ND&’’!) ) ) ) 文献标识码：P) ) ) ) 文 章 编 号：! $$&7$Q$%（&$$ 2）$’7$&’-7$( 收稿日期：&$$-7$%7&’) !通讯联系人
作者简介：王军（!2#Q7），男，讲师，主要从事农产品加工方面的研究
工作。
) ) 涩柿是中国主产水果，在我国南、北方都有分
布，柿树栽培面积和柿果产量均居世界第一。柿树
根深叶茂，是美化环境的好树种；柿果色艳味美，营
养丰富，是人们非常喜爱的果品。柿果分甜柿和涩
柿两大类，我国生产的 2$3以上都是涩柿。目前涩 柿最主要的加工品为柿饼，由于柿饼在生产中必须 去皮，因此每年在柿饼生产季节都会产生大量的柿 皮。目前，这些柿皮被丢弃或用作肥料，甚至在柿饼 生产时因其腐烂气味恶臭，招惹大量蝇虫，致使生产 的柿饼卫生质量变差。膳食纤维分水溶性膳食纤维 （J9:BR:; ?0;C5AK =0R;A）和水不溶性纤维（ 01J9:BR:; ?0;C5AK =0R;A）两大类。前者指可溶于温、热水且又能 被乙醇再沉淀的膳食纤维，包括果胶、树胶和葡聚糖 等；后者指不溶于热水的膳食纤维。柿皮富含具有 保健作用的膳食纤维，包括纤维素、半纤维素和壳聚 糖等，这些物质被公认为有防御膳食不平衡或营养 过剩而造成的“文明病、富贵病”，如肥胖症和心脑血 管疾病的显著功能［!］。本项目以柿皮为原料，进行水 溶性膳食纤维提取工艺研究，一方面可为减肥、美容 等保健食品的生产提供优良的配料，另一方面可为 柿皮的加工再利用、提高柿果的经济价值、减少环境 污染提供理论依据。 ! 材料与方法 材料与设备<br柿皮) 恭城月柿柿皮，&$$% 年 2 月 &$ 日采集柿
果于广西恭城县，新鲜柿皮经自然晒干后，在冰箱保
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2009.05.057
!#$存备用。 ! #$% 电子天平，&’()*+,- ./0 数显鼓风干
燥箱，12’)3（ 444）型循环水式多用真空泵，50)6# 旋
转式蒸发器，72 1)%8 精密 72 计，9:2;)+ 恒温加
热磁力搅拌器，<3), 离心机。
!#$柿皮中膳食纤维的基本提取工艺 +=#=+> 工艺流程［#，%］ +=#=+=+> 酸溶性膳食纤维> 干柿皮%粉碎%水洗%酸水 解%提取液%浓缩%醇析%脱色%干燥%粉碎 +=#=+=#> 碱溶性膳食纤维> 酸溶性膳食纤维提取后的滤 渣%水洗%碱水解%浓缩% 醇析%脱色%干燥%粉碎 +=#=#> 操作要点［%，,］ +=#=#=+> 原料预处理> 新鲜柿皮自然干燥，粉碎过 ,$
目筛，*$?热水冲洗 #@% 次，以除去柿皮中的可溶性 糖及部分色素。 +=#=#=# > 酸溶性膳食纤维的提取 > 按料液比 （重量A体积）+A+# 加入稀硫酸溶液，调节酸液 72 为 +=$@+=6，恒温水解，趁热过滤后减压浓缩至原体积的
+ B %，加入 , 倍体积的 *6C 乙醇沉淀，抽滤，沉淀再用
无水乙醇反复洗涤至中性，脱色，真空干燥。
+=#=#=%> 碱溶性膳食纤维的提取> 将提取酸溶性膳
食纤维后的残渣水洗至中性后，按料液比（重量 A体
积）+A+, 加入 #C DEF2 溶液，加热处理 #G，趁热过
滤后减压浓缩至原体积的 + B %，加入 , 倍体积的 *6C
乙醇沉淀，抽滤，沉淀用无水乙醇反复洗涤至中性，
脱色，真空干燥。
+=#=#=,> 柿皮膳食纤维的脱色> 用 6C 2#F# 在常温
下脱色 %G。
!%$指标测定［&，’］ +=%=+> 提取量测定 提取量（C）H 产品质量 实验前样品质量 I +$$C +=%=#> 持水力测定 > 准确称取经粉碎的膳食纤维 +=$$J 放入烧杯中，加入蒸馏水 +$$K，在 #6 L #? 下，电磁搅拌 #,G后，加入 , 倍体积无水乙醇沉淀，抽 滤，称质量。按下式计算持水力： 持水力（J B J）H样品湿质量（J）)样品干质量（J） 样品干质量（J） +=%=%> 溶胀力测定> 准确称取膳食纤维$=+$J，测量 其体积。用移液管准确移取 6K 的蒸馏水加入其 中，振荡均匀后室温 +: L %?放置 #,G，加入 , 倍体积 无水乙醇，测量液体中沉淀的膳食纤维体积。按下 式计算溶胀力（1;）： > > > 溶胀力（K B J） > > H溶胀后纤维体积（K）)干品体积（K） 样品干质量（J） #$ 结果与分析
#!$酸溶性膳食纤维的提取 #=+=+> 料液比对酸溶性膳食纤维提取的影响> 粉碎 柿皮中按不同料液比（重量 A体积）加入 72+=6 的稀 2#1F, 溶液，在温度 :$@*$?水解 *$KMN，经分离、浓
缩、醇沉和干燥，测定酸溶性膳食纤维提取量。结果
如图 +。从图 + 可知，酸溶性膳食纤维提取量随料液
比的增加而增大。实验发现，料液比过小时滤液过
滤困难，提取量低；而当料液比大于 +A+# 时，提取量
增加幅度不大，料液比 + A +% 比 + A +# 只增加了
$=+#C。因此，实验采用提取料液比 +A+#。 图 +> 料液比对酸溶性膳食纤维提取量的影响 #=+=#> 72对酸溶性膳食纤维提取的影响 > 于干柿 皮中加入不同 72的 2#1F, 溶液，按料液比（重量A体 积）+A+#，温度 :$@*$?，时间 *$KMN 提取酸溶性膳食
纤维，再经分离、沉淀和干燥，测定提取量，结果如
图 #。从图 # 可知，酸溶性膳食纤维的提取率与料液
的 72有直接关系，72过低，水解反应过于强烈而使
提取率降低；72过高，则水解反应速度慢，产品提取
量也比较低。72 控制在 +=$@+=6 范围内，则酸溶性 膳食纤维提取量较高，当 72+=6 时提取量最高。 图 #> 72对酸溶性膳食纤维提取量的影响 #=+=%> 提取温度对酸溶性膳食纤维提取的影响> 在 干柿皮中加入 72+=6 的 2#1F, 溶液，其它条件同 #=+=#，于不同温度条件下提取酸溶性膳食纤维，实验 结果如图 %。从图 % 可知，提取温度为 :$@*$?，酸 溶性膳食纤维提取量较高；当提取温度大于 *$?时，
提取量下降，主要原因为酸溶性膳食纤维中的主要
物质胶耐热性较差，高温处理可能使其水解破坏，使
提取率下降。
图 %> 提取温度对酸溶性膳食纤维提取量的影响
#=+=,> 提取时间对酸溶性膳食纤维提取的影响> 改
变提取时间，其它条件同 #=+=%，实验结果如图 ,。从
图 , 可知，提取时间从 %$KMN 延长到 *$KMN 时，酸溶
性膳食纤维中的提取率逐渐增大，提取时间 *$KMN 时达到最高，为 -=6%C；随后，提取时间从 *$KMN延长
到 +6$KMN时，膳食纤维提取率逐渐下降。可能是因 为提取时间过长，果胶会继续水解，生成果胶酸。所 !#$
以酸溶性膳食纤维的最佳提取时间为 !#$%。 图 &’ 提取时间对酸溶性膳食纤维提取量的影响 ()*)+’ 酸溶性膳食纤维提取条件的优化’ 根据上述 单因素实验结果，以提取温度、,-、时间和料液比为 影响因素，选用 .!（/ &）正交表进行正交实验，以酸溶 性膳食纤维提取量为评价指标，确定适宜的提取条 件［0］，实验结果见表 *。由表 * 可知，实验 1 号 2/3*4/5( 提取量最大，达 !)+16；而根据 7 值可知， 最优组合是 2(3*4/5(。再将这两组经重复实验验 证，2(3*4/5( 稍优于 2/3*4/5(。故酸溶性膳食纤维 的最佳提取条件为温度 08、,-*)、提取时间 *(#$%，料液比 * 9*(。从极差分析各因素对提取量
的影响程度为：温度 :料液比 : ,- :时间。
表 *’ 酸溶性膳食纤维提取的正交实验
实验号
因素
2温度
（8） 3 ,-
4时间
（#$%） 5料液比 （重量9体积） 提取量 （6） * *（1） *（*)） *（;） *（*9*） +); ( * (（*)+） (（!） (（*9*(） ;) / * /（()） /（*(） /（*9*&） +)1& & (（0） * ( / 0)1( + ( ( / * 0)+ ; ( / * ( !)** 1 /（!） * / ( !)+1 0 / ( * / 0)** ! / / ( * 1)0! 7* *1)/& (/)0! (()0( (*)!! 7( (;)// (();* (();* (&);0 7/ (+)+1 (()1& (/)0* (()+1 < 0)!! *)(0 *)( ();! !!# 碱溶性膳食纤维的提取 ()()*’ 料液比对碱溶性膳食纤维提取的影响’ 柿皮 经酸溶性膳食纤维提取后，在过滤的滤渣中按不同 料液比（重量 9体积）加入 ()6 的 =>?- 溶液，于 +8下浸提 *(#$%，提取碱溶性膳食纤维，实验结果
如图 + 所示。从图 + 可知，当料液比小于 *9*( 时，提
取率随着料液比的增加而增加；当料液比大于 * 9*(
时，提取率变化不大，故选择料液比为 *9**@*9*/。
图 +’ 料液比对碱溶性膳食纤维提取量的影响
()()(’ =>?-浓度对碱溶性膳食纤维提取的影响 ’
柿皮经提取酸溶性膳食纤维后，在过滤的滤渣中按
料液比（重量9体积）* 9*( 加入不同浓度的 =>?- 溶
液，于 +8下浸提 *(#$%，实验结果如图 ; 所示。从 图 ; 可知，当 =>?-浓度达 ()6时，碱溶性膳食纤维 的提取量达最大值，为 +)0*6，但随着氢氧化钠浓度 的继续增大，提取量减少，主要原因可能是高浓度碱 液对膳食纤维的分解、破坏。 图 ;’ =>?-浓度对碱溶性膳食纤维提取量的影响 ()()/’ 提取温度和时间对碱溶性膳食纤维提取的影 响’ 用 ()6 的 =>?-溶液，分别在提取温度 /、+、 18的条件下提取不同的时间，其它提取条件同实 验 ()()(，实验结果如图 1 所示。从图 1 可知，提取温 度 /8时，碱溶性膳食纤维提取量随提取时间的延 长而增大；温度 +8时，提取时间在 ;@*(#$% 时，
提取量在 +)+!6@;)(/6，达到最大；在 18提取时，
提取 ;#$% 时提取量最高，随后逐渐下降。说明碱 溶性膳食纤维提取的温度不宜过高，时间不宜过长。 图 1’ 提取温度和时间对碱溶性膳食纤维提取量的影响 ()()&’ 碱溶性膳食纤维提取条件的优化’ 根据碱溶 性膳食纤维提取的单因素实验结果，用提取酸溶性 膳食纤维后的滤渣为材料，以提取温度、碱浓度、提 取时间和料液比为影响因素，选用 .!（/ &）正交表进 行正交实验，以碱溶性膳食纤维提取量为评价指标， 确定碱溶性膳食纤维提取的适宜条件［0］，结果见表 (，由表 ( 可知，实验 & 号 2(3*4(5/ 提取量最大，达 +)016，提取条件为温度 +8、=>?- 溶液浓度为 *)6、时间 !#$%、料液比 *9*&。从极差分析可以得
出，影响该提取过程的各因素的主次关系为：温度 :
料液比 :时间 :碱液浓度。
!$# 柿皮水溶性膳食纤维物理特性的测定 从柿皮中提取的酸溶性膳食纤维和碱溶性膳食 纤维，用 +6-(?( 在常温下脱色 /A，干燥、粉碎后，观 察其色泽，测定持水力和溶胀力，结果见表 /。从表 / 可知，从柿皮中提取的酸溶性膳食纤维和碱溶性膳 食纤维的持水力与溶胀力都比较好。酸溶性膳食纤 维的持水力和溶胀力优于碱溶性膳食纤维。 !#$
表 ! 碱溶性膳食纤维提取的正交实实验
实验号
因素
温度
（#）
$碱浓度 （%） &时间 （’()） *料液比 （重量+体积） 提取量 （%） , ,（-.） ,（,/.） ,（0.） ,（,+,.） 1/!2 ! , !（!/.） !（3.） !（,+,!） -/34 1 , 1（1/.） 1（,!.） 1（,+,-） 4/.. - !（4.） , ! 1 4/25 4 ! ! 1 , 4/5, 0 ! 1 , ! 4/14 5 1（0.） , 1 ! -/32 2 1 ! , 1 -/53 3 1 1 ! , 1/0! 6, ,!/!1 ,-/,1 ,1/-! ,!/0, 6! ,0/31 ,4/-4 ,-/-- ,4/!2 61 ,1/13 ,1/35 ,4/03 ,4/00 7 -/5. ,/-2 !/!5 1/.4 表 18 柿皮水溶性膳食纤维的基本特性 样品 色泽 持水力（9 : 9） 溶胀性（’; : 9） 酸溶性膳食纤维 黄白色 1./2, 05/4. 碱溶性膳食纤维 棕褐色 !,/-- -!/40 ! 结论 提取酸溶性膳食纤维的适宜工艺条件为：按料 液比（重量+体积）, +,! 加入 <=,/. 的硫酸溶液于柿 皮中，在 2.#提取 ,!.’()，提取量为 3/45%；提取碱 溶性膳食纤维的适宜工艺条件为：按料液比（重量+体 积）,+,-加入,/.% >?@=溶液于提取过酸溶性膳食纤 维的滤渣中，在 4.#提取 3.’()，提取量为 4/25%。 酸溶性膳食纤维的持水力和溶胀力分别为 1./2,9 : 9 和 05/4.’; : 9，碱溶性膳食纤维的持水力和溶胀力分 别为 !,/--9 : 9和 -!/40’; : 9。 参考文献： ［,］ABCD E，7F)?BG H I/J?KDL M NFBOPBD G(DK?LQ R(PDLN ?)G S?LG(FT?NSOB?L G(ND?ND［ U］/HVQN(FBF9Q W$DV?T(FL，!..2，3-（!）：
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［2］袁志发，周静芋 / 试验设计与分析［I］/ 高等教育出版
社，
###############################################
!.../3!X1../
（上接第 !45 页）
味气味：有浓郁的咖啡香味，酸甜可口，且具有奶香
味；组织状态：质地均匀细腻。
表 -8 正交实验结果表
实验号
因素
决明子浸提
液添加量
（%）
$蔗糖 添加量 （%） &柠檬酸 添加量 （%） *稳定剂 添加量 （%） 感官评分 , ,（,4） ,（0） ,（./!） ,（./,4） 5. ! , !（5） !（./1） !（./!.） 23 1 , 1（2） 1（./-） 1（./!4） 54 - !（!.） , ! 1 24 4 ! ! 1 , 2. 0 ! 1 , ! 2! 5 1（!4） , 1 ! 0. 2 1 ! , 1 04 3 1 1 ! , 01 C, 2!/11 5,/05 5!/11 5,/.. C! 52/.. 52/.. 53/.. 55/.. C1 0!/05 51/11 5,/05 54/.. 7 ,3/00 0/11 5/11 0/.. !/,./!8 理化指标8 蛋白质：1/45%；脂肪：1/1!%；总 蒽醌含量 ,/13’9 : ,..9；总固形物：,1/,!%。 !/,./18 微生物指标 8 菌群总数：] 4...SRO : ’;，大 肠菌群：] 1.IH> : ,..’;。 ! 结论 !#$ 决明子乳饮料的配方
复合稳定剂的配方为：&I&M>?+海藻酸钠+卡拉
胶 ^ !+,+,。决明子乳饮料的最佳配方为：决明子浸
提浓缩液 ,4%，标准化牛奶 54%，蔗糖 5%，柠檬酸
./1%，稳定剂 ./!%，产品风味、口感俱佳。
!#% 决明子乳饮料的工艺参数
决明子的烘烤温度为 ,5.#，烘烤时间为 ,V；浸
提条件为：!. 倍水煮沸浸提 4’()，过 ,-. 目分样筛，
浓缩至 ,. 倍干质量；预热条件为：-4#，搅拌时间
1’()；杀菌条件为：2.#下杀菌 ,4’()。
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