全 文 ：中 国 酿 造
2016年 第 35卷 第 4期
总第 290期
柠檬（Citrus limon）是芸香科柑橘属枸橼类的常绿小
乔木，其果实具有低糖、高酸、芳香等特点。我国柠檬的主
要产区有四川、云南、重庆、海南等地[1]，而安岳是四川的
主要产地之一[2]。柠檬功能成分丰富，包括类黄酮、柠檬
酸、黄酮类、维生素A、挥发油类、膳食纤维、果胶、柠檬苦
素及维生素C和矿物质[3]。
膳食纤维（dietary fiber，DF）被认为是继蛋白质、脂类、
糖、维生素、矿物质等六大营养素之外的“第七营养素”，还
有些营养学家认为其是不提供能量、不提供营养的辅助因
素，而视为调节胃肠道消化功能的第三类营养素[4-5]。膳食
纤维对人体的保健生理功能如润便、解决便秘、调节血糖、
降低血胆固醇水平等[6]。根据DF的溶解性可把DF分成可
溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）和不溶性膳食纤
维（insoluble dietary fiber，IDF）[7]。膳食纤维来源有很多，采
取不同的加工方法都会影响膳食纤维最终的感官性质和
加工性能，同时也影响其功能性和生理活性。该试验以柠
檬皮渣为原料，采用复合酶法处理工艺制备膳食纤维，以
SDF/IDF的比值作为评价指标，SDF/IDF越接近1∶2，说明该
种膳食纤维越适合作为添加剂使用，在最佳工艺条件下，
再通过测定其部分理化指标，来评价膳食纤维的质量优劣。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
柠檬：市售；热稳定α-淀粉酶、木瓜蛋白酶、葡萄糖淀
粉酶、纤维素酶：西安唐朝化工生物科技有限公司；芦丁标
准品（纯度≥98%）：上海同田生物技术有限公司；2,6-二氯
靛酚钠、抗坏血酸、丙酮、无水乙醇、硝酸银、硝酸铅、铬酸、
硫酸、氢氧化钠（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
101-BS型电热恒温鼓风干燥箱：上海跃进医疗器械厂；
WTL超微台式高速离心机：金坛市金城国盛实验仪器厂；
KDN-048凯氏定氮装置、NDJ-8S数字显示黏度计：上海华
睿仪器有限公司；SHA-B恒温振荡器：金坛市富华仪器有
限公司；DK-8AXX型电热恒温水槽：上海一恒科技有限
公司；Heto3410 超低温冰箱：上海佰蕾真生物科技有限
公司；GT-84PN-48A型台式色差计：陕西广腾电子科技有
限公司。
复合酶法制取柠檬皮渣膳食纤维的研究
董 丹，车振明，雷 激*
（西华大学 微生物研究所，食品生物技术四川省高校重点实验室，四川 成都 610039）
摘 要：以柠檬皮渣为原料，使用酶解法制备柠檬膳食纤维。在不同酶制剂用量、酶解时间、酶解温度和pH值条件下制备柠檬膳食纤
维，并测定可溶性膳食纤维(SDF)/不溶性膳食纤维(IDF)比值和理化指标。结果表明：柠檬皮渣在1%的酶用量，酶解时间12 min，酶解
温度60℃，pH值为6的条件下处理时，得到的柠檬膳食纤维产品SDF/IDF为0.67，总黄酮含量为4.82 mg/100 g，VC含量为247 mg/100 g，
白度L*为90.23，黏度为7.57 mPa·s，产品质量较优。
关键词：柠檬皮渣；膳食纤维；理化指标
中图分类号：TS255.36 文章编号：0254-5071（2016）04-0181-04 doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2016.04.040
Preparation of dietary fiber from lemon pomace by compound enzyme method
DONG Dan, CHE Zhenming, LEI Ji*
(Key Laboratory of Food Biotechnology in Colleges and Universities in Sichuan Province, Institute of Microbiology,
Xihuan University, Chengdu 610039, China)
Abstract: Using lemon peel pomace as raw materials, dietary fiber was prepared by enzymatic hydrolysis method. The soluble dietary fiber (SDF)/
insoluble dietary fiber (IDF) ratio and the physicochemical properties were evaluated with different enzyme addition, enzymatic hydrolysis time, en-
zyme solution temperature and pH. The results showed that the lemon dietary fiber would have appropriate SDF/IDF ratio (0.67), high total flavonoid
content (4.82 mg/100 g) and VC content (247 mg/100 g), good whiteness L* (90.23) and high viscosity (7.57 mPa·s), when the lemon pomace was
extracted with enzyme 1%, temperature 60℃, time 12 min and pH 6.
Key words: lemon residue; dietary fiber; physicochemical properties
收稿日期：2015-11-12
基金项目：教育部春晖计划（Z2012019）
作者简介：董 丹（1989-），女，硕士研究生，研究方向为食品加工。
*通讯作者：雷 激（1966-），女，教授，博士，研究方向为农产品加工技术、食品营养卫生、食品生物技术。
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2016 Vol.35 No．4
Serial No．290
1.3 试验方法
1.3.1 柠檬皮渣膳食纤维的制备工艺[8]
柠檬→磨油→清洗→榨汁→皮渣→粉碎→恒温浸泡（50℃）→
调温度和pH值→添加混合酶酶解→提取膳食纤维→过滤→沉
淀→冷冻干燥→粉碎（16目）→成品
1.3.2 酶法制膳食纤维工艺优化
在单因素试验的基础上，研究复合酶的用量、酶解
时间、作用温度和pH值对SDF/IDF的影响，设计4因素3水
平正交试验。
1.3.3 柠檬皮渣膳食纤维成分的测定
不溶性膳食纤维（IDF）、可溶性膳食纤维（SDF）和总
膳食纤维（total dietary fiber，TDF）含量的测定均采用美国
分析化学家协会（association of official analytical chemists，
AOAC）中的酶-重量法[4]。
1.3.4 膳食皮渣纤维理化指标的测定
（1）柠檬皮渣膳食纤维中总黄酮含量的测定
称取4.0 g粗柠檬皮渣样品粉末加体积分数80%甲醇
100 mL振荡提取1.5 h。振荡完后过滤，取滤液装于棕色瓶
中，加入体积分数80%甲醇溶液洗涤滤纸和滤渣，将洗涤
过的滤液收集起来，避光保存，备用。黄酮类物质的测定以
芦丁为标准物，建立芦丁标准曲线，溶液在波长510 nm处
有最大吸收，采用硝酸铝比色法测定[9]。
（2）柠檬皮渣膳食纤维中VC含量的测定
柠檬皮渣膳食纤维中VC含量（mg/100 g干基）用2,6-
二氯靛酚法测定[10]。
（3）柠檬皮渣膳食纤维持水力的测定[11]
称取柠檬皮渣粗纤维100 g，用25℃的温水浸泡1 h，将
之放在滤纸上滤干，将保留在滤纸上的含水膳食纤维样品
转移到表面皿中称量，得持水力。持水力计算公式如下：
持水力（g/g）=样品湿质量（g）-样品干质量（g）
样品干质量（g）
（4）柠檬皮渣膳食纤维黏度的测定[12]
配制质量浓度为1 g/100 mL的膳食纤维样品的溶液
200 mL，用磁力搅拌器搅拌1 min后，于室温条件下放置
24 h，用NDJ-8S数字显示黏度计进行测定，转速为60 r/min。
（5）柠檬皮渣膳食纤维白度的测定[13]
使用色差计来测量不同样品的白度L*，仪器使用标准
白瓦片外部校准。在色差测定结果中，L*表示明暗度，黑色
为0，白色为100。在该试验中用L*表示柠檬皮渣膳食纤维
的白度，L*值越大表示样品颜色偏白，越小表示样品颜色越暗。
2 结果与分析
2.1 柠檬皮渣膳食纤维的成分测定结果
不同工艺条件下以各样品的SDF/IDF比值为评价指
标的正交试验结果及分析见表1。
从表1的正交试验结果直观分析可以看出，各因素对
SDF/IDF比值影响的主次关系为A＞C＞D＞B，即酶用量＞
酶解温度＞pH值＞酶解时间，这说明对SDF/IDF比值的影
响较大的因素是酶用量。SDF在人体内无法被人体消化酶
消化，但SDF在温、热水中可溶解且其水溶液还能被其4倍
体积的乙醇再沉淀[14]。
据报道，当DF中SDF/IDF的比值越接近1∶2时，这种膳
食纤维就越适宜用作食品添加剂[15]。从表2通过直观分析
可以看出，在各正交试验结果中得到的膳食纤维最适合食
品添加剂的组合为A1B2C2D2，即酶用量1%，酶解时间12 min，
酶解温度60℃，pH值为6，在该条件下得到的膳食纤维比较
适合用作食品添加剂。在此条件下SDF/IDF值为0.67。
2.2 柠檬皮渣膳食纤维的理化特性检测结果
表1 膳食纤维样品SDF/IDF优化正交试验结果与分析
Table 1 Results and analysis of orthogonal experiment for
dietary fiber samples SDF/IDF optimization
试验号
A酶用量/
%
B酶解时
间/min
C酶解
温度/℃ D pH值 SDF/IDF
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
1（1）
1
1
2（2）
2
2
3（3）
3
3
0.73
0.82
0.79
0.09
1（6）
2（12）
3（18）
1
2
3
1
2
3
0.81
0.78
0.75
0.06
1（50）
2（60）
3（70）
2
3
1
3
1
2
0.82
0.74
0.78
0.08
1（5）
2（6）
3（7）
3
1
2
2
3
1
0.77
0.75
0.82
0.07
0.79
0.67
0.73
0.84
0.81
0.80
0.79
0.87
0.71
表2 膳食纤维样品理化指标的正交试验测定结果
Table 2 Physical and chemical indexes determination results of dietary fiber samples in orthogonal tests
试验号 A B C D VC含量/（mg·100 g-1） 总黄酮含量/（mg·100 g-1） 持水力/（g·g-1） 黏度/（mPa·s） 白度L*
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1（1）
1
1
2（2）
2
2
3（3）
3
3
1（6）
2（12）
3（18）
1
2
3
1
2
3
1（50）
2（60）
3（70）
2
3
1
3
1
2
1（5）
2（6）
3（7）
3
1
2
2
3
1
245
247
167
215
210
240
198
200
178
4.23
4.82
1.89
2.78
3.98
4.78
3.24
2.98
4.56
16.23
18.43
11.23
15.78
13.45
14.94
14.89
17.83
16.36
6.23
7.57
7.32
6.78
7.34
8.45
7.32
6.93
7.37
89.21
90.23
87.23
71.76
67.89
79.53
65.92
61.23
79.45
Product Development182· ·
中 国 酿 造
2016年 第 35卷 第 4期
总第 290期
各种柠檬DF样品中VC的含量、总黄酮含量、持水力、
黏度以及L*值的测定结果见表2。正交试验极差分析结果
见表3～表7。
2.2.1 VC含量的检测结果
以VC含量为评价指标的正交试验极差分析结果见表3。
从表2、表3VC含量的正交试验分析结果可以看出，各
因素对VC含量影响的主次关系为C＞D＞A＞B，即酶解
温度＞pH值＞酶用量＞酶解时间，说明对柠檬膳食纤维
中VC含量影响较大的因素为酶解温度。VC是不稳定的维
生素，高温、氧气、酸碱性都能促使其降解。通过直观分
析，确定最佳组合为A1B2C2D2，即酶用量为1%，酶解时间
12 min，酶解温度为60℃，pH值为6，在该工艺下制备得到
的柠檬膳食纤维中VC的含量较高为247 mg/100 g。
2.2.2 总黄酮的含量检测结果
经测定与计算，以波长510 nm处的吸光度值（y）与芦丁
质量浓度（x）绘制的芦丁标准曲线回归方程为y=17.342 7x+
0.000 8，R2=0.999 9。以柠檬皮渣膳食纤维中总黄酮含量为
评介指标的极差分析结果见表4。
从表2、表4可以看出，各因素对柠檬膳食皮渣纤维中
总黄酮含量影响的主次关系为D＞C＞B＞A，即pH值＞
酶解温度＞酶解时间＞酶用量，这说明酶解的pH值对柠
檬皮渣膳食纤维中总黄酮的含量影响较大。黄酮类化合
物因分子中多含有游离酚羟基，故显酸性，可溶于碱性溶
液中，因此可根据此性质分离、提纯黄酮。通过直观的分
析，在正交试验中确定的最佳组合为A1B2C2D2，即酶用量
1%，酶解时间12 min，酶解温度60 ℃，pH值为6，在该工艺
条件下得到的膳食纤维总黄酮含量较高为4.82 mg/100 g。
2.2.3 持水力检测结果
富含膳食纤维的食物进入肠胃后吸水膨胀，可形成高
黏度的溶液或者凝胶[16]，可产生饱腹感，因此对于肥胖者
来说有很好的减肥功效，此外，膳食纤维还能使大便增量、
软化、刺激肠道蠕动，从而有通便、排毒的功能，所以膳食
纤维的持水力越强，其生理活性也就越好[17]。以持水力为
评价指标的正交试验极差分析结果见表5。
从表2、表5中柠檬皮渣膳食纤维持水力的正交试验结
果分析，影响柠檬皮渣膳食纤维持水力的各因素主次关系
为C＞B＞A＞D，即酶解温度＞酶解时间＞酶用量＞酶解
pH值。通过直观分析，在正交试验中确定的最佳组合为
A1B2C2D2，即酶用量1%，酶解时间12 min，酶解温度60 ℃，
pH值为6，在该工艺下得到的柠檬膳食纤维持水力较强为
18.43 g/g。
2.2.4 柠檬皮渣膳食纤维黏度
在人体消化系统中水溶性膳食纤维的黏度会影响它
与消化道中食物残渣的结合能力，黏度较大则能够减少排
便时间[18]，对预防一些消化系统疾病有一定意义，柠檬皮
渣中富含可溶性膳食纤维，黏度是衡量柠檬皮渣膳食纤维
品质的一个重要因素。以膳食纤维黏度为评价指标的正交
试验极差分析结果见表6。
从表2、表6不同的柠檬皮渣膳食纤维黏度的正交试
验结果分析，影响黏度的各因素主次关系为B＞D＞A＞
C，即酶解温度＞pH值＞酶用量＞酶解时间，通过直观分
析，在正交试验中确定的最佳组合为A2B3C1D2，即酶用量
为2%，酶解时间为18 min，酶解温度50 ℃，pH值为6，在该
工艺下制备得到的膳食纤维黏度较大为8.45 mPa·s。
表3 以VC含量为评价指标的正交试验极差分析
Table 3 Range analysis of orthogonal analysis results using VC
content as evaluation index
极差分析 A B C D
k1
k2
k3
R
220
222
192
30
219
219
195
24
228
213
192
36
211
228
194
34
表5 以持水力为评价指标的正交试验极差分析
Table 5 Range analysis of orthogonal analysis results using water
holding powder as evaluation index
极差分析 A B C D
k1
k2
k3
R
15.30
14.72
16.36
1.64
15.63
16.57
14.18
2.39
16.33
16.86
13.19
3.72
15.35
16.09
14.95
1.14
表4 以总黄酮含量为评价指标的正交试验极差分析
Table 4 Range analysis of orthogonal analysis results using total
flavonoid content as evaluation index
极差分析 A B C D
k1
k2
k3
R
3.65
3.85
3.59
0.26
3.42
3.93
3.74
0.51
4.00
4.05
3.04
1.01
4.26
4.28
2.55
1.73
表6 以膳食纤维黏度为评价指标的正交试验极差分析
Table 6 Range analysis of orthogonal analysis results using dietary
fiber viscosity as evaluation index
极差分析 A B C D
k1
k2
k3
R
7.04
7.52
7.21
0.48
6.78
7.28
7.71
0.93
7.20
7.09
7.33
0.24
6.98
7.78
7.01
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Serial No．290
2.2.5 柠檬膳食纤维的白度
膳食纤维若作为添加剂使用，其颜色会影响食品的外
观，也会限制膳食纤维的使用范围，因此膳食纤维的白度
也是影响膳食纤维品质的一个重要指标。以白度为评价
指标的正交试验极差分析结果见表7。
从表2和表7不同柠檬白度的正交试验分析结果可以
看出，影响白度L*值的各因素主次关系为A＞B＞C＞D，
即酶用量＞酶解时间＞酶解温度＞pH值。由于L*值越大
表示样品颜色偏白，越小表示样品颜色越暗，作为添加
剂，颜色为越接近白色适用范围越广。通过直观分析，在
正交试验中确定的最佳组合为A1B2C2D2，即酶用量为2%，
酶解时间为12 min，酶解温度为60℃，pH值为6。用这种工
艺制备得到的柠檬白度较好，L*值为90.23。
2.3 验证试验
综合各评价指标来看，除以膳食纤维黏度为指标的优
化结果外，以其他为评价指标时的最佳组合均为A1B2C2D2，
在此条件下进行验证试验，得到的柠檬膳食纤维产品SDF/IDF
为0.67，总黄酮含量为4.82mg/100g，VC含量为247mg/100 g，
白度L*值为90.23，黏度为7.57 mPa·s，产品质量高。
3 结论
从柠檬膳食纤维提取的成分和各理化指标的分析结
果可以看出，当酶用量为1%，酶解时间为12 min，酶解温
度为60 ℃，pH为6时，可以得到SDF/IDF为0.67，总黄酮含
量为4.82 mg/100 g，VC含量为247 mg/100 g，白度L*值为
90.23，黏度为7.57 mPa·s的产品，膳食纤维各理化指标均较
好，因此选择此条件处理柠檬膳食纤维。
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表7 以白度为指标的正交试验极差分析
Table 7 Range analysis of orthogonal analysis results using
whiteness as evaluation index
极差分析 A B C D
k1
k2
k3
R
88.89
73.06
68.87
20.02
75.63
73.12
82.07
8.95
76.66
80.48
73.68
6.80
78.85
78.56
73.41
5.44
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