全 文 ： 2011, Vol. 32, No. 14 食品科学 ※工艺技术118
响应面法优化火棘水不溶性膳食纤维提取工艺
李加兴 1，梁先长 2，黄 诚 1 ,*，霍永鹏 1，胡平平 3，黄寿恩 3
(1.吉首大学化学化工学院，湖南 吉首 416000；2.林产化学加工工程湖南省重点实验室，湖南 张家界 427000；
3.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004)
摘 要：以火棘果为原料，采用碱水解法提取膳食纤维，通过单因素试验和响应面分析，探讨碱液质量分数、浸
提时间、浸提温度和液料比对火棘水不溶性膳食纤维提取率和纯度的影响，并对提取工艺条件进行优化。结果表
明，碱水解法提取火棘膳食纤维的最佳工艺条件为碱液质量分数 1.00%、浸提时间 3.00h、浸提温度 77.8℃、液
料比 17:1(mL/g)，在此工艺条件下水不溶性膳食纤维的提取率 56.89%、纯度达到 92.74%，表明该工艺可行。
关键词：火棘；碱水解；水不溶性膳食纤维；响应面分析
Optimization of Extraction Technology for Insoluble Dietary Fiber from Fortuneana pyracantha Fruits by
Response Surface Methodology
LI Jia-xing1，LIANG Xian-chang2，HUANG Cheng1,*，HUO Yong-peng1，HU Ping-ping3，HUANG Shou-en3
(1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Jishou University, Jishou 416000, China；
2. Key Laboratory of Hunan Forest Product and Chemical Industry Engineering, Zhangjiajie 427000, China；
3. College of Food Science and Engineering, Central South University of Forest and Technology, Changsha 410004, China)
Abstract ：The alkali-catalyzed hydrolysis method was applied to extract insoluble dietary fiber (IDF) from the fruits of
Fortuneana pyracantha and main process conditions were optimized by one-factor-at-at-a-time experiments and response surface
methodology. The extraction rate and purity of IDF were investigated with respect to NaOH concentration, extraction time,
extraction temperature and material-to-liquid ratio. The results showed that the optimal extraction conditions were NaOH
concentration of 1.00% (g/g), extraction time of 3.00 h, extraction temperature of 77.8 ℃, and material-to-liquid ratio of 1:17
(g/mL). Under the optimal extraction conditions, the extraction rate and purity of IDF were 56.89% and 92.74%, respectively.
Key words：Fortuneana pyracantha；alkali-catalyzed hydrolysis method；insoluble dietary fiber；response
surface analysis
中图分类号：TS201.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2011)14-0118-06
收稿日期：2011-01-06
基金项目：湖南省高校科技创新团队支持计划项目(湘教通〈2010〉212号)；吉首大学研究生科研项目(10JDY031)
作者简介：李加兴(1969—)，男，教授，博士，研究方向为天然食物资源开发与利用。E-mail：jslijiaxing@sohu.com
*通信作者：黄诚(1964—)，男，教授，硕士，研究方向为农产品加工及其分析检测技术。E-mail：huangcheng@gsu.edu.cn
火棘(Pyracantha for tuneana)俗名救兵粮、火把
果、赤阳子等，为蔷薇科苹果亚科(Maloideae)火棘属
(Pyracantha roemer)常绿野生灌木果树植物。火棘果中
所含有的营养成分种类齐全，含量丰富[ 1 -2 ]，营养价值
比苹果、猕猴桃更具特色[1]。膳食纤维被认为是继蛋白
质、脂肪、水、矿物质、维生素、碳水化合物之后，
能够改善人体营养状况，调节机体功能的“第七类营
养素”。已有研究[ 3 - 8 ]表明，膳食纤维具有很多重要的
生理功能，如缓解便秘、降低血糖、降低血清胆固醇
水平、治疗肥胖症、防治高血压、抗氧化、清除自
由基等。
膳食纤维的提取方法主要有化学法[9-10]、酶 -化学法[11-12]、
酶法[13-14]和生物法[15-16]。目前，国内外主要采用化学法
来提取膳食纤维，此法具有工艺简单和成本低廉的优
点。本研究采用碱水解法提制火棘果中水不溶性膳食纤
维，并采用响应面法优化提取工艺。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
野生火棘：采摘于湘西州永顺县高坪山区；无水
乙醇、石油醚(沸程 30～60℃)、丙酮、氢氧化钠、盐
酸、无水硫酸钠均为分析纯；α-淀粉酶、蛋白酶(活
119※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 14
性≥ 50万 U/g)。
1.2 仪器与设备
ZNJ-80型小型不锈钢粗碎机 北京兴时利和科技发
展有限公司；XA-1型固体样品粉碎机 江苏金坛市亿
通电子有限公司；TMP-2型上皿式电子天平 湘仪天平
仪器设备有限公司；DSY-2-4孔恒温水浴锅 北京国华
医疗器械厂；LD4-2A型低速离心机 北京医用离心机
厂；RE-52A 型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；
DZF-6050型真空干燥箱 上海博讯事业有限公司医疗设
备厂；SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵 浙江黄岩求精真空
泵厂。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程
火棘→破碎去籽→果肉→干燥→粉碎过筛→酶解→
碱浸提→双氧水脱色→离心分离→滤渣→真空干燥→膳
食纤维
1.3.2 操作要点
原料预处理：采用不锈钢粗碎机破碎火棘，分离
出果肉和果籽，果肉经 60℃真空干燥后备用，果籽可
用于提油；粉碎过筛：火棘果肉经粉碎机粉碎，过 80～
100目筛；酶解：火棘果肉分别用α- 淀粉酶、蛋白酶
酶解 30min，除去淀粉和蛋白质，以免影响提取物的纯
度；碱浸提：酶解后的果肉与碱液按一定质量分数混
合，于一定温度下水浴恒温浸提一定时间；脱色：用
盐酸调 pH值至中性，加入 10mL双氧水，在 50℃恒温
水浴锅中加热脱色 30min；离心分离：控制转速 4000r/
min 左右，离心分离 30m in，弃去上清液；干燥：用
一定量的无水乙醇反复洗涤水不溶性膳食纤维后，置于
真空干燥箱干燥，控制干燥温度为 60℃，真空度保持
在 0.08～0.09MPa。
1.3.3 影响火棘水不溶性膳食纤维提取效率单因素试验
1.3.3.1 碱液质量分数对提取水不溶性膳食纤维的影响
采用液料比 20:1(mL/g)，在火棘果肉中分别加入质
量分数 0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的 NaOH溶
液，于 60℃浸提 4h，以膳食纤维的提取率和纯度为评
价指标，探讨碱液质量分数对提取水不溶性膳食纤维的
影响。
1.3.3.2 浸提时间对提取水不溶性膳食纤维的影响
采用液料比 20:1，在火棘果肉中加入质量分数 0.8%
的 N a O H 溶液，60℃分别浸提 1、2、3、4、5h，以
膳食纤维的提取率和纯度为评价指标，探讨浸提时间对
提取水不溶性膳食纤维的影响。
1.3.3.3 浸提温度对提取水不溶性膳食纤维的影响
采用液料比 20:1，在火棘果肉中加入质量分数 0.8%
的 Na OH 溶液，分别于 40、50、60、70、80℃浸提
4h，以膳食纤维的提取率和纯度为评价指标，探讨浸
提温度对提取水不溶性膳食纤维的影响。
1.3.3.4 液料比对提取水不溶性膳食纤维的影响
在火棘果肉中加入质量分数 0.8%的NaOH溶液，液
料比分别为 10:1、15:1、20:1、25:1、30:1(mL/g)，70
℃浸提 4h，以膳食纤维的提取率和纯度为评价指标，探
讨液料比对提取水不溶性膳食纤维的影响。
1.3.4 火棘水不溶性膳食纤维提取工艺优化
综合单因素试验结果，选取碱液质量分数、浸提
时间、浸提温度和液料比为自变量，水不溶性膳食纤
维的提取率和纯度为响应值，设计 4因素 3水平响应面
分析试验，优化提取工艺。试验设计因素水平见表 1。
1.4 分析评价方法
水平 X1 碱液质量分数/% X2 浸提时间/h X3 浸提温度/℃ X4 液料比(mL/g)
－ 1 0.6 3 60 15:1
0 0.8 4 70 20:1
1 1.0 5 80 25:1
表 1 响应面分析因素与水平表
Table 1 Factors and levels in response surface analysis
1.4.1 膳食纤维的测定方法
按照GB/T 5009.88— 2008《食品中膳食纤维的测
定》方法进行检测。
1.4.2 提取率与纯度计算方法
m1×(1－r1)
膳食纤维提取率/%=—————— ×100 (1)
m2×(1－r2)
式中：m 1 为提取物的质量 /g；r 1 为提取物水分及
挥发物含量 /%；m 2为原料的质量 /g；r 2为原料水分及
挥发物含量 / %。
m2－m1
不溶性膳食纤维的纯度(X)/%=—————×100 (2)
m
式中：m2为滤器加玻璃棉及试样中纤维的质量 /g；
m 1为滤器加玻璃棉的质量 /g；m 为样品的质量 /g。
2 结果与分析
2.1 火棘果中水不溶性膳食纤维提取工艺单因素试验
2.1.1 碱液质量分数对提取水不溶性膳食纤维的影响
由图 1可知，当 NaOH质量分数小于 0.8%时，提
取物中水不溶性膳食纤维纯度随着NaOH质量分数的增
大呈增加趋势；当 NaOH质量分数大于 0.8%时，膳食
2011, Vol. 32, No. 14 食品科学 ※工艺技术120
纤维纯度呈缓慢下降趋势；提取率随着NaOH质量分数
的增大一直呈下降趋势，当 NaOH质量分数在 0.8%～
1.0%，提取率趋于平缓，当 NaOH质量分数大于 1.0%
时，提取率下降加剧。由于 N aO H 具有氧化作用，浓
度较大时能够破坏纤维素和半纤维素之间氢键，使得膳
食纤维提取率与纯度均降低。因此，NaOH质量分数选
择 0.8%左右较为适宜。
2.1.2 浸提时间对提取水不溶性膳食纤维的影响
由图 2 可知，随着浸提时间的延长，水不溶性膳
食纤维纯度迅速升高，提取率迅速降低；但当浸提时
间超过 4h后，水不溶性膳食纤维纯度上升趋势与提取
率下降趋势均趋于平缓。这是由于随着提取时间的延
长，色素等杂质被浸出，而使水不溶性膳食纤维纯度
升高，提取率下降。因此，浸提时间确定为 4h 左右。
2.1.3 浸提温度对提取水不溶性膳食纤维的影响
由图 3可知，提取温度在 40～70℃时，水不溶性
膳食纤维的纯度随着浸提温度的升高而升高；但当浸提
温度高于 70℃时，水不溶性膳食纤维的纯度随着浸提温
度的升高反而降低；随着浸提温度的升高，NaOH对纤
维素和半纤维素的破坏能力逐渐增强，导致水不溶性膳
食纤维的提取率逐渐降低。因此，浸提温度选择 70℃
左右较为适宜。
2.1.4 液料比对提取水不溶性膳食纤维的影响
由图 4可知，水不溶性膳食纤维的纯度随着液料比
的增大而升高，提取率随着液料比的增大而降低；当液
料比为 20:1时，水不溶性膳食纤维的纯度上升趋于平
缓，提取率的降低亦趋于平缓。因此，液料比选择 20:1
较为适宜。
2.2 火棘水不溶性膳食纤维提取工艺优化
2.2.1 数学模型的建立与显著性分析
采用Design-Expert 7.0 Trial软件，按照Box-Behnken
组合设计，依据单因素试验结果选取碱液质量分数、浸
提时间、浸提温度和液料比作为主要因素，以火棘膳
食纤维的提取率和纯度作为评价指标，设计 4因素 3水
平响应面分析试验[17-18]，试验设计方案及数据处理结果
如表 2 所示，方差分析结果如表 3 所示。
对表2结果进行统计分析，可建立如下二次回归方程：
Y(提取率)=52.69－1.78X1－1.92X2－1.99X3－1.56X4＋
0.84X1X2＋ 1.55X1X3＋ 0.80X1X4＋ 1.57X2X3＋ 2.11X2X4＋
0.49X3X4＋ 2.77X12＋ 1.63X22＋ 0.72X32＋ 1.25X42
Y(纯度)=94.82＋1.16X1＋1.11X2＋1.52X3＋1.13X4－
0.97X1X2－ 0.47X1X3－ 0.39X1X4－ 1.09X2X3－ 0.89X2X4－
0.37X3X4－ 2.19X12－ 0.90X22－ 0.93X32－ 1.44X42
从表 3 分析结果可知，该二次回归方程的模型项、
一次项、二次项及交互项中的 X 1X 3、X 2X 3、X 2X 4 都表
现出极显著影响，X 1X 2影响显著，并且失拟项不显著。
90
88
86
84
82
80
78
76
纯度
纯
度
/%
碱液质量分数/%
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
提取率 70
65
60
55
50
提
取
率
/%
图 1 碱液质量分数对提取水不溶性膳食纤维的影响
Fig.1 Effect of NaOH concentration on extraction rate of IDF
92
90
88
86
84
82
80
78
纯度
纯
度
/%
浸提时间 /h
1 2 3 4 5
提取率 70
65
60
55
50
提
取
率
/%
图 2 浸提时间对提取水不溶性膳食纤维的影响
Fig.2 Effect of extraction time on extraction rate of IDF
96
95
94
93
92
91
90
纯度
纯
度
/%
浸提温度 /℃
40 50 60 70 80
提取率 60
58
56
54
52
50
提
取
率
/%
图 3 浸提温度对提取水不溶性膳食纤维的影响
Fig.3 Effect of extraction temperature on extraction rate of IDF
96
95
94
93
92
91
90
纯度
纯
度
/%
液料比(mL/g)
10:1 15:1 20:1 25:1 30:1
提取率 60
58
56
54
52
50
提
取
率
/%
图 4 液固比对提取水不溶性膳食纤维的影响
Fig.4 Effect of material-to-liquid ratio on extraction rate of IDF
121※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 14
试验 X1 碱液 X2 浸提 X3 浸提 X4 液 提取 预测 纯度 / 预测
号 质量分数 时间 温度 料比 率 /% 值 /% % 值 /%
1 － 1 － 1 0 0 61.42 61.63 88.62 88.49
2 1 － 1 0 0 56.76 56.38 93.01 92.76
3 － 1 1 0 0 56.03 56.11 92.55 92.66
4 1 1 0 0 54.74 54.23 93.04 93.02
5 0 0 － 1 － 1 57.77 58.70 89.65 89.43
6 0 0 1 － 1 53.51 53.74 93.45 93.23
7 0 0 － 1 1 55.14 54.61 92.35 92.43
8 0 0 1 1 52.83 51.61 94.65 94.73
9 － 1 0 0 － 1 60.38 60.84 88.69 88.52
10 1 0 0 － 1 55.32 55.68 92.05 91.61
11 － 1 0 0 1 55.68 56.14 91.45 91.55
12 1 0 0 1 53.81 54.16 93.27 93.09
13 0 － 1 － 1 0 60.09 60.52 89.15 89.27
14 0 1 － 1 0 53.39 55.35 93.65 93.67
15 0 － 1 1 0 52.74 53.40 94.87 94.50
16 0 1 1 0 52.33 52.71 95.00 94.54
17 － 1 0 － 1 0 62.34 61.50 88.75 88.55
18 1 0 － 1 0 54.98 54.83 91.61 91.82
19 － 1 0 1 0 54.79 54.42 92.27 92.55
20 1 0 1 0 53.63 53.95 93.23 93.92
21 0 － 1 0 － 1 62.34 61.15 88.75 89.35
22 0 1 0 － 1 53.89 53.11 92.90 93.35
23 0 － 1 0 1 53.56 53.83 93.35 93.38
24 0 1 0 1 53.53 54.21 93.93 93.82
25 0 0 0 0 53.02 52.69 94.12 94.82
26 0 0 0 0 52.51 52.69 95.05 94.82
27 0 0 0 0 52.76 52.69 94.95 94.82
28 0 0 0 0 52.77 52.69 94.88 94.82
29 0 0 0 0 52.37 52.69 95.12 94.82
表 2 Box-Behnken组合试验设计及结果
Table 2 Box-Behnken experimental design and corresponding results
而且，经Design-Expert 7.0 Trial 软件分析得到，预测
的 R2(0.8254)与校正的 R2(0.9380)相差较小，说明数学拟
合模型与试验实测值能很好的拟合(与表 2 中的结果一
致)。由 F 值大小比较可知，影响火棘水不溶性膳食纤
维提取率的主要因素主次顺序为 X3＞ X2＞ X1＞ X4，即
浸提温度对火棘水不溶性膳食纤维提取率影响最大，浸
提时间和碱液质量分数影响次之，液料比影响最小。
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
模型 262.43 14 18.74 31.25 ＜ 0.0001**
X1 38.16 1 38.16 63.62 ＜ 0.0001**
X2 44.08 1 44.08 73.49 ＜ 0.0001**
X3 47.52 1 47.52 79.23 ＜ 0.0001**
X4 29.02 1 29.02 48.38 ＜ 0.0001**
X1X2 2.84 1 2.84 4.73 0.0472*
X1X3 9.61 1 9.61 16.02 0.0013**
X1X4 2.54 1 2.54 4.24 0.0586
X2X3 9.89 1 9.89 16.49 0.0012**
X2X4 17.72 1 17.72 29.55 ＜ 0.0001**
X3X4 0.95 1 0.95 1.58 0.2287
X1 49.66 1 49.66 82.80 ＜ 0.0001**
X2 17.33 1 17.33 28.89 ＜ 0.0001**
X3 3.40 1 3.40 5.68 0.0319*
X4 10.17 1 10.17 16.95 0.0001**
残差 8.40 14 0.60
失拟项 8.14 10 0.81 12.78 0.1270
纯误差 0.25 4 0.064
总离差 270.83 28
表 3 膳食纤维提取率响应面试验方差分析结果
Table 3 Variance analysis for extraction rate of IDF
注：* . P ＜ 0 .0 5，差异显著；* * . P ＜ 0 . 01，差异极显著。下同。
2
2
2
2
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
模型 127.38 14 9.10 47.22 ＜ 0.0001**
X1 16.05 1 16.05 83.32 ＜ 0.0001**
X2 14.79 1 14.79 76.73 ＜ 0.0001**
X3 27.94 1 27.94 145.00 ＜ 0.0001**
X4 15.21 1 15.21 78.94 ＜ 0.0001**
X1X2 3.80 1 3.80 19.73 0.0006**
X1X3 0.90 1 0.90 4.68 0.0482*
X1X4 0.59 1 0.59 3.08 0.1013
X2X3 4.77 1 4.77 24.78 0.0002**
X2X4 3.19 1 3.19 16.54 0.0012**
X3X4 0.56 1 0.56 2.92 0.1096
X1 31.05 1 31.05 161.14 ＜ 0.0001**
X2 5.29 1 5.29 27.44 0.0001**
X3 5.57 1 5.57 28.90 ＜ 0.0001**
X4 13.53 1 13.53 70.20 ＜ 0.0001**
残差 2.70 14 0.19 ＜ 0.0001**
失拟项 2.04 10 0.20 1.25 0.4474
纯误差 0.65 4 0.16
总离差 130.07 28
表 4 膳食纤维纯度响应面试验方差分析结果
Table 4 Variance analysis for IDF purity
2
2
2
2
从表 4 可知，该二次回归方程的模型项、一次项、
二次项及交互项中的 X 1X 2、X 2X 3、X 2X 4都表现出极显
著影响，X 1X 3 影响显著并且失拟项不显著。而且，经
Design-Expert 7.0 Trial 软件分析得到，预测的 R2(0.9016)
与校正的 R2(0.9585)相差很小，说明数学拟合模型与试验
实测值能很好的拟合(与表 2中的结果一致)。由 F值大
小比较可知，影响火棘水不溶性膳食纤维纯度的主要因
素主次顺序为 X3＞ X1＞ X4＞ X2，即浸提温度对火棘水
不溶性膳食纤维纯度影响最大，碱液质量分数和液料比
影响次之，浸提时间影响最小。
2.2.2 响应面分析
等高线呈椭圆形，表明两因素的交互影响较强；
处在同一椭圆形区域中的等高线表示水不溶性膳食纤维
纯度是相同的，越靠近区域中心，纯度值越大；等高
线排列越密集，表示因素的变化对纯度影响越大[19- 21]。
因此，由图 5 可知，碱液质量分数与浸提时间(X 1X 2)、
碱液质量分数与浸提温度(X 1X 3)、浸提时间与浸提温度
(X2X3)、浸提时间与液料比(X2X4)等交互项对水不溶性膳
2011, Vol. 32, No. 14 食品科学 ※工艺技术122
95.400
93.725
92.050
90.375
88.700
纯
度
/%
D：液料比(mL/g)
25
.0:
1
22
.5:
1
20
.0:
1
17
.5:
1
15
.0:
1 3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
B：
浸提
时间
/ h
95.600
93.825
92.050
90.275
88.500
纯
度
/%
C：浸提温度
/℃
80
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
A：
碱液
质量
分数
/%75 70
65
60
95.200
93.525
91.850
90.175
88.500
纯
度
/%
D：液料比(mL/g)
25
:1
22
.5:
1
20
:1
17
.5:
1
15
:1 0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
A：
碱液
质量
分数
/%
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
B：
浸提
时间
/ h
95.5
93.9
92.3
90.7
89.1
纯
度
/%
C：浸提温度
/℃
80
75
70
65
60
食纤维纯度表现出了很好的显著性；此外，由图 5可知
各个响应曲面均为凸面，表示该模型在试验范围内存在
稳定点(等高线中的点 5 )，且稳定点为最大值。
纯度 /%
B：浸提时间 / h
固定水平：碱液质量分数 0 .8%；液料比 20:1。
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
6
94.4369
90.3004
91.3345
92.3686
93.4027
d.浸提时间与浸提温度
80
75
70
65
60
C
：
浸
提
温
度
/℃
80
75
70
65
60
纯度 /%
A：碱液质量分数 /%
固定水平：浸提时间 4h；液料比 20 :1。
0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
6
94.3585
89.7134
90.8746
93.1972
92.0359
b.碱液质量分数与浸提温度
C
：
浸
提
温
度
/℃
25.0:1
22.5:1
20.0:1
17.5:1
15.0:1
纯度 /%
A：碱液质量分数 /%
固定水平：浸提时间 4 h；浸提温度 7 0℃。
0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
6
94.054
89.6305
90.7363
92.9481
91.8422
c.碱液质量分数与液料比
D
：
液
料
比
(m
L
/g
)
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
纯度 /%
固定水平：浸提温度 70℃；液料比 20 :1。
0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
6
92.9674
91.8484
90.7295
89.6106
94.0863
a.碱液质量分数与浸提时间
A：碱液质量分数 /%
B
：
浸
提
时
间
/h
95.40
93.65
91.90
90.15
88.40
纯
度
/%
B：浸提时间
/ h
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
A：
碱液
质量
分数
/%
123※工艺技术 食品科学 2011, Vol. 32, No. 14
有很好的显著性，影响膳食纤维提取率的 R2为 0.9690，
影响膳食纤维纯度的 R2为 0.9793；影响火棘水不溶性膳
食纤维提取率的主要因素主次顺序为浸提温度影响最
大，浸提时间和碱液质量分数影响次之，液料比影响
最小；影响火棘水不溶性膳食纤维纯度的主要因素主次
顺序为浸提温度影响最大，碱液质量分数和液料比影响
次之，浸提时间影响最小。
3.2 提取火棘水不溶性膳食纤维的最佳工艺条件为碱液
质量分数 1.00%、浸提温度 77.8℃、浸提时间 3.00h、
液料比 17:1(mL/g)。在此工艺条件下，火棘膳食纤维提
取率 56.89%，纯度达到 92.74%，产品外观呈浅黄绿色，
该工艺可行。
参 考 文 献 ：
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95.60
94.05
92.50
90.95
89.40
纯
度
/%
D：液料比
(mL/g)
25
.0:
1
22
.5:
1
20
.0:
1
17
.5:
1
15
.0:
1
80
C：
浸提
温度
/℃
75706560
25.0:1
22.5:1
20.0:1
17.5:1
15.0:1
纯度 /%
B：浸提时间 / h
固定水平：碱液质量分数 0 .8%；浸提温度 70℃。
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
6
90.3294
91.3101
92.2908
93.2715
94.2522
94.2522
e.浸提时间与液料比
D
：
液
料
比
(m
L
/g
)
C：浸提温度 /℃
固定水平：碱液质量分数 0 .8 %；浸提时间 /h。
f.浸提温度与液固比
60 65 70 75 80
6
90.4507
纯度 /%
91.4746
92.4986
93.5226
94.5466
图 5 各两因素交互作用对纯度影响的响应面及等高线图
Fig.5 Response surface and contour plots for the pairwise effect of
four extraction conditions on IDF purity
25.0:1
22.5:1
20.0:1
17.5:1
15.0:1
D
：
液
料
比
(m
L
/g
)
对提取率和纯度均取最大值，由软件自动分析得到
的优化条件为碱液质量分数 1.00%、提取时间 3.00h、提
取温度 77.79℃、液料比 16.89:1(mL/g)，此条件下的膳食
纤维提取率理论值为 57.28%，纯度理论值为 92.47%。为
方便实际操作，选取碱液质量分数 1 . 00%、浸提时间
3.00h、浸提温度 77.8℃、液料比 17:1(mL/g)，在此条件
下进行 3次平行验证实验，膳食纤维提取率和纯度的平均
值分别为 56.89%和 92.74%，与理论值较为接近，说明数
学模型对优化火棘中水不溶性膳食纤维的提取工艺可行。
3 结 论
3.1 本实验采用响应面法对碱水解法提取火棘水不溶性
膳食纤维工艺进行优化，建立的二次多项式数学模型具