全 文 ：2010年 10月
第 31卷第 10期 食品研究与开发
膳食纤维（DF）指膳食中所有不能被人体消化道
内的分泌物消化分解的多糖，包括非淀粉多糖、抗性淀
粉和木质素等[1]。按溶解性，膳食纤维分为水溶性膳食
纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF）两类 [2]，结构和非
黏性纤维（木质素、纤维素和一些半纤维素）属于 IDF，
而天然凝胶形成剂或黏性纤维（果胶质、胶质、粘胶、藻
类多糖、一些贮存多糖和一些半纤维素）属于 SDF。IDF
主要生理功能是促进肠蠕动，而 SDF有许多功能，如
它能促进乳酸菌和双歧杆菌增殖，控制血糖指数和减
少血浆中胆固醇等[3]。饮食金字塔建议成人每天应摄
入 DF量为 25 g~30 g，其中，SDF约占 1/5[4]。但是，随着
人们生活水平的提高，DF的摄入量尤其是 SDF的摄
入量远达不到这个建议量。
我国是世界花生生产、消费和出口大国，花生总
花生壳水溶性膳食纤维酶法提取及抗氧化研究
于丽娜，杨庆利 *，禹山林，张吉民，朱凤，矫丽媛
（山东省花生研究所，山东青岛 266100）
摘 要：为促进花生加工副产品的高值化利用，以花生壳为原料，应用木瓜蛋白酶和 α-淀粉酶预处理花生壳粉原料，
再经纤维素酶解法制备花生壳水溶性膳食纤维。通过对纤维素酶浓度、酶解温度、酶解时间、酶液的 pH值等影响因
素进行单因素及正交试验，获得了花生壳水溶性膳食纤维的最佳提取工艺条件。结果表明，经过木瓜蛋白酶和 α-淀
粉酶预处理的花生壳粉在纤维素酶浓度为 0.5 mg/mL的酶液（pH值为 5.2）中，45 ℃恒温水解 4.0 h，酶解率为
19.80 %，水溶性膳食纤维中己糖的聚合度为 113.57 %，综合评分为 79.98 %，水溶性膳食纤维中非淀粉多糖的百分含
量为 38.32 %。水溶性膳食纤维具有铁还原力、钼还原力、清除羟自由基、超氧阴离子自由基、DPPH自由基等 5种抗
氧化活性。
关键词：花生壳；水溶性膳食纤维；提取；抗氧化活性
Study on the Extraction of Water Soluble Dietary Fiber and Antioxidant Activity from Peanut Hull by Enzyme
YU Li-na, YANG Qing-li*, YU Shan-lin, ZHANG Ji-min, ZHU Feng, JIAO Li-yuan
（Shandong Peanut Research Institute，Qingdao 266100，Shandong, China）
Abstract: In order to promote the higher value application of the peanut by product, the preparation technology
of water soluble dietary fiber（SDF）from peanut hull was investigated by enzymatic method. The effects of four
influencing factors, such as the concentration of the enzyme, the hydrolysis temperature, the enzymolysis time
and the pH value of enzymatic solution, on the SDF extraction were studied by ways of single factor and
orthogonal experiments. The results showed that the optimum preparation process conditions for SDF were the
enzyme concentration of 0.5 mg/mL, the hydrolysis temperature of 45 ℃, the enzymolysis time of 4.0 h, the pH
value of enzymatic solution of 5.2. Under this condition, the ratio of enzymatic hydrolyzation to peanut hull was
19.80 %, the polymerization degree of SDF was 113.57 %, the average comprehensive score of SDF was 79.98 %
and the percentage content of the non-starch polysaccharides（NSP）in SDF was 38.32 %. Furthermore, the SDF
has a significant effect on scavenging hydroxyl radicals, super oxide anion radicals and DPPH radicals, also has
strong antioxidative activities, such as iron reducing activity and molybdenum reducing activity.
Key words: peanut hull; water soluble dietary fiber; extraction; anti oxidation activities
基金项目：国家高技术研究发展计划项目（2007AA10Z189，
2006AA10A114）；国家科技支撑计划项目（2006BAD07A10）；现代农
业产业技术体系专项资金资助项目（nycytx-19）；农业公益性行业科
研专项项目
作者简介：于丽娜（1974—），女（汉），助理研究员，博士，研究方向：花
生膳食纤维及功能食品开发。
*通信作者
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产量和出口量均居世界前列。在花生加工过程中，每
年会产生大量的花生壳等副产品。花生壳富含纤维素、
半纤维素和木质素等粗纤维，是天然膳食纤维很好的
来源。本研究用纤维素酶水解花生壳粉，利用正交试
验法对花生壳中 SDF的提取工艺进行了研究，旨在提
高花生壳的利用价值。
1 材料与方法
1.1 材料
花生壳为山东省花生研究所莱西实验站 2008年
9月收获的花育 19品种，挑选无霉烂和虫蛀的花生
壳，清水洗净，烘箱中 80 ℃干燥，植物粉碎机粉碎，过
50目筛，取筛下物作为实验用原料。
1.2 试剂与仪器
丙酮、95 %乙醇、木糖、半乳糖醛酸、苯酚、咔唑、
硫酸、3，5-二羟基甲苯、三氯化铁、铁氰化钾、三氯乙
酸、磷酸三钠、钼酸铵、过硫酸铵、N，N，N，N-四甲基
二乙胺（TEMED）、盐酸羟胺、对氨基苯磺酸、α-萘胺、
硫酸亚铁、过氧化氢、水杨酸均为分析纯国产试剂；
1，1-二苯基苦基苯肼（DPPH）进口分装试剂；标准葡萄
糖（标准品）：Sigma公司；木瓜蛋白酶（350万 U/g）、α-
淀粉酶（3 700 U/g）、纤维素酶（100万 U/g）：和氏璧生
物技术有限公司。植物粉碎机：天津市泰斯特仪器有
限公司；BZF50真空干燥箱：上海博迅实业有限公司医
疗设备厂；SHA-B双功能恒温水浴振荡器：金坛市杰
瑞尔电器有限公司；RE52CS-1真空旋转蒸发仪：上海
亚荣生化仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 试验原料预处理
称取花生壳粉原料加入丙酮，在 40℃恒温水浴中
振荡处理一定时间，抽滤，弃滤液。滤渣加入乙醇在
50 ℃恒温水浴中振荡处理一定时间，抽滤，弃滤液。滤
渣中加入木瓜蛋白酶（0.6 g/mL）和 α-淀粉酶（0.4 g/mL）
的混合酶液（pH 6.5），在 50 ℃恒温水浴中振荡处理一
定时间，抽滤，保留滤液 1。滤渣再用蒸馏水清洗数次
后在 60℃烘箱中干燥，干燥后得到的粉末作为纤维素
酶水解的原料。滤液 1与洗涤用蒸馏水合并，真空旋
转蒸发浓缩，浓缩液加 4倍无水乙醇，静置过夜，抽滤，
滤液浓缩后再加 4倍无水乙醇，抽滤，收集 2次沉淀溶
于沸水中，离心，上清液浓缩后加 4倍无水乙醇、抽滤，
沉淀干燥得到由木瓜蛋白酶和 α-淀粉酶水解花生壳
粉制备的 SDF。
1.3.2 纤维素酶水解花生壳粉制备 SDF的工艺流程
经过预处理的花生壳粉采用纤维素酶水解法提
取 SDF。一定质量的经预处理的花生壳粉加入一定浓
度和 pH值的纤维素酶液，恒温水浴振荡水解一定时
间，抽滤，保留滤液 1。滤渣中加入相同质量的花生壳
粉，再与纤维素酶液相同 pH值的缓冲溶液中恒温水
浴一定时间，抽滤，保留滤液 2。滤渣中加入一半质量
的花生壳粉，再加入一半浓度的纤维素酶液，恒温水浴
水解一定时间，抽滤，保留滤液 3。滤渣在 60 ℃下干
燥，称重。合并 3次滤液，真空旋转蒸发浓缩，在浓缩液
中加入 4倍无水乙醇，静置过夜，抽滤，滤液浓缩后再
加 4倍无水乙醇，抽滤，收集 2次沉淀溶于沸水中，离
心，上清液浓缩后加 4倍无水乙醇、抽滤，沉淀干燥得
到由纤维素酶水解花生壳粉制备的 SDF。
工艺流程：花生壳粉预处理原料→纤维素酶液→
抽滤（滤渣）→花生壳粉预处理原料→缓冲溶液→抽滤
（滤渣）→一半质量花生壳粉预处理原料→一半浓度纤
维素酶液→抽滤→滤渣称重→三次滤液浓缩→乙醇
沉淀→抽滤→沉淀沸水溶解→离心→上清液浓缩→
乙醇沉淀→抽滤→沉淀干燥→SDF产品
1.3.3 单因素及正交试验设计
在纤维素酶液水解花生壳粉制备 SDF试验中，纤
维素酶液的浓度大小、水解温度高低、纤维素酶液的
pH 值的大小和水解时间的长短都会影响 SDF 的提
取。因此，本研究选取 4个关键因素：纤维素酶液的浓
度、水解温度、纤维素酶液的 pH值和酶解时间来进行
单因素及正交试验，以 SDF中己糖的聚合度、纤维素
酶液水解花生壳的酶解率和综合评分为评价指标，确
定最佳工艺参数。
1.3.4 评价指标综合评分的确定
评价指标综合评分由 SDF中己糖的聚合度和纤
维素酶液水解花生壳的酶解率两项评价指标的结果
所组成。考虑它们的重要程度，取权重比为己糖的聚
合度∶酶解率=2∶1。
综合评分=（己糖的聚合度×2+酶解率）/3×100
己糖的聚合度=C2/C1×100 %
式中：C2滤液水解液中己糖的浓度，（μg/mL）；C1
为滤液中己糖的浓度，（μg/mL）。
酶解率=（G1-G2）/G1×100 %
式中：G1为纤维素酶解前花生壳粉总量，g；G2为
纤维素酶解后花生壳粉总量，g。
1.3.5 SDF产品中非淀粉多糖（NSP）含量的测定[5]
首先，用酸将 SDF产品水解，然后，水解液用分光
光度法分别测定己糖（苯酚-硫酸法，葡萄糖作为标准
品）、戊糖（地衣酚比色法，木糖作为标准品）、糖醛酸
（咔唑-硫酸比色法，半乳糖醛酸作为标准品）含量，最
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后通过转换系数得到 NSP含量。
根据己糖、戊糖、糖醛酸含量可计算出 NSP含量。
计算公式如下：
NSP含量=己糖含量×0.9 +戊糖含量×0.88 +糖醛
酸含量×0.81
1.3.6 SDF抗氧化活性试验
1.3.6.1 铁还原力试验[6]
1.0 mL样品液加 0.1 mol/L磷酸盐缓冲液（pH6.6）
和 1 %的 K3Fe（CN）6溶液各 1.0 mL，混合均匀，50 ℃水
浴 20 min，加入 1.0 mL的 10 %三氯乙酸溶液，混合均
匀，静置 10 min，加 2.0 mL蒸馏水和 1.0 mL的 0.1 %的
FeCl3溶液，混合均匀，静置 10 min。在 700 nm处测定
样品液的吸光值，3次试验取平均值作为结果。
1.3.6.2 钼还原力试验[6]
1.0 mL样品液加入 4.0 mL磷钼蓝试剂，混合均
匀，95 ℃水浴 90 min，冷却后在 695 nm处测定样品液
的吸光值，3次试验取平均值作为结果。
1.3.6.3 清除 DPPH自由基试验[7]
取 3支试管按照表 1加入试剂，混合均匀，25 ℃
水浴 30 min，以蒸馏水为参比，在 517 nm处测定吸光
值，按下式计算清除率。
清除率=[1-（A1-A2）/A3] ×100 %
1.3.6.4 清除超氧阴离子自由基试验[7]
取 3 支试管按照表 2 加入过硫酸铵、TEMED、
SDF、盐酸羟胺等试剂，混合均匀，25 ℃水浴 60 min，然
后，在各试管中再加入对氨基苯磺酸和 α-萘胺，混合
均匀，室温静置 20 min，以蒸馏水为参比，在 530 nm处
测量吸光值，按下式计算清除率。
清除率=[1-（A1-A2）/A3] ×100 %
1.3.6.5 清除羟自由基试验[7]
取 3支试管按照表 3加入 FeSO4，SDF和 H2O2等
试剂，混合均匀，室温静置 10 min，然后向 3支试管分
别加入水杨酸-乙醇，混合均匀，室温静置 30 min，以蒸
馏水为参比，在 510 nm处测量吸光值，按照下式计算
清除率。
清除率=[1-（A1-A2）/A3] ×100 %
2 结果与讨论
2.1 花生壳粉预处理
花生壳约占花生果质量的 30 %，它主要含半纤维
素和粗纤维素，半纤维素的含量为 10.1 %，粗纤维素
约占花生壳质量的 65.7 %～79.3 %。花生壳中其它营养
成分包括粗蛋白 4.8 %～7.2 %，粗脂肪 1.2 %～1.8 %，还
原糖 0.3 %～1.8 %，双糖 1.7 %～2.5 %，戊糖 16.1 %～
17.8 %，淀粉 0.7 %。此外，花生壳中还含有一些药用成
分(如木犀草素、β-谷甾醇、胡萝卜素、皂草甙等)[8]。在
预处理试验中，首先用丙酮处理花生壳粉，可以除去花
生壳中的粗脂肪、色素等物质。再用乙醇处理花生壳
粉，可以除去其中的黄酮、多酚类物质和色素类物质。
最后用木瓜蛋白酶和 α-淀粉酶处理样品，可以除去大
部分的粗蛋白和淀粉类物质。这样，经过预处理后的花
生壳粉样品中的粗脂肪、色素、黄酮和多酚类物质被除
去，只剩下部分的粗蛋白和淀粉以及半纤维素和粗纤
维素等成分，再用纤维素酶做水解试验，可以提高 SDF
的纯度。
2.2 单因素试验
2.2.1 酶解时间对 SDF提取的影响
一定量的经过预处理的花生壳粉加入浓度为
1.0 mg/mL的纤维素酶液（pH4.8），在 50 ℃恒温水浴
中，分别酶解 0.5、1.0、2.0、4.0、6.0和 8.0 h，研究酶解时
间对 SDF提取的影响，结果见图 1。
酶解时间影响 SDF的提取，一般情况下，酶解时
间越长，底物与酶作用的时间就越长，则底物被酶水解
的就越多。由图 1可知，随着酶解时间的增加酶解率增
加，这是因为纤维素酶处理花生壳粉时间越长，花生壳
中的纤维素、半纤维素和果胶等粗纤维类物质被水解
的就越多，它们水解之后生成可溶性的单糖、寡糖或多
糖。此外，粗纤维被纤维素酶水解后结构变得疏松，一
表 1 清除 DPPH自由基试验
Table 1 Experiment of scavenging DPPH free radical
项目
A1
A2
A3
DPPH
4.0
--
4.0
SDF
4.0
4.0
--
95 %乙醇/mL
--
4.0
--
H2O/mL
--
--
4.0
注：--表示试验时不加入该试剂。
表 2 清除超氧阴离子自由基试验
Table 2 Experiment of scavenging superoxide anion free radical
项目
A1
A2
A3
过硫酸铵
2.0
2.0
2.0
TEMED/mL
2.0
2.0
2.0
SDF/mL
2.0
2.0
--
盐酸羟胺/mL
2.0
2.0
2.0
蒸馏/mL
--
1.0
2.0
对氨基苯磺酸/mL
1.0
1.0
1.0
α-萘胺/mL
1.0
--
1.0
注：--表示试验时不加入该试剂。
表 3 清除羟自由基试验
Table 3 Experiment of scavenging hydroxyl free radical
项目
A1
A2
A3
FeSO4
2.0
2.0
2.0
SDF
2.0
2.0
--
H2O
--
2.0
2.0
H2O2
2.0
2.0
2.0
水杨酸-乙醇
2.0
--
2.0
mL
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些没有被蛋白酶水解的，原来在粗纤维结构中的可溶
性蛋白质等物质也会溶于酶液中。因此，花生壳粉原
料经酶解后固体质量减少，表现为酶解率随着酶解时
间增加而增大。聚合度随着酶解时间的延长总体呈现
增加的趋势，在酶解时间为 6 h出现最大的聚合度。综
合评分的变化趋势与聚合度相同，酶解时间为 6 h的
综合评分最高，选取 4 h~8 h的酶解时间范围作为正交
试验水平。
2.2.2 纤维素酶液的 pH值对 SDF提取的影响
一定量的经过预处理的花生壳粉加入浓度为
1.0 mg/mL的纤维素酶液（pH值分别为 4.0、4.4、4.8、
5.2、5.6和 6.0），在 50℃恒温水浴中酶解 6.0 h，研究纤
维素酶液的 pH值对 SDF提取的影响，结果见图 2。
pH值是影响酶的水解活性的因素之一。由图 2
可知，随着纤维素酶液 pH值的增加酶解率先上升再
下降，在 pH 4.8时有最大的酶解率。纤维素酶的使用
pH值范围为 4.0~5.5，它的最佳使用 pH值为 4.8。当纤
维素酶液的 pH值从 4.0上升到 4.8时，纤维素酶的水
解活性逐渐增加，在 pH值为 4.8时水解活性最大，则
酶解率最高。随着酶液 pH值的进一步增加，纤维素酶
的水解活性逐渐降低，因此，酶解率在酶液 pH值 4.8
以后逐渐下降。随着反应液 pH值的增加，聚合度和综
合评分显示增加、下降再增加、下降的波浪式变化趋
势。pH4.4和 pH5.6时的聚合度大于 pH4.8时的聚合
度，原因是这两个 pH值下的反应中酶解率没有 pH4.8
的大，则滤液中的己糖没有 pH4.8的多，所以聚合度要
大于 pH4.8的聚合度。同样，pH4.4和 pH5.6时的综合
评分也大于 pH4.8的值。考虑到 pH4.8为纤维素酶的
最佳使用 pH 值，且 pH4.8 时的酶解率最大，选取
pH4.4~pH5.2的反应液 pH值范围作为正交试验水平。
2.2.3 纤维素酶液浓度对 SDF提取的影响
一定量的经过预处理的花生壳粉加入浓度为
0.05、0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 mg/mL 的 纤 维 素 酶 液
（pH4.8），在 50℃恒温水浴中酶解 6.0 h，研究纤维素酶
液的浓度对 SDF提取的影响，结果见图 3。
纤维素酶液浓度影响 SDF的提取。由图 3可以看
出，纤维素酶液浓度在 0.05 mg/mL~1.0 mg/mL范围时，
随着纤维素酶液浓度的增加，酶解率也在增加。当纤
维素酶液浓度大于 1.0 mg/mL时，酶解率变化不大（纤
维素酶液浓度在 1.5 mg/mL和 2.0 mg/mL时酶解率分
别为 12.2 %和 12.4 %）。可能原因是酶液浓度越大则
水解活性越大，则水解反应得到的纤维二糖的量就越
多，但纤维二糖的累积会抑制纤维素酶解过程，所以纤
维素酶液的浓度大于 1.0 mg/mL时酶解率没有增加。
纤维素酶液浓度在 0.5 mg/mL时的聚合度和综合评分
最大。选取综合评分比较大的 0.05、0.5和 1.5 mg/mL
纤维素酶液浓度作为正交试验水平。
2.2.4 酶解温度对 SDF提取的影响
一定量的经过预处理的花生壳粉加入浓度为
0.5 mg/mL的纤维素酶液（pH4.8），在 35、40、45、50、
55、60℃恒温水浴中酶解 6.0 h，研究酶解温度对 SDF
提取的影响，结果见图 4。
通常情况下，催化、水解反应速度受温度影响较
大，温度越高，反应速度越快。纤维素酶解反应也受到
温度影响，但纤维素酶属于蛋白质，它的使用有一定的
温度范围限制。若温度过高会使纤维素酶变性而失去
水解活性，在较低温度时，水解反应速度会随着温度升
高而加快。纤维素酶的使用温度范围为 30 ℃~60 ℃，
图 1 酶解时间对 SDF提取的影响
Fig.1 Effect of the enzymolysis time on the SDF extraction
酶解时间/h
%
图 2 纤维素酶液 pH值对 SDF提取的影响
Fig.2 Effect of the pH value on the SDF extraction
图 3 纤维素酶液浓度对 SDF提取的影响
Fig.3 Effect of the enzyme concentration on the SDF extraction
纤维素酶液浓度/（mg/mL）
%
%
pH
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图 4 酶解温度对 SDF提取的影响
Fig.4 Effect of the hydrolysis temperature on the SDF extraction
最佳使用温度为 50℃。在 35℃~50℃范围内，酶解率
逐渐增加，高于 50℃，酶解率下降（图 4）。反应温度为
50℃时，聚合度和综合评分最高。考虑到温度较低时
纤维素酶不易变性，所以选取 40 ℃~50 ℃为正交试验
水平。
2.3 正交试验
单因素试验结果显示，纤维素酶液浓度、酶解温
度、纤维素酶液 pH值和酶解时间 4个因素对花生壳
SDF提取影响较大，作为 4个影响因素进行正交试验。
根据正交试验设计原则，采用 4因素 3水平即 L9（34）
正交试验方法对花生壳 SDF最适提取条件进行了研
究，并对试验结果分析，结果见表 4。每次试验用次平
行样品,取其平均值。
由表 4 可知 5 号试验 A2B2C3D1为最优工艺水平
组合，其综合评分最高。而根据极差 R的大小判断，各
因素作用的主次顺序为 B>A>D>C，即酶解温度>酶液
浓度> 酶解时间> 酶液 pH 值，最优水平组合为
A2B2C2D3。方差分析结果见表 5。
表 5从方差分析可以看出，酶液浓度和酶解温度
对 SDF的提取影响差异显著(P<0.05)。即酶液浓度和
酶解温度对 SDF的提取最重要，酶解时间对 SDF的提
取次之，酶液 pH值对 SDF的提取没有影响。从各因素
的 F值大小可看出，FB>FA>FD>FC，说明各因素对 SDF
的提取影响的主次顺序为 B>A>D>C，即酶解温度>酶
液浓度>酶解时间>酶液 pH 值，最优水平组合为
A2B2C2D3，这与用极差 R的判断结果一致。由于表中没
有 A2B2C2D3组合，必须对其进行验证性试验。试验结
果为酶解率 13.80%，聚合度 88.78%，综合评分 63.79%。
经比较，最终确定最佳的提取工艺条件为 A2B2C3D1。采
用最佳提取工艺制备 SDF，测定其中的非淀粉性多糖
百分含量为 38.32 %。
2.4 SDF的抗氧化活性研究
氧自由基主要指超氧阴离子自由基、过氧化氢、
烷氧自由基和羟自由基等，它是氧分子在氧化过程中
呈单价还原而产生的中间代谢产物。在正常情况下，
体内氧自由基的产生和清除是平衡的。一旦体内氧自
由基产生过多或抗氧化体系出现故障，氧自由基代谢
就会失衡，会导致肿瘤、炎症、衰老、血液病以及心、肝、
肺、皮肤等方面病变的产生。而 SDF有防治心血管疾
病、糖尿病、肥胖等作用，它可以减缓消化速度和最快
速排泄胆固醇，不仅能够帮助血液中的血糖和胆固醇
控制在最理想的水平，还可以帮助糖尿病患者降低胰
岛素和三酸甘油脂，由此，可推断出 SDF有清除自由
基等抗氧化活性。因此，应用 SDF做了铁还原力、钼还
原力、清除 DPPH自由基、清除超氧阴离子自由基和清
除羟自由基等 5个体外抗氧化活性试验，结果如下。
2.4.1 SDF铁还原力试验结果
还原力[6]是表示抗氧化物质提供电子能力的重要
指标，抗氧化剂通过自身的还原作用给出电子而使自
由基变为稳定的分子，从而失去活性。SDF是一类低聚
糖类化合物，其分子结构中含有醇羟基，具有给出电子
的能力。铁还原力试验是以 Fe3+→Fe2+转化为原理，通
过测定反应混合物 700 nm处吸光值来评价化合物的
酶解温度/℃
%
表 4 纤维素酶法提取 SDF的 L9（34）正交试验设计及极差结果分
析表
Table 4 L9（34）orthogonal experiment design and range analysis
of SDF extraction by cellulase
试
验
号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
A酶液浓度/
(mg/mL)
1（0.05）
1
1
2（0.5）
2
2
3（1.5）
3
3
73.73
75.16
70.00
4.28
B酶解
温度/℃
1（40）
2（45）
3（50）
1
2
3
1
2
3
69.10
77.26
73.41
8.16
C
pH
1（4.4）
2（4.8）
3（5.2）
2
3
1
3
1
2
72.56
73.97
73.25
1.40
D酶解
时间/h
1（4）
2（6）
3（8）
3
1
2
2
3
1
74.08
71.26
74.43
3.17
酶解
率/%
10.00
11.40
11.20
11.40
19.80
18.60
12.00
14.80
15.60
聚合
度/%
99.54
108.96
106.95
103.63
113.57
99.65
91.08
105.66
101.05
综合
评分/%
69.70
76.44
75.04
72.89
79.98
72.62
64.72
75.37
72.57
因素 评价指标
表 5 纤维素酶法提取 SDF的方差分析
Table 5 Variance analysis of SDF extraction by cellulase
方差来源
A
B
C
D
误差
SS
28.42
99.98
2.96
18.16
2.96
df
2
2
2
2
2
MS
14.21
49.99
1.48
9.08
F
9.62
33.84
1.00
6.15
F0.05
19.0
F0.10
9.0
显著性
*
*
T=659.23
生物工程
162
2010年 10月
第 31卷第 10期食品研究与开发
还原力，吸光值越大，还原力越强。SDF（浓度为
5 mg/mL）铁还原力试验的吸光值为 0.321±0.006，这
个铁还原力与 15.482 μg/mL的 VC的铁还原力相当。
2.4.2 SDF钼还原力试验结果
钼还原力试验是基于抗氧化剂化合物将 Mo (Ⅵ)
还原为 Mo（Ⅴ），形成绿色的 Mo（Ⅴ）配合物，其在
695 nm有最大吸收。SDF中的醇羟基可以给予氢原子
阻断自由基链反应。试验结果显示，反应结束后，SDF
（浓度为 5 mg/mL）的吸光值为 0.425±0.003，这个钼还
原力与 39.267 μg/mL的 VC的钼还原力相当。
2.4.3 SDF清除 DPPH自由基试验结果
DPPH自由基是一种很稳定的以氮为中心的自由
基，若 SDF能够清除它，则表示 SDF具有降低羟基自
由基、烷基自由基或者过氧自由基的有效浓度或阻断
脂质过氧化链反应的作用。DPPH自由基乙醇溶液为
深紫色，在 517 nm附近有强吸收峰。当 DPPH自由基
溶液加入 SDF时，DPPH自由基接受 SDF的电子而变
成稳定的抗磁分子，溶液颜色由紫色变成黄色，吸光
值变小。SDF（浓度为 5 mg/mL）对 DPPH的清除率为
48.578 %。
2.4.4 SDF清除超氧阴离子自由基试验结果
超氧阴离子自由基是活性较强的一种氧自由基，
它可使糖类、氨基酸、蛋白质、核酸和脂类等发生氧化，
破坏人体机能，引起脂质过氧化、形成动脉粥样硬化等
疾病。体外清除超氧阴离子自由基的试验中，超氧阴
离子自由基由 TEMED和过硫酸铵产生，之后，超氧阴
离子自由基再与盐酸羟胺反应生成亚硝基，亚硝基经
显色反应后在 530 nm有吸收峰。当体系中加入 SDF
（浓度为 5 mg/mL）后，SDF能清除产生的超氧阴离子
自由基，则生成的有色物质减少，吸光值减小，由此判
断对超氧阴离子自由基的清除效果。SDF对超氧阴离
子自由基的清除率为 39.002 %。
2.4.5 SDF清除羟自由基试验结果
羟基自由基具有极强的氧化能力，是自然界中仅
次于氟的氧化剂，对机体危害极大，它与衰老、肿瘤、辐
射损伤和细胞吞噬等作用均有关。Fenton反应是生物
体内产生羟基自由基的主要反应，其实质 Fe2+使过氧
化氢产生羟自由基，Fe2+氧化成 Fe3+。用比色分析法测
定 Fenton反应体系产生的羟基自由基，向反应体系中
加入 SDF（浓度为 5 mg/mL），则羟基自由基减少，吸光
值变小。SDF对超氧阴离子自由基的清除率为 96.459%。
3 结论
经过木瓜蛋白酶和 α-淀粉酶处理的花生壳粉，再
通过单因素和正交试验，确定出纤维素酶水解花生壳
提取 SDF的最佳工艺是：纤维素酶液浓度为 0.5 mg/mL
（pH值为 5.2），在温度为 45℃条件下，酶解 4.0 h，酶解
次数为 3次，酶解液再经乙醇沉淀、离心、干燥得到
SDF产品。该最佳组合重复性较好，此条件下制得的
SDF产品为淡黄色，有清淡的糖的香味。各因素作用的
主次顺序为：酶解温度>酶液浓度>酶解时间>酶液
pH值。SDF为非淀粉多糖类低聚糖化合物，分子结构
中含有醇羟基。结果显示，SDF有铁还原力、钼还原力、
清除 DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟自由基等
五种抗氧化活性。因此，SDF可以作为天然食品抗氧化
剂或者作为预防剂用于功能食品中。花生壳是花生产
业的副产品之一，从花生壳中提取 SDF，可将花生壳高
值化利用，从而增加花生产业的经济效益。
参考文献：
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收稿日期：2009-11-26
生物工程
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