香蕉皮中水不溶性膳食纖維提取工藝研究

朱中原*

（江蘇省徐州醫(yī)藥高等職業(yè)學(xué)校，徐州 221116）

香蕉皮中水不溶性膳食纖維提取工藝研究

朱中原*

（江蘇省徐州醫(yī)藥高等職業(yè)學(xué)校，徐州 221116）

以香蕉皮為原料，利用化學(xué)方法提取香蕉皮中水不溶性膳食纖維。通過(guò)對(duì)試劑濃度、料液比、溫度、時(shí)間等影響因素的研究找到最佳提取條件。正交試驗(yàn)及驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明水不溶性膳食纖維的最佳工藝條件為氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、料液質(zhì)量比為1∶5、提取溫度為75℃、提取時(shí)間為50 min，香蕉皮中水不溶性膳食纖維得率為55.71%。產(chǎn)品呈淡色，無(wú)異味，顆粒細(xì)小。

香蕉；化學(xué)法；膳食纖維；提取

香蕉，古稱(chēng)甘蕉，屬芭蕉科芭蕉屬植物，在熱帶地區(qū)廣泛栽培。我國(guó)香蕉產(chǎn)量逐年增加，2005年比1996年增幅達(dá)到58%以上，其種植面積占水果總面積的2.1%～3.1%，而產(chǎn)量則占水果總產(chǎn)的7.8%～10%，主要分布在廣東、廣西、海南、云南、福建等5省，四川、貴州南部也有少量栽培。

香蕉皮是香蕉加工企業(yè)主要副產(chǎn)物之一，約占香蕉質(zhì)量的30%；此外約占香蕉產(chǎn)量10%～15%的殘次果難以作為商品蕉銷(xiāo)售，卻可以作為提取香蕉膳食纖維（包括抗性淀粉）的原料，對(duì)這部分進(jìn)行深加工可避免次品蕉的浪費(fèi)。目前香蕉皮的工業(yè)化加工尚未見(jiàn)報(bào)道，對(duì)香蕉皮的應(yīng)用研究也很少，僅限于提取果膠和用作飼料。若能從大量廢棄的香蕉皮或是次品蕉中提取出膳食纖維，在減少環(huán)境污染的同時(shí)，還可以提高農(nóng)副產(chǎn)品加工下腳料的綜合利用，得到更高的產(chǎn)品附加值。對(duì)于香蕉皮中膳食纖維的提取研究，國(guó)內(nèi)很少有學(xué)者對(duì)此進(jìn)行研究報(bào)道，目前僅有祝曙華等于2001年進(jìn)行了利用香蕉假莖制備膳食纖維的研究，表明香蕉皮中膳食纖維對(duì)面粉的糊化性質(zhì)有一定的影響。因此本研究利用化學(xué)的方法提取香蕉皮中水不溶性膳食纖維，并通過(guò)工藝條件的優(yōu)化來(lái)為香蕉皮的深加工提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

香蕉：購(gòu)自徐州銅山新區(qū)文沃農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.2 試驗(yàn)試劑

體積濃度95%乙醇、丙酮、鹽酸、氫氧化鈉均為分析純；水為蒸餾水。

1.3 主要儀器

JJ-2型組織搗碎勻漿機(jī)；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋；202-3BC型電熱恒溫干燥箱；JA-2003型電子天平；PHS-3CW精密酸度計(jì)；SHZ-Ⅱ循環(huán)水真空泵。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 膳食纖維的提取工藝

香蕉皮洗凈→切片→切絲→干燥（60℃、8 h）→粉碎→過(guò)篩（40目） →稱(chēng)取預(yù)先制備的香蕉皮干粉→加氫氧化鈉溶液處理→加鹽酸調(diào)pH（7.0左右）→抽濾→濾渣脫色、水洗→烘干、稱(chēng)重

1.4.2 水不溶性膳食纖維的測(cè)定

香蕉皮干粉先用氫氧化鈉溶液浸泡去除堿性物質(zhì),離心去除可溶性膳食纖維,濾渣用過(guò)氧化氫溶液浸泡脫色，然后進(jìn)行水洗，烘干，稱(chēng)重，即得水不溶性膳食纖維。

水不溶性膳食纖維得率（%）=［樣品中所得水不溶性膳食纖維質(zhì)量（g）/樣品質(zhì)量（g）］×100。

2 結(jié)果與討論

2.1 氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)水不溶性膳食纖維得率的影響（見(jiàn)圖1）

圖1 氫氧化鈉的濃度對(duì)水不可溶性膳食纖維得率的影響

由圖1可知：氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～5%時(shí)，水不溶性膳食纖維得率隨著氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加逐漸提高；氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～7%時(shí)，得率隨氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高逐漸降低；氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)為最高點(diǎn)，此時(shí)水不溶性膳食纖維得率為55.08%。故最佳氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。

2.2 料液質(zhì)量比對(duì)水不溶性膳食纖維得率的影響（見(jiàn)圖 2）

由圖2可知：料液質(zhì)量比在1∶4～1∶6時(shí)，水不溶性膳食纖維的得率隨料液質(zhì)量比的增大而升高；料液質(zhì)量比在1∶6～1∶8時(shí)，水不溶性膳食纖維的得率隨料比值的增大而降低；料液質(zhì)量比1∶6時(shí)為最高點(diǎn)，此時(shí)水不溶性膳食纖維得率為54.17%，故最佳料液質(zhì)量比為1∶6。

圖2 料液質(zhì)量比對(duì)水不可溶性膳食纖維得率的影響

2.3 溫度對(duì)水不溶性膳食纖維得率的影響（見(jiàn)圖3）

圖3 溫度對(duì)水不可溶性膳食纖維得率的影響

由圖3可知：提取溫度在55℃～65℃時(shí)，水不溶性膳食纖維得率逐漸增加；溫度在65℃～95℃時(shí)，水不溶性膳食纖維得率逐漸減少；當(dāng)溫度為65℃時(shí)，得率最大，為54.66%。故最佳提取溫度為65℃。

2.4 提取時(shí)間對(duì)水不溶性膳食纖維得率的影響（見(jiàn)圖 4）

圖4 時(shí)間對(duì)水不可溶性膳食纖維得率的影響

由圖4可知：提取時(shí)間10 min～40 min階段，水不溶性膳食纖維得率漸漸升高；40 min～50 min階段，水不溶性膳食纖維得率逐漸降低；當(dāng)時(shí)間為40 min時(shí)，得率最大，為55.53%；故最佳提取時(shí)間為40 min。

2.5 水不溶性膳食纖維工藝條件的優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗(yàn)確立氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、料液質(zhì)量比為1∶6、提取溫度65℃、提取時(shí)間為40 min，而且這幾個(gè)因素對(duì)香蕉中膳食纖維的得率影響都比較大，故考慮采用氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、料液質(zhì)量比、提取溫度、提取時(shí)間4個(gè)影響因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平如表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表

由表2正交試驗(yàn)表可知，水不溶性膳食纖維最佳提取工藝條件為A2B1C2D3，即氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、料液質(zhì)量比為1∶5、提取溫度為65℃、提取時(shí)間為50 min。因素的影響大小依次為C＞A＞D＞B，提取溫度是對(duì)水不溶性膳食纖維得率起主導(dǎo)作用的因素，其次為提取時(shí)氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、提取時(shí)間，最后為料液質(zhì)量比。

根據(jù)A2B1C3D3進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，并與A2B1C2D3直接進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 對(duì)比表格

3 結(jié)論

通過(guò)本研究最終得到以下結(jié)論：

a） 水不溶性膳食纖維最佳提取工藝條件為：氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、料液質(zhì)量比為1∶5、提取溫度為75℃，提取時(shí)間為50 min，香蕉皮水不溶性膳食纖維最佳工藝得率為55.13%。

b） 香蕉皮中水不溶性膳食纖維產(chǎn)品呈淡色，無(wú)異味，顆粒細(xì)小。

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Study on extraction of soluble dietary fiber in banana peel

ZHU Zhong-yuan*
（Xuzhou medicalvocationalschoolofJiangsu province，Xuzhou 221116，China）

Extraction of soluble dietary fiber from banana peel by chemical method was studied in this paper.Experiments were carried out to determine the best extraction condition by the research of material-liquid ratio，acid concentration，extraction temperature and time.The results indicated that the optimal extraction condition was to extract at 75 ℃，extract time was 50 min，the material-liquid ratio was 1∶5，the sodium hydroxide concentration was 5%.The extraction rate under this condition was 55.71%.The product is of fine particle size，has no strange odors，and in light color.

banana；chemical method；dietary fiber；extraction

TS71+1

A

1673-6004（2012）03-0029-03

* 朱中原，男，1977出生，2000年畢業(yè)于無(wú)錫輕工業(yè)大學(xué)生物工程專(zhuān)業(yè)，助教

2012-06-26