沙棘葉水溶性膳食纖維提取工藝研究

張 軍

（黑龍江省農業(yè)科學院漿果研究所，綏棱 152200）

沙棘 （HippophaerhamnoidesL.）是藥食兩用漿果的代表，具有袪痰、利肺、養(yǎng)胃、健脾、活血、袪瘀等藥理作用［1］。沙棘葉和沙棘果同樣含有豐富的營養(yǎng)成分和生理活性物質，沙棘葉提取物具有與銀杏黃酮苷類似的調節(jié)血脂作用，其中含有大量的粗纖維、脂肪等，這些物質的存在也有利消化和腸內容物的排出，使便秘得以緩解［2］。中國沙棘葉的乙醇提取物得到的總黃酮對大腸埃希氏菌、沙門氏菌等均有較好的抑制作用，尤其對普通變形桿菌和枯草芽孢桿菌的抑制效果最強［3］。沙棘葉中水溶性粗多糖SJ2（級）能有效清除－OH、O2－ 自由基，推測沙棘葉中的水溶性多糖有希望在抗衰老保鍵品上使用［4］。

膳食纖維（dietary fiber，DF）是沙棘葉主要組成成分之一，可分為水溶性膳食纖維 （soluble dietary fiber，SDF）和非水溶性膳食纖維（water－insoluble dietary fiber，IDF）兩大類，這些天然有機高分子化合物，除預防腸道疾病外，還可預防肥胖癥、心血管疾病，治療糖尿病、抗乳腺癌、提高身體免疫力、增進口臉與牙齒功能、防治膽結石等作用。其高活性SDF在漿果作物中含量最為豐富，易被吸收而功效顯著，是良好的膳食纖維資源庫。沙棘葉目前主要利用幼嫩芽制茶，粗老的葉片大多被廢棄，而越粗老的葉片，膳食纖維含量越高。因此，沙棘葉水溶性膳食纖維的研發(fā)意義重要，利用前景廣闊。

1 材料與方法

1.1 材料

沙棘葉片：采集本所沙棘資源圃中國沙棘樹的老齡葉片。

1.2 試劑

石油醚、氯仿、正丁醇、NaOH、H2O2、無水乙醇、無水硫酸銅、濃硫酸、濃鹽酸、硼酸、甲基紅、臭甲酚綠、丙酮、無水亞硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉、羧甲基纖維素鈉、十氫化奈、酸洗石棉、高錳酸鉀等分析純。酶制劑：纖維素酶 （活力：8000U／g）（湖北立業(yè)生物制品有限公司）。

1.3 儀器

FW－100高速萬能粉碎機、FA1004電子分析天平、冷凍干燥機、RE－52CS旋轉蒸發(fā)器、LG10－2.4A高速離心機、HH—42快速恒溫數(shù)顯水浴箱、馬弗爐、鼓風式干燥箱、分樣篩、分液漏斗、SHB－B95循環(huán)水式真空泵、控溫磁力攪拌器。

1.4 試驗方法

1.4.1 提取工藝流程

原料→預處理→脫脂→脫蛋白→粉碎過50目篩→浸泡→NaOH預處理→調節(jié)pH值→纖維素酶處理→調節(jié)pH值→H2O2漂白→調節(jié)pH值→蒸發(fā)濃縮→無水乙醇沉淀干燥→粉碎→包裝→沙棘葉膳食纖維

1.4.2 操作步驟及要點

沙棘葉的預處理：將陰干沙棘葉用蒸餾水洗去塵土，50℃烘箱中烘干。去掉大梗和粗枝，將葉子輕輕于研缽中壓碎，放于干燥處備用。

脫脂：將100g預處理過的沙棘葉浸泡于1200ml石油醚中8h，再換一次石油醚，以石油醚浸過葉子為準。6h后倒出石油醚，自然揮干石油醚。

脫蛋白：采用sevage法［5］。1／5濃縮液體積的氯仿，1／25濃縮液體積的正丁醇，劇烈振蕩20min，然后攪拌5h，分液漏斗靜止分層1h，分離掉有機溶劑和沉淀，再反復一次，來清除蛋白質。

粉碎：經脫脂、脫蛋白的沙棘葉用粉碎機粉碎后，過50目篩，裝入干燥皿備用。

浸泡：稱取上述沙棘葉粉10.0g，按1∶15～20加蒸餾水浸泡12h。

NaOH預處理：除去上清液，用NaOH調料液濃度至0.5%，于50℃水浴箱中攪拌處理2h。

調節(jié)pH：NaOH預處理后調節(jié)沙棘葉粉溶液pH為7.0。

纖維素酶處理：向調pH后的沙棘葉粉溶液中加入50uL／g纖維素酶，50℃恒溫水浴處理5h。

H2O2漂白：經酶解后的料液中加1%NaOH調節(jié)pH為12，再加入5%的H2O2，25℃水浴攪拌處理3h。

調節(jié)pH：經H2O2漂白處理后溶液用1%HC1調節(jié)pH為7.0。

蒸發(fā)濃縮：調pH后的料液在旋轉蒸發(fā)儀上蒸發(fā)除去90%水分。

無水乙醇沉淀：剩下料液轉入500mL燒杯中，加入3倍無水乙醇靜置沉淀20h。

干燥：將上述沉淀冷凍干燥，即得含量較高的高活性膳食纖維產品。

1.5 分析檢測方法

沙棘葉基本成分測定：水分按直接干燥法（GB／T 5009.3—2003 《食品中水分的測定》）。蛋白質按凱氏定氮法 （GB／T 5009.5—2003 《食品中蛋白質的測定》）?；曳职粗苯踊一?（GB／T 5009.4—2003 《食品中灰分的測定》）。半纖維素按斐林滴定法［6］。纖維素按硝酸乙醇法［6］。木質素按Southgate改良法［6］。

總膳食纖維按AACC32—07［7］法測定。脂肪含量測定按索氏抽提法［8］。淀粉含量測定按GB 5009.9—85［9］。不溶性膳食纖維含量的測定按GB 12394—90［7］?？扇苄陨攀忱w維含量的測定按改良的水溶性膳食纖維含量快速分析法［7、9］。

2 結果與分析

2.1 沙棘葉成分測定

表1表明，沙棘葉中蛋白質和脂肪含量較高，采用酶解法提取膳食纖維時一定要進行去蛋白、去脂肪，才能獲得較高得率。酶解前沙棘葉中SDF為11.38%、IDF為45.32%。

表1 沙棘葉成分測定結果

2.2 料液比對SDF提取的影響

從圖1得出，沙棘葉SDF提取率隨料液比的增加呈先上升后下降的趨勢，料液比為1∶20時，沙棘葉SDF提取率最大，確定此為最佳的料液比。

2.3 NaOH處理濃度單因素試驗

沙棘葉粉與水的料液比為1∶20，添加NaOH使料液中 NaOH 濃度分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0% 、1.2%，50℃恒溫條件下作用2h。NaOH可水解纖維素，同時樣品中殘留蛋白質、脂肪等雜質，NaOH還可去除殘留雜質，提高膳食纖維的提取率。

從圖2中可以看出，NaOH濃度從0.6%開始，料液中SDF增加顯著，表明此時NaOH開始水解纖維素，料液中開始生成堿性纖維，但是隨著NaOH濃度的增加，SDF的顏色也逐漸加深，因此確定預處理NaOH濃度為0.6%。NaOH預處理，使纖維原料空間結構松散，利于酶與原料的接觸，再用纖維素酶處理明顯提高其中的可溶部分含量，從而改善口感。

圖2 NaOH處理的SDF變化曲線

2.4 酶解條件優(yōu)化試驗

參考單因素試驗的結果，以纖維素酶添加量、反應溫度、處理時間、pH值為因素，以SDF含量為指標，進行四因素三水平正交試驗來優(yōu)化酶解條件。

表2說明，4個因素對纖維素酶作用的影響大小 （R：2.99＞2.25＞2.05＞0.84）依次為加酶量＞溫度＞pH＞時間。纖維素酶處理的最優(yōu)水平為 A3B2C1D3，即加酶量50uL／g，溫度50℃，時間4h，pH7.0。SDF提取量為28.07%，提取物中膳食纖維 （DF）總含量為73.26%。

表2 纖維素酶解L9（34）正交結果分析表

2.5 H2O2漂白沙棘葉膳食纖維的條件與效果

以沙棘葉膳食纖維樣品色澤為感官評分依據(jù)，以H2O2濃度、溫度、時間、pH為因素，進行四因素三水平的正交試驗，樣品越白得分越高。

表3 H2O2漂白L9（34）正交結果分析表

表3得出4個漂白因素對沙棘葉膳食纖維顏色去除的影響是A＞C＞D＞B，其中H2O2濃度對漂白影響最大，溫度對漂白影響最小。樣品漂白處理的最佳組合為A2B1C3D1，即沙棘葉膳食纖維H2O2漂白處理的最佳工藝條件為：濃度3%、溫度25℃、pH值8.0條件下處理3h。

3 結論

（1）沙棘葉SDF提取最佳料液比為1∶20。

（2）NaOH預處理最佳條件為：沙棘葉粉碎過50目，篩粉以1∶20的比例用蒸餾水調漿，然后用NaOH調至溶液濃度為0.5%，在50℃條件下預處理2h，可顯著提高SDF得率。

（3）纖維素酶提取的最佳工藝條件為：加酶量50uL／g，溫度50℃，時間4h，pH7.0。SDF提取量為28.07%，提取物中膳食纖維 （DF）總含量為73.26%。沙棘葉中原水溶性膳食纖維含量為11.38%，采用此工藝提取比原料中提高近2.5倍。

（4）沙棘葉提取的膳食纖維經H2O2漂白處理的最佳工藝條件為：濃度3%、溫度25℃、pH值8.0條件下處理3h。

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