低碳食療植物藤茶水溶性膳食纖維提取工藝研究

張世仙，敖克厚，金 茜，曾啟華

（遵義師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，黔北特色資源應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室，貴州 遵義 563002）

膳食纖維（dietary fiber）是指“不能被人的消化道酶所消化吸收的植物成分”，對(duì)人體有重要生理功能，被稱(chēng)為第七營(yíng)養(yǎng)素。按溶解性不同可以分為水溶性膳食纖維（watersolubledietaryfiber，SDF）和水不溶性膳食纖維（water insoluble dietary fiber，IDF）[1-2]。

藤茶（Ampelopsis grossedentata）富含蛇葡萄素、二氫楊梅素、膳食纖維等化合物及鈣、鎂、鐵等礦物質(zhì)元素[3-5]。近年對(duì)藤茶化學(xué)成分的研究主要集中于黃酮類(lèi)化合物方面[6-8]，而藤茶中水溶性膳食纖維分離提取方法及含量測(cè)定鮮見(jiàn)少量報(bào)道[9-10]，對(duì)其開(kāi)發(fā)利用還處于初級(jí)階段，主要用于制備粗加工代茶飲料產(chǎn)品。為了加大藤茶研發(fā)的力度和深度，本研究嘗試?yán)脽o(wú)污染、易操作的水提法從貴州梵凈山的藤茶中提取水溶性膳食纖維，以確立最佳提取工藝參數(shù)，為藤茶水溶性膳食纖維的進(jìn)一步應(yīng)用提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料與試劑

藤茶（采于貴州銅仁梵凈山），95%vol乙醇（成都市科龍化工試劑廠），二次去離子水。

1.2 儀器與設(shè)備分析純

TB-214型電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋：上海浦東物理光學(xué)儀器廠；0412-1型離心機(jī)：上海手術(shù)器械廠；RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、SHB-II型循環(huán)水式多用真空泵：上海亞榮生化儀器廠；101-5A電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海華匯儀器有限公司等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 水提法工藝流程

新鮮藤茶→70℃烘干→研細(xì)→控溫水提→離心→二次離心→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮→4倍體積95%vol乙醇→室溫靜置→過(guò)濾→60℃烘干→稱(chēng)質(zhì)量

1.3.2 水溶性膳食纖維提取率計(jì)算

1.3.3 水提法提取藤茶SDF的最佳條件試驗(yàn)

首先進(jìn)行提取時(shí)間、水料比、提取溫度的單因素試驗(yàn)，接著在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)[11-15]，確立水提法提取藤茶SDF的最佳工藝條件。正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 水提法提取工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments of water extraction

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 提取時(shí)間的確定

準(zhǔn)確稱(chēng)取藤茶粉末5份于5個(gè)100mL燒杯中，分別加入15mL二次蒸餾水，室溫浸泡15min后，控制水提溫度為80℃，分別提取2h、3h、4h、5h、6h，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 時(shí)間對(duì)SDF得率的影響Fig.1 Effects of extraction time on SDF yield

由圖1可見(jiàn)，隨著水提時(shí)間的增加，SDF增加，水提時(shí)間為4h時(shí)SDF提取率最高，大于4h時(shí)，SDF提取率呈下降趨勢(shì)，因此認(rèn)為較佳水提時(shí)間為4h。

2.1.2 水料比的確定

準(zhǔn)確稱(chēng)取藤茶粉末5份于5個(gè)100mL燒杯中，分別加入不同體積的二次蒸餾水，室溫浸泡15min后，控制水提溫度為80℃，提取時(shí)間4h，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 水料比對(duì)SDF得率的影響Fig.2 Effects of water-solid ratios on SDF yield

由圖2可知，水料比為10∶1～30∶1時(shí)，SDF呈增加趨勢(shì)，超過(guò)30∶1后，SDF有所下降，可能與水料比增大升溫慢有關(guān)。因此認(rèn)為較佳水料比為30∶1。

2.1.3 水提溫度的確定

準(zhǔn)確稱(chēng)取藤茶粉末5份于5個(gè)100mL燒杯中，分別加入30mL二次蒸餾水，室溫浸泡15min后，在水提溫度分別為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃條件下提取4h，結(jié)果見(jiàn)圖3所示。

圖3 溫度對(duì)SDF得率的影響Fig.3 Effects of extraction temperature on SDF yield

由圖3可知，水提溫度超過(guò)70℃，SDF提取率呈平穩(wěn)增加趨勢(shì)，但溫度增高使料液變黏稠，不利于SDF的提取，因此選擇溫度80℃較合適。

2.2 水提法提取工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，采用表1進(jìn)行L9（33）正交試驗(yàn)，所得結(jié)果見(jiàn)表2，應(yīng)用正交設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，所得結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 水提法提取工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 2 Results and analysis based on orthogonal experiments of water extraction

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal experiments result

由表2可知，水提法提取藤茶SDF的最佳工藝條件組合是A2B2C2，即溫度為80℃，水料比為30∶1，水提時(shí)間為4h，各因素影響SDF提取率的主次關(guān)系是水料比＞提取溫度＞提取時(shí)間。

由表3可知，當(dāng)α=0.05時(shí)，F(xiàn)臨界值等于19，以影響SDF提取率最小的因素A為誤差項(xiàng)，所得F比值數(shù)據(jù)表明，因素B、C在p＜0.05條件下的各水平對(duì)SDF提取率的影響均無(wú)顯著差異。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品，作最佳水提法提取條件的驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 最佳水提法提取條件的驗(yàn)證試驗(yàn)Table 4 Verification test for optimal extraction parameters ofwater extraction

由表4可見(jiàn)，在溫度為80℃，水料比為30∶1，水提時(shí)間為4h，水提藤茶的SDF提取率較高，試驗(yàn)重現(xiàn)性較好，水提法能用于藤茶水溶性膳食纖維的提取。

3 結(jié)論

水提法對(duì)藤茶中水溶性膳食纖維（SDF）的提取最佳工藝條件為水提溫度80℃，時(shí)間4h，水料比30∶1，在此條件下的SDF平均提取率為9.1%。

水提法提取藤茶中水溶性膳食纖維，成本低，方法簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，流程簡(jiǎn)潔，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可以作為提取藤茶水溶性膳食纖維的方法。

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