酸棗不溶性膳食纖維的提取工藝及性質*

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酸棗不溶性膳食纖維的提取工藝及性質*

張嚴磊1，高永霞1，王梅2

(1.陜西中醫(yī)學院/陜西省中藥資源產業(yè)化協(xié)同創(chuàng)新中心，陜西省中藥基礎與新藥研究重點實驗室，陜西咸陽712083；

2.陜西中醫(yī)學院附屬醫(yī)院，陜西咸陽712083)

摘要：以酸棗果肉為原料，利用化學法提取不溶性膳食纖維(IDF)。在單因素實驗基礎上采用正交實驗研究A(NaOH濃度)、B(料液比)、C(提取溫度)、D(提取時間)對IDF得率的影響。結果表明，對IDF得率的影響大小為A>C>B>D；IDF最佳提取工藝參數為溫度50℃，料液比1：5 g/mL，NaOH濃度3 %，時間40 min，IDF得率可達37.9 %，產品為淡黃色粉末，持水力、持油力、膨脹率分別為3.586 7 g/g、2.390 6 g/g和22.2 mL/g。

關鍵詞：酸棗果肉；水不溶性膳食纖維；提取工藝；性質

膳食纖維是指不能被人體消化的多糖類碳水化合物和木質素的總稱，根據水溶性的不同，膳食纖維分為不溶性膳食纖維(IDF)和可溶性膳食纖維(SDF)兩類[1]。作為功能性食品的基料之一，膳食纖維具有降血糖、控制體重、調節(jié)腸道菌群等多種功能[2]，因此越來越受到關注。酸棗(Ziziphusjujubavar.spinosa)為鼠李科早熟植物，廣泛分布于中國各地。成熟的酸棗去除果肉后的果仁——酸棗仁是中國傳統(tǒng)名貴中藥材，含有黃酮、皂苷、生物堿等多種活性成分，具有鎮(zhèn)靜催眠的功效[3]。對于酸棗的利用主要以采收酸棗仁藥用為主，酸棗果肉則大多被當作廢棄物丟棄。酸棗果肉也富含多種活性成分，具有較高的營養(yǎng)價值[4]。因此對酸棗果肉進行開發(fā)和利用，是提高酸棗資源利用率，增加酸棗產業(yè)經濟附加值的一條有效途徑。

與酸棗同屬鼠李科的大棗，富含纖維，采用酶法和化學法從大棗殘渣中提取不溶性膳食纖維[5～6]。從酸棗中提取膳食纖維研究還未見報道，因此本研究利用化學法首次從酸棗色素及酸棗多糖殘余的酸棗渣中提取不溶性膳食纖維，通過單因素實驗和正交實驗優(yōu)化提取工藝，并測定酸棗渣水不溶性膳食纖維的主要性能指標。酸棗渣水不溶性膳食纖維具有很好的持水性、持油性及膨脹性。

1材料與方法

1.1實驗材料與儀器

實驗材料新鮮酸棗采自陜西省澄城縣，去核，果肉干燥后粉碎過篩，分別用石油醚、乙醇、水除脂、提取色素、提取多糖，殘渣干燥后粉碎過篩備用；95 %乙醇、無水乙醇、去離子水等試劑及溶劑均為分析純。

實驗儀器HH-4型電熱恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿有限公司；101-1電熱鼓風干燥箱，北京科偉永興儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1酸棗渣水不溶性膳食纖維的提取工藝

酸棗果肉渣烘干—粉碎—過篩，取酸棗果肉殘渣粉加入一定濃度的NaOH溶液(一定的水浴溫度和水浴時間)—抽濾—濾渣雙氧水脫色—抽濾—濾渣水洗—乙醇洗—干燥稱重。酸棗渣水不溶性膳食得率/%)=酸棗渣水不溶性膳食纖維的質量(g)/酸棗渣樣品質量(g)×100%。

1.2.2單因素實驗

氫氧化鈉濃度對酸棗渣水不溶性膳食纖維得率的影響：每份酸棗渣粉分別加入濃度為3 %、4 %、5 %、6 %、7 %、8 %的NaOH溶液，料液比1：6，提取溫度50℃，提取時間50 min。料液比對酸棗渣水不溶性膳食纖維得率的影響：每份酸棗渣粉分別加入料液比為1：5、1：6、1：7、1：8、1：9的NaOH溶液，NaOH濃度5 %，提取溫度50℃，提取時間50 min。提取溫度對酸棗渣水不溶性膳食纖維得率的影響：每份酸棗渣粉分別置于溫度為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃的水浴中，料液比1：6，NaOH濃度5 %，提取時間50 min。提取時間對酸棗渣水不溶性膳食纖維得率的影響：每份酸棗渣粉分別提取30 min、40 min、50 min、60 min、70 min，料液比1：6，提取溫度50℃，NaOH濃度5 %。在單因素實驗基礎上，考查NaOH濃度、料液比、提取時間、提取溫度對酸棗渣水不溶性膳食纖維得率的影響，并設計正交試驗，進一步確定酸棗渣水不溶性膳食纖維的最佳提取工藝。

1.2.3正交實驗設計

根據單因素實驗結果設計4因素3水平正交實驗(表1)。

表1　正交實驗因素及水平

1.2.4酸棗渣水不溶性膳食纖維性質測定

持水力測定在大棗IDF維持水力測定方法[5,7]做少許修改。離心管干燥加入酸棗渣水不溶性膳食纖維1.000 g稱重，加入去離子水5.000 g混合30 s后計時，每隔5 min振蕩1次，20 min后離心(1 000 r/min，15 min)，棄上清液。持水力(g/g)=離心后離心管質量-干燥離心管質量。

持油力測定[5,7]取0.500 0 g干燥酸棗渣水不溶性膳食纖維樣品，加入到干燥離心管中稱重，加入食用油5.000 g，混合30 s后計時，每隔5 min振蕩1次，30 min后離心(1 600 r/min，25 min)，棄去上清液。持油力 (g/g)=離心后干燥管質量-加入油之前離心管質量。

膨脹率測定[5,7]準確稱取干燥的酸棗渣水不溶性膳食纖維1.000 g，置于干燥的量筒中，讀取膳食纖維體積，加入50 mL蒸餾水，振蕩后室溫靜置24 h，讀取液體中膳食纖維的體積。膨脹率(mL/g)=(溶脹后膳食纖維的體積-溶脹前膳食纖維的體積)/膳食纖維樣品質量。

2結果與分析

2.1氫氧化鈉濃度對酸棗IDF得率的影響

提取溫度50℃，料液比1：6，提取時間50 min條件下，酸棗IDF得率隨著NaOH濃度的增加而降低(圖1)，在濃度為4 %～5 %的區(qū)間，得率趨于穩(wěn)定，濃度大于5 %后一直處于下降的趨勢，因此選擇NaOH濃度5 %為實驗濃度。

圖1　氫氧化鈉濃度對酸棗IDF得率的影響

2.2料液比對酸棗IDF得率的影響

NaOH濃度5 %，溫度50℃，提取時間50 min的條件下，酸棗IDF的得率隨著料液比的增大呈下降的趨勢(圖2)，料液比1：5時得率最高，超過1：6之后趨于穩(wěn)定，因此選擇料液比1：6為實驗的料液比。

圖2　料液比對酸棗IDF得率的影響

2.3提取溫度對酸棗IDF得率的影響

在料液比1：6，氫氧化鈉濃度5 %，提取時間50 min的條件下，酸棗IDF得率隨著溫度的升高而降低(圖3)，50℃的條件下，酸棗IDF的得率最高，溫度大于50℃以后產率一直趨于下降，從而選擇50℃為最佳提取實驗溫度。

圖3　提取溫度對酸棗IDF得率的影響

2.4提取時間對酸棗IDF得率的影響

在料液比1：6，溫度50℃，NaOH濃度5 %的條件下，酸棗渣水不溶性膳食纖維的得率隨著時間的延長而下降(圖4)，超過50 min后，膳食纖維的得率趨于穩(wěn)定，因此選擇50 min為實驗時間。

圖4　提取時間對酸棗IDF得率的影響

2.5正交實驗結果

正交實驗采用了4因素3水平來設計，研究了A(NaOH濃度)、B(料液比)、C(提取溫度)、D(提取時間)對酸棗渣水不溶性膳食纖維(IDF)得率的影響(表2)，并進一步優(yōu)化了提取工藝。結果表明，A(NaOH濃度)、B(料液比)、C(提取溫度)、D(提取時間)對酸棗渣水不溶性膳食纖維得率的影響大小為A>C>B>D。

表2　正交實驗結果

2.6酸棗IDF主要性能指標

參考文獻對酸棗渣水不溶性膳食纖維的主要性能指標進行了測定(表3)。這些指標皆高于[5～7]所報道的大棗水不溶性膳食纖維，因此酸棗渣水不溶性膳食纖維具有很高的開發(fā)潛力，是酸棗資源綜合開發(fā)利用的一條新途徑。

表3　酸棗渣水不溶性膳食纖維的性能指標

3結語

影響酸棗渣水不溶性膳食纖維得率的因素為A(NaOH濃度)>C(提取溫度)>B(料液比)>D(提取時間)。

酸棗渣水不溶性膳食纖維最佳提取工藝條件為溫度50℃，料液比1：5 g/mL，NaOH濃度3 %，提取時間40 min，在該條件下酸棗渣水不溶性膳食纖維的得率達37.89 %。

酸棗渣水不溶性膳食纖維的持水力、持油力、膨脹率分別為3.5867 g/g、2.3906 g/g和22.2 mL/g。

[1]吳暉，候萍，李曉鳳，等.不同原料中膳食纖維的提取及其特征研究進展[J].現(xiàn)代食品科學，2008，24(1)：91-95.

[2]權美云，侯云云.膳食纖維的生理保健功能及其提取工藝研究進展[J].保鮮與加工，2013，33(6)：134-138.

[3]陳雯，黃世敬.酸棗仁化學成分及藥理作用研究進展[J].時珍國醫(yī)國藥，2011，22(7)：1726-1728.

[4]郭盛，段金廒，趙金龍，等.酸棗果肉資源化學成分研究[J].中草藥，2012，43(10)：1905-1909.

[5]張華，段倩，張可，等.化學法提取紅棗渣中不溶性膳食纖維工藝研究[J].北方園藝，2013(14)：143-145.

[6]李星科，劉芳麗，李素云，等.棗渣中不溶性膳食纖維酶法提取工藝及性質研究[J].北方園藝，2014(9)：151-154.

[7]張華，段倩，李星科，等.紅棗膳食纖維功能理化性質的研究[J].食品工業(yè)，2013(10)：169-171.

Extraction Technology and Properties of Insoluble Dietary Fiber from

Ziziphus jujuba var.spinosa

ZHANG Yan-lei1， GAO Yong-xia1， WANG Mei2

(1.Shaanxi University of Chinese Medicine/Shaanxi Collaborative Innovation Center of Industrialization of Traditional Chinese Medicine Resources;

Shaanxi Key Laboratory of New Drugs and Bioactive Constituents of Traditional Chinese Medicine,Xianyang Shaanxi 712083,P.R.China;

2.The Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine,Xianyang Shaanxi 712083,P.R.China)

Abstract:Taking the Ziziphus jujuba var.spinosa as raw material， to extract insoluble dietary fiber (IDF).Based on the single factor experiment， orthogonal experiment on influence of A (NaOH concentration)， B (the ratio of to liquid)， C (extraction temperature)and D (extraction time) on the yield of insoluble dietary fiber from the Ziziphus jujuba var.spinosa was processed.The results showed that the impact of these factors on the yield of dietary fiber extracted from Ziziphus jujuba var.spinosa was A>C>B>D; the optimum extraction process of insoluble dietary fiber was: temperature of 50℃， ratio of material to liquid 1：5 g/mL，3 % NaOH concentration，40 min.Under the optimized condition， yield of the insoluble dietary fiber could up to 37.9 %， the production was a powder with light yellow color，and its water holding capacity，oil absorption capacity，and expansion rate were 3.586 7 g/g， 2.390 6 g/g and 22.2 mL/g respectively.

Key words:Zizyphus jujube var.spinosa;insoluble dietary fiber;extraction technology;functional properties

中圖分類號：TS 255

文獻標識碼：A

文章編號：1672-8246(2015)05-0018-04

通訊作者簡介：王梅(1971-)，女，主任藥師，碩士，主要從事中藥資源化學研究。E-mail：wangm1379@163.com

作者簡介：第一張嚴磊(1984-)，男，講師，博士，主要從事中藥資源化學研究。E-mail：nwuzyl@163.com

基金項目：陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃項目(2011KTCL03-05)，陜西省教育廳產業(yè)化中試項目(2010JC05)。

收稿日期：*2015-04-16

doi10.16473/j.cnki.xblykx1972.2015.05.004