脫脂對不同生長期苜蓿膳食纖維含量及其提取得率的影響

于安芬 許文艷 李瑞琴 徐美蓉

摘 要：目的：研究脫脂對苜蓿膳食纖維含量、構成及其提取得率的影響，為該方法在苜蓿膳食纖維提取中的合理應用提供科學依據(jù)。方法：以初花期和結莢期苜蓿草粉為原料，研究脫脂前后苜蓿草粉中膳食纖維含量、構成及其提取得率的變化規(guī)律。結果：苜蓿膳食纖維以水不溶性膳食纖維（IDF）為主，開花后苜蓿IDF含量占膳食纖維總量（TDF）的90%以上;脫脂后的初花期和結莢期苜蓿草粉中，IDF含量分別達72.88%、73.62%，比脫脂前分別提高61.38%、38.12%;IDF在TDF中的比例分別由90.09%、92.82%提高至95.19%、95.71%，IDF提取得率分別達61.52%、72.11%，比脫脂前分別提高69.94%、48.62%;脫脂過程中水溶性膳食纖維（SDF）流失嚴重、含量降低，SDF提取得率下降92.68%和92.29%。結論：脫脂方法適用于結莢期苜蓿IDF提取原料的前處理，但不適于苜蓿SDF的提取。

關鍵詞：脫脂;苜蓿草粉;膳食纖維;提取得率

近年來，膳食纖維作為功能性食品的重要基料成為研究熱點[1-10]。被譽為“牧草之王”的苜蓿中含有豐富的膳食纖維，是提取膳食纖維的優(yōu)質原料[11-12]。我國在苜蓿膳食纖維提取方面的相關研究主要集中在提取方法方面。為了獲得有效成分較高的膳食纖維，必須分離去除原料中的蛋白質、脂肪等成分，通常利用有機溶劑（如乙酸乙酯）浸提法脫脂 [13-17]，但脫脂處理對原料中膳食纖維含量及其提取效果的影響研究鮮有報道。苜蓿生物量和粗纖維含量隨生長時間延長而增加[12]，本研究選擇纖維含量較高的初花期和結莢期苜蓿草粉為材料，研究脫脂處理對苜蓿膳食纖維含量、構成及其提取得率的影響，以期為該方法在苜蓿膳食纖維提取原料前處理中的合理應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

3年生初花期和結莢期紫花苜蓿，來源于中國農(nóng)科院畜牧與獸藥研究所大洼山林場苜蓿種植基地。

1.2 主要試劑與標準物質

1.2.1 試劑 MES[2-（N-嗎啉代）乙烷磺酸]，美國Amresco公司;TRIS[三羥基甲基氨基甲烷]，美國Sigma公司;耐熱型α-淀粉酶、蛋白酶k、糖化酶，北京索萊寶科技有限公司;乙酸乙酯、無水乙醇、濃鹽酸、乙酸、氫氧化鈉、丙酮均為分析純，天津市百世化工有限公司;硅藻土;蒸餾水。

1.2.2 標準物質 《BCR-383四季豆-主要營養(yǎng)元素，氮，鉀，膳食纖維，灰分，鈉》，比利時。

1.3 儀器設備

Kjeltec 8200半自動定氮儀，丹麥福斯公司;型數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋，上海柏欣儀器設備廠;PHS-3C精密PH酸度計，上海雷磁儀器廠;SRJX-4-13馬福爐，上海實驗電爐廠;RE52A旋轉蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠;ZBY149-83電熱恒溫干燥箱，上海躍進醫(yī)療器械廠。

1.4 試驗方法

1.4.1 樣品預處理 苜蓿鮮草—整理（除雜）—清洗—晾干—粉碎—過篩（40目）—自封袋避光保存。

1.4.2 脫脂樣品制備 在常溫下，用4倍于苜蓿草粉體積的乙酸乙酯浸泡干燥的實驗樣品3 h，用蒸餾水清洗殘留的有機溶劑至樣品無味。將樣品置于105℃烘箱烘至恒質量得脫脂樣品。

1.4.3 膳食纖維制備工藝流程 SDF：苜蓿草粉→稱重→水浴→過濾→濾液→旋蒸濃縮→醇沉→干燥→粉碎過篩→成品;IDF：提取SDF后的濾渣→堿液浸提→調節(jié)pH值→酶解→洗滌→脫水→干燥→粉碎→成品。

1.5 測定方法

1.5.1 基本成分的測定 水分測定參照 GB5009.3—2016 直接干燥法[18]進行;蛋白質測定參照GB5009.5—2016凱氏定氮法[19]進行;灰分測定參照GB5009.4—2016灼燒法[20]進行;脂肪測定參照GB5009.6—2016索氏抽提法[21]進行。

1.5.2 活性成分的測定 膳食纖維測定參照GB5009.88—2014酶重量法[22]進行，采用標準物質進行檢測質量控制。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010 進行數(shù)據(jù)處理和t檢驗，t>t0.01表示差異極顯著、t>t0.05表示差異顯著、t<t0.05表示差異不顯著。

2 結果與分析

2.1 脫脂對苜蓿膳食纖維含量及構成的影響

2.1.1 脫脂對苜蓿草粉膳食纖維含量的影響 脫脂可大幅度提高苜蓿草粉中總膳食纖維（TDF）和IDF含量，降低SDF含量。經(jīng)測定，初花期和結莢期苜蓿草粉中，TDF含量分別為50.23%、57.42%，脫脂后TDF含量分別提高至76.56%、76.92%，提高了52.72%、33.96%;IDF含量分別為45.16%、53.30%，脫脂后IDF含量分別提高至72.88%、73.62%，提高了61.38%和38.12%。苜蓿草粉中TDF和IDF含量均為初花期<結莢期，經(jīng)脫脂處理后，TDF和IDF在不同生長期草粉中的含量趨于一致。草粉中SDF含量低，在脫脂過程中，因多次洗滌造成SDF大量流失，使初花期和結莢期草粉中SDF分別降低至2.54%、0.76%。（圖1）。

2.1.2 脫脂對苜蓿膳食纖維構成的影響 苜蓿總膳食纖維TDF包括IDF和SDF，不同生長期各組分比例不同，IDF為主要構成成分，占TDF的90%以上;脫脂可提高IDF在TDF中的占比，使初花期和結莢期IDF含量占TDF的比例分別由90.09%、92.82%提高至95.19%、95.71%，而使SDF占比下降（圖2）。

2.1.3 脫脂影響苜蓿膳食纖維含量的原因探討 脫脂可大幅度提高苜蓿草粉TDF和IDF含量，并使初花期和結莢期苜蓿草粉中IDF在TDF中占比分別提高5.11%、2.89%，其原因可能是脫脂過程中蛋白質和灰分含量的大幅降低。IDF是苜蓿膳食纖維的主要構成成分，而粗蛋白和灰分是影響IDF含量的主要因素，其含量越低、膳食纖維含量越高[22]。苜蓿葉片中蛋白質、灰分和SDF等含量均高于莖稈[23-24]，脫脂過程中的多次洗滌，使以苜蓿葉片為主的草粉細末大量流失，草粉中蛋白質、灰分和SDF也隨之流失。因SDF在TDF中所占比例很低，雖然在脫脂過程中SDF流失嚴重、含量下降，但對TDF含量的影響較小。經(jīng)測定，脫脂后，初花期和結莢期苜蓿草粉中粗脂肪含量分別由1.33%、1.28%降低至0.52%、0.60%，同時，蛋白質含量分別下降47.79%、37.03%，灰分含量分別下降37.57%、39.16%。因此，脫脂過程中，蛋白質和灰分含量的降低導致了IDF含量的提高，進而提高了TDF含量。

2.2 脫脂對苜蓿草粉中膳食纖維提取得率的影響

2.2.1 脫脂對IDF提取得率的影響 脫脂可顯著提高不同生長期苜蓿IDF的提取得率（圖3）。脫脂后，初花期和結莢期草粉中IDF提取得率分別由36.20%、48.52%提高至61.52%

2.2.2 脫脂對SDF提取得率的影響 苜蓿草粉脫脂過程中，SDF的大量流失造成SDF含量降低，導致SDF提取得率大幅下降（圖4），初花期和結莢期草粉中SDF提取得率分別下降92.68%、92.29%，差異極顯著（t>t0.01），降低幅度初花期和結莢期基本一致。

3 結論

苜蓿膳食纖維以IDF為主，開花后的苜蓿草粉中IDF含量占TDF的90%以上。對苜蓿草粉進行脫脂處理可大幅提高IDF含量，使初花期和結莢期苜蓿草粉中IDF含量分別達72.88%、73.62%，比脫脂前分別提高61.38%、38.12%;同時，也使IDF在TDF中的占比分別由90.09%、92.82%提高至95.19%、95.71%。脫脂過程中，以苜蓿葉片為主的草粉細末流失和蛋白質、灰分的大幅下降是導致IDF提高的主要原因。脫脂可顯著提高不同生長期苜蓿IDF的提取得率，使初花期和結莢期草粉中IDF提取得率達61.52%和72.11%，比脫脂前提高69.94%和48.62%。同時，由于脫脂過程中SDF的流失導致初花期和結莢期草粉SDF提取得率下降92.68%和92.29%。因此，脫脂方法適用于結莢期苜蓿IDF提取原料的前處理，但不適于苜蓿SDF的提取。這與于安芬等從脫脂對苜蓿草粉及其IDF提取物特性影響角度開展的研究結果一致[25]?！?/p>

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Effects of Defatting on Alfalfa Dietary Fiber Content and Extractive Rate in Different Growth Stages

YU An-fen，XU Wen-yan，LI Rui-qin，XU Mei-rong

（Animal Husbandy，Pasture and Green Agricultural Institute of Gansu Academy of Agricultural Sciences / Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology of Gansu Academy of Agricultural Sciences / Quality and Safety Risk Assessment Laboratory for Agro-products of Ministry of Agriculture and Rural Affairs （Lanzhou），Lanzhou 7300070，China）

Abstract：Objective To study the effect of defatting on the content，composition and extractive rate of alfalfa dietary fiber，and to provide scientific basis for the reasonable application of defatting in alfalfa dietary fiber extraction.Method The changes of dietary fiber content，composition and extraction yield of alfalfa meal before and after defatting were studied with alfalfa meal at initial flowering and pod setting stages as raw materials.Result Water insoluble dietary fiber （IDF）was the main dietary fiber in alfalfa.After flowering，the content of IDF in alfalfa accounted for more than 90% of total dietary fiber （TDF）.After defatting，the content of IDF in alfalfa meal at initial flowering stage and podding stage reached 72.88% and 73.62% respectively，which was 61.38% and 38.12% higher than that before degreasing.The proportion of IDF in TDF increased from 90.09% and 92.82% up to 95.19% and 95.71% respectively.The extraction yield of IDF was 61.52% and 72.11% respectively，which was 69.94% and 48.62% higher than that before degreasing.In the process of defatting，water soluble dietary fiber （SDF）was seriously lost and its’ content decreased.The extraction yield of SDF decreased by 92.68% and 92.29% at different growth stages.Conclusion The defatting method is suitable for the raw material pretreatment of alfalfa IDF extraction，but it is not suitable for the extraction of alfalfa SDF.

Keywords：defatting;alfalfa meal;dietary fiber;extraction yield