葡萄皮可溶性膳食纤维饮料的研制

2013-07-27

食品研究与开发 2013年8期

（河北科技师范学院食品科技学院，河北昌黎 066600）

随着人们对膳食纤维了解的深入，它已被列为第七大营养素。膳食纤维（DF）分为水溶性膳食纤维（SDF）和水不溶性膳食纤维（IDF）。水溶性膳食纤维是一类在人体内难以被酶解消化的高分子多糖，具有防止胆结石、排除体内有害金属离子、防止糖尿病、降低血清及胆固醇、防止高血压和心脏病等作用[1]，是一类较理想的功能性食品原料。

葡萄皮渣中总膳食纤维（TDF）含量较高，占皮渣干质量的75%，可溶性膳食纤维（SDF）含量占TDF的15%[2]。随着葡萄酒产业的迅猛发展，出现了大量的葡萄皮渣。开发葡萄皮膳食纤维饮料，对于葡萄皮的综合利用具有重要意义。本文以葡萄葡萄皮为原料，在酸性条件下水解提取葡萄皮中的膳食纤维，再加以科学调配，研制出一种葡萄皮膳食纤维饮料。

1 材料与方法

1.1 材料

葡萄皮：华夏葡萄酿酒有限公司提供；玫瑰花：市售；木糖醇、柠檬酸为食品级。

1.2 仪器与设备

VIS-723分光光度计：上海精密科学仪器有限公司分光仪器总厂；JA2003型电子天平：北京赛多利斯电子天平有限公司；HH-S恒温水浴锅：上海医疗器械五厂；pHS-3C型酸度计：萧山市鑫龙医疗仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

葡萄皮→粉碎→酸水解提取→过滤→调配→杀菌→冷却→灌装→成品

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 原料处理

选用酿酒后分离的葡萄皮渣，分离除去果梗和葡萄籽，干燥粉碎过40目筛。

1.3.2.2 酸液水解

利用原果胶在高温酸性条件下可发生水解而变成水溶性果胶的性质，将葡萄粉末按1∶25的料液比加入水，用柠檬酸调整pH为2，加热至70℃保温水解2 h，使原果胶变为水溶性果胶溶于水中，趁热用尼龙布（100目）过滤，得到水溶性果胶提取液。

1.3.2.3 饮料的调配

在葡萄皮浸提液中加入15%的玫瑰花浸提液、3%的西瓜汁、15%的木糖醇。

1.3.2.4 杀菌灌装

将配好的饮料经杀菌后冷却成成品。

1.4 试验设计

1.4.1 葡萄皮水溶性膳食纤维的提取

考虑到饮料生产的试际需要，采用柠檬酸水溶液对葡萄皮进行浸提。分别对料液比、提取温度、pH、提取时间进行单因素试验，在单因素试验的基础上进行正交优化试验，以确定葡萄皮中SDF的最佳浸提条件。

1.4.2 产品配方的确定

为改善产品的香气和口感，在原有葡萄皮提取液基础上，以玫瑰花浸提液、西瓜汁、木糖醇添加量为因素，采用L9（34）正交表进行试验，以产品感官评分为指标，确定产品的优化配方。

1.4.3 测定方法

1.4.3.1 SDF提取率

称取5.00 g葡萄皮，在一定条件下处理后过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/3后，加入4倍体积的95%乙醇沉淀，抽滤，沉淀用无水乙醇反复洗涤至中性，干燥得到产品，并测定SDF提取率[3]。

提取率=产品的质量/试验前样品的质量×100%

1..4.3.2 感官评定

分色泽、香气和风味三方面进行打分，满分为30分[4]。

2 结果与分析

2.1 葡萄皮中水溶性膳食纤维的提取

2.1.1 料液比对水溶性膳食纤维提取率的影响

称取5 g粉碎过40目筛的葡萄皮粉末5份，按料液比 1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（g/mL）加入 pH 为4柠檬酸溶液，在80℃的水浴中浸提2 h，过滤后测定水溶性膳食纤维的含量，计算提取率，见图1。

图1 料液比对水溶性膳食纤维提取率的影响Fig.1 Effect of Liquid-to-solid ratio on the extraction rate of SDF

由图1所示，随着料液比的增大，葡萄皮中SDF提取率也随之增加，当料液比达到1∶25（g/mL）时，提取率达到饱和，初步确定料液比为1∶25（g/mL）。

2.1.2 温度对水溶性膳食纤维提取率的影响

称取5 g粉碎过40目筛的葡萄皮粉末5份，按1∶25（g/mL）的料液比加入pH为4的柠檬酸液，分别在 60、70、80、90、100 ℃的水浴中浸提 2 h，过滤测定水溶性膳食纤维含量，计算提取率，见图2。

由图2可知，浸提温度从6 0℃上升到80℃，葡萄皮SDF的提取率直线增长，80℃时达到最高点，随着浸提温度的继续升高，SDF提取率稍有下降。这是由于果胶是一种高分子有机物，耐热性较差，温度过高会引起果胶结构的破坏[5]，故确定最佳提取温度为80℃。

图2 温度对水溶性膳食纤维提取率的影响Fig.2 Effect of temperature on the extraction rate of SDF

2.1.3 pH对水溶性膳食纤维提取率的影响

称取5 g粉碎过40目筛的葡萄皮粉末5份，按1∶25（g/mL）的料液比，依次加入 pH 为 1、2、3、4、5 的柠檬酸溶液，在80℃水浴条件下浸提2 h，过滤后测定水溶性膳食纤维的含量，计算提取率，见图3。

图3 pH对水溶性膳食纤维提取率的影响Fig.3 Effect of pH on the extraction rate of SDF

由图3可见，pH在1～3时，随着pH的增加，SDF提取率也随之增加，pH大于3以后，提取率直线下降。原因在于原果胶的水解受pH影响较大，pH过低，原果胶水解过快，并使果胶水解成果胶酸，使提取率下降；pH过高，原果胶水解程度减小，SDF提取率明显下降[6]。初步确定浸提液pH为3。

2.1.4 提取时间对水溶性膳食纤维提取率的影响

称取5 g粉碎过40目筛的葡萄皮粉末5份，按1∶25（g/mL）的料液比加入pH为3的柠檬酸溶液，在80 ℃水浴锅中分别浸提 1、2、3、4、5 h，过滤后测定水溶性膳食纤维含量，计算提取率[7]，见图4。

由图4可见，提取时间在2 h时，SDF提取率最高，超过2 h以后随着提取时间的延长，提取率呈下降趋势。

2.1.5 正交优化试验

正交试验结果与试验分析，见表1。

图4 时间对水溶性膳食纤维提取率的影响Fig.4 Effect of extraction time on the extraction rate of SDF

表1 正交试验结果与试验分析Table 1 Orthogonal test results and analysisa

由表1结果可得出，影响葡萄皮SDF提取率的因素大小为pH＞料液比＞提取时间＞提取温度，即pH高低对浸提液SDF提取率影响最大，其次为料液比的影响，浸提时间和温度影响较小。最佳组合为A2B1C1D2，即料液比为 1∶25（g/mL），温度为 70℃，pH 为 2，时间2 h，可溶性膳食纤维提取率为12.52%。