番木瓜渣中不溶性膳食纤维提取工艺研究

李慧芸，王思远，何儒伊，王婧

(陕西学前师范学院 生物科学与技术系，陕西 西安 710100)

番木瓜(Carica Papaya L.)为番木瓜科番木瓜属植物，是著名的热带水果之一，味甘、性平，有健脾胃、助消化、抗肿瘤、稳定血管和毛细血管弹性、降血脂、降血压、解酒毒等功效，是一种营养丰富、利用价值较高的果中珍品［1］。番木瓜产业规模不断壮大，加工过程中产生的果渣大多被当作废弃物丢弃，造成了资源浪费和环境污染。所以，对番木瓜渣进行有效成分的资源化利用，不仅有利于保护环境，更有利于提高番木瓜的附加值。

膳食纤维(DF)是一类在人体内难以被酶解消化的高分子多糖［2-3］，主要由可食性植物细胞壁残余物及与之缔合的相关物质组成的化合物，按照溶解性的不同，可分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)。水溶性膳食纤维具有降低血清胆固醇水平、降低血糖、预防肥胖、减少和预防有害化学物质对人体的毒害等功效。水不溶性膳食纤维的持水性和溶胀性较高，可以增加粪便的体积，并使之变得柔软，促进肠道蠕动，从而可以预防便秘和结肠癌等［4-8］。目前，已有多种膳食纤维被商业化开发利用。

本文采用碱法从番木瓜渣中提取水不溶性膳食纤维，探讨提取条件对提取率的影响，为解决番木瓜产业发展过程中资源的再利用问题，促进番木瓜资源的健康发展具有重要意义。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

番木瓜(经干燥破碎后得到番木瓜渣);氢氧化钠、乙酸乙酯、无水乙醇、双氧水、硫酸等均为分析纯。

FW200A 型高速万能粉碎机;PHS-3C pH 计;JJ300 型电子天平;DK98-IIA 型电热恒温水浴锅;WGL-125B 型数显电热鼓风干燥箱;RE-52A 旋转蒸发仪;TD5A-WS 台式低速离心机。

1.2 实验方法

干燥至恒重的番木瓜渣过60 目筛，用85 ～90 ℃的热水冲洗3 次，除去可溶性糖及部分色素，过滤。按料液比1 ∶18 g/mL 加入1 mol/L H2SO4溶液，调节pH 值为1.5，于85 ℃下水解2 h。趁热过滤，温水洗涤至中性。滤渣按料液比加入4%浓度的NaOH 溶液，在20 ℃提取1 h，过滤，用乙醇洗涤，干燥至恒重，即得番木瓜渣水不溶性膳食纤维［9］。计算提取率。

2 结果与讨论

2.1 料液比对IDF 提取的影响

称取2 g 番木瓜渣，NaOH 浓度4%，提取温度70 ℃，提取时间60 min，料液比对提取番木瓜渣IDF的影响见图1。

图1 料液比对IDF 提取率的影响Fig.1 Effects of material ratio on IDF extraction rate

由图1 可知，提取率随着料液比的增加而增加，1 ∶20 g/mL 时达最大，＞1 ∶20 g/mL 时，提取率反而下降。因此，料液比以1 ∶20 g/mL 为最佳。

2.2 NaOH 浓度比对IDF 提取的影响

称取2 g 番木瓜渣，料液比1 ∶16 g/mL，提取温度70 ℃，提取时间60 min，NaOH 浓度对提取番木瓜渣IDF 的影响见图2。

图2 NaOH 浓度对IDF 提取率的影响Fig.2 Effects of NaOH concentration on IDF extraction rate

由图2 可知，NaOH 浓度4%时，IDF 的提取率最高，NaOH 浓度超过4%时，提取率随着NaOH 浓度的增加呈降低趋势。这可能是由于浓度增大，其对氢键的破坏作用增强，致使水不溶性膳食纤维产率下降。因此，NaOH 的浓度以4%较适宜。

2.3 浸提时间对IDF 提取的影响

称取2 g 番木瓜渣，NaOH 浓度4%，料液比1 ∶16 g/mL，提取温度70 ℃，提取时间对IDF 提取率的影响见图3。

图3 提取时间对IDF 提取率的影响Fig.3 Effects of time on IDF extraction rate

由图3 可知，随着提取时间的延长，膳食纤维提取率增加;60 min 时达最高;超过60 min 后，提取率呈下降趋势。因此，选择提取时间为60 min 较为适宜。

2.4 提取温度对IDF 提取率的影响

称取2 g 番木瓜渣，NaOH 浓度4%，料液比1∶16 g/mL，提取时间70 min，提取温度对提取番木瓜渣中的IDF 的影响见图4。

图4 提取温度对IDF 提取率的影响Fig.4 Effects of temperature on IDF extraction rate

由图4 可知，随着提取温度的升高，IDF 的提取率有所增加，70 ℃时达最大，超过70 ℃后，IDF 提取率反而下降。因此，选择70 ℃为适宜提取温度。

2.5 番木瓜渣IDF 提取正交实验

根据以上单因素实验结果，设计L9(34)正交实验，确定番木瓜渣IDF 最佳提取工艺，结果见表1。

表1 L9(34)正交实验结果表Table 1 Result of L9(34)orthogonal experiment

由表1 可知，影响番木瓜渣IDF 提取率各因素主次顺序为C ＞D ＞A ＞B，即提取时间＞提取温度＞料液比＞NaOH 浓度，最佳提取工艺条件为:A2B2C3D1，即料液比1 ∶20 g/mL，NaOH 浓度4%，提取时间70 min，提取温度65 ℃。在此工艺条件下，提取率为30.393%。

3 结论

以碱法提取番木瓜果渣IDF 的最佳提取工艺为:料液比1 ∶20 g/mL，NaOH 浓度4%，提取时间70 min，提取温度65 ℃。该条件下IDF 的提取率为30.393%。

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［7］ Jenkins D J A，Kendall C W，Augustin L S，et al.Viscous and nonviscous fibres，nonabsorbable and low glycaemic index carbohydrates，blood lipids and coronary heart disease［J］.Current Opinion in Lipidology，2000，11(1):49-56.

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