柚子皮中膳食纤维的提取条件研究

徐坤范 乔凤霞 王家栋

摘要 以柚子皮为研究对象，采用单因素试验法研究浸泡温度、浸泡时间、料液比和NaOH浓度对膳食纤维提取率的影响。以正交试验来优化柚子皮膳食纤维最佳提取条件。结果表明，柚子皮膳食纤维最佳的提取条件是浸泡温度45 ℃、浸泡时间70 min、料液比1∶8（g/mL）、NaOH浓度0.4 mol/L，以此获得的最大膳食纤维提取率为48.93%，且膳食纤维膨胀力为2.72 mL/g。

关键词 柚子皮；膳食纤维；提取率；膨胀力

中图分类号 TS255.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）22-0254-01

膳食纤维是人体所需七大营养素之一[1]，具有多种生理功能[2-3]。大量营养学家指出，人体每餐食用纤维最佳摄入量为40 g。柚子口感酸爽，营养丰富，深受广大消费者喜爱。柚子皮，也被称为文旦，外表厚实，含有丰富的膳食纤维。相关研究指出，柚子皮中的膳食纤维含量高达30%，且品质高、口感佳，可直接食用，用于补充膳食纤维[4-5]。同时，柚子皮中还包含了其他有利于人体健康的成分。因此，提取柚子皮中的膳食纤维，市场前景广阔[6]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试材。市售新鲜柚子，外表无损伤；选择未腐烂、新鲜的柚子皮为本试验研究材料。

1.1.2 仪器与试剂。试验仪器为TDL-5低速离心机、6202高速粉碎机、C21-RK2117电磁炉、GZX-GFC.101-3-BS电热恒温鼓风干燥箱、HH-4恒温水浴锅、FA124电子天平等。试验试剂为盐酸、氢氧化钠、石油醚等。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程。柚子皮去除表面的黄皮→沸水浴加热→105 ℃下干燥→石油醚浸泡脱脂→平铺晾干→105 ℃下干燥→粉碎机粉碎过筛→加入碱液→水浴加热→离心取下层浊液→105 ℃下干燥→研磨→获取膳食纤维。

1.2.2 操作方法。将0.5 g柚子皮粉末置入离心管中，并配制好0.3 mol/L盐酸溶液[料液比例1.5∶13.5（g/mL）]，将其一并倒入离心管中，置于85 ℃恒温水浴锅中加热，加热时间控制在135 min内。注意加热过程中应盖好离心管盖子，避免大量水分蒸发。加热结束后，参照料液比例加入一定量的NaOH溶液，并保持恒定的水浴温度，取出冷却至室温即可，然后于4 000 r/min条件下离心10 min，完成后将浊液取出，并将其放入到恒温干燥箱（温度105 ℃）中干燥，直到长时间保持恒定重量后再将产品取出，最后研磨得粉末状膳食纤维。将所称0.5 g的膳食纤维置于装有5 mL蒸馏水的小量筒中，并记录此时量筒读数，在室温环境中浸泡1 d后再记录量筒读数。

2 结果与分析

2.1 NaOH浓度对膳食纤维提取率的影响

以0.500 0 g酸浸后的样品为基准，料液比为1∶10（g/mL），反应时间控制为100 min，浸泡温度控制在50 ℃，选择0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mol/L NaOH溶液开展试验。结果表明，当料液比、反应时间、浸泡温度相同时，NaOH溶液浓度在0.2～0.4 mol/L范围内，随着浓度增大，膳食纤维提取率越高。当NaOH浓度为0.4 mol/L时，膳食纤维提取率达到最大值，继续提高浓度时其提取率则不断降低。因此，0.4 mol/L NaOH是提取膳食纤维的最佳浓度。

2.2 反应时间对膳食纤维提取率的影响

以0.500 0 g酸浸后的样品为基准，料液比为1∶10（g/mL），NaOH浓度控制在0.4 mol/L，浸泡温度控制在50 ℃，分别设定50、70、90、110、130 min浸泡时间进行试验。结果表明，當其他条件保持一致时，在50～70 min范围内，随着浸泡时间增长，膳食纤维提取率越大。当浸泡时间为70 min时其提取率最大，再延长浸泡时间，提取率则有所下降。因此，70 min是最合理的浸泡时间。

2.3 料液比对膳食纤维提取率的影响

以0.500 0 g酸浸后的样品为基准，NaOH浓度控制在0.4 mol/L，浸泡温度控制在50 ℃，反应时间控制在70 min，分别设定1∶6、1∶8、1∶10、1∶12和1∶14的料液比进行试验。结果表明，在1∶6～8范围内，随着料液比例不断提高，膳食纤维提取率越大。当比例达到1∶8时其提取率最高，继续增加比例，膳食纤维提取率则不断降低，这主要是水解作用的影响。因此，最佳料液比是1∶8（g/mL）。

2.4 温度对膳食纤维提取率的影响

以0.500 0 g酸浸以后的样品为基准，料液比控制在1∶10（g/mL）、NaOH浓度控制在0.4 mol/L、反应时间控制在70 min，将浸泡温度分别设置为35、45、55、65和75 ℃进行试验。结果表明，在35～45 ℃范围内，随着温度的上升，膳食纤维提取率越大。当浸泡温度为45 ℃时，膳食纤维提取率最大，随温度继续提高，其提取率则不断降低。因此，最佳浸泡温度为45 ℃。

2.5 膳食纤维的膨胀力

通过试验计算得出，柚子皮膳食纤维膨胀力为2.72 mL/g。膳食纤维膨胀力能够提高饱腹感，使得人体放缓消化与吸收，因而对于肥胖人群而言，具有膨胀力的膳食纤维有利于减轻体重[7-8]。

3 结论

通过正交试验确定柚子皮膳食纤维的最佳提取条件：浸泡温度45 ℃，浸泡时间70 min，料液比1∶8（g/mL），NaOH浓度0.4 mol/L。在最佳工艺条件下获得最大的膳食纤维提取率为48.93%，膳食纤维膨胀力为2.72 mL/g。本研究为膳食纤维的工业化生产提供了理论基础，具有一定的实践意义。

4 参考文献

[1] 邵明攀，李焱，陶文亮.功能性食品添加剂：膳食纤维[J].中国酿造，2013，32（9）：17-20.

[2] 刘楠，孙永，李月欣，等.膳食纤维的理化性质、生理功能及其应用[J].食品安全质量检测学报，2015，6（10）：3959-3963.

[3] 朱静，蒋金鑫.膳食纤维生理功能的研究进展[J].现代食品，2016（18）：4-6.

[4] 潘雪峰，杨明非，赵长全.柚皮提取膳食纤维[J].东北林业大学学报，2005（02）：110-111.

[5] 梁敏，潘英明，唐明明，等.从柚子皮中提取膳食纤维的研究[J].化工技术与开发，2003（6）：20-22.

[6] 张君.柚子皮中膳食纤维的提取条件研究[J].新农业，2018（11）：4-7.

[7] 李单单，方爱丽，张明玉，等.简谈膳食纤维的生理功能和应用[J].食品工程，2015（1）：20-21.

[8] 赵丽，李倩，朱丹实，等.膳食纤维的研究现状与展望[J].食品与发酵科技，2014，50（5）：76-82.