張 茜 楊 莉 劉 毅

(1.南昌航空大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院；2.南昌航空大學(xué) 航空制造工程學(xué)院，江西 南昌 330063)

膳食纖維是指難以被哺乳動(dòng)物細(xì)胞胞內(nèi)酶分解的成分的總稱，根據(jù)其溶解性的不同，可以將其分為水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維兩大類。膳食纖維雖不具有營養(yǎng)價(jià)值，但與人體的營養(yǎng)和疾病有著密切的關(guān)系，能預(yù)防和治療諸如直腸癌、糖尿病、痔瘡等疾病，引起各國營養(yǎng)學(xué)家的關(guān)注，并被稱為繼淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)和水之后的“第七營養(yǎng)素”。

我國膳食纖維的研究和開發(fā)相對(duì)國外而言起步較晚，但近幾年發(fā)展較快，已從多種原料中制得膳食纖維。本文針對(duì)市場(chǎng)上常見的幾種果皮分別分析了水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維的含量[1，2]，為從果皮中提取膳食纖維奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料與儀器

1.1 材料

原料：市售香蕉、橘子、花生、荔枝等，削皮剝殼待用。

試劑：無水乙醇、氫氧化鈉、鹽酸、無水乙醚、酚酞指示劑、甲基紅指示劑、甲醛、葡萄糖等。

1.2 儀器

電子天平、高速萬能粉碎機(jī)、恒溫水浴箱、烘箱、六聯(lián)動(dòng)攪拌機(jī)。

2 試驗(yàn)方法

2.1 果皮的制備

將果皮果殼洗凈晾干，于105±5℃下烘干2h，取出放置在室溫直到自然冷卻，粉碎，得到實(shí)驗(yàn)樣品。

2.2 水溶性膳食纖維的制備

稱取5g樣品，加入一定體積的水，并且調(diào)節(jié)pH值，水浴加熱提取一定時(shí)間過濾，濾液以2倍體積的無水乙醇處理，靜置30min，抽濾，將濾渣置于100℃烘箱中烘干至恒重，計(jì)算產(chǎn)率。

2.3 水不溶性膳食纖維的制備

將提取水溶性膳食纖維后的濾渣置于燒杯中，以pH為13的NaOH溶液浸泡1h，紗布過濾，流動(dòng)水反復(fù)漂洗至中性，再用pH為2的鹽酸于60℃水浴中提取2h，漂洗至中性后，過濾，烘干，得水不溶性膳食纖維，稱重，計(jì)算產(chǎn)率。

2.4 水不溶性膳食功能特性分析

2.4.1 持水性的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取1g的膳食纖維，置于100ml燒杯中，加水75ml，25℃下攪拌24h，甩干水分，稱重，按下式計(jì)算持水性。

持水性=(m2-m1)/m1

式中：m1-干樣品質(zhì)量；m2-濕樣品質(zhì)量。

2.4.2 溶脹性的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取0.1g的膳食纖維，置于10ml量筒中，讀取膳食纖維體積后，準(zhǔn)確移取5ml水加入其中，振蕩均勻后室溫25℃下放置24h，讀取膳食纖維的體積，按下式計(jì)算溶脹性。

溶脹性=(V2-V1)/m1

式中：V1-溶脹前纖維體積，ml；m1-干樣品質(zhì)量，g；V2-溶脹后纖維體積，ml。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 水溶性膳食纖維提取實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)針對(duì)4種果皮果殼分別測(cè)定了水溶性膳食纖維產(chǎn)率、水不溶性膳食纖維產(chǎn)率、持水性和溶脹性，其中水溶性膳食纖維最佳制備工藝由四因素三水平法確定，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 4種果皮果殼水溶性膳食纖維提取實(shí)驗(yàn)結(jié)果一覽表

由表1可見，不同的果皮果殼在提取水溶性膳食纖維時(shí)具有相似的規(guī)律，最佳實(shí)驗(yàn)條件是pH=7即中性水溶液、提取溫度為100℃、料液比為1：20、提取時(shí)間30min，而提取率最低時(shí)實(shí)驗(yàn)條件是pH=4即酸性水溶液、提取溫度為100℃、料液比為1：25、提取時(shí)間20min，可以看出提取率主要受酸堿度的影響，中性水溶液不會(huì)破壞水溶性膳食纖維的結(jié)構(gòu)，而其他酸堿性環(huán)境均對(duì)水溶性膳食纖維有一定程度的破壞，導(dǎo)致提取率下降。另外，還可看出提取溫度高，有利于水溶性膳食纖維的溶解。

根據(jù)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，水溶性膳食纖維可以補(bǔ)充人體所需的水溶性膳食纖維素。進(jìn)入人體消化系統(tǒng)后，產(chǎn)生特殊的生理代謝功能，從而防治便秘、脂肪沉積。由于離子交換和膠體的形成作用，減少對(duì)有毒及致癌物質(zhì)的吸收，又可調(diào)節(jié)膽固醇水平，降低腸內(nèi)葡萄糖、苷酸酶活性，排除血管硬化誘因等等。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，花生殼中可以提取出較多的水溶性膳食纖維，可以有效利用花生殼這種固體廢物，使其成為人類的身體保健品。

3.2 水不溶性膳食纖維提取及性能測(cè)定

在最佳實(shí)驗(yàn)條件下提取出水溶性膳食纖維后，繼續(xù)提取水不溶性膳食纖維并且測(cè)定持水性和溶脹性，結(jié)果如表2所示。

不同的果皮水不溶性膳食纖維含量有較大差異，花生殼提取的水不溶性膳食纖維含量最高，但是持水性和溶脹性都最低，香蕉皮正好相反，提取的水不溶性膳食纖維含量最低，但是持水性和溶脹性最高，可見隨著果皮果殼的類型不同，水不溶性膳食纖維有很大的差異。

不溶性膳食纖維主要包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等，它的作用是預(yù)防便秘和肥胖。它在人體內(nèi)的主要作用是填充胃腸腔，刺激腸壁蠕動(dòng)，使糞便多水、疏松、增加容量，這些重要功能可以加速體內(nèi)垃圾(各種內(nèi)源性和外源性毒素)的排泄，從而預(yù)防多種疾病，養(yǎng)顏防老。花生殼中水不溶性膳食纖維含量雖高，持水性和溶脹性卻較差，因此綜合考慮提取率和效果，橘子皮提取的水不溶性膳食纖維最為理想。

4 結(jié)論

(1)選擇橘子皮、花生殼、香蕉皮、荔枝皮為原料提取其中的水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維，并且測(cè)定了后者的持水性和溶脹性。

(2)提取水溶性膳食纖維最佳實(shí)驗(yàn)條件是pH=7、提取溫度為100℃、料液比為1：20、提取時(shí)間30min，花生殼水溶性膳食纖維產(chǎn)率最高，達(dá)到3.43%。

(3)橘子皮提取的水不溶性膳食纖維產(chǎn)率(38.23%)、持水性(4.35g/g)和溶脹性(1.12ml/g)均適中，是比較理想的原料。

[1]曾慶梅，楊毅，殷允旭，等。梨渣水不溶性膳食纖維的提取工藝研究[J].食品科學(xué)，2008，29(8)：275-278.

[2]朱良，胡振華.醬油渣水不溶性膳食纖維提取工藝研究[J].糧食與油脂，2010：6：20-22.