番木瓜渣中不溶性膳食纖維提取工藝研究

李慧蕓，王思遠，何儒伊，王婧

(陜西學前師范學院 生物科學與技術系，陜西 西安 710100)

番木瓜(Carica Papaya L.)為番木瓜科番木瓜屬植物，是著名的熱帶水果之一，味甘、性平，有健脾胃、助消化、抗腫瘤、穩定血管和毛細血管彈性、降血脂、降血壓、解酒毒等功效，是一種營養豐富、利用價值較高的果中珍品［1］。番木瓜產業規模不斷壯大，加工過程中產生的果渣大多被當作廢棄物丟棄，造成了資源浪費和環境污染。所以，對番木瓜渣進行有效成分的資源化利用，不僅有利于保護環境，更有利于提高番木瓜的附加值。

膳食纖維(DF)是一類在人體內難以被酶解消化的高分子多糖［2-3］，主要由可食性植物細胞壁殘余物及與之締合的相關物質組成的化合物，按照溶解性的不同，可分為水溶性膳食纖維(SDF)和水不溶性膳食纖維(IDF)。水溶性膳食纖維具有降低血清膽固醇水平、降低血糖、預防肥胖、減少和預防有害化學物質對人體的毒害等功效。水不溶性膳食纖維的持水性和溶脹性較高，可以增加糞便的體積，并使之變得柔軟，促進腸道蠕動，從而可以預防便秘和結腸癌等［4-8］。目前，已有多種膳食纖維被商業化開發利用。

本文采用堿法從番木瓜渣中提取水不溶性膳食纖維，探討提取條件對提取率的影響，為解決番木瓜產業發展過程中資源的再利用問題，促進番木瓜資源的健康發展具有重要意義。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

番木瓜(經干燥破碎后得到番木瓜渣);氫氧化鈉、乙酸乙酯、無水乙醇、雙氧水、硫酸等均為分析純。

FW200A 型高速萬能粉碎機;PHS-3C pH 計;JJ300 型電子天平;DK98-IIA 型電熱恒溫水浴鍋;WGL-125B 型數顯電熱鼓風干燥箱;RE-52A 旋轉蒸發儀;TD5A-WS 臺式低速離心機。

1.2 實驗方法

干燥至恒重的番木瓜渣過60 目篩，用85 ～90 ℃的熱水沖洗3 次，除去可溶性糖及部分色素，過濾。按料液比1 ∶18 g/mL 加入1 mol/L H2SO4溶液，調節pH 值為1.5，于85 ℃下水解2 h。趁熱過濾，溫水洗滌至中性。濾渣按料液比加入4%濃度的NaOH 溶液，在20 ℃提取1 h，過濾，用乙醇洗滌，干燥至恒重，即得番木瓜渣水不溶性膳食纖維［9］。計算提取率。

2 結果與討論

2.1 料液比對IDF 提取的影響

稱取2 g 番木瓜渣，NaOH 濃度4%，提取溫度70 ℃，提取時間60 min，料液比對提取番木瓜渣IDF的影響見圖1。

圖1 料液比對IDF 提取率的影響Fig.1 Effects of material ratio on IDF extraction rate

由圖1 可知，提取率隨著料液比的增加而增加，1 ∶20 g/mL 時達最大，＞1 ∶20 g/mL 時，提取率反而下降。因此，料液比以1 ∶20 g/mL 為最佳。

2.2 NaOH 濃度比對IDF 提取的影響

稱取2 g 番木瓜渣，料液比1 ∶16 g/mL，提取溫度70 ℃，提取時間60 min，NaOH 濃度對提取番木瓜渣IDF 的影響見圖2。

圖2 NaOH 濃度對IDF 提取率的影響Fig.2 Effects of NaOH concentration on IDF extraction rate

由圖2 可知，NaOH 濃度4%時，IDF 的提取率最高，NaOH 濃度超過4%時，提取率隨著NaOH 濃度的增加呈降低趨勢。這可能是由于濃度增大，其對氫鍵的破壞作用增強，致使水不溶性膳食纖維產率下降。因此，NaOH 的濃度以4%較適宜。

2.3 浸提時間對IDF 提取的影響

稱取2 g 番木瓜渣，NaOH 濃度4%，料液比1 ∶16 g/mL，提取溫度70 ℃，提取時間對IDF 提取率的影響見圖3。

圖3 提取時間對IDF 提取率的影響Fig.3 Effects of time on IDF extraction rate

由圖3 可知，隨著提取時間的延長，膳食纖維提取率增加;60 min 時達最高;超過60 min 后，提取率呈下降趨勢。因此，選擇提取時間為60 min 較為適宜。

2.4 提取溫度對IDF 提取率的影響

稱取2 g 番木瓜渣，NaOH 濃度4%，料液比1∶16 g/mL，提取時間70 min，提取溫度對提取番木瓜渣中的IDF 的影響見圖4。

圖4 提取溫度對IDF 提取率的影響Fig.4 Effects of temperature on IDF extraction rate

由圖4 可知，隨著提取溫度的升高，IDF 的提取率有所增加，70 ℃時達最大，超過70 ℃后，IDF 提取率反而下降。因此，選擇70 ℃為適宜提取溫度。

2.5 番木瓜渣IDF 提取正交實驗

根據以上單因素實驗結果，設計L9(34)正交實驗，確定番木瓜渣IDF 最佳提取工藝，結果見表1。

表1 L9(34)正交實驗結果表Table 1 Result of L9(34)orthogonal experiment

由表1 可知，影響番木瓜渣IDF 提取率各因素主次順序為C ＞D ＞A ＞B，即提取時間＞提取溫度＞料液比＞NaOH 濃度，最佳提取工藝條件為:A2B2C3D1，即料液比1 ∶20 g/mL，NaOH 濃度4%，提取時間70 min，提取溫度65 ℃。在此工藝條件下，提取率為30.393%。

3 結論

以堿法提取番木瓜果渣IDF 的最佳提取工藝為:料液比1 ∶20 g/mL，NaOH 濃度4%，提取時間70 min，提取溫度65 ℃。該條件下IDF 的提取率為30.393%。

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