菊花渣提取水不溶性膳食纖維及其性能的測定

劉妍 李曉璐 郭艷峰

摘 要：以菊花殘渣為原料，研究堿液浸提法制備不溶性膳食纖維的工藝流程，考察了料液比、堿液質量濃度、提取溫度及時間對提取率的影響。正交試驗優化出的最優工藝條件為：料液比1∶20、堿液質量濃度20毫克/毫升、水解時間3小時、提取溫度60℃，在此條件下，不溶性膳食纖維的提取率為60.2%。本法對菊花膳食纖維的提取率高，產品色澤好，性能好，可廣泛用于功能食品的開發。

關鍵詞：菊花渣；水不溶性膳食纖維；性能測定

菊花是菊科菊屬多年生宿根草本植物，干燥頭狀花序，味苦、甘，性微寒，具有散風清熱、平肝明目、清熱解毒之功效。菊花既可作為日常生活中泡茶之選，又可作為涼茶主材。菊花渣是菊花的活性成分經提取后剩余的廢棄物，其纖維素、半纖維素等含量較高，可以再生利用，提取其中膳食纖維。膳食纖維指不易被人體消化吸收的，以多糖類為主的大分子物質的總稱，是由纖維素、果膠類物質、半纖維素和糖蛋白等物質組成的聚合體圈。膳食纖維被營養學家稱為繼碳水化合物、蛋白質、脂肪、維生素、礦物質和水之后的“第七營養素”，成為食品領域研究的熱點。膳食纖維可分為不溶性膳食纖維（insoluble dietary fiber，IDF）和可溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）。IDF具持水作用和吸脹作用，攝入后可增加機體飽腹感和消化殘渣的濕潤度，可用于治療肥胖、緩解便秘及相關功能食品的開發。SDF能吸附重金屬、膽汁酸、膽固醇，對治療多種富貴病有重要作用。

本試驗以菊花渣為原料，研究不同工藝條件對菊花渣IDF得率和提取率的影響，并對膳食纖維的性能進行檢測，以期對菊花渣中膳食纖維的提取、膳食纖維功能性食品的開發提供科學依據， 為涼茶中殘渣類物質的廢物利用提供一種新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試材為菊花渣，在廣東省中山市不二碗涼茶店收集菊花渣，烘干粉粹經40目篩而制成。氫氧化鈉、無水乙醇、鹽酸、醋酸、鄰苯二甲醛、硫酸、糠醛、均為國產分析純。膽酸鈉為生化試劑。

1.2 儀器與設備

0.1毫克電子天平（賽多利斯科學儀器（北京）有限公司）、數顯恒溫水浴鍋（常州奧華儀器有限公司）、電爐、離心機（上海安亭科學儀器廠）、循環水式真空泵（臨海市譚氏真空設備有限公司）、鼓風電熱恒溫干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司）、精密酸度計（上海盛磁儀器有限公司）、磁力加熱攪拌器電爐（金華市科析儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 IDF的制備 取一定量的菊花粉末，水洗2～3次后擠干水分，樣品用水浸泡30分鐘，然后用40℃溫水洗滌（除去可溶性糖分）；加入一定體積（料液比：1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30）的NaOH溶液（濃度5、10、20、30、40毫克/毫升），在一定溫度下（50、60、70、80、90℃）水解一段時間（1、1.5、2、2.5、3小時）。然后進行固液分離，濾渣水洗至中性，干燥，得水不溶性膳食纖維。

1.3.2 水不溶性膳食纖維持水性的測定 參照雷登鳳等對不溶性膳食纖維性能測定方法對菊花的不溶性膳食纖維進行性能測定：準確稱取0.5000克過40目篩的膳食纖維，在25℃下用蒸餾水飽和2小時，濾紙上瀝干到不滴水，將結合了水的膳食纖維移至潔凈表面皿上稱重，換算成每克纖維的持水力。

1.3.3 水不溶性膳食纖維膨脹力的測定 稱取0.5000克膳食纖維放到10毫升的量筒中，讀取干品體積（毫升），然后用蒸餾水浸泡，室溫下放置24小時后，讀取不溶性膳食纖維在量筒中自由膨脹的體積（毫升），換算成每克膳食纖維的膨脹力。

2 結果與分析

2.1 IDF的提取

2.1.1 浸提溫度對IDF提取率的影響 采用料液比1∶10、5毫克/毫升NaOH溶液作為浸提溶液，于50～90℃條件下浸提1小時，試驗結果如表1所示。隨著溫度的上升，菊花膳食纖維的提取率先升高后下降。70℃時提取率最高，故選取60、70、80℃為正交試驗的三個水平。

2.1.2 堿液濃度對IDF提取率的影響 采用不同濃度的NaOH溶液，按料液比1∶10，70℃下浸提1小時，試驗結果如表2所示。菊花膳食纖維提取率隨堿液濃度的增加先上升后下降。20毫克/毫升時提取率最大為52.6%，故選取10、20、30毫克/毫升3個濃度為正交試驗的三個水平。

2.1.3 料液比對IDF提取率的影響 采用不同的料液比于堿液濃度20毫克/毫升、70℃下浸提1小時，實驗結果如表3所示。菊花在料液比為1∶20時的提取率較高，料液比再增高，提取率反而下降，故選1∶15、1∶20、1∶25作為優化實驗的三個水平。

2.1.4 水解時間對IDF提取率的影響 采用不同的水解時間，于料液比1∶20、20毫克/毫升、70℃下浸，試驗結果如表4所示。菊花膳食纖維提取率隨著水解時間延長而增加，但考慮水解時間過長會影響膳食纖維的性能，圖本試驗選取水解時間2.0、2.5、3.0小時為優化實驗的三個水平。

2.2 正交試驗結果

以上的單因素試驗結果表明，料液比、濃度、時間、溫度是影響水不溶性膳食纖維提取率的主要因素。因此采用L9 （34）正交表進行參數優化試驗，因素水平設定如下：料液比（1∶15、1∶20、1∶25毫升）、堿液濃度（10、20、30毫克/毫升）、水解時間（2.0、2.5、3.0小時）、溫度（60、70、80℃）。試驗結果如表5所示。

從表5可以看出，對菊花渣膳食纖維提取率影響最大的因素是料液比，其次是水解時間和溫度，堿液濃度對提取率的影響最小，即A>C>D>B。最佳的提取條件為：料液比1∶20、堿液濃度20毫克/毫升、水解時間3小時、浸提溫度60℃，即A2B2C3D1。在此條件下，不溶性膳食纖維的提取率為60.2%。

2.3 不溶性膳食纖維性能檢測

對菊花的不溶性膳食纖維持水力及膨脹力檢測結果顯示，持水力為6.12克/克，膨脹力為15.27毫升/克。

3 結論

本實驗方法提取菊花不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維的最優條件為：料液比1∶20、堿液濃度20毫克/毫升、水解時間3小時、提取溫度60℃，在此條件下，不溶性膳食纖維的提取率為60.2%。提取得到的夏枯草不溶性膳食纖維的持水力為6.12克/克，膨脹力為15.27毫升/克。提取得到的菊花不溶性膳食纖維，色澤良好，可廣泛用于食品加工生產中。從菊花渣中提取膳食纖維，可增加其綜合利用途徑，提高菊花的使用價值，促進規模化種植，提高種植業與加工業的社會、經濟和生態效益，促進地方農業和農村經濟的發展。

（責任編輯 李 薇）