柚子皮中膳食纖維的提取條件研究

徐坤范 喬鳳霞 王家棟

摘要 以柚子皮為研究對象，采用單因素試驗法研究浸泡溫度、浸泡時間、料液比和NaOH濃度對膳食纖維提取率的影響。以正交試驗來優化柚子皮膳食纖維最佳提取條件。結果表明，柚子皮膳食纖維最佳的提取條件是浸泡溫度45 ℃、浸泡時間70 min、料液比1∶8（g/mL）、NaOH濃度0.4 mol/L，以此獲得的最大膳食纖維提取率為48.93%，且膳食纖維膨脹力為2.72 mL/g。

關鍵詞 柚子皮；膳食纖維；提取率；膨脹力

中圖分類號 TS255.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）22-0254-01

膳食纖維是人體所需七大營養素之一[1]，具有多種生理功能[2-3]。大量營養學家指出，人體每餐食用纖維最佳攝入量為40 g。柚子口感酸爽，營養豐富，深受廣大消費者喜愛。柚子皮，也被稱為文旦，外表厚實，含有豐富的膳食纖維。相關研究指出，柚子皮中的膳食纖維含量高達30%，且品質高、口感佳，可直接食用，用于補充膳食纖維[4-5]。同時，柚子皮中還包含了其他有利于人體健康的成分。因此，提取柚子皮中的膳食纖維，市場前景廣闊[6]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試材。市售新鮮柚子，外表無損傷；選擇未腐爛、新鮮的柚子皮為本試驗研究材料。

1.1.2 儀器與試劑。試驗儀器為TDL-5低速離心機、6202高速粉碎機、C21-RK2117電磁爐、GZX-GFC.101-3-BS電熱恒溫鼓風干燥箱、HH-4恒溫水浴鍋、FA124電子天平等。試驗試劑為鹽酸、氫氧化鈉、石油醚等。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程。柚子皮去除表面的黃皮→沸水浴加熱→105 ℃下干燥→石油醚浸泡脫脂→平鋪晾干→105 ℃下干燥→粉碎機粉碎過篩→加入堿液→水浴加熱→離心取下層濁液→105 ℃下干燥→研磨→獲取膳食纖維。

1.2.2 操作方法。將0.5 g柚子皮粉末置入離心管中，并配制好0.3 mol/L鹽酸溶液[料液比例1.5∶13.5（g/mL）]，將其一并倒入離心管中，置于85 ℃恒溫水浴鍋中加熱，加熱時間控制在135 min內。注意加熱過程中應蓋好離心管蓋子，避免大量水分蒸發。加熱結束后，參照料液比例加入一定量的NaOH溶液，并保持恒定的水浴溫度，取出冷卻至室溫即可，然后于4 000 r/min條件下離心10 min，完成后將濁液取出，并將其放入到恒溫干燥箱（溫度105 ℃）中干燥，直到長時間保持恒定重量后再將產品取出，最后研磨得粉末狀膳食纖維。將所稱0.5 g的膳食纖維置于裝有5 mL蒸餾水的小量筒中，并記錄此時量筒讀數，在室溫環境中浸泡1 d后再記錄量筒讀數。

2 結果與分析

2.1 NaOH濃度對膳食纖維提取率的影響

以0.500 0 g酸浸后的樣品為基準，料液比為1∶10（g/mL），反應時間控制為100 min，浸泡溫度控制在50 ℃，選擇0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mol/L NaOH溶液開展試驗。結果表明，當料液比、反應時間、浸泡溫度相同時，NaOH溶液濃度在0.2～0.4 mol/L范圍內，隨著濃度增大，膳食纖維提取率越高。當NaOH濃度為0.4 mol/L時，膳食纖維提取率達到最大值，繼續提高濃度時其提取率則不斷降低。因此，0.4 mol/L NaOH是提取膳食纖維的最佳濃度。

2.2 反應時間對膳食纖維提取率的影響

以0.500 0 g酸浸后的樣品為基準，料液比為1∶10（g/mL），NaOH濃度控制在0.4 mol/L，浸泡溫度控制在50 ℃，分別設定50、70、90、110、130 min浸泡時間進行試驗。結果表明，當其他條件保持一致時，在50～70 min范圍內，隨著浸泡時間增長，膳食纖維提取率越大。當浸泡時間為70 min時其提取率最大，再延長浸泡時間，提取率則有所下降。因此，70 min是最合理的浸泡時間。

2.3 料液比對膳食纖維提取率的影響

以0.500 0 g酸浸后的樣品為基準，NaOH濃度控制在0.4 mol/L，浸泡溫度控制在50 ℃，反應時間控制在70 min，分別設定1∶6、1∶8、1∶10、1∶12和1∶14的料液比進行試驗。結果表明，在1∶6～8范圍內，隨著料液比例不斷提高，膳食纖維提取率越大。當比例達到1∶8時其提取率最高，繼續增加比例，膳食纖維提取率則不斷降低，這主要是水解作用的影響。因此，最佳料液比是1∶8（g/mL）。

2.4 溫度對膳食纖維提取率的影響

以0.500 0 g酸浸以后的樣品為基準，料液比控制在1∶10（g/mL）、NaOH濃度控制在0.4 mol/L、反應時間控制在70 min，將浸泡溫度分別設置為35、45、55、65和75 ℃進行試驗。結果表明，在35～45 ℃范圍內，隨著溫度的上升，膳食纖維提取率越大。當浸泡溫度為45 ℃時，膳食纖維提取率最大，隨溫度繼續提高，其提取率則不斷降低。因此，最佳浸泡溫度為45 ℃。

2.5 膳食纖維的膨脹力

通過試驗計算得出，柚子皮膳食纖維膨脹力為2.72 mL/g。膳食纖維膨脹力能夠提高飽腹感，使得人體放緩消化與吸收，因而對于肥胖人群而言，具有膨脹力的膳食纖維有利于減輕體重[7-8]。

3 結論

通過正交試驗確定柚子皮膳食纖維的最佳提取條件：浸泡溫度45 ℃，浸泡時間70 min，料液比1∶8（g/mL），NaOH濃度0.4 mol/L。在最佳工藝條件下獲得最大的膳食纖維提取率為48.93%，膳食纖維膨脹力為2.72 mL/g。本研究為膳食纖維的工業化生產提供了理論基礎，具有一定的實踐意義。

4 參考文獻

[1] 邵明攀，李焱，陶文亮.功能性食品添加劑：膳食纖維[J].中國釀造，2013，32（9）：17-20.

[2] 劉楠，孫永，李月欣，等.膳食纖維的理化性質、生理功能及其應用[J].食品安全質量檢測學報，2015，6（10）：3959-3963.

[3] 朱靜，蔣金鑫.膳食纖維生理功能的研究進展[J].現代食品，2016（18）：4-6.

[4] 潘雪峰，楊明非，趙長全.柚皮提取膳食纖維[J].東北林業大學學報，2005（02）：110-111.

[5] 梁敏，潘英明，唐明明，等.從柚子皮中提取膳食纖維的研究[J].化工技術與開發，2003（6）：20-22.

[6] 張君.柚子皮中膳食纖維的提取條件研究[J].新農業，2018（11）：4-7.

[7] 李單單，方愛麗，張明玉，等.簡談膳食纖維的生理功能和應用[J].食品工程，2015（1）：20-21.

[8] 趙麗，李倩，朱丹實，等.膳食纖維的研究現狀與展望[J].食品與發酵科技，2014，50（5）：76-82.