杏皮渣膳食纤维理化性质分析及应用研究
分类号：TS255.1 学校代码：10758
密级：公开学号：09020203
硕士学位论文
杏皮渣膳食纤维理化性质分析及应用研究The Research of Physicochemical ProPerty and Application of
Apricot Pomace Dietary Fiber
研究生姓名李梁
导师姓名及职称杨海燕教授
学位门类级别农学硕士
专业名称食品科学
研究方向天然产物的提取与利用
所在学院食品科学与药学学院
新疆·乌鲁木齐
二〇一二年六月
独创性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得新疆农业大学或其他教育单位的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名：时间：年月日
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（保密的学位论文在解密后应遵守此协议）
研究生签名：时间：年月日
导师签名：时间：年月日
本文研究支撑来源是自治区科技攻关项目
“新疆杏子主栽品种品质数据库建立和贮运加工技术开发与示范”的子课题“杏子深加工与综合利用关键技术研究”
（项目编号：200731108）
课题主持人：杨海燕教授
（新疆农业大学）
杏皮渣膳食纤维理化性质分析及应用研究
摘要
杏是新疆特色果品资源之一，加工量大，杏皮渣作为杏加工的副产品，一直被用作饲料或丢弃，没有充分利用，损失严重。
本文针对这一问题，从杏皮渣中提取的杏皮渣膳食纤维，对其理化性质进行了分析研究，并制备杏皮渣膳食纤维固体饮料和杏皮渣膳食纤维片剂，对其配方和工艺进行了筛选优化，从而为工厂对杏皮渣综合利用及杏皮渣膳食纤维固体饮料和杏皮渣膳食纤维片剂的生产提供一定的理论基础。
1.对杏皮渣膳食纤维的基本成分及形态结构进行测定，杏皮渣膳食纤维中水溶性膳食纤维含量为5.47%，水不溶性膳食纤维含量为6
2.94%；L*值大于60，b*值为16，产品偏黄色；扫描电子显微镜观察发现膳食纤维结构是管束状，毛细孔裸露，粉碎使得结构被破坏。
2.试验结果表明，吸水膨胀性、持水力、持油力等理化指标均受粒径、温度、pH值的影响。粒径减小膳食纤维样品持水力、膨胀性、持油力均呈先上升后缓慢减小趋势；温度使得持水力、膨胀性、持油力增加；碱性环境下膳食纤维的持水力、膨胀性、持油力均强于酸性环境。膳食纤维样品对胆固醇的吸附作用和葡萄糖的阻滞系数受产品粒径影响，结果表明，在中性条件下膳食纤维对胆固醇的吸附能力高于酸性条件下的吸附能力，140目膳食纤维粉末具有很强的葡萄糖阻滞能力，可有效延缓和阻滞葡萄糖在胃肠道的吸收。
3.以杏粉和杏皮渣膳食纤维为原料，通过添加增稠剂及风味剂，制得杏膳食纤维的固体饮料。通过单因素试验和正交试验确定最佳配方：杏粉添加量为8g，杏皮渣膳食纤维添加量为2g、粒度为140目，羧甲基纤维素钠添加量为0.3g，黄原胶添加量为0.25g，果胶添加量为0.15g，木糖醇添加量6g，柠檬酸添加量0.08g，食盐添加量0.3g。
4.以杏皮渣膳食纤维为原料添加适宜的辅料制备杏皮渣膳食纤维片，在单因素试验基础上，采用Design expert8.0设计软件，根据Box-Benhnken的中心组合原理设计优化杏皮渣膳食纤维片剂制备的配方条件，得出最佳配方：膳食纤维添加量33.6%、微晶纤维素添加量49.3%、木糖醇添加量8.5%，添加1%硬脂酸镁作为润滑剂，此条件下制得的杏皮渣膳食纤维片剂表面光滑，色泽均匀，有淡淡的凉爽感，不易裂片、碎片。
关键词：杏皮渣；膳食纤维；理化性质；固体饮料；片剂
I
The Research of Physicochemical ProPerty and Application of Apricot
Pomace Dietary Fiber
Abstract
As one of the characteristic fruit in Xinjiang, apricot has been manufactured in a great quantity. In consequence, large number of apricot pomace is produced as by-product during the manufacture process, They have not been used well, instead they turn into animal feeding stuff, that is a tremendous waste.
On account of the above situation, this paper is written to provide theoretical basis for the comprehensive utilization of the apricot pomace, for example, the production of solid drinks of high fiber and dietary fiber tablet. To achieve this goal, methods were used to extract dietary fiber form the apricot pomace, and analysis and studies were undertaken regarding the physicochemical propertie of it, based on which was able to use the apricot pomace produced a high fiber solid drink and dietary fiber tablet. And after further study, the formula was selected and the technics were optimized.
1.Through the mensuration of the basal composition and morphological structure of apricot pomace dietary fiber, the soluble dietary fiber accounts for 5.47%, while insoluble dietary fiber, 6
2.94%. The L*>60, and the b*=16, and the product shows a color of light yellow. The result of scan electron microscope observation is that the structrue of the dirtary fiber is in vasicentric shape with a bared capillary hole.
2.The results show that, water swelling capacity, water holding capacity, oil holding capacity are affected by particle size, temperature, pH value. The particle size decreased ,The water swelling capacity, water holding capacity, oil holding capacity were increased at first and then decreases slowly; Temperature make the water holding capacity, water swelling capacity and oil holding capacity increased;These capacity were better in alkaline environment than acid environment. The particle size effect the capacity of cholesterol absorption and glucose block coefficient,The capacity of cholesterol absorption is better in neutral condition than in acidic condition, 140 heads of dietary fiber powder has a strong ability of glucose dialysis retardation, It can effectively delay in absorption of glucose.
3.Select almond powder and dietary fiber as materials, the mixed solid beverage are made with dietary fiber from apricot pomace. Through the single factor and orthogonal experimental analysis,the formula and
II
using method are finally determined:almond powder is 8g, dietary fiber is 2g, CMC-Na is 0.3g, xanthan gum is 0.25g, pectin is 0.15g, xylitol is 6g,citric acid is 0.08g,salt is 0.3g.
4.The best formula of tablet was determined with Dietary fiber powder,microcrystalline cellulose, xylitol as indePendent variables，Comprehensive index as consideration index in the base of single factor tests.Response Surface Analysis(RSA)was applied to optimize the formula according to the central composite experimental design principles through Design expert8.0. When the Apricot pomace dietary fiber was 33.6%, Microerystalline Cellulose quantity was49.3%, the xylitol quantity was8.5%, the magnesium stearate quantity was1%. At this time, Tablets have smooth surface with refreshing feeling and Uniform colorcan not easily break.
Key words: Apricot pomace; Dietary fiber; physicochemical properties; solid drink; tablet
III
目录
第1章引言 (1)
1.1 膳食纤维概述 (1)
1.1.1 膳食纤维的定义 (1)
1.1.2 膳食纤维的种类 (1)
1.1.3 膳食纤维的测定方法 (2)
1.1.4 膳食纤维的提取方法 (4)
1.1.5 膳食纤维的理化性质 (5)
1.1.6 膳食纤维的生理功能 (6)
1.1.7 膳食纤维的摄入量 (7)
1.1.8 膳食纤维在食品中的应用 (8)
1.2 本课题研究的目的和意义 (9)
1.3 研究内容 (10)
第2章杏皮渣膳食纤维理化性质分析 (11)
2.1 材料 (11)
2.1.1 试验原料 (11)
2.1.2 试验试剂 (11)
2.1.3 仪器设备 (11)
2.2 试验方法 (12)
2.2.1 化学法提取杏皮渣膳食纤维工艺及脱色方法 (12)
2.2.2 膳食纤维基本成分分析 (12)
2.2.3 膳食纤维的形态测定方法 (13)
2.2.4 色彩色差度的测定 (13)
2.2.5 持水力的测定 (13)
2.2.6 膨胀性的测定 (13)
2.2.7 脂肪吸附作用的测定 (13)
2.2.8 胆固醇吸附作用的测定 (14)
2.2.9 葡萄糖阻滞系数的测定 (15)
2.3 结果与分析 (15)
2.3.1 DF的感官及营养成分分析 (15)
2.3.2 杏皮渣膳食纤维形态结构 (16)
2.3.3 色差色度测定结果 (18)
2.3.4 DF持水力的测定结果 (18)
2.3.5 DF膨胀性的测定结果 (20)
2.3.6 DF持油力的测定结果 (22)
2.3.7 DF对胆固醇的吸附作用 (23)
2.3.8 DF对葡萄糖阻滞作用 (24)
2.4 本章小结 (24)
第3章杏皮渣膳食纤维固体饮料的研制 (26)
3.1 材料与方法 (26)
3.1.1 试验原料 (26)
3.1.2 试验试剂 (26)
3.1.3 仪器设备 (27)
I
3.2 试验方法 (27)
3.2.1 杏皮渣膳食纤维固体饮料的制作工艺流程 (27)
3.2.2 杏皮渣膳食纤维固体饮料黏度及静置分层率的测定 (27)
3.2.3 杏皮渣膳食纤维粉添加量及粒径的选择 (27)
3.2.4 复合增稠剂配方的选择 (28)
3.2.5 风味剂配方的确定 (28)
3.2.6 增稠剂配方正交试验设计 (28)
3.2.7 风味剂配方优化试验设计 (28)
3.2.8 产品感官指标及风味评定 (29)
3.3 结果与分析 (29)
3.3.1 杏皮渣膳食纤维添加量对固体饮料的影响 (29)
3.3.2 杏皮渣膳食纤维粒径对固体饮料的稳定性影响 (30)
3.3.3 复合增稠剂配方的确定 (30)
3.3.4 风味剂配方的确定 (33)
3.4 本章小结 (35)
第4章杏皮渣膳食纤维片剂的制备工艺 (36)
4.1 原料与方法 (36)
4.1.1 试验原料 (36)
4.1.2 试验试剂 (36)
4.1.3 仪器设备 (36)
4.2 试验方法 (37)
4.2.1 休止角的测定 (37)
4.2.2 密度的测定 (37)
4.2.3 硬度及脆碎度测定 (38)
4.2.4 吸湿性的测定 (38)
4.2.6 影响膳食纤维片的硬度和脆碎度的单因素试验 (39)
4.2.7 响应面法优化制备杏皮渣膳食纤维片 (39)
4.2.8 最优处方临界相对湿度（CRH）测定 (40)
4.3 结果与分析 (40)
4.3.1 润滑剂筛选结果 (40)
4.3.2 填充剂筛选结果 (41)
4.3.3 不同填充剂对产品硬度及脆碎度的影响 (41)
4.3.4 矫味剂的筛选结果 (42)
4.3.5 辅料的综合筛选结果 (42)
4.3.6 影响膳食纤维片硬度及脆碎度的单因素试验结果 (42)
4.3.7 杏皮渣膳食纤维片制备工艺的优化 (44)
4.3.8最优处方临界相对湿度测定结果 (47)
4.4 结论 (48)
第5章结论与展望 (49)
5.1 结论 (49)
5.2 可能的创新点 (49)
5.3 展望 (50)
参考文献 (51)
致谢 (55)
作者简历 (56)
II
新疆农业大学硕士学位论文
第1章引言
1.1 膳食纤维概述
现代社会由于生活水平提高，饮食结构变化引起的“富贵病”（糖尿病、高血压、肥胖、肠道癌、便秘等）已成为危害人类健康的主要病种[1]，调查研究表明，人们食物中的膳食纤维若不足，易导致以上“富贵病”。膳食纤维作为新型的食品添加辅料与营养素，经欧美、日本等国家多年实践应用，证明其具有降低能量值、增强质感、改善口味等功效[2-3]。因此，膳食纤维对人体健康意义十分重要，营养学家已经将其列为“第七大营养素”[4]。
1.1.1 膳食纤维的定义
自从Hipsley[5]在1953年提出膳食纤维一词后，多年来其定义一直在不断发展和完善。Trowell等人1972年定义膳食纤维为消化酶不能消化的植物细胞壁残余物。此定义范围比较窄，只包括植物成分，尚不包括存在于动物和微生物体内以及人工合成、半合成的膳食纤维。1974年Trowell又把它修正为“抗人体消化酶水解的植物成分”，并于1976年扩大了其所指的范围，将一些“多糖类碳水化合物与木质素”统称为“膳食纤维”（dietary fiber，DF）[6]。
当前世界范围内对膳食纤维的定义差别很大[7-8]，第54届AACC（美国谷物化学家协会）年会上，定义膳食纤维为：“具有抗消化特性且在小肠内不能消化的碳水化合物或其类似物”。2009年国际食品法典委员会给出了膳食纤维的最新定义[9]：“具有10个或以上单体链节的碳水化合物，小肠中不能被消化、吸收，包括一些天然存在于食物中的碳水化合物、以及由食物原料经处理、人工合成的一些碳水化合物。
2005年中国营养学会给出的定义为植物性食物或原料中糖苷健>3、不能被小肠消化和吸收、对人体有健康意义的碳水化合物。目前关于膳食纤维的定义之间仍然存在一定的差别，有待于进一步明确[10]。
1.1.2 膳食纤维的种类
膳食纤维是一种组分非常复杂，根据来源、物理特性、生理功能、分析方法、应用
1
杏皮渣膳食纤维理化性质分析及应用研究
范围以及加工方法等分成不同的类型，但普遍的分类法主要有三种[11-12]。
1.1.
2.1 根据化学组成分类
根据化学组成分类，可将其分为纤维状碳水化合物、基质碳水化合物、填料类物质。
纤维状碳水化合物主要为纤维素，纤维素是由葡萄糖经β-1，4糖苷键连接而成的直链线性多糖[13]。葡萄糖链上由很多羟基、羧基等活性基团，纤维素在吸湿的过程中一些氢键不断被打开，产生许多游离羟基，与水分子形成氢键，即表现为纤维素的强吸水性及结合离子能力。
基质碳水化合物主要为果胶类物质及半纤维素。果胶及果胶类物质具有结合离子的能力，可溶热溶液，在酸性溶液中形成胶态，它们对于维持膳食纤维的结构有重要的作用。果胶在谷物纤维中的含量少，但在豆类及果蔬纤维中的含量较高[14]。
填料类物质主要为木质素，它是由对羟基肉桂醇、芥子醇、松伯醇三种单体组成的大分子化合物[15]。木质素通常被认为是不溶性膳食纤维，不溶于水且不被人体消化。
1.1.
2.2 根据溶解特性分类
水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶消化，可溶于水且其水溶液又能被酒精沉淀的膳食纤维。主要包括存在于水果及植物中的植物胶体，微生物发酵产物黄原胶，以及人工合成的抗性糊精、改性纤维素、合成多糖等。
水不溶性膳食纤维是指既不溶于水又不被人体消化酶消化、吸收的那部分膳食纤维，主要包括纤维素、部分半纤维素、木质素。
1.1.
2.3 根据来源分类
植物来源的有谷物纤维、水果蔬菜纤维及种皮纤维；动物来源的有甲壳素、甲壳质、软骨类、壳聚糖等；海藻多糖类的有来自海带、鹿尾菜、巨藻、泡叶藻、墨角藻等海藻，包括海藻多糖、海藻胶、海藻酸盐等；微生物来源如微生物多糖及黄原胶等；合成半合成类的如葡聚糖、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠盐等。其中植物来源的膳食纤维研究及应用最为广泛[16]。
1.1.3 膳食纤维的测定方法
膳食纤维组分复杂，其分析方法也日益复杂多样化。现在用于膳食纤维检测的方法
2
新疆农业大学硕士学位论文主要有非酶-重量法、酶-重量法、酶-化学法以及现代仪器分析方法[17]。
1.1.3.1 非酶-重量法（洗涤法）
该方法主要包括粗纤维法、中性洗涤纤维法、酸性洗涤纤维法。粗纤维测定法是：采用一定浓度的酸和碱，在一定条件下消煮，利用甲醇等去除可溶性物质，再经高温灼烧后扣除矿物质的量，剩下的残渣即粗纤维。中性洗涤纤维法和酸性洗涤纤维法由Van Soest[18]建立，此法的原理是除掉样品中的糖、淀粉等物质，剩下的残渣即为膳食纤维。此方法测定不可溶性纤维的结果重复性高、适用性广、费用低，其缺点就是无法测定可溶性纤维，而且淀粉不易充分去除，过滤较困难。
1.1.3.2 酶-重量法
酶-重量法是上世纪90年代初发展起来的膳食纤维分析方法，该法不仅可以测定食物中的总膳食纤维含量，还可分别测定SDF与IDF的含量，但不适用含有一些小分子量碳水化合物成分食物的膳食纤维的测定[19]。
1.1.3.3 酶-化学法
最早Southgate在上世纪60年代提出酶-化学法[20]，主要有酶-显色法、酶-气相色谱法、酶-高效液相色谱法。其原理是以测定样品中的非淀粉多糖（non-starchpolysaccharides，NSP）作为膳食纤维测定指标。首先用酶将淀粉去除，再水解残渣并测定单糖，最终通过转换系数得出总糖即为NSP。该法可用于测总NSP、不溶性NSP、可溶性NSP[21]。酶-化学法是建立在非淀粉多糖的基础上，不能测定多酚化合物、纤维醇等膳食纤维，且操作难度大、耗时多，不太适合于常规分析。
1.1.3.4 现代仪器分析方法
随着膳食纤维研究的不断深入，近红外光谱技术（NIRS）、尺寸排阻液相色谱法（SEC）[22]、高效阴离子交换色谱法（HPACE）[23]等现代仪器分析方法应用到膳食纤维的研究中，但每一种方法都存在一定的局限性。所以我们还需要努力完善膳食纤维分析检测方法。
1.1.3.5 目前我国的国家标准分析方法
GB/T 22224-2008食品中膳食纤维的测定；
GB/T 22494-2008大豆膳食纤维粉；
3
GB/T 5009.88-2008食品中膳食纤维的测定；
GB 5413.6-2010食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中不溶性膳食纤维的测定；
GB/T 9822-2008粮油检验谷物不溶性膳食纤维的测定；
NY/T 1594-2008水果中总膳食纤维的测定非酶-重量法；
GB/T 8310-2002茶粗纤维测定；
GB/T 5515-2008粮油检验粮食中粗纤维素含量测定介质过滤法；
GB/T 5009.10-2003植物类食品中粗纤维的测定；
GB/T 18868-2002饲料中水分、粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸、蛋氨酸快速测定近红外光谱法。
1.1.4 膳食纤维的提取方法
目前国内外提取膳食纤维的方法主要有粗分离法、化学分离法、膜分离法、化学-酶结合提取法、发酵法[24-28]。
1.1.4.1 粗分离法
利用液体悬浮法和气流分级法提高膳食纤维的含量，如减少植酸、淀粉、蛋白质、脂肪等的含量。此法适合于原料的预处理，不能用于制备高纯度的膳食纤维产品。
1.1.4.2 化学法
化学法提取制备各种膳食纤维，主要有酸法、碱法和絮凝剂法等。将原料预处理后采用化学试剂提取膳食纤维。化学法被普遍使用，它能改变膳食纤维的结构，使产品得率相对提高[29]，但此法所得产品含有杂质，影响其纯度，具有一定的局限性。
1.1.4.3 膜分离法
膜分离法是通过改变膜的分子截留量来制备膳食纤维，它是以外界能量或化学位差作为推动力，对膜内外溶质进行分离的方法。肖小年等[30]通过超滤制备车前草可溶性膳食纤维，产品纯度达80%以上，此法对水溶性膳食纤维的提取效果良好，避免化学及有机试剂残留，但不可用于不溶性膳食纤维的提取。
1.1.4.4 化学-酶结合提取法
采用化学试剂处理的同时，用各种酶（如α-淀粉酶、蛋白酶、糖化酶和纤维素酶等）
降解原料中含有的杂质，可获得含量较高的膳食纤维。此法条件温和，操作简单，提取产品纯度较高。
1.1.4.5 发酵法
发酵法一般采用谷类或淀粉生产的副产物直接发酵生产膳食纤维。如利用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌对原料进行发酵，然后水洗至中性，干燥得到膳食纤维。此法可将不可溶的膳食纤维部分转化成非消化性可溶多糖得到具有一定活性的膳食纤维。
1.1.5 膳食纤维的理化性质
1.1.5.1 持水性及膨胀性
膳食纤维化学结构中含有很多羟基、羧基等亲水基团，因此具有较强的持水性及膨胀性[31]。膳食纤维其持水能力及膨胀性视其来源、化学组成、结构不同而不同，水溶性膳食纤维比水不溶性膳食纤维有更大的持水能力及膨胀性[32]。
1.1.5.2 吸附作用
膳食纤维分子表面有很多活性基团，能够吸附人体胃肠道内的胆固醇、胆酸盐、重金属离子、化学药品等有害化合物，促进它们随粪便排除体外，有效的抑制了胃肠道对这些物质的吸收，降低了体内有毒有害物质的浓度，不同种类的膳食纤维吸附能力也大不相同[33-36]。有研究表明，大豆膳食纤维能吸附葡萄糖，降低糖分的吸收率，降低血糖的浓度[37]。
1.1.5.3 机械隔离作用
膳食纤维在肠道内壁形成透过性的纤维薄层，对一些分子量较大的物质产生物理性的隔离作用，此性质称为机械隔离作用[38]。
1.1.5.4 阳离子有交换吸附能力
膳食纤维化学结构中有羧基、羟基和氨基等侧链基团，可与K+、Ca2+、Zn2+、Pb2+等进行交换，可以优先与Pb2+等有害离子吸附，随后被膳食纤维随粪便排出，起到解毒的作用。同时还能使K+、Ca2+排出，降低血液中的K+、Ca2+，起到降低血压的作用[39]。但是膳食纤维的该特性也会影响人体对钙、锌、铁等矿物质元素的吸收[40]。
1.1.5.5 发酵作用
膳食纤维不能在人体小肠内降解，但是大肠内的一些微生物可使部分膳食纤维发酵降解产生短链脂肪酸，降低大肠内的pH值，抑制了一些腐败菌的繁殖，促进了有益菌的生长，起到了预防结肠癌的作用[41]。
1.1.5.6 类似填充剂的容积作用
膳食纤维含有多种多糖，具有高度粘性，能增加食糜的粘稠度，食糜中膳食纤维在吸收水分的同时，也会阻碍一些营养物质的吸收，体积变大，易引起饱腹感，对预防和治疗肥胖症十分有利[42]。
1.1.6 膳食纤维的生理功能
1.1.6.1 预防肥胖症
膳食纤维有很强的吸水溶胀性能，使人容易产生饱腹感，抑制进食量；膳食纤维具有低热能的特点，严格控制热量的摄入，部分膳食纤维在大肠内发酵代谢，提供的能量较低，有利于控制体重[43]。膳食纤维含有多糖，具有高度粘性，能增加食糜的粘稠度，可吸附营养，阻碍营养吸收。
1.1.6.2预防肠道疾病
膳食纤维能增加大便量、软化大便，刺激肠道蠕动，产生通便作用[44]；膳食纤维与肠道内一些致癌物结合并排出，减少致癌物体内存留时间和降低其浓度，有效预防结肠和直肠癌；膳食纤维能改善肠内群菌，产生丁酸抑制肿瘤细胞增殖，诱导其向正常细胞转化，控制了致癌的基因的表达[45]。
1.1.6.3防治心脑血管疾病
膳食纤维有降低血清胆固醇、三酯等心脑血管疾病的诱导因素的作用。增加膳食纤维的摄入可明显降低冠心病发病几率，其中果胶、卡拉胶等水溶性膳食纤维，燕麦、荞麦和豆类等非水溶性膳食纤维可以对与胰岛素抵抗相关的一些异常代谢症状进行调节，对降低血清中胆固醇有良好的效果[46-47]。郑钜圣等[48]对膳食纤维与心血管疾病关系进行了综述分析，增加膳食纤维的摄入能够不同程度地降低冠心病和脑中风的发生风险，同时，不同种类的膳食纤维对心脑血管疾病相关危险因子的影响不同。
1.1.6.4对糖尿病有治疗作用
膳食纤维能调节肠道对糖类物质的吸收，能延缓和降低餐后血糖，升高血清胰岛素水平，维持餐后血糖的水平稳定，避免血糖水平的剧烈波动。糖尿病不仅与膳食纤维的黏性性质及其可溶性物质发酵有关，还与不溶性膳食纤维的摄入量有密切相关[49]。研究表明，膳食纤维的摄入能够降低发生Ⅱ型糖尿病的风险，对糖尿病的治疗和康复有积极作用[50]。
1.1.6.5膳食纤维抗癌作用
多年来关于膳食纤维抗癌作用的研究表明，膳食纤维含有的一些抗氧化活性物质具有自由基清除活性。袁凯涛等[50]对膳食纤维与结肠癌的关系及抑制机制进行了综述分析，膳食纤维可以降低结肠癌发生风险。周治海等[51]的研究也指出膳食纤维有预防结肠癌的功效。膳食纤维不仅能防治结肠癌，还能预防乳腺癌发生，乳腺癌与膳食中高脂肪、高蛋白以及膳食纤维摄入量低有关，可能是体内过多的脂肪促进了某些激素的合成增加，形成激素间的不平衡，使乳腺内激素水平上升所致。此外，膳食纤维由于能减少体内某些激素而防治子宫癌和前列腺癌[52-53]。
1.1.6.6 改变肠道微生物群落组成
膳食纤维在大肠内被微生物降解，除为有益细菌提供能量，还产生短链脂肪酸，改善肠道环境，使得有益菌群扩大，抑制有害菌群，减少肠道细菌易位几率以及提供肠细胞的燃料能源功能，对保肝护肝等有重要作用。
1.1.7 膳食纤维的摄入量
膳食纤维与营养素的吸收和胃肠道功能利用有着重要联系，但是过量摄入也可能造成一些副作用。李宁[40]等对国内外膳食纤维对蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、矿物质及微量元素的影响进行了综述分析，膳食纤维对蛋白质代谢及氮平衡的影响不大，不同的膳食纤维对矿物质及微量元素的吸收影响效果不同，多数研究表明对钙的吸收有影响，膳食纤维还可损害脂溶性维生素及B族维生素的吸收[54]。膳食纤维还会引起腹部不适感，如增加肠道的蠕动和产气量。有些疾病病人也不宜多食膳食纤维：各种急性慢性肠炎、肠道肿瘤、肠道手术前后、某些食道静脉曲张病人[55]。
膳食纤维最适摄入量受多种因素的影响，各国的推荐的最适摄入量不同。美国推荐
量为每人20-35g/d，不可溶性膳食纤维:水溶性膳食纤维3:1为适宜[56]，中国营养学会推荐的摄入膳食纤维量：低能量饮食为25g/d，中等能量饮食为30g/d，高能量饮食为35g/d[57]。我国正在大力宣传膳食纤维摄入的重要性，增加居民的膳食纤维的摄入，预防和控制慢性疾病的发生，针对不同地区、不同人群，制定出合理的膳食纤维摄入量[58]。
1.1.8 膳食纤维在食品中的应用
膳食纤维被广泛应用在食品中，主要是为了补充和保证膳食纤维摄入量，发挥膳食纤维的保健功能、改善食品的风味、增加产品品质和附加值等。膳食纤维在食品领域有广阔的应用前景，以下为膳食纤维的主要应用领域。
1.1.8.1在主食食品中的应用
膳食纤维可用于制作馒头、挂面、方便面等主食。赵文华等[59]在馒头中加入8%的膳食纤维，麦麸膳食纤维的添加会增大面粉的吸水率，面团形成时间、稳定时间及断裂时间也有一定增加，面团的弱化度下降，面团的抗拉伸阻力和拉力比数增加，具有强化面团筋力的作用，显著改善面粉的粉质特性，延缓馒头老化。孙小凡等[60]在面条中添加9%颗粒度为100目豆渣膳食纤维，使面条烹煮损失降低，吸水率升高，有效改善面条烹煮品质。多种膳食纤维均可加入方便面产品，如天然多糖类膳食纤维（海藻酸钠）可改善面条的黏结性，使其拉力强、表面光洁，还可使面条具有类似鸡蛋的风味；低聚果糖作为寡糖类的膳食纤维，低聚果糖甜度低，甜味优良，可降低料包中的盐分并提升口感[61]。
1.1.8.2在焙烤食品的应用
膳食纤维在焙烤食品中应用较为广泛，典型产品有高膳食纤维面包、蛋糕、饼干、桃酥、月饼等。膳食纤维能够改变产品质构，使持水力提高、增加柔软度和疏松度，有效延长制品货架期。一般膳食纤维的添加量为5%-6%[62]，添加量过大会影响产品的质地及口感。师萱等[63]对膳食纤维在焙烤食品中应用进行了综述分析，适宜添加膳食纤维可以延缓面包陈化率[64]，增加面包和糕点体积[65]，改善饼干咀嚼性[66]，满足人们对低能量、高膳食纤维焙烤食品的需求。
1.1.8.3 在饮料中的作用
目前，雀巢等跨国企业推出多款膳食纤维饮品，我国的蒙牛、伊利等食品业巨头也推出了富含膳食纤维的保健饮品。水溶性膳食纤维及水不溶性膳食纤维均可应用到膳食纤维饮料中，且由水溶性纤维制成的饮料的稳定性比由水不溶性膳食纤维制成的高。胡国荣等[67]研究表明水溶性膳食纤维可使饮料中其它微粒分布均匀，不易产生沉淀和分层现象，其中一些具有活性的多糖可改善饮料的风味、品质。不溶性膳食纤维可作为粉末冲剂，配合其他可溶物质制作固体饮料。戴卿[68]通过试验研究表明添加过160目筛的葛根粉冲剂品质较好，不溶性膳食纤维的存在，使得葛根粉冲调分散性好，容易冲调不结块。余毅[69]以麦麸膳食纤维为主要原料，通过添加增稠剂和风味剂等，制得风味温和、膳食纤维含量高的固体饮料，冲调后不易结块，悬浮性较好，黏度适中。
1.1.8.4 在肉制品中的应用
膳食纤维以其较高的持水力（WHC）及持油力（OHC）、改善肉内水相的结构特性、增强肉制品润滑、柔软的口感等特点被广泛应用到肉制品中。李慧勤[70]对膳食纤维添加于肉制品中的应用进行了综述分析，膳食纤维作为功能性营养素用在肉制品加工中，可以优化组成成分、强化营养、改善产品感官及化学特性、延长货架期[71]。
1.1.8.5在调味料中的应用
膳食纤维与一些食品添加剂混合，用于制作调味酱、方便面调味料、面包及馅饼等，效果良好[72]。此外，膳食纤维粉可以直接加入汤料中，一般添加量为1%，粒度在100目以上。
1.1.8.6在保健食品中的应用
膳食纤维可应用于保健品，市场上已有很多膳食纤维系列产品，主要包括片剂、胶囊、口服液、冲剂等。
1.2 本课题研究的目的和意义
杏属蔷薇科（Rosaceae），李属（Prunus.L），为落叶小乔木[73]。杏原产地为中国，3000年前已有杏的栽培[74]。世界上的杏属共有10个种，目前我国有9个种，13个变种，2000多个品种及类型[75]。
新疆独特气候特点，使新疆杏树品种资源十分丰富[78]。新疆是野生杏的重要集中地，
栽培杏的品种也丰富多样，野生杏约有44个种，栽培杏品种属于5个生态群和10个品种组，约有120余个品种[79]。
据统计，2010年新疆维吾尔自治区各地、州、市水果种植面积达到了99.2万公顷，水果产量达到了593.8万吨，杏种植面积达到21.2万公顷，杏总产量达到了132.3万吨，产量列全国第一位[80]。
随着杏的种植面积不断增大，其加工副产物杏皮渣量也不断增多，以新疆轮台华隆农林业开发有限公司为例，年收购加工杏子鲜果原料16万吨，产生杏皮渣约1.3万吨，目前企业将杏皮渣作为动物饲料廉价出售，加工中的副产物未得到充分利用。因此，提取杏皮渣中的膳食纤维并进行应用研究，为企业开发出新产品，提高企业效益。为延长企业产业链、制造新产品提供理论依据。总之，进行此研究和开发应用具有明显的必要性、迫切性和现实意义。
1.3 研究内容
（1）杏皮渣膳食纤维理化性质的研究：基本成分、形态结构、持水力、膨胀性、持油力、对胆固醇吸附能力、对葡萄糖阻滞系数的测定；
（2）杏皮渣膳食纤维固体饮料的研究；
（3）杏皮渣膳食纤维片剂工艺的研究。
第2章杏皮渣膳食纤维理化性质分析膳食纤维被称为“第七大营养素”，膳食纤维生理功能与其理化性质有直接关系，在对膳食纤维的开发利用之前，对其理化性质的研究是极其必要的。本章主要分析了杏皮渣膳食纤维的基本成分，不同粒度的杏皮渣膳食纤维的持水性、持油力、膨胀性、胆固醇吸附能力以及葡萄糖的阻滞能力，为其综合利用、开发新产品提供理论依据。2.1 材料
2.1.1 试验原料
杏皮渣：新疆轮台县华隆农林业开发有限公司提供；
杏皮渣膳食纤维：自制。
2.1.2试验试剂
主要试验试剂见表2-1。
表2-1 主要试剂
Tab.2-1 Main experimental reagents
名称纯度等级产地
氢氧化钠分析纯天津永晨精细化工有限公司盐酸分析纯天津永晨精细化工有限公司
浓硫酸分析纯天津市化学试剂三厂邻苯二甲醛化学纯上海化学试剂采购供应五联化工厂胆固醇生化试剂天津市科密欧化学试剂
无水乙醇分析纯天津富宇精细化工有限公司
葡萄糖分析纯天津永晟精细化工有限公司过氧化氢30% 分析纯天津市北辰方正试剂厂
2.1.3仪器设备
试验主要仪器见表2-2。
表2-2 主要仪器
Tab.2-2 Main experimental instruments
仪器名称、型号产地
电子天平JA2003 上海精天电子仪器有限公司色差仪HunterLab D25/DP-9000 美国HunterLab公司
酸度计PB-10 上海雷磁仪器厂电热恒温鼓风干燥箱DHG-9140 A型上海一恒科技有限公司
数显粘度计NDJ-79 上海天平仪器厂
台式离心机GL-16G 上海安亭科技仪器厂
可见分光光度计722 上海精密科学仪器有限公司36M透析袋MW:8000-14000 BIOSHARP USA
HH-S电热恒温数显水浴锅上海博迅实业有限公司
85-2A控温磁力搅拌器常州市国立试验设备研究所
马福炉高鑫实验设备有限公司
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2.2试验方法
2.2.1化学法提取杏皮渣膳食纤维工艺及脱色方法
杏皮渣预处理→加水→碱解→水浴加热→酸解→中和→脱色→洗涤到中性→离心分离→固体→成品→干燥→粉碎→DF[81]
按固液比1:15加入试验原料与蒸馏水，用5%氢氧化钠调解溶液pH值至10，在60℃下处理60min，加入5%盐酸调节溶液pH值至3，在65℃溶液中浸泡90min，再调节pH值为9，加入H2O2调节浓度为8%，在温度40℃条件下，脱色时间2.5h，然后离心分离，固体用蒸馏水洗涤至中性，在60℃下鼓风干燥5h，粉碎，过60目筛，即可得到DF。
2.2.2 膳食纤维基本成分分析
水分的测定（GB/T5009.3-2010）；
灰分的测定（GB/T5009.4-2010）；