橘皮中水不溶性膳食纤维提取工艺研究

橘皮中水不溶性膳食纤维提取工艺研究
摘要研究了橘皮中水不溶性膳食纤维提取的工艺条件，并探讨了酶解温度、加酶量、料液比、碱液浓度、酶解时间对提取效果的影响。

通过L16（45）正交试验确定了影响膳食纤维提取效果的最主要因素是料液比，并得出橘皮膳食纤维提取的最佳工艺条件：酶解温度60 ℃、加酶量0.4 g、料液比1∶10（g/mL）、碱液浓度0.25%、酶解时间120 min。

AbstractExtraction of insoluble dietary fiber from citrus peel was studied，and the effection of extraction temperature，amylase concentration，ratio of solid and liquid the solvent concentration，and extraction time were discussed. The results of L16（45）orthogonal test showed that the most important factor was the ratio of solid and liquid，the optimum conditions were determined as：extraction temperature 60 ℃，amylase concentration 0.4 g，the ratio of solid and liquid 1∶10（g/mL），the solvent concentration 0.25%，extraction time 120 min.
Key wordscitrus peel；dietary fiber；extraction process
柑橘（Citrus reticulata Banco）为芸香科（Rutaceae）柑橘属（Citrus）植物科属，广泛分布于北美洲、拉丁美洲、亚洲、地中海沿岸[1]。

我国是柑橘原产地之一，目前我国柑橘栽培面积居世界第一，产量居世界第三[2-3]。

柑橘果实色香味兼优，营养价值极高。

柑橘皮重约占整果重的1/5，含有丰富的纤维素成分，膳食纤维因具有可降低血液中胆固醇水平、调节血糖、防止便秘、预防结肠癌等多种功能，因此被列为人类的“第七大营养素”[4-8]。

传统加工通常将柑橘皮丢弃，不仅造成了极大的资源浪费，也会对环境造成污染。

若能将柑橘皮经过适当处理，提取其中的膳食纤维，不仅能减少浪费、保护环境，更能充分利用资源，变废为宝。

本文进行了橘皮中膳食纤维的提取工艺研究，以确定其最佳提取工艺，为橘皮资源的综合利用提供科学依据。

1材料与方法
1.1试验材料
供试柑橘采于陕西城固，取皮，60 ℃烘干，粉碎备用。

试剂为：氢氧化钠；无水乙醇；淀粉酶；蒸馏水。

1.2试验仪器
中草药粉碎机（FY135）；旋转蒸发仪；数显恒温水浴锅（HH-6）；离心机（TDL-40B）；电子天平（AL204）。

1.3试验方法
1.3.1工艺流程。

膳食纤维提取工艺流程如图1所示。

1.3.2单因素对提取效果的影响。

主要考虑以下5个因素对提取效果的影响：酶解温度、加酶量、料液比、碱液浓度、酶解时间。

称取5 g粉碎的橘皮粉，采用不同酶解温度（40、50、60、70、80 ℃）、不同加酶量（0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 g）、不同料液比（1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶30、1∶40）、不同碱液浓度（0.25%、0.50%、1.00%、1.50%、
2.00%、
3.00%）、不同酶解时间（30、60、90、120、150、180 min）进行膳食纤维提取处理。

并干燥称重，计算膳食纤维得率。

1.3.3正交试验确定最佳提取工艺。

鉴于酶解温度、加酶量、料液比、碱液浓度、酶解时间对橘皮中膳食纤维的提取均有一定的影响，通过L16（45）正交试验确定最佳提取条件，试验水平如表1所示。

2结果与分析
2.1单因素对提取效果的影响
2.1.1酶解温度对膳食纤维提取效果的影响。

在其他条件不变的情况下，选定40、50、60、70、80 ℃进行提取试验，结果如图2所示。

由图2可知，温度升高时，水不溶性膳食纤维的含量先增加后降低，60 ℃时达到最大。

2.1.2加酶量对膳食纤维提取效果的影响。

在其他条件不变的情况下，选择0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 g进行提取试验，结果如图3所示。

由图3可知，随着加酶量的增加，水不溶性膳食纤维的含量呈先增加后降低的趋势，在0.6 g 时达到峰值。

2.1.3料液比对膳食纤维提取效果的影响。

在其他条件不变的情况下，选择1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶30、1∶40进行提取试验，结果如图4所示。

由图4可知，随着料液比的增加，水不溶膳食纤维的含量呈先增大后降低的趋势。

1∶20达到最高值，为2
3.26%。

2.1.4碱液浓度对膳食纤维提取效果的影响。

在其他条件不变的情况下，选择0.25%、0.50%、1.00%、1.50%、2.00%、
3.00%进行提取试验，结果如图5所示。

由图5可知，随着碱液浓度增加，含量在0.50%达到最高值，此后碱液浓度增加时，水不溶膳食纤维反而减少。

2.1.5酶解时间对膳食纤维提取效果的影响影响。

在其他条件不变的情况下，选择30、60、90、120、150、180 min进行提取试验，结果如图6所示。

由图6可知，随着酶解时间增加，水不溶膳食纤维的含量先增加再降低，酶解时间在90 min时水不溶膳食纤维的提取量达到峰值。

2.2最佳提取工艺的确定
按表1所示的试验水平进行L16（45）正交试验，结果如表2所示。

由表2可知，影响橘皮色素提取效果的因素的主次顺序为C>B>E>D>A，其最优组合为A2B2C1D1E3。

因此，可确定超声波辅助提取橘皮色素的最佳提取工艺条件：酶解温度60 ℃、加酶量0.4 g、料液比1∶10（g/mL）、碱液浓度0.25%、酶解时间120 min。

3结论
从橘皮中提取膳食纤维的工艺成本低，提取效果好，因此有相当广阔的应用前景。

试验结果表明，料液比是影响橘皮膳食纤维提取效果的最主要因素，并通过L16（45）正交试验得出橘皮膳食纤维的最佳提取工艺：酶解温度60 ℃、加酶量0.4 g、料液比1∶10（g/mL）、碱液浓度0.25%、酶解时间120 min。

4参考文献
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[3] KAR F，ARSLAN N.Characterization of orange peel pectin and effect of-sugars，L-ascorbic acid，ammonium persulfate，salts on viscosity of ora-nge peel pectin solutions[J].Carbohydrate Polymers，1999，40（4）：285-291.
[4] 叶兴乾，刘东红.柑橘加工与综合利用[M].北京：中国轻工业出版社，2005.
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[8] 付全意，刘冬，李坚斌，等.膳食纤维提取方法的研究进展[J].食品科技，2008，33（2）：225-228.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。