蘆筍皮微晶纖維素的制備

宋美玲

（山西省食品工業(yè)研究所，太原 030024）

·工藝技術(shù)·

蘆筍皮微晶纖維素的制備

宋美玲*

（山西省食品工業(yè)研究所，太原 030024）

以蘆筍皮為原料，酶法制得膳食纖維后，采用鹽酸水解，以溶脹性為指標(biāo)確定制備微晶纖維素的工藝條件，為蘆筍皮的加工利用提供一個(gè)新的途徑。試驗(yàn)結(jié)果表明：在75℃下，鹽酸濃度4 mol/L，料酸比1g∶5 mL，酸解時(shí)間5 h，制備出的微晶纖維素溶脹性可達(dá)6.90 mL/g，比蘆筍皮中膳食纖維的溶脹性（4.80 mL/g） 高 2.10 mL/g。

蘆筍皮；鹽酸；溶脹性；微晶纖維素

微晶纖維素即超細(xì)食用纖維素，簡稱MCC（Microcrystalline Cellulose），是纖維素降解后聚合度達(dá)到平衡聚合度（LODP，level-off degree of polymerization）時(shí)的可自由流動的白色或近白色的粉末狀物質(zhì)，顆粒大小一般在 20 μm～80 μm，LODP 一般為15～375，不溶于水、稀酸、稀堿和大多數(shù)有機(jī)溶劑，但是微溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的堿溶液。微晶纖維素的價(jià)格偏高是制約其廣泛應(yīng)用的障礙，因此，尋找使微晶纖維素成品價(jià)格降低的有效途徑將是今后微晶纖維素生產(chǎn)的一個(gè)方向。

蘆筍的營養(yǎng)價(jià)值很高，有“蔬菜之王”的美名，食用蘆筍一般取食內(nèi)莖，是一種具有較高藥用價(jià)值的營養(yǎng)蔬菜和保健食品。我國生產(chǎn)的蘆筍，主要用于鮮銷、加工速凍食品和罐頭，在商品處理過程中，占原料質(zhì)量15%～25%的蘆筍皮被棄掉。從蘆筍皮中提取微晶纖維素，不僅充分利用了蘆筍加工的下腳料，而且也為微晶纖維素的來源提供了一個(gè)新的原料。

本研究以蘆筍皮為原料，先按照參考文獻(xiàn)［8］的方法制備成普通膳食纖維，在此基礎(chǔ)上研究了鹽酸水解制備微晶纖維素的工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 蘆筍皮

將蘆筍外皮及其下腳料處理成刨花狀細(xì)條，然后干制而成，成品呈黃色。由山西省聞喜縣綠色食品廠提供。

1.1.2 試驗(yàn)試劑

生物試劑：堿性蛋白酶（100U/mg～1500U/mg，最適pH 9～12，最適溫度40℃～50℃）、淀粉酶（25U/mg，最適pH 5.5～7.5，最適溫度50℃～75℃）、粗糖化酶（20 U/mg，最適pH4.5～5.0，最適溫度50℃～60℃）

化學(xué)試劑：鹽酸、NaOH，均為分析純。

1.1.3 主要儀器設(shè)備

BP121S型電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；恒溫水浴鍋，甲勝生物技術(shù)有限公司；DL102型鼓風(fēng)干燥箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 普通蘆筍膳食纖維的制備

先將干蘆筍皮粉碎成過40目標(biāo)準(zhǔn)篩的微粒，然后按參考文獻(xiàn)【8】的方法制成。

1.2.2 微晶纖維素的制備研究

以普通蘆筍膳食纖維為原料，采用鹽酸水解，以溶脹性為指標(biāo)，研究微晶纖維的制備條件。

1.2.3 制備微晶纖維素因素水平的確定

1.2.3.1 不同酸水解時(shí)間對微晶纖維素溶脹性的影響

在鹽酸濃度為2 mol/L、料酸比為1 g∶10 mL，溫度75℃的條件下，酸水解時(shí)間分別為1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h、7 h、8 h，確定制備微晶纖維素的最佳酸水解時(shí)間。

1.2.3.2 不同鹽酸濃度對微晶纖維素溶脹性的影響

在酸解時(shí)間為1 h、料酸比為1 g∶10 mL，溫度為75℃的條件下，分別用濃度為1 mol/L、2 mol/L、3 mol/L、4 mol/L、5 mol/L、6 mol/L的鹽酸確定制備微晶纖維素的最佳鹽酸濃度。

1.2.3.3 不同料酸比對微晶纖維素溶脹性的影響

在酸解時(shí)間為1 h，鹽酸濃度為2 mol/L，溫度為75℃的條件下，分別用料酸比為1 g∶5 mL，1 g∶10 mL，1 g∶15 mL，1 g∶20 mL，1 g∶25 mL的條件確定制備微晶纖維素的最佳料酸比。

1.2.4 制備微晶纖維最佳工藝參數(shù)的確定

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用3因素3水平的正交試驗(yàn)確定制備微晶纖維最佳工藝參數(shù)。

1.2.5 微晶纖維素溶脹性的測定

2 結(jié)果與分析

2.1 制備微晶纖維素因素水平的確定

2.1.1 酸水解時(shí)間對微晶纖維素溶脹性的影響（見圖1）

圖1 酸解時(shí)間對微晶纖維素溶脹性的影響

由圖1可見，酸解時(shí)間為1 h可得到具有較好溶脹性的微晶纖維素，其溶脹性可達(dá)5.75 mL/g。微晶纖維素溶脹性隨著酸解時(shí)間基本呈不穩(wěn)定的下降趨勢，到7 h時(shí)達(dá)到最小溶脹性。

2.1.2 鹽酸濃度對微晶纖維素溶脹性的影響（見圖2）

圖2 不同濃度鹽酸對微晶纖維素溶脹性的影響

由圖2可見，鹽酸濃度為5 mol/L可得到具有較高溶脹性的微晶纖維素，其溶脹性可達(dá)6.50mL/g。

2.1.3 料酸比對微晶纖維素溶脹性的影響（見圖3）

圖3 不同料酸比對微晶纖維素溶脹性的影響

由圖3可見，料酸比為1 g∶10 mL的條件下可得具有較好溶脹性的微晶纖維素，其溶脹性可達(dá)5.75 mL/g。且微晶纖維素的溶脹性在料酸比為1 g∶15 mL時(shí)溶脹性最小。

2.2 制備微晶纖維素最佳工藝參數(shù)的確定

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用3因素3水平的正交試驗(yàn)確定制備微晶纖維素的最佳工藝參數(shù)。因素水平表見表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

表2 正交試驗(yàn)表

由表2可知，對蘆筍皮微晶纖維素制備的影響因素依次為A＞C＞B，即酸解時(shí)間＞料酸比＞鹽酸濃度，最佳的工藝條件為A3B2C3，即酸解時(shí)間5 h、鹽酸濃度4 mol/L、料酸比1 g∶5 mL。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

按照正交試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果得到的蘆筍微晶纖維素的溶脹性為6.90 mL/g。

3 結(jié)論

具有較好溶脹性微晶纖維素的最佳制備工藝條件是：在75℃，采用4 mol/L的鹽酸，料酸比1g∶5mL，酸解5h制得的微晶纖維素的溶脹性可達(dá)6.90mL/g，比蘆筍皮中膳食纖維的溶脹性（4.80mL/g）高2.10 mL/g。

［1］高善民，喬青安，許璞，等.微晶纖維素的制備及性質(zhì)研究［J］.功能纖維，2007，38：2891-2894.

［2］呂艷蓓.利用大豆皮制備微晶纖維素的初步研究［J］.食品研究與開發(fā)，2007，28（6）：77-79.

［3］袁毅，張黎明，高文遠(yuǎn).穿龍薯蕷微晶纖維素的制備及其理化性質(zhì)研究［J］.生物質(zhì)化學(xué)工程，2001，41（4）：22-26.

［4］羅素娟.甘蔗渣微晶纖維素的研制［J］.廣西化工，1997（3）：4-7.

［5］葉春勇，林媚.蘆筍營養(yǎng)成分分析研究［J］.中國果菜，2005（2）：37-38.

［6］顧振新，張建惠.蘆筍棄料的營養(yǎng)價(jià)值和開發(fā)利用研究［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，17（2）：111-113.

［7］馮翠萍，程紅艷，劉喜文，等.蘆筍皮對小鼠抗疲勞作用的實(shí)驗(yàn)研究［J］.營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2003，25（3）：330-332.

［8］馮翠萍，厐侯英，常明昌，等.酶法提取蘆筍皮中高活性膳食纖維素的研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20（3）：188-191.

Preparation of microcrystalline cellulose from asparagus peel

SONG Mei-ling*
（Shanxi food industrial research institute，Taiyuan 030024，China）

Usingasparagusasrawmaterials，microcrystalline cellulose was prepared in the best experimental conditions，determined by hydrochloric acid in different acidolysis time，acid concentration and proportion of material to acid，which took swelling as an index.And the best experimental conditions for preparation of microcrystalline cellulose provides a new way to process the asparagus.The results show that the best preparation conditions were the concentration of hydrochloric acid 4 mol/L，the proportion of material to acid 1∶5，acidolysis time 5 h，at 75 ℃.In the above conditions，the swelling of microcrystalline cellulose can be up to 6.90 mL/g,which is 2.10 mL/g more than the swelling （4.80 mL/g） of dietary fiber from the asparagus peel.

asparagus peel；hydrochloric acid；swelling；microcrystalline cellulose

TS653.6

A

1673-6004（2012）01-0029-03

*宋美玲，女，1975年出生，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品與質(zhì)量安全專業(yè)本科在讀，助工

2011-12-20