菊花渣提取水不溶性膳食纖維及其性能的測(cè)定

劉妍 李曉璐 郭艷峰

摘 要：以菊花殘?jiān)鼮樵?，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(zhì)量濃度、提取溫度及時(shí)間對(duì)提取率的影響。正交試驗(yàn)優(yōu)化出的最優(yōu)工藝條件為：料液比1∶20、堿液質(zhì)量濃度20毫克/毫升、水解時(shí)間3小時(shí)、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(duì)菊花膳食纖維的提取率高，產(chǎn)品色澤好，性能好，可廣泛用于功能食品的開(kāi)發(fā)。

關(guān)鍵詞：菊花渣；水不溶性膳食纖維；性能測(cè)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(fēng)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(jīng)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(zhì)的總稱，是由纖維素、果膠類物質(zhì)、半纖維素和糖蛋白等物質(zhì)組成的聚合體圈。膳食纖維被營(yíng)養(yǎng)學(xué)家稱為繼碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)和水之后的“第七營(yíng)養(yǎng)素”，成為食品領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。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(jī)體飽腹感和消化殘?jiān)臐駶?rùn)度，可用于治療肥胖、緩解便秘及相關(guān)功能食品的開(kāi)發(fā)。SDF能吸附重金屬、膽汁酸、膽固醇，對(duì)治療多種富貴病有重要作用。

本試驗(yàn)以菊花渣為原料，研究不同工藝條件對(duì)菊花渣IDF得率和提取率的影響，并對(duì)膳食纖維的性能進(jìn)行檢測(cè)，以期對(duì)菊花渣中膳食纖維的提取、膳食纖維功能性食品的開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)， 為涼茶中殘?jiān)愇镔|(zhì)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(jīng)40目篩而制成。氫氧化鈉、無(wú)水乙醇、鹽酸、醋酸、鄰苯二甲醛、硫酸、糠醛、均為國(guó)產(chǎn)分析純。膽酸鈉為生化試劑。

1.2 儀器與設(shè)備

0.1毫克電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司）、數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州奧華儀器有限公司）、電爐、離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）、循環(huán)水式真空泵（臨海市譚氏真空設(shè)備有限公司）、鼓風(fēng)電熱恒溫干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司）、精密酸度計(jì)（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(shí)間（1、1.5、2、2.5、3小時(shí)）。然后進(jìn)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(cè)定 參照雷登鳳等對(duì)不溶性膳食纖維性能測(cè)定方法對(duì)菊花的不溶性膳食纖維進(jìn)行性能測(cè)定：準(zhǔn)確稱取0.5000克過(guò)40目篩的膳食纖維，在25℃下用蒸餾水飽和2小時(shí)，濾紙上瀝干到不滴水，將結(jié)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(cè)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(shí)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(jié)果與分析

2.1 IDF的提取

2.1.1 浸提溫度對(duì)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(shí)，試驗(yàn)結(jié)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(shí)提取率最高，故選取60、70、80℃為正交試驗(yàn)的三個(gè)水平。

2.1.2 堿液濃度對(duì)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(shí)，試驗(yàn)結(jié)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(shí)提取率最大為52.6%，故選取10、20、30毫克/毫升3個(gè)濃度為正交試驗(yàn)的三個(gè)水平。

2.1.3 料液比對(duì)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(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。菊花在料液比為1∶20時(shí)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(yōu)化實(shí)驗(yàn)的三個(gè)水平。

2.1.4 水解時(shí)間對(duì)IDF提取率的影響 采用不同的水解時(shí)間，于料液比1∶20、20毫克/毫升、70℃下浸，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。菊花膳食纖維提取率隨著水解時(shí)間延長(zhǎng)而增加，但考慮水解時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響膳食纖維的性能，圖本試驗(yàn)選取水解時(shí)間2.0、2.5、3.0小時(shí)為優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的三個(gè)水平。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

以上的單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，料液比、濃度、時(shí)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(jìn)行參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，因素水平設(shè)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(shí)間（2.0、2.5、3.0小時(shí)）、溫度（60、70、80℃）。試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

從表5可以看出，對(duì)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(shí)間和溫度，堿液濃度對(duì)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(shí)間3小時(shí)、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(cè)

對(duì)菊花的不溶性膳食纖維持水力及膨脹力檢測(cè)結(jié)果顯示，持水力為6.12克/克，膨脹力為15.27毫升/克。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)方法提取菊花不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維的最優(yōu)條件為：料液比1∶20、堿液濃度20毫克/毫升、水解時(shí)間3小時(shí)、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(chǎn)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(jià)值，促進(jìn)規(guī)?；N植，提高種植業(yè)與加工業(yè)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，促進(jìn)地方農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

（責(zé)任編輯 李 薇）