燕麦麸中水溶性膳食纤维提取工艺优化
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２ ０ ０ ８年７月
农业机械学报
第３９卷第７期
燕麦麸中水溶性膳食纤维提取工艺优化＊
刘焕云 李慧荔 赵 红
【摘要】 以燕麦麸为原料提取水溶性膳食纤维，研究了原料处理、料液比、浸提温度、浸提时间等对水溶性膳
食纤维得率的影响，通过单因素及正交试验确定较佳提取工艺为：以液料比９ ｍＬ／ｇ，在ｐＨ值６．５、浸提６５℃条件
下加入耐热ａ一淀粉酶，作用３０ ｍｉｎ去除淀粉，然后调ｐＨ值为９．０继续提取２ ｈ；等电点沉淀法去蛋白，无水乙醇醇 析９ ｈ。在该工艺条件下得到水溶性膳食纤维的得率为１２．４０％，纯度７８．５６％。
关键词：食品工艺燕麦麸水溶性膳食纤维提取
中图分类号：Ｔｓ２０１．１
文献标识码：Ａ
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｄｉｅｔａｒｙ Ｆｉｂｒｅ ｆｒｏｍ ｏａｔ Ｂｒａｎ
Ｌｉｕ Ｈｕａｎｙｕｎ Ｌｉ Ｈｕｉｌｉ Ｚｈａｏ Ｈｏｎｇ
（ｆ砒ｉ Ｅ∞７２０，竹ｉｃ苫口，２ｄ了’地（如Ｌ砌ｉｔ谚，葛ｉ砂，Ｓ矗巧妇２五“口以ｇ ０５００６１，Ｃ冼主力口）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ Ｓ０１ｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｒｅ ｆｒｏｍ ｏａｔ ｂｒａｎ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ，
ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｓｏｌｖｅｎｔ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｓｏｌｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ
ｄｅｔｅｍｉｎｅｄ ｆｉｂｒ岛 ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ
ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ
ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｓ ａｓ ｆ０１ｌｏｗｓ：ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ６５℃ ａｎｄ ｐＨ ６．５， ｅｎｔｅｒｉｎｇ ａ—ｓｔａｒｃｈ ｅｎｚｙｍｅ ｉｎｔｏ ｔｈｅ
ｓｏｌｖｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｓｏｌｖｅｎｔ ｔｏ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ９ ｍＬ；ｔｈｅｎ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｐＨ ｔｏ ９．０ ｆｏｒ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ２ ｈｏｕｒｓ；ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ， ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ—ｓ０１ｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ
ｆｉｂｒｅ ｗｉｔｈ ｅｔｈａｎｏｌ ｆｏ；９ ｈｏｕｒＳ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｉｓ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｍｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｐｕｒｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｌｕｂｌｅ
ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｒｅ ａｒｅ １２．４０％ａｎｄ ７８．５６％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｆｂｏｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｏａｔ ｂｒａｎ，ｓ０１ｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｒｅ，Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
引言
膳食纤维按溶解性不同可分为水溶性膳食纤维 （ＳＤＦ）和水不溶性膳食纤维（ＩＤＦ）两类，水溶性膳食 纤维在许多方面具有比水不溶性膳食纤维更强的生 理功能，如持水性高，防便秘，降低胆固醇等［１］。
燕麦是谷物中最好的全价营养食品，加工过程 中能较好地保存外皮，其总膳食纤维含量在１６％以 上，其中水溶性膳食纤维占１／３以上旧Ｊ。本文以燕 麦麸为原料，采用单因素及正交试验，对提取燕麦麸
水溶性膳食纤维的最佳工艺条件加以研究。
１材料与设备
１．１原料及试剂 燕麦麸，产于河北省张家口。耐热ａ．淀粉酶，北
京双旋微生物培养基制品厂。９５％乙醇，乙醚，碘 液，０．１％ＨＣｌ溶液，０．１％Ｎａ０Ｈ溶液等，以上试剂 均为分析纯，配制用水为二次蒸馏水。 １．２仪器与设备
ＬⅪ一２型离心沉淀机（上海分析仪器厂）；
收稿日期：２００７一０９—２５ ＊河北省科技厅科研项目（项目编号：０５２１２８０３）
刘焕云 河北经贸大学生物科学与工程学院 李慧荔河北经贸大学生物科学与工程学院 赵红河北经贸大学生物科学与工程学院
副教授。０５００６ｌ石家庄市 讲师 本科生
１０４
农业机械学报
ＤＨＳ一４ＣＴ型精密酸度计（上海大谱仪器有限公 司）；ＲＥ５２一凡姬型旋转蒸发器（温州奥利生物医学 仪器厂）；阿贝折射仪（上海浦东物理光学仪器厂）； 粉碎机（温领市大德中药机械有限公司）；１０１—４型 电热鼓风干燥箱（上海市实验仪器总厂）；恒温水浴 锅（上海实验仪器厂）；索氏提取器（上海第三分析仪 器厂）；电子天平等。
２试验方法
２．１ ｓＤＦ的提取工艺流程
燕麦麸一粉碎一脱脂一水解去淀粉一
残渣一二次提取］
十
』
热水搅拌提取一离心分离一收集上清液一去蛋白一
醇析一离心分离一干燥一粉碎一主要指标检测
２．２操作要点 ２．２．１ 粉碎
燕麦原料不同部位的水溶性膳食纤维含量不
同，麸皮的加工方式不同也会造成水溶性膳食纤维
含量的差别，故在试验前先将干燥燕麦麸皮置于粉
碎机中粉碎，过筛后待用。 ２．２．２脱脂
原料燕麦麸中含有８．２％～１２％的脂肪，会影
响水溶性膳食纤维的分子量［３】，从而影响其生理功
能。本文用乙醚对４０～６０目之间燕麦麸进行回流
脱脂，用脱脂后的燕麦麸作为提取原料。 ２．２．３水解去淀粉及水浴提取
将脱脂后的燕麦麸以液料比９ ｍＬ／ｇ，在６５℃ 下进行水浴搅拌提取３０ ｍｉｎ，同时加入适量耐热
ａ一淀粉酶。去除淀粉后，调ｐＨ值为９．Ｏ继续提取一 定时间，以４ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心分离３０ ｍｉｎ，残渣二次
提取（液料比９ ｍＬ／ｇ），合并上清液测折光率。 ２．２．４去蛋白
采用等电点沉淀法。取上清液，用体积分数为
５％的ＨＣｌ调等电点至ｐＨ值为４．５，静置４ ｈ，离心 分离蛋白沉淀。
２．２．５醇析 调上清液ｐＨ值为７．０，浓缩至５～１０ ｍＬ。边
搅拌边加入４倍体积的无水乙醇，静置沉淀９ ｈ，离 心分离沉淀。
２．２．６干燥和粉碎
对上述沉淀物进行真空干燥、粉碎即得成品。
２．３原料和成品的成分分析
淀粉含量测定，ＧＢ／Ｔ５００９．９—２００３［４１；蛋白质
含最测定，微量凯氏定氮法［５１；脂肪含量测定，索氏
抽提法［５］；含水率测定，ＧＢ／Ｔ５００９．３—２００３［４］；灰
分含量测定，ＧＢ／Ｔ５００９．４—２００３［４１；总膳食纤维
（ＴＤＦ）、水不溶性膳食纤维（ＩＤＦ）和水溶性膳食纤
维（ＳＤＦ）含量测定，酶一重量法ＡＯＡＣ９９１．４３【６｜。
２．４ ｓＤＦ得率的计算
ｙ２：石爿掣而×ｘ１００％ ＳＤＦ得率计算公式为 ｙ
ｌｕｕ％
式中 ｍ——ＳＤＦ质量，ｇ ｒ，——纤维的含水率 Ｇ——燕麦麸质量，ｇ ｒ，——燕麦麸的含水率
２．５溶胀力测定 称取１．０００ ｇ膳食纤维粉放入量筒中，读取干
纤维粉的体积，然后加入２０℃水使总体积达到 ５０ ｍＬ，摇匀后于２０℃下放置２４ ｈ，再读取量筒中纤 维物料的体积数，最后将膨胀后的纤维物料体积减 去干纤维物料体积，计算溶胀力［７｜。 ２．６持水力测定
称取１．０００ ｇ膳食纤维粉放入量筒中，然后加 入２０℃水，放置１ ｈ，将纤维放在滤纸上沥干后，把 保留在滤纸上结合了水的纤维转移到一表面皿中称 量，计算持水力［７｜。
３结果与讨论
３．１原料处理 将５００ ｇ粉碎后的燕麦麸置于振筛机上进行筛
分处理，振筛机上有２０目（孔径为０．９００ ｍｍ）、 ４０目（孔径为０．４５０ ｍｍ）、６０目（孔径为０．２８０ ｍｍ）、 ８０目（孔径为０．１８０ ｍｍ）、１００目（孔径为 ０．１５４ ｍｍ）等各层筛。调至振动１ ｈ。收集各层截 留燕麦麸进行称重，并对不同孔目筛选得到的燕麦 麸中水溶性膳食纤维含量进行比较（表１）。由表１ 结果，考虑生产成本和效率，本文选４０～６０目之间 的燕麦麸作为提取ＳＤＦ的原料。对此原料按
参数—— ２．３节方法进行基本成分分析，结果表明原料中淀
粉和蛋白质含量较高，分别为３７．８３％和２０．１３％。
表１ 筛分粒度对燕麦麸ｓＤＦ含量的影响
Ｔａｂ．１ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｏａｔ ｂｒａｎ ｓｉｚｅｓ ｏｎ ＳＤＦ ｃｏｎｔｅｎｔ ％
筛分粒度／目
＜２０
２０～４０ ４０～６０ ６０～８０ ８０～１００ ＞１００
质量比
１０．４
３０．２
３２．１
１２．５
１１．２
３．６
ｓＤＦ含量 ６．０５
１１．０５
１２．８６
１０．４１
６．４７
６．３７
３．２ ｓＤＦ提取的单因素试验 ３．２．１ 水解去淀粉工艺条件的选择
由３．１节可知燕麦麸中含有大量的淀粉，在
第‘７期
刘焕云等：燕麦麸中水溶性膳食纤维提取工艺优化
１０５
ＳＤＦ提取过程中去除淀粉是必需步骤，随着提取的 进行，淀粉也逐步溶出，而且部分淀粉糊化使提取液 的黏度增大而影响水溶性膳食纤维的提取效果，加 入淀粉酶可适当降低体系黏度，有助于ＳＤＦ的提 取。
本试验采用先水解去淀粉，同时提取的方法。 在液料比９ ｍＬ／ｇ的提取液中，分别加入不同量的 耐热ａ一淀粉酶，根据其最适条件，在６５℃、ｐＨ值６．５ 的条件下水解不同时间，淀粉去除效果以碘液与提 取液反应所产生的颜色变化为评判标准。由表２结 果可见，随着酶作用时间的延长与用量增大，提取液 中淀粉去除效果逐渐变好，考虑到生产成本的经济 性和缩短生产周期，加酶量以１：２００为宜，作用时间
３０ ｍｉｎ。
表２淀粉酶水解淀粉的效果
ｅ眦珊ｅ Ｔａｂ．２ ＥｍⅪｔｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｓｔａｒｃｈ ｂｙ
注：加酶量是指酶的质量（ｇ）与料液总量（ｍＬ）的比例，＋＋表示 碘液呈深蓝色，＋表示呈微弱蓝色，一表示颜色没有明显变化。
３．２．２继续提取工艺条件的研究 由燕麦麸浸提出的水溶性膳食纤维溶解于水，
从而使溶液的折光率增大，而折光率的大小与溶液 中可溶性固形物的浓度成正比。因此可通过测定浸 提离心所得上清液折光率的大小来判断水溶性膳食 纤维（ＳＤＦ）的含量，也即上清液折光率越大则水溶 性膳食纤维浸出率越高【８ Ｊ。
去除淀粉工艺条件确定后，对浸提温度、时间、 液料比、溶液ｐＨ值这几个影响ＳＤＦ提取效果的主 要因素分别进行考察，通过测定浸提液的折光率观 察其对ｓＤＦ浸出率的影响。试验结果如图１～４。 结果表明浸提温度和ｐＨ值对ＳＤＦ的提取影响较大 （图２、３）；当液料比超过９ ｍＬ／ｇ时，由于溶液总体 积增加，折光率反而下降，且加水量增加将会给后续 处理带来影响（图１）；浸提时间超过９０ ｍｉｎ后，折光
．３７０
３６５
．３６０ 褂 米 ３５５ 辖 ．３５０
３４５
３４０
４５
５５
６５
７５
８５
浸提温度／℃
图２浸提温度对ＳＤＦ浸出率的影响
ｔ廿Ｉｌｐｅ豫ｔ悯 Ｒｇ．２ Ｙｉｄｄｓ ｏｆ ｓＤＦ诵ｔｈ ｄｉｆｆｅｒ廿ｌｔ ｅ）（ｔｒａｃｔｉｏｎ
（ｐＨ值９．ｏ、液料比９ ｍＬ／ｇ、浸提时间９０ ｍｉｎ）
ｌ＿３６５
１．３６０
糌１．３５５
蠢１３５０
１．３４５
１．３４０
６
７
８
９
ｌＯ
ｌｌ
ｐＨ值
图３浸提ｐＨ值对ｓＤＦ浸出率的影响
Ｆｉｇ．３ Ｙｉｅｌｄｓ ｏｆ ＳＤＦ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐＨ （液料比９ ｍＬ／ｇ、浸提温度６５℃、浸提时间９０ ｍｉｎ）
．３６５ ．３６０ 需 ．３５５ 絮 ．３５０ 辖 ．３４５
．３４０
率增大不明显，即ＳＤＦ的浸出率增加不明显（图４）。
３．３正交试验
在以上单因素试验结果的基础上，采用ｂ（３４）
正交试验表，以水溶性膳食纤维得率为评价指标，对
ｓＤＦ的提取工艺条件进行优化。试验结果与分析
见表３。
表３正交试验安排与结果
Ｔａｂ．３ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｓｕｌ拓
Ｆｉｇ．１
液料比／ｍＬ·ｇ一１
图１液料比对ｓＤＦ浸出率的影响 Ｙｉｅｌｄｓ ｏｆ ＳＤＦ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓ０１ｖｅｎｔ／ｏａｔ ｂｒａｎ ｒａｔｉ∞ （ｐＨ值９．０、浸提温度６５℃、浸提时间９０ ｍｉｎ）
１０６
农业机械学报
２ Ｏ ０ ８年
根据极差的大小，各因素对ＳＤＦ得率影响次序 为：Ａ＞Ｂ＞Ｄ＞Ｃ。较佳工艺条件组合为 Ａ２８２Ｃ３Ｄ１，即浸提温度６５℃，浸提ｐＨ值９．０，液料 比９ ｍＬ／ｇ，浸提时间１２０ ｍｉｎ。按较佳工艺条件进 行验证试验，经去蛋白、醇析、分离、干燥，ＳＤＦ得率 为１２．４０％。
农业机械学报
第３９卷第７期
燕麦麸中水溶性膳食纤维提取工艺优化＊
刘焕云 李慧荔 赵 红
【摘要】 以燕麦麸为原料提取水溶性膳食纤维，研究了原料处理、料液比、浸提温度、浸提时间等对水溶性膳
食纤维得率的影响，通过单因素及正交试验确定较佳提取工艺为：以液料比９ ｍＬ／ｇ，在ｐＨ值６．５、浸提６５℃条件
下加入耐热ａ一淀粉酶，作用３０ ｍｉｎ去除淀粉，然后调ｐＨ值为９．０继续提取２ ｈ；等电点沉淀法去蛋白，无水乙醇醇 析９ ｈ。在该工艺条件下得到水溶性膳食纤维的得率为１２．４０％，纯度７８．５６％。
关键词：食品工艺燕麦麸水溶性膳食纤维提取
中图分类号：Ｔｓ２０１．１
文献标识码：Ａ
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｄｉｅｔａｒｙ Ｆｉｂｒｅ ｆｒｏｍ ｏａｔ Ｂｒａｎ
Ｌｉｕ Ｈｕａｎｙｕｎ Ｌｉ Ｈｕｉｌｉ Ｚｈａｏ Ｈｏｎｇ
（ｆ砒ｉ Ｅ∞７２０，竹ｉｃ苫口，２ｄ了’地（如Ｌ砌ｉｔ谚，葛ｉ砂，Ｓ矗巧妇２五“口以ｇ ０５００６１，Ｃ冼主力口）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ Ｓ０１ｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｒｅ ｆｒｏｍ ｏａｔ ｂｒａｎ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ，
ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｓｏｌｖｅｎｔ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｓｏｌｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ
ｄｅｔｅｍｉｎｅｄ ｆｉｂｒ岛 ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ
ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ
ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｓ ａｓ ｆ０１ｌｏｗｓ：ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ６５℃ ａｎｄ ｐＨ ６．５， ｅｎｔｅｒｉｎｇ ａ—ｓｔａｒｃｈ ｅｎｚｙｍｅ ｉｎｔｏ ｔｈｅ
ｓｏｌｖｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｓｏｌｖｅｎｔ ｔｏ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ９ ｍＬ；ｔｈｅｎ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｐＨ ｔｏ ９．０ ｆｏｒ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ２ ｈｏｕｒｓ；ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ， ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ—ｓ０１ｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ
ｆｉｂｒｅ ｗｉｔｈ ｅｔｈａｎｏｌ ｆｏ；９ ｈｏｕｒＳ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｉｓ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｍｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｐｕｒｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｌｕｂｌｅ
ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｒｅ ａｒｅ １２．４０％ａｎｄ ７８．５６％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｆｂｏｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｏａｔ ｂｒａｎ，ｓ０１ｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｒｅ，Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
引言
膳食纤维按溶解性不同可分为水溶性膳食纤维 （ＳＤＦ）和水不溶性膳食纤维（ＩＤＦ）两类，水溶性膳食 纤维在许多方面具有比水不溶性膳食纤维更强的生 理功能，如持水性高，防便秘，降低胆固醇等［１］。
燕麦是谷物中最好的全价营养食品，加工过程 中能较好地保存外皮，其总膳食纤维含量在１６％以 上，其中水溶性膳食纤维占１／３以上旧Ｊ。本文以燕 麦麸为原料，采用单因素及正交试验，对提取燕麦麸
水溶性膳食纤维的最佳工艺条件加以研究。
１材料与设备
１．１原料及试剂 燕麦麸，产于河北省张家口。耐热ａ．淀粉酶，北
京双旋微生物培养基制品厂。９５％乙醇，乙醚，碘 液，０．１％ＨＣｌ溶液，０．１％Ｎａ０Ｈ溶液等，以上试剂 均为分析纯，配制用水为二次蒸馏水。 １．２仪器与设备
ＬⅪ一２型离心沉淀机（上海分析仪器厂）；
收稿日期：２００７一０９—２５ ＊河北省科技厅科研项目（项目编号：０５２１２８０３）
刘焕云 河北经贸大学生物科学与工程学院 李慧荔河北经贸大学生物科学与工程学院 赵红河北经贸大学生物科学与工程学院
副教授。０５００６ｌ石家庄市 讲师 本科生
１０４
农业机械学报
ＤＨＳ一４ＣＴ型精密酸度计（上海大谱仪器有限公 司）；ＲＥ５２一凡姬型旋转蒸发器（温州奥利生物医学 仪器厂）；阿贝折射仪（上海浦东物理光学仪器厂）； 粉碎机（温领市大德中药机械有限公司）；１０１—４型 电热鼓风干燥箱（上海市实验仪器总厂）；恒温水浴 锅（上海实验仪器厂）；索氏提取器（上海第三分析仪 器厂）；电子天平等。
２试验方法
２．１ ｓＤＦ的提取工艺流程
燕麦麸一粉碎一脱脂一水解去淀粉一
残渣一二次提取］
十
』
热水搅拌提取一离心分离一收集上清液一去蛋白一
醇析一离心分离一干燥一粉碎一主要指标检测
２．２操作要点 ２．２．１ 粉碎
燕麦原料不同部位的水溶性膳食纤维含量不
同，麸皮的加工方式不同也会造成水溶性膳食纤维
含量的差别，故在试验前先将干燥燕麦麸皮置于粉
碎机中粉碎，过筛后待用。 ２．２．２脱脂
原料燕麦麸中含有８．２％～１２％的脂肪，会影
响水溶性膳食纤维的分子量［３】，从而影响其生理功
能。本文用乙醚对４０～６０目之间燕麦麸进行回流
脱脂，用脱脂后的燕麦麸作为提取原料。 ２．２．３水解去淀粉及水浴提取
将脱脂后的燕麦麸以液料比９ ｍＬ／ｇ，在６５℃ 下进行水浴搅拌提取３０ ｍｉｎ，同时加入适量耐热
ａ一淀粉酶。去除淀粉后，调ｐＨ值为９．Ｏ继续提取一 定时间，以４ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心分离３０ ｍｉｎ，残渣二次
提取（液料比９ ｍＬ／ｇ），合并上清液测折光率。 ２．２．４去蛋白
采用等电点沉淀法。取上清液，用体积分数为
５％的ＨＣｌ调等电点至ｐＨ值为４．５，静置４ ｈ，离心 分离蛋白沉淀。
２．２．５醇析 调上清液ｐＨ值为７．０，浓缩至５～１０ ｍＬ。边
搅拌边加入４倍体积的无水乙醇，静置沉淀９ ｈ，离 心分离沉淀。
２．２．６干燥和粉碎
对上述沉淀物进行真空干燥、粉碎即得成品。
２．３原料和成品的成分分析
淀粉含量测定，ＧＢ／Ｔ５００９．９—２００３［４１；蛋白质
含最测定，微量凯氏定氮法［５１；脂肪含量测定，索氏
抽提法［５］；含水率测定，ＧＢ／Ｔ５００９．３—２００３［４］；灰
分含量测定，ＧＢ／Ｔ５００９．４—２００３［４１；总膳食纤维
（ＴＤＦ）、水不溶性膳食纤维（ＩＤＦ）和水溶性膳食纤
维（ＳＤＦ）含量测定，酶一重量法ＡＯＡＣ９９１．４３【６｜。
２．４ ｓＤＦ得率的计算
ｙ２：石爿掣而×ｘ１００％ ＳＤＦ得率计算公式为 ｙ
ｌｕｕ％
式中 ｍ——ＳＤＦ质量，ｇ ｒ，——纤维的含水率 Ｇ——燕麦麸质量，ｇ ｒ，——燕麦麸的含水率
２．５溶胀力测定 称取１．０００ ｇ膳食纤维粉放入量筒中，读取干
纤维粉的体积，然后加入２０℃水使总体积达到 ５０ ｍＬ，摇匀后于２０℃下放置２４ ｈ，再读取量筒中纤 维物料的体积数，最后将膨胀后的纤维物料体积减 去干纤维物料体积，计算溶胀力［７｜。 ２．６持水力测定
称取１．０００ ｇ膳食纤维粉放入量筒中，然后加 入２０℃水，放置１ ｈ，将纤维放在滤纸上沥干后，把 保留在滤纸上结合了水的纤维转移到一表面皿中称 量，计算持水力［７｜。
３结果与讨论
３．１原料处理 将５００ ｇ粉碎后的燕麦麸置于振筛机上进行筛
分处理，振筛机上有２０目（孔径为０．９００ ｍｍ）、 ４０目（孔径为０．４５０ ｍｍ）、６０目（孔径为０．２８０ ｍｍ）、 ８０目（孔径为０．１８０ ｍｍ）、１００目（孔径为 ０．１５４ ｍｍ）等各层筛。调至振动１ ｈ。收集各层截 留燕麦麸进行称重，并对不同孔目筛选得到的燕麦 麸中水溶性膳食纤维含量进行比较（表１）。由表１ 结果，考虑生产成本和效率，本文选４０～６０目之间 的燕麦麸作为提取ＳＤＦ的原料。对此原料按
参数—— ２．３节方法进行基本成分分析，结果表明原料中淀
粉和蛋白质含量较高，分别为３７．８３％和２０．１３％。
表１ 筛分粒度对燕麦麸ｓＤＦ含量的影响
Ｔａｂ．１ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｏａｔ ｂｒａｎ ｓｉｚｅｓ ｏｎ ＳＤＦ ｃｏｎｔｅｎｔ ％
筛分粒度／目
＜２０
２０～４０ ４０～６０ ６０～８０ ８０～１００ ＞１００
质量比
１０．４
３０．２
３２．１
１２．５
１１．２
３．６
ｓＤＦ含量 ６．０５
１１．０５
１２．８６
１０．４１
６．４７
６．３７
３．２ ｓＤＦ提取的单因素试验 ３．２．１ 水解去淀粉工艺条件的选择
由３．１节可知燕麦麸中含有大量的淀粉，在
第‘７期
刘焕云等：燕麦麸中水溶性膳食纤维提取工艺优化
１０５
ＳＤＦ提取过程中去除淀粉是必需步骤，随着提取的 进行，淀粉也逐步溶出，而且部分淀粉糊化使提取液 的黏度增大而影响水溶性膳食纤维的提取效果，加 入淀粉酶可适当降低体系黏度，有助于ＳＤＦ的提 取。
本试验采用先水解去淀粉，同时提取的方法。 在液料比９ ｍＬ／ｇ的提取液中，分别加入不同量的 耐热ａ一淀粉酶，根据其最适条件，在６５℃、ｐＨ值６．５ 的条件下水解不同时间，淀粉去除效果以碘液与提 取液反应所产生的颜色变化为评判标准。由表２结 果可见，随着酶作用时间的延长与用量增大，提取液 中淀粉去除效果逐渐变好，考虑到生产成本的经济 性和缩短生产周期，加酶量以１：２００为宜，作用时间
３０ ｍｉｎ。
表２淀粉酶水解淀粉的效果
ｅ眦珊ｅ Ｔａｂ．２ ＥｍⅪｔｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｓｔａｒｃｈ ｂｙ
注：加酶量是指酶的质量（ｇ）与料液总量（ｍＬ）的比例，＋＋表示 碘液呈深蓝色，＋表示呈微弱蓝色，一表示颜色没有明显变化。
３．２．２继续提取工艺条件的研究 由燕麦麸浸提出的水溶性膳食纤维溶解于水，
从而使溶液的折光率增大，而折光率的大小与溶液 中可溶性固形物的浓度成正比。因此可通过测定浸 提离心所得上清液折光率的大小来判断水溶性膳食 纤维（ＳＤＦ）的含量，也即上清液折光率越大则水溶 性膳食纤维浸出率越高【８ Ｊ。
去除淀粉工艺条件确定后，对浸提温度、时间、 液料比、溶液ｐＨ值这几个影响ＳＤＦ提取效果的主 要因素分别进行考察，通过测定浸提液的折光率观 察其对ｓＤＦ浸出率的影响。试验结果如图１～４。 结果表明浸提温度和ｐＨ值对ＳＤＦ的提取影响较大 （图２、３）；当液料比超过９ ｍＬ／ｇ时，由于溶液总体 积增加，折光率反而下降，且加水量增加将会给后续 处理带来影响（图１）；浸提时间超过９０ ｍｉｎ后，折光
．３７０
３６５
．３６０ 褂 米 ３５５ 辖 ．３５０
３４５
３４０
４５
５５
６５
７５
８５
浸提温度／℃
图２浸提温度对ＳＤＦ浸出率的影响
ｔ廿Ｉｌｐｅ豫ｔ悯 Ｒｇ．２ Ｙｉｄｄｓ ｏｆ ｓＤＦ诵ｔｈ ｄｉｆｆｅｒ廿ｌｔ ｅ）（ｔｒａｃｔｉｏｎ
（ｐＨ值９．ｏ、液料比９ ｍＬ／ｇ、浸提时间９０ ｍｉｎ）
ｌ＿３６５
１．３６０
糌１．３５５
蠢１３５０
１．３４５
１．３４０
６
７
８
９
ｌＯ
ｌｌ
ｐＨ值
图３浸提ｐＨ值对ｓＤＦ浸出率的影响
Ｆｉｇ．３ Ｙｉｅｌｄｓ ｏｆ ＳＤＦ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐＨ （液料比９ ｍＬ／ｇ、浸提温度６５℃、浸提时间９０ ｍｉｎ）
．３６５ ．３６０ 需 ．３５５ 絮 ．３５０ 辖 ．３４５
．３４０
率增大不明显，即ＳＤＦ的浸出率增加不明显（图４）。
３．３正交试验
在以上单因素试验结果的基础上，采用ｂ（３４）
正交试验表，以水溶性膳食纤维得率为评价指标，对
ｓＤＦ的提取工艺条件进行优化。试验结果与分析
见表３。
表３正交试验安排与结果
Ｔａｂ．３ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｓｕｌ拓
Ｆｉｇ．１
液料比／ｍＬ·ｇ一１
图１液料比对ｓＤＦ浸出率的影响 Ｙｉｅｌｄｓ ｏｆ ＳＤＦ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓ０１ｖｅｎｔ／ｏａｔ ｂｒａｎ ｒａｔｉ∞ （ｐＨ值９．０、浸提温度６５℃、浸提时间９０ ｍｉｎ）
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农业机械学报
２ Ｏ ０ ８年
根据极差的大小，各因素对ＳＤＦ得率影响次序 为：Ａ＞Ｂ＞Ｄ＞Ｃ。较佳工艺条件组合为 Ａ２８２Ｃ３Ｄ１，即浸提温度６５℃，浸提ｐＨ值９．０，液料 比９ ｍＬ／ｇ，浸提时间１２０ ｍｉｎ。按较佳工艺条件进 行验证试验，经去蛋白、醇析、分离、干燥，ＳＤＦ得率 为１２．４０％。