纤维素酶提取水溶性膳食纤维工艺的研究
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３２
食品与药品 Food and Drug ２００８ 年第 １０ 卷第 ０７ 期
纤维素酶提取水溶性膳食纤维工艺的研究
刘绍鹏，陈 文 ＊ ，慕春海
（新疆特种植物药资源省部共建教育部重点实验室，新疆 石河子 ８３２００２）
摘 要：目的 以番茄不溶性膳食纤维为原料，用酶解法提取可溶性膳食纤维（Ｓ Ｄ Ｆ ）。方法 经正交试验优化提
本实验在此基础上加以改进，以循环套用、连 续酶解的工艺提取 ＳＤＦ，设计了新的工艺路线，见 图１ 。
３４
食品与药品 Food and Drug ２００８ 年第 １０ 卷第 ０７ 期
图１ 连续酶解工艺简图
如图１所示，第一次酶解后剩下的底物与新提取 后产生的沉淀合并，经过程Ⅱ处理后继续反应得 ＳＤＦ。每次工艺用 ５ ｇ 原料，提取工艺完毕后，将 本次沉淀与上次反应的沉淀混合，再加入等量的 酶，于同一温度、同一 ｐ Ｈ 环境下反应相同时间， 连续反应 ７ 次，结果见表 ４ 。
然来源的膳食纤维中 ＳＤＦ 含量很低。通过改性手段可 进一步优化。
以使一部分 ＩＤＦ 溶解成为 ＳＤＦ，从而提高 ＳＤＦ 产量。 １ 材料和仪器
在诸多膳食纤维改性方法中，以化学法、纤维 １．１ 试验材料
素酶催化法和物理挤压膨化增溶法常见。（１）物理
番 茄 纤 维 （ 新 疆 中 基 公 司 ）； 纤 维 素 酶 （ 北 京
取工艺，并在优化条件下循环提取。结果 制备 Ｓ Ｄ Ｆ 的最佳工艺条件为：酶用量 １ ０ ％ ，酶解时间 ６ ｈ ，酶解温度
６ ０ ℃，ｐ Ｈ ４ ． ０ ；以最佳条件连续反应，产率可达 ３ １ ． １ ％ 。结论 确定了酶提取 Ｓ Ｄ Ｆ 的最佳工艺；证实循环工艺
可以提高提取效率。
采用酶 － 重量法（ＡＯＡＣ 法，即 Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ 拟定 ３ 个 水 平 ，用 Ｌ （３ ４ ）正 交 试 验 优 化 工 艺 条 ９
Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ法）［５］。
件。
２．２ 工艺实验
表１ 正交试验选择条件
提取［６］：取 ５．００ ｇ 粗纤维，加 ２５０ ｍＬ 水，置
收稿日期：２００８－０３－２７ 基金项目：教育部春晖计划“番茄纤维的开发研究”（Ｚ ２ ０ ０ ４ － ２ － ６ ５ ０ ５ ３ ） 作者简介：刘绍鹏（１９８１－ ），男，硕士研究生，从事药物新制剂的研究与开发 Ｅ－ｍａｉｌ： ３９９６０６８１＠ｑｑ．ｃｏｍ ＊ 通讯作者：陈文（１９６７－ ），男，教授，硕士生导师，从事新药研究与开发 Ｅ－ｍａｉｌ： ｃｈｅｎ－ｗｅｎ２０００＠１２６．ｃｏｍ
食品与药品 Food and Drug ２００８ 年第 １０ 卷第 ０７ 期
３３
真空干燥箱；Ｓ Ｈ Ｚ － ３ 型循环水真空泵。
即得 Ｓ Ｄ Ｆ 。称重，计算产率，即为酶解后产量。
２ 实验方法
单 因 素 考 察 酶 使 用 量 、反 应 时 间 、反 应 温 度 和
２ ． １ ＳＤＦ含量测定
ｐ Ｈ 值 ４ 项因素（ 实 验 过 程 省 略 ），根 据 实 验 结 果
表４ 连续酶解工艺的结果
４ 结论 （１）本研究考察了番茄纤维 ＩＤＦ 的不同酶解工
艺，选定了合理的工艺路线。通过正交试验确立最 佳酶解工艺条件为：酶使用量 １０ ％，酶解时间 ６ ｈ， 酶解温度 ６０ ℃，ｐＨ ４．０；初步探讨了循环套用即 补料酶解方式连续提取 ＳＤＦ，使产率提高至 ３１．１ ％。 酶解后产品为淡黄色粉末，易吸潮，易溶于水。
１２．２ ％（上述正交试验中酶解最高产率为 ８．８ ％），
证明该工艺确能提高 ＳＤＦFra Baidu bibliotek产率。
Ｓ Ｄ Ｆ ＝ （∑Ｓ Ｄ Ｆ ＋ ∑Ｓ Ｄ Ｆ ）／ （５ × ７ ）
产率
提取
酶解
＝３１．１ ％
通过检验，产品纯度可达 ９１．３ ％，完全可以作
为食品添加剂或药用辅料使用。
参考文献
［１］ 潘英明，梁英，王恒山，等． 从罗汉果渣中提取水不溶性 膳食纤维的研究［Ｊ］． 广西植物， ２００３，２３（４）：３７０－３７２．
关键词：纤维素酶；膳食纤维；番茄；改性
中图分类号：ＴＳ２０１．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－９７９Ｘ（２００８）０７－００３２－０３
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ Ｄｉｅｔａｒｙ Ｆｉｂｅｒ Ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｂｙ Ｃｅｌｌｕｌａｓｅ
ＬＩＵ Ｓｈａｏ－ｐｅｎｇ， ＣＨＥＮ Ｗｅｎ， ＭＵ Ｃｈｕｎ－ｈａｉ （Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｐｈｙｔｏｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｓｈｉｈｅｚｉ ８３２００２， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｅｒ （ＳＤＦ） ｆｒｏｍ ｔｏｍａｔｏ ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｅｒ （ＩＤＦ） ｂｙ ｃｅｌｌｕｌａｓｅ． Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ， ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｒｒａｎｇｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ． Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ＳＤＦ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： １０ ％ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｆｏｒ ６ ｈ ａｔ ５５℃ ｗｉｔｈ ｐＨ ４．０． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ３１．１％． Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ＳＤＦ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｌｌｕｌａｓｅ； ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｅｒ； ｔｏｍａｔｏ； ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
［５］ 胡国华，黄绍华． 可溶性膳食纤维的分析［Ｊ］． 粮食与饲料工 业，１ ９ ９ ７，（５ ）：３ ９ － ４ １ ．
［６］ 刘绍鹏，陈文，慕春海，等． 可溶性番茄膳食纤维的提取 工艺［Ｊ］． 石河子大学学报（自然科学版），２００７，２５（５）： ６０５－６０７．
［７］ 金毓峑，李兆辉，李坚，等． 酶法制取水溶性膳食纤维的 实验研究［Ｊ］． 北京工业大学学报，２００４，３０（１）：４５－４８．
食纤维（Ｓ Ｄ Ｆ ）和水不溶性膳食纤维（Ｉ Ｄ Ｆ ）。Ｓ Ｄ Ｆ 工业进一步加工；（３）纤维素酶改性 其原理与化
能降低血脂含量、延缓小肠对葡萄糖的吸收速度，刺 学 法 相 近 ，但 产 品 颜 色 较 浅 ，杂 质 较 少 ，造价低
激胰岛产生胰岛素，从而预防糖尿病的发生［４］。但天 廉。本文主要讨论纤维素酶法制取 ＳＤＦ 的工艺，并
于６０ ℃水浴３０ ｍｉｎ后，以３ ５００ ｒ／ｍｉｎ离心１０ ｍｉｎ，
收集上清液，乙醇沉淀，浓缩，干燥得 Ｓ Ｄ Ｆ ，未
溶解部分待用。
酶解：取提取后剩余的未溶解部分（即 Ｉ Ｄ Ｆ ）
加 ２ ０ ０ ｍ Ｌ 水，加入一定量纤维素酶，于相应 ｐ Ｈ 、 ３ 结果与讨论
温度、时间反应后，３ ５００ ｒ／ｍｉｎ 离心 １０ ｍｉｎ，乙 ３．１ 正交试验结果
近年膳食纤维（ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｅｒ，ＤＦ）在人体健康 酸或强碱，在超过 ５０ ℃的温度下反应，使部分纤
中的作用引起了广泛关注，被誉为“第七营养素”， 维素糖苷键断裂，增大溶解度。此法对环境影响很
其生理功能已经研究证实［１－３］。膳食纤维分为可溶性膳 大，且制备的 Ｓ Ｄ Ｆ 颜色较深，不适合食品、药品
挤压膨化法改性 在水中将膳食纤维升温，膨化后强 奥博星公司）；９ ５ ％ 乙醇（上海振兴化工一厂）。
行使其通过某一固定孔径，造成键断裂，达到增加 １．２ 实验仪器
溶解度的目的。其产品颜色与提取所得的 Ｓ Ｄ Ｆ 接
８ ０ ０ ２ 型水浴锅；Ｊ Ｂ ９ ０ － Ｄ 型强力电动搅拌机；
近，适合进一步加工；（２ ）化学法改性 加入强 ＬＸＪ－ＩＩ 离心沉淀机；ＺＦＡ 型旋转蒸发仪；ＺＫ－８２Ａ 型
（２ ）在酶解纤维制取 Ｓ Ｄ Ｆ 产品时，循环工艺 可以充分利用反应底物和酶，在同等条件下提高产 率。
由表 ４ 可见，７ 次的酶解产量逐步提高，最终
可达 １ ． １ ０ ６ ｇ。但反应进行 ７ 次之后（约 ４ ３ ｈ），
容易染菌，导致产品质量下降，故暂定工艺为 ７ 次
循环。酶解效率 ＝ ∑ＳＤＦ ／（５ × ７）＝０．１２２，即 酶解
［２］ 葛春玉，潘英明，何大明，等． 罗汉果渣中水溶性膳食纤 维提取工艺的研究［Ｊ］． 江西化工，２００３，（１）：５２－５４．
［３］ 郑建仙，高孔荣． 论膳食纤维［Ｊ］． 食品与发酵工业，１９９４， （４ ）：７ １ － ７ ４ ．
［４］ 何锦凤． 论膳食纤维［Ｊ］． 食品与发酵工业，１９９７，２３（５）： ６４－７２．
醇沉淀，离心，将所得沉淀于６０ ℃干燥箱中干燥 ２ ｈ，
见表 ２ 和表 ３。
表２ 正交试验结果
表３ 正交试验方差分析
由表 ２、表 ３ 可见，４ 项因素均无显著差异，即 ４项因素所选水平都可作为工艺条件使用；各项因素 对酶解产量的影响依次为酶解时间＞酶使用量＞酶 解温度＞ ｐＨ。选择第 ５ 组 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 为最优化条件。
２２３１
经 试 验 验 证 ，产 量 达 到 ０ ． ４ ５ ０ ｇ ，明 显 优 于 其 他 条 件 下的产量。 ３ ． ２ 酶法膳食纤维连续提取工艺的探讨
由正交试验可知，上述工艺 ＩＤＦ 改性制得 ＳＤＦ 的产量不高。金毓荃等［７］用３步酶解法处理玉米皮膳 食纤维得 ＳＤＦ。作者认为，市售的纤维素酶为复合 纤维素酶，主要由 Ｃｉ、Ｃｂ 和 Ｃｘ 组成，Ｃｉ 和 Ｃｘ 是 β－１，４ 葡糖酶，分别能外切和内切β－１，４ 糖苷键，形 成纤维寡糖；而 Ｃｂ 是纤维二糖酶，其作用是分解纤 维素成为单糖，这个过程是不希望发生的。３ 步酶 解法中由于 Ｃｉ 和 Ｃｘ易吸附于底物上，在随后的酶解 过程中可以继续发生作用；Ｃｂ 则随滤液大量分离， 其不良作用大大降低，不仅提高了酶解产率，而且 能保证最终产品的质量。
食品与药品 Food and Drug ２００８ 年第 １０ 卷第 ０７ 期
纤维素酶提取水溶性膳食纤维工艺的研究
刘绍鹏，陈 文 ＊ ，慕春海
（新疆特种植物药资源省部共建教育部重点实验室，新疆 石河子 ８３２００２）
摘 要：目的 以番茄不溶性膳食纤维为原料，用酶解法提取可溶性膳食纤维（Ｓ Ｄ Ｆ ）。方法 经正交试验优化提
本实验在此基础上加以改进，以循环套用、连 续酶解的工艺提取 ＳＤＦ，设计了新的工艺路线，见 图１ 。
３４
食品与药品 Food and Drug ２００８ 年第 １０ 卷第 ０７ 期
图１ 连续酶解工艺简图
如图１所示，第一次酶解后剩下的底物与新提取 后产生的沉淀合并，经过程Ⅱ处理后继续反应得 ＳＤＦ。每次工艺用 ５ ｇ 原料，提取工艺完毕后，将 本次沉淀与上次反应的沉淀混合，再加入等量的 酶，于同一温度、同一 ｐ Ｈ 环境下反应相同时间， 连续反应 ７ 次，结果见表 ４ 。
然来源的膳食纤维中 ＳＤＦ 含量很低。通过改性手段可 进一步优化。
以使一部分 ＩＤＦ 溶解成为 ＳＤＦ，从而提高 ＳＤＦ 产量。 １ 材料和仪器
在诸多膳食纤维改性方法中，以化学法、纤维 １．１ 试验材料
素酶催化法和物理挤压膨化增溶法常见。（１）物理
番 茄 纤 维 （ 新 疆 中 基 公 司 ）； 纤 维 素 酶 （ 北 京
取工艺，并在优化条件下循环提取。结果 制备 Ｓ Ｄ Ｆ 的最佳工艺条件为：酶用量 １ ０ ％ ，酶解时间 ６ ｈ ，酶解温度
６ ０ ℃，ｐ Ｈ ４ ． ０ ；以最佳条件连续反应，产率可达 ３ １ ． １ ％ 。结论 确定了酶提取 Ｓ Ｄ Ｆ 的最佳工艺；证实循环工艺
可以提高提取效率。
采用酶 － 重量法（ＡＯＡＣ 法，即 Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ 拟定 ３ 个 水 平 ，用 Ｌ （３ ４ ）正 交 试 验 优 化 工 艺 条 ９
Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ法）［５］。
件。
２．２ 工艺实验
表１ 正交试验选择条件
提取［６］：取 ５．００ ｇ 粗纤维，加 ２５０ ｍＬ 水，置
收稿日期：２００８－０３－２７ 基金项目：教育部春晖计划“番茄纤维的开发研究”（Ｚ ２ ０ ０ ４ － ２ － ６ ５ ０ ５ ３ ） 作者简介：刘绍鹏（１９８１－ ），男，硕士研究生，从事药物新制剂的研究与开发 Ｅ－ｍａｉｌ： ３９９６０６８１＠ｑｑ．ｃｏｍ ＊ 通讯作者：陈文（１９６７－ ），男，教授，硕士生导师，从事新药研究与开发 Ｅ－ｍａｉｌ： ｃｈｅｎ－ｗｅｎ２０００＠１２６．ｃｏｍ
食品与药品 Food and Drug ２００８ 年第 １０ 卷第 ０７ 期
３３
真空干燥箱；Ｓ Ｈ Ｚ － ３ 型循环水真空泵。
即得 Ｓ Ｄ Ｆ 。称重，计算产率，即为酶解后产量。
２ 实验方法
单 因 素 考 察 酶 使 用 量 、反 应 时 间 、反 应 温 度 和
２ ． １ ＳＤＦ含量测定
ｐ Ｈ 值 ４ 项因素（ 实 验 过 程 省 略 ），根 据 实 验 结 果
表４ 连续酶解工艺的结果
４ 结论 （１）本研究考察了番茄纤维 ＩＤＦ 的不同酶解工
艺，选定了合理的工艺路线。通过正交试验确立最 佳酶解工艺条件为：酶使用量 １０ ％，酶解时间 ６ ｈ， 酶解温度 ６０ ℃，ｐＨ ４．０；初步探讨了循环套用即 补料酶解方式连续提取 ＳＤＦ，使产率提高至 ３１．１ ％。 酶解后产品为淡黄色粉末，易吸潮，易溶于水。
１２．２ ％（上述正交试验中酶解最高产率为 ８．８ ％），
证明该工艺确能提高 ＳＤＦFra Baidu bibliotek产率。
Ｓ Ｄ Ｆ ＝ （∑Ｓ Ｄ Ｆ ＋ ∑Ｓ Ｄ Ｆ ）／ （５ × ７ ）
产率
提取
酶解
＝３１．１ ％
通过检验，产品纯度可达 ９１．３ ％，完全可以作
为食品添加剂或药用辅料使用。
参考文献
［１］ 潘英明，梁英，王恒山，等． 从罗汉果渣中提取水不溶性 膳食纤维的研究［Ｊ］． 广西植物， ２００３，２３（４）：３７０－３７２．
关键词：纤维素酶；膳食纤维；番茄；改性
中图分类号：ＴＳ２０１．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－９７９Ｘ（２００８）０７－００３２－０３
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ Ｄｉｅｔａｒｙ Ｆｉｂｅｒ Ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｂｙ Ｃｅｌｌｕｌａｓｅ
ＬＩＵ Ｓｈａｏ－ｐｅｎｇ， ＣＨＥＮ Ｗｅｎ， ＭＵ Ｃｈｕｎ－ｈａｉ （Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｐｈｙｔｏｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｓｈｉｈｅｚｉ ８３２００２， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｅｒ （ＳＤＦ） ｆｒｏｍ ｔｏｍａｔｏ ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｅｒ （ＩＤＦ） ｂｙ ｃｅｌｌｕｌａｓｅ． Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ， ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｒｒａｎｇｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ． Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ＳＤＦ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： １０ ％ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｆｏｒ ６ ｈ ａｔ ５５℃ ｗｉｔｈ ｐＨ ４．０． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ３１．１％． Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ＳＤＦ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｌｌｕｌａｓｅ； ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｅｒ； ｔｏｍａｔｏ； ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
［５］ 胡国华，黄绍华． 可溶性膳食纤维的分析［Ｊ］． 粮食与饲料工 业，１ ９ ９ ７，（５ ）：３ ９ － ４ １ ．
［６］ 刘绍鹏，陈文，慕春海，等． 可溶性番茄膳食纤维的提取 工艺［Ｊ］． 石河子大学学报（自然科学版），２００７，２５（５）： ６０５－６０７．
［７］ 金毓峑，李兆辉，李坚，等． 酶法制取水溶性膳食纤维的 实验研究［Ｊ］． 北京工业大学学报，２００４，３０（１）：４５－４８．
食纤维（Ｓ Ｄ Ｆ ）和水不溶性膳食纤维（Ｉ Ｄ Ｆ ）。Ｓ Ｄ Ｆ 工业进一步加工；（３）纤维素酶改性 其原理与化
能降低血脂含量、延缓小肠对葡萄糖的吸收速度，刺 学 法 相 近 ，但 产 品 颜 色 较 浅 ，杂 质 较 少 ，造价低
激胰岛产生胰岛素，从而预防糖尿病的发生［４］。但天 廉。本文主要讨论纤维素酶法制取 ＳＤＦ 的工艺，并
于６０ ℃水浴３０ ｍｉｎ后，以３ ５００ ｒ／ｍｉｎ离心１０ ｍｉｎ，
收集上清液，乙醇沉淀，浓缩，干燥得 Ｓ Ｄ Ｆ ，未
溶解部分待用。
酶解：取提取后剩余的未溶解部分（即 Ｉ Ｄ Ｆ ）
加 ２ ０ ０ ｍ Ｌ 水，加入一定量纤维素酶，于相应 ｐ Ｈ 、 ３ 结果与讨论
温度、时间反应后，３ ５００ ｒ／ｍｉｎ 离心 １０ ｍｉｎ，乙 ３．１ 正交试验结果
近年膳食纤维（ｄｉｅｔａｒｙ ｆｉｂｅｒ，ＤＦ）在人体健康 酸或强碱，在超过 ５０ ℃的温度下反应，使部分纤
中的作用引起了广泛关注，被誉为“第七营养素”， 维素糖苷键断裂，增大溶解度。此法对环境影响很
其生理功能已经研究证实［１－３］。膳食纤维分为可溶性膳 大，且制备的 Ｓ Ｄ Ｆ 颜色较深，不适合食品、药品
挤压膨化法改性 在水中将膳食纤维升温，膨化后强 奥博星公司）；９ ５ ％ 乙醇（上海振兴化工一厂）。
行使其通过某一固定孔径，造成键断裂，达到增加 １．２ 实验仪器
溶解度的目的。其产品颜色与提取所得的 Ｓ Ｄ Ｆ 接
８ ０ ０ ２ 型水浴锅；Ｊ Ｂ ９ ０ － Ｄ 型强力电动搅拌机；
近，适合进一步加工；（２ ）化学法改性 加入强 ＬＸＪ－ＩＩ 离心沉淀机；ＺＦＡ 型旋转蒸发仪；ＺＫ－８２Ａ 型
（２ ）在酶解纤维制取 Ｓ Ｄ Ｆ 产品时，循环工艺 可以充分利用反应底物和酶，在同等条件下提高产 率。
由表 ４ 可见，７ 次的酶解产量逐步提高，最终
可达 １ ． １ ０ ６ ｇ。但反应进行 ７ 次之后（约 ４ ３ ｈ），
容易染菌，导致产品质量下降，故暂定工艺为 ７ 次
循环。酶解效率 ＝ ∑ＳＤＦ ／（５ × ７）＝０．１２２，即 酶解
［２］ 葛春玉，潘英明，何大明，等． 罗汉果渣中水溶性膳食纤 维提取工艺的研究［Ｊ］． 江西化工，２００３，（１）：５２－５４．
［３］ 郑建仙，高孔荣． 论膳食纤维［Ｊ］． 食品与发酵工业，１９９４， （４ ）：７ １ － ７ ４ ．
［４］ 何锦凤． 论膳食纤维［Ｊ］． 食品与发酵工业，１９９７，２３（５）： ６４－７２．
醇沉淀，离心，将所得沉淀于６０ ℃干燥箱中干燥 ２ ｈ，
见表 ２ 和表 ３。
表２ 正交试验结果
表３ 正交试验方差分析
由表 ２、表 ３ 可见，４ 项因素均无显著差异，即 ４项因素所选水平都可作为工艺条件使用；各项因素 对酶解产量的影响依次为酶解时间＞酶使用量＞酶 解温度＞ ｐＨ。选择第 ５ 组 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 为最优化条件。
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经 试 验 验 证 ，产 量 达 到 ０ ． ４ ５ ０ ｇ ，明 显 优 于 其 他 条 件 下的产量。 ３ ． ２ 酶法膳食纤维连续提取工艺的探讨
由正交试验可知，上述工艺 ＩＤＦ 改性制得 ＳＤＦ 的产量不高。金毓荃等［７］用３步酶解法处理玉米皮膳 食纤维得 ＳＤＦ。作者认为，市售的纤维素酶为复合 纤维素酶，主要由 Ｃｉ、Ｃｂ 和 Ｃｘ 组成，Ｃｉ 和 Ｃｘ 是 β－１，４ 葡糖酶，分别能外切和内切β－１，４ 糖苷键，形 成纤维寡糖；而 Ｃｂ 是纤维二糖酶，其作用是分解纤 维素成为单糖，这个过程是不希望发生的。３ 步酶 解法中由于 Ｃｉ 和 Ｃｘ易吸附于底物上，在随后的酶解 过程中可以继续发生作用；Ｃｂ 则随滤液大量分离， 其不良作用大大降低，不仅提高了酶解产率，而且 能保证最终产品的质量。