白蘿卜不溶性膳食纖維提取方法的比較及其對餅干消化的影響

李 琳，張小康，周子政，路 沖，潘 鑫，鄧祥宜

（1.武漢設計工程學院食品與生物科技學院，湖北武漢 430205；2.武漢市農科院蔬菜科學研究所，湖北武漢 430065）

白蘿卜是生活中常見的、具食療藥理功能的根莖類蔬菜，富含多種維生素、不飽和脂肪酸、人體必需氨基酸及大量的膳食纖維[1-2]。目前，白蘿卜主要以鮮食、干制或腌制等為主，已有關于澄清型白蘿卜汁飲料、發酵型白蘿卜汁飲料、白蘿卜果蔬汁、凍干白蘿卜等產品的研究報道[2-3]，但對其加工副產品（殘渣）中膳食纖維的利用未見報道。

膳食纖維是由果膠類物質、纖維素、半纖維素、木質素等組成的不能被人體消化吸收的成分，其具有較強的吸水、膨脹、持油等能力[4-6]，能促進腸胃蠕動、改善腸道菌群、預防糖尿病、預防心血管疾病、防治結腸癌等[2]。膳食纖維分為水溶性膳食纖維（SDF，Soluble Dietary Fiber）和水不溶性膳食纖維（IDF，Insoluble Dietary Fiber）2種。白蘿卜渣（干基）中的膳食纖維主要以不溶性的形式存在，其中，IDF占52.27%，SDF占9.08%[2]。目前，已有其他果蔬膳食纖維在食品中的應用研究[6-7]。因此，試驗以烘干和凍干的白蘿卜粉為原料，采用酶法、酸法和堿法提取IDF，測定IDF的持水力、持油力、膨脹力，并將性質最佳的IDF制作韌性餅干，研究其對餅干消化的影響，以期為深加工后的副產物——白蘿卜殘渣在保健食品和低熱量食品中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白蘿卜粉，市售；將新鮮白蘿卜洗凈、切塊，置于真空冷凍干燥機中凍干，或60℃下烘至恒質量，粉碎，過60目篩，即為凍干粉或烘干粉，于干燥器中保存備用。

檸檬酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、無水乙醇、3,5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉、苯酚，均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司提供；α-淀粉酶（10 000 U/g），上海一研生物科技有限公司提供；堿性蛋白酶（2.4 AU/g），諾維信（中國）生物技術有限公司提供；低筋小麥粉、色拉油、綿白糖、食用鹽、雞蛋、小蘇打，均購于超市。

TG-16WS型臺式高速離心機，長沙湘智離心機儀器有限公司產品；DHG-9240A型電熱恒溫鼓風干燥機，上海精宏實驗設備有限公司產品；PL-6型遠紅外線食品烘焙爐，廣東恒聯食品機械有限公司產品；722型可見分光光度計，天津市普瑞斯儀器有限公司產品；FA 2014 B型電子天平，上海越平科技儀器有限公司產品；FD-1A-50型冷凍真空干燥機，北京博醫康實驗儀器有限公司產品；TA.XT-plus型質構儀，英國Stable Micro System公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 IDF的提取方法

（1） 酶解法。取白蘿卜粉，以1∶30（g∶mL） 的料液比，加入濃度為0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值8.0），再加入0.2%（V/W）的堿性蛋白酶，60℃下水浴2 h，以轉速5 000 r/min離心30 min，棄上清液，沉淀水洗至中性，60℃下烘干至恒質量，即為IDF。

（2） 酸提法。取白蘿卜粉，以1∶30（g∶mL）的料液比，加入質量分數為0.1%的檸檬酸溶液，50℃下水浴0.5 h，以轉速5 000 r/min離心30 min，棄上清液，沉淀水洗至中性，60℃下烘干至恒質量，即為IDF。

（3） 堿提法。取白蘿卜粉，以1∶30（g∶mL） 的料液比，加入質量分數0.01%的氫氧化鈉溶液，50℃下水浴0.5 h，以轉速5 000 r/min離心30 min，棄上清液，沉淀水洗至中性，60℃下烘干至恒質量，即為IDF。

1.2.2 IDF性質的測定

IDF性質的測定參考楊曉寬等人[4]和薛山[8]，并稍作修改，具體方法如下。

（1）持水力。準確稱取待測粉末1 g，置于50 mL離心管中，加入25 mL蒸餾水，攪拌均勻，室溫下靜置24 h，以轉速5 000 r/min離心10 min，棄上清液，稱濕質量。

（2） 持油力。準確稱取待測粉末0.5 g，置于10 mL離心管中，加入8 mL大豆油，攪拌均勻，室溫下靜置24 h，以轉速5 000 r/min離心20 min，小心倒去上層油脂，稱得樣品持油后質量。

（3）膨脹力。準確稱取待測粉末1 g，置于25 mL量筒中，先記錄其初始體積，再加入20 mL蒸餾水，振蕩均勻后在室溫下放置24 h，記錄其膨脹后的體積。

1.2.3 膳食纖維餅干的制作及指標測定

（1） 餅干配方。按面粉質量計，色拉油16%，綿白糖20%，食鹽0.5%，蛋液20%，小蘇打0.5%，白蘿卜IDF（凍干粉、酶法提取）10%，純凈水25%。

將稱量好的材料調制成面團。將面團搟平整至厚度3 mm左右，刀切成型。烤箱預熱10 min，上火150℃，下火160℃，烘烤時間10～15 min，室溫冷卻。以不加膳食纖維的餅干為對照。

（2）含水量的測定方法。稱取磨碎后的樣品粉末2.5 g，105℃烘至恒質量。

（3）質構測定方法。選取厚度均勻一致的餅干為測試樣品。用TA.XT-plus食品物性測試儀進行穿刺試驗，測定硬度，用P/2探頭，測前速度為2 mm/s，測中速度為2 mm/s，測后速度為2 mm/s。每個樣品測定8次，取平均值。

1.2.4 膳食纖維餅干體外消化的試驗

麥芽糖標曲的測定參照李繼偉等人[9]，以麥芽糖含量X（mg）為橫坐標，以吸光值Y（OD540）為縱坐標，繪制標準曲線，所得回歸方程為Y=0.833X-0.022 4，R2=0.998 7。

稱取膳食纖維餅干粉末1 g于150 mL三角瓶中，加入0.05 mol/L pH值7.0的磷酸鹽緩沖液50 mL，37℃下以轉速120 r/min搖勻5 min，取1 mL溶液，參照標曲測定初始還原糖含量m0。然后向三角瓶中加入質量濃度為0.01 g/mL的α-淀粉酶溶液2 mL（開始酶促反應計時），分別再反應2，5，10，20，60，90，120，180 min時取 0.2～0.6 mL樣品溶液，立即加入1.5 mL DNS試劑，參照標準曲線，測定540 nm處吸光度，并計算酶解新產生的還原糖總量M和酶促反應速度ν。

式中：mt——反應時間內的還原糖含量，mg；

m0——初始還原糖含量，mg；

V0——取樣的溶液體積，mL；

V——總反應體系的體積，mL。

式中：M——水解新產生的還原糖總量，mg；

t——反應時間，min。

試驗以不加膳食纖維的餅干作為對照，設置2次平行，結果用平均值表示。

2 結果與分析

2.1 不同提取方法白蘿卜IDF性質比較

2.1.1 持水力的比較

不同方法提取IDF持水力的比較見圖1。

圖1 不同方法提取IDF持水力的比較

從烘干粉中提取的IDF持水力總體小于凍干粉。這可能是因為凍干法有利于蘿卜粉中IDF空間結構的保持。從凍干粉中提取的IDF持水力依次為凍干酶提（凍酶）17.19 g/g>凍干堿提（凍堿）13.04 g/g>凍干酸提（凍酸）11.01 g/g。這可能是因為酶解條件相對溫和，但酸或堿不可避免地破壞了膳食纖維的空間立體結構，導致持水力下降。

2.1.2 持油力的比較

不同方法提取IDF持油力的比較見圖2。

圖2 不同方法提取IDF持油力的比較

烘干和凍干對IDF持油力的影響差異不明顯，但總體仍為從凍干粉中以酶法獲得的IDF（凍酶）持油力最強，為2.11 g/g。

2.1.3 膨脹力的比較

圖3 不同方法提取IDF膨脹力的比較

不同方法提取IDF膨脹力的比較見圖3。

從烘干粉中提取的IDF膨脹力總體小于凍干粉。從凍干粉中提取的IDF，酶法（凍酶） 的膨脹力最強，為18.2 mL/g；酸法（凍酸）的膨脹力最差，為9.7 mL/g。這可能是因為酸會溶解部分IDF，導致結構變化，膨脹力下降。

2.2 白蘿卜IDF餅干性質測定的結果

根據IDF性質的比較，可以看出從凍干粉中以酶解法獲得IDF性質最好，選用該IDF制作餅干（添加量10%）。

膳食纖維餅干的含水量和硬度分析見表1。

表1 膳食纖維餅干的含水量和硬度分析

膳食纖維餅干表面平整、薄厚均勻、口感松脆，與對照風味和口感無明顯差異。其中膳食纖維餅干含水量為1.66%，略高于對照（不加膳食纖維餅干）含水量1.14%，這可能是因為膳食纖維具有較強的保水能力，從而可以增加餅干的持水性。試驗中，樣品與對照均符合GB/T 20980—2007[10]中韌性餅干含水量小于4%的要求。對于質構硬度而言，IDF餅干的硬度為1 474.78 N，略低于對照。

2.3 膳食纖維餅干體外消化的測定結果

酶解產生的還原糖總量與時間關系見圖4，酶促反應速度與時間關系見圖5。

圖4 酶解產生的還原糖總量與時間關系

圖5 酶促反應速度與時間關系

由圖4可知，隨著時間的延長，膳食纖維餅干酶解產生的還原糖總量大幅度增加，60 min之后上升趨勢減緩。總體上，添加膳食纖維的餅干酶解產生的還原糖總量一直低于對照。添加膳食纖維有利于減緩餅干消化時的糖釋放。由圖5可知，隨著時間的延長，酶促反應速度都在大幅度下降，60 min之后下降趨勢減緩，后續整體消化速率保持較低水平。IDF餅干的消化速率一直低于對照，說明食用添加膳食纖維的餅干對控制血糖有一定的幫助。

3 結論

從白蘿卜烘干粉和凍干粉中提取IDF，并對其持水力、持油力、膨脹力進行了比較，從凍干粉中提取的IDF總體較烘干粉理化性質優良。其中，從凍干粉提取的IDF又以酶法最優，其持水力為17.19 g/g，持油力為2.11 g/g，膨脹力為18.2 mL/g。其中，持水力和膨脹力2個指標值遠高于西方國家常用的標準麩皮膳食纖維的對應指標（持水力4 g/g，膨脹力4 mL/g）[11-12]，也遠優于一些文獻中報道的其他IDF，如涼茶殘渣淡竹葉[13]、涼茶殘渣金錢草[13]、天寶香蕉皮、紅雪茶渣[14]、薇菜[15]等。持油力指標也較地瓜渣IDF[16]、馬鈴薯渣水IDF[17]等性質優良。因此，從凍干粉中提取的白蘿卜IDF性質優良，有一定的應用前景。

添加10%白蘿卜IDF的餅干表面平整、薄厚均勻、口感松脆，與對照無明顯差異，含水量為1.66%，硬度為1 474.78 N。IDF的添加不影響餅干的風味和口感，但可降低淀粉的消化速率，降低單位時間內酶解產生的還原糖總量，對血糖的控制有一定的幫助，在功能性食品的開發中有一定的應用潛力。