紅棗水溶性膳食纖維提取工藝優(yōu)化試驗(yàn)

趙建英 白建 郝艷君

摘要：采用堿法從紅棗中提取水溶性膳食纖維，并對其提取工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以提取率為評價(jià)指標(biāo)，探討了料液比、提取溫度、提取時(shí)間、氫氧化鈉濃度4個(gè)因素對紅棗水溶性膳食纖維提取率的影響。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了4因素3水平的正交試驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：紅棗;水溶性膳食纖維;堿法;提取率

我國生產(chǎn)膳食纖維的原料很多，在沙棘粕、豆皮、竹筍、玉米耳根、香菇柄等物質(zhì)中提取的水溶性膳食纖維的理化性質(zhì)、應(yīng)用及制備優(yōu)化方案均有研究報(bào)道。目前對于紅棗膳食纖維的提取也有報(bào)道，但相對較少。紅棗水溶性膳食纖維既可滿足保健要求，同時(shí)易消化且效果較佳，其發(fā)展已然成為一種趨勢。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)材料

新鮮紅棗。試劑：氫氧化鈉，鹽酸，95%乙醇（分析純）。

1.2 ?主要試驗(yàn)設(shè)備

800Y高速多功能粉碎機(jī);FA2004B分析天平。

1.3 ?工藝流程

新鮮紅棗→預(yù)處理→加氫氧化鈉溶液→抽濾→調(diào)節(jié)濾液pH→濃縮→4倍體積95%乙醇沉淀→靜置→離心→干燥→稱重（SDF干重）

1.4 ?單因素試驗(yàn)

基本提取工藝：料液比1∶30（克/毫升），提取時(shí)間1小時(shí)，提取溫度50℃，氫氧化鈉濃度0.2摩爾/升。將影響工藝的4個(gè)因素分別設(shè)置不同的水平來進(jìn)行單因素試驗(yàn)。料液比：1∶20，1∶30，1∶40，1∶50，1∶60（克/毫升）;提取時(shí)間：0.5，1.0，1.5，2.0，2.5（小時(shí)）;提取溫度：45，50，55，60，65（℃）;氫氧化鈉濃度：0.10，0.15，0.20，0.25，0.30（摩爾）/升。

1.5 正交試驗(yàn)

正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見表1。

2 ?結(jié)果和分析

2.1 料液比對紅棗水溶性膳食纖維提取率的影響

料液比在1∶20～1∶40（克/毫升）范圍內(nèi)，紅棗水溶性膳食纖維的提取率隨著料液比的增加而迅速提高，當(dāng)料液比為1∶40（克/毫升）時(shí)，SDF提取率最高，為5.01%;之后隨著料液比的繼續(xù)增加，其SDF提取率增加緩慢下降。但當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，氫氧化鈉溶液加入量已接近于將紅棗中的SDF全部溶出，提取率的增加也趨于平穩(wěn)，所以，料液比為1∶40（克/毫升）較為適宜。

2.2 提取時(shí)間對紅棗水溶性膳食纖維提取率的影響

提取時(shí)間在0.5～2.5小時(shí)時(shí)，紅棗水溶性膳食纖維的提取率呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，在提取時(shí)間為1.5小時(shí)達(dá)到最大值。但1.5小時(shí)后隨著時(shí)間的延長，提取率不再升高，因此，擇1.5小時(shí)為最佳提取時(shí)間。

2.3 提取溫度對紅棗水溶性膳食纖維提取率的影響

在45～55℃時(shí)，隨著提取溫度的不斷增加，紅棗水溶性膳食纖維的提取率呈現(xiàn)緩慢上升趨勢，在55℃溫度下，紅棗水溶性膳食纖維提取率最高，為5.05%;當(dāng)溫度高于55℃時(shí)，水溶性膳食纖維提取率呈下降趨勢。當(dāng)溫度為55℃時(shí)，取率達(dá)到最高值，因此，擇55℃為最佳提取溫度。

2.4 氫氧化鈉濃度對紅棗水溶性膳食纖維提取率的影響

隨著氫氧化鈉濃度增大，紅棗水溶性膳食纖維提取率也隨之升高，其中氫氧化鈉濃度為0.2摩爾/升時(shí)，紅棗水溶性膳食纖維提取率達(dá)到一個(gè)峰值，為5.21%。但當(dāng)濃度高于0.2摩爾/升后，紅棗水溶性膳食纖維提取率開始減少，說明氫氧化鈉濃度過高，會(huì)破壞已溶解出的水溶性膳食纖維結(jié)構(gòu)，使其發(fā)生降解，從而導(dǎo)致水溶性膳食纖維提取率降低。所以，選擇氫氧化鈉濃度為0.2摩爾/升較為合適。

2.5 正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果

正交試驗(yàn)感官評分表見表2，方差分析見表3。

由表2可知，這4個(gè)影響因素大小依次為B>A>C>D，即氫氧化鈉濃度>料液比>提取時(shí)間>提取溫度，經(jīng)過對各因素相同水平的數(shù)值對比，確定最優(yōu)提取工藝組合為A1B2C1D1。所以提取紅棗水溶性膳食纖維的最佳堿法工藝條件是料液比為1∶30（克/毫升），氫氧化鈉濃度為0.2摩爾/升，在50℃條件下提取1小時(shí)，在此條件下紅棗水溶性膳食纖維的提取率達(dá)到最高值。由表3可知，影響水溶性膳食纖維提取率的4個(gè)因素中，氫氧化鈉濃度（B）對紅棗水溶性膳食纖維提取率具有顯著影響，而提取時(shí)間（C）、料液比（A）、提取溫度（D）對其提取率的影響并未達(dá)到顯著水平，無顯著性。

3 ?結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，所選4種因素作用主次順序?yàn)闅溲趸c濃度>料液比>提取時(shí)間>提取溫度，最佳工藝條件為料液比1∶30（克/毫升），提取溫度50℃，提取時(shí)間1小時(shí)，氫氧化鈉濃度0.2摩爾/升。在此工藝條件紅棗水溶性膳食纖維的提取率為5.63%，產(chǎn)品顏色呈棕色固體粉末。

基金項(xiàng)目：呂梁市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2019NYGG-33）。

作者簡介：趙建英（1972-），女，高級實(shí)驗(yàn)師，碩士。主要從事功能性食品研究。

為通訊作者。