青稞膳食纖維的提取工藝

1、青稞膳食纖維的提取工藝姓名：吳寶庫 學(xué)號：0866141148摘要：本研究以青稞為原料，制麩后采用微波法提取麩皮中的功能性成分一膳食纖維，并 利用響應(yīng)面法研究了青稞膳食纖維的微波提取條件。結(jié)果表明：微波法的最佳工藝參數(shù)為粒度2、pH7. 5、提取功率560W、提取時間60 S,該方 法提取青稞膳食纖維節(jié)能、高效、便捷。關(guān)鍵詞：青稞：膳食纖維：0葡聚糖StudyonMicrowaveExtractionof DietaryFiberinHulllessBarleyBranW ANG RuOlan, YAO W ei. hua(Henan University of Technology, Zhe

2、ngzhou 450052, China)Abstract： Study on the extraction of soluble dietary fiber in hullless barley bran by microwavetreatment. The extractiontechnology and the conditions of mi crowave treatm ent were studied.Resnim showed that whenparticle was 2, pH value 7. 5 andmicrowave power 560W and extraction

3、 time 60 seconds, the contents of B glucan extracted were maximum .This method hasused lesstimeand electrical po werand atthe sanletimebeen convenientan d efficient.Key words： hull一less barley： dietary fiber： 0一glucan止文：自20世紀(jì)70年代Trowell提出膳食纖維(dietary fiber)的概念以及了解了其所具有較強(qiáng)的 生理功能以來，膳食纖維一直是營養(yǎng)學(xué)家、流行病學(xué)家以及食

4、品科學(xué)家等關(guān)注的熱點，現(xiàn)已 成為發(fā)達(dá)國家廣泛流行的保健食品。有些國家甚至將膳食纖維列為“第七大營養(yǎng)素”。在人 們的飲食中膳食纖維主要來源于谷物中的大麥和燕麥。雖然大麥的產(chǎn)量比較高，但目前其 大部分被用作廉價的飼料，經(jīng)濟(jì)價值較低。隨著對膳食纖維的認(rèn)識和深入研究，大麥的食 用價值和應(yīng)用前景引起了越來越多的科研工作者的關(guān)注。0葡聚糖是可溶性膳食纖維的主要 組成部分，在大麥中的分布比較均勻，主要集中在胚乳和次糊粉層的細(xì)胞壁中，其含量受 遺傳和環(huán)境因子的影響。由于膳食纖維具有多種生理功能，并從上世紀(jì)70年代開始對其進(jìn) 行了深入的研究。雖然目前膳食纖維在我國也被日益廣泛地用于食品工業(yè)“，但國內(nèi)對裸大 麥中

5、的膳食纖維及B.葡聚糖的提取和應(yīng)用方面的研究非常少，對青稞的研究幾乎是個空白。 我國裸大麥的種植面積較燕麥大得多，并且主要分布于西部地區(qū)，在當(dāng)?shù)厮追Q青稞。我國青 稞的主要產(chǎn)區(qū)是青海、西藏、四川I、甘肅、貴州和新疆，因此青稞在我國西部農(nóng)業(yè)中的地 位舉足輕重。近年來，隨著小麥等糧食種類流入西部和西部糧食生產(chǎn)水平的大幅提高，使 青稞的生產(chǎn)量也出現(xiàn)了不同程度的過剩，所以從青稞中提取膳食纖維生產(chǎn)食品添加劑，可 大幅提高青稞的附加值和經(jīng)濟(jì)效益，對西部開發(fā)，提高農(nóng)民收入，發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)有著 重要的現(xiàn)實意義和廣闊的應(yīng)用前景。以青稞麩為原料提取膳食纖維在國內(nèi)鮮有報道，本研 究在青稞膳食纖維的提取中采用了目前提

6、取多糖所采用的新方法一微波法，以求尋找到一 種節(jié)能、快捷的 提取新工藝。1材料與方法1實驗材料 1. 1. 1實驗原料青稞：中央儲備糧西寧直屬庫提供，產(chǎn)地為青海省大通縣，水分12. 22%、灰分2. 04%、 粗脂肪2. 29%、粗蛋白12. 90%、粗淀粉52. 1 8%。1. 1I2主要實驗試劑與儀器標(biāo)準(zhǔn)一葡聚糖Sigma公司：苯酚 分析純，天津市化學(xué)試劑一 廠；3 100型實驗?zāi)?瑞典fallingNumber公司：WZZ 1自動指示旋光儀 上海物理光學(xué)儀器廠； TGL一 16C高速臺式離心機(jī)上海安亭科學(xué)儀器廠;722光柵分光光度計上海第三分析儀器廠。 1I2實驗方法1. 2. 1制麩根

7、據(jù)Bhattyt】的研究，裸大麥干磨后B一葡聚糖富集在麩皮中，所以本研究采用青稞麩提 取B.葡聚糖。用3100型實驗?zāi)ブ品郏?0目篩上物即為青稞麩。在單因素實驗中70、80、100、 120、140目篩上物和140目篩下物分別用粒度a、b、C、d、e、f表示，在響應(yīng)面實驗及分析 中取100、140目篩上物和140目篩下物為粒度1、2、3。實驗中B.葡聚糖的量均為2. 5g青稞 麩的提取量。1. 2. 2膳食纖維中一。葡聚糖含量的測定采用苯酚一硫酸法測定B.葡聚糖含量，并通過制作標(biāo)準(zhǔn)曲線確定.葡。聚糖含量，文中所 示均為2. 5g原料中.。葡聚糖的含量。1. 2. 3膳食纖維提取工藝的確定目前，

8、提取膳食纖維的方法主要有五類fsI粗分離法、化學(xué)分離法、酶試劑法、化學(xué)試劑和 酶試劑結(jié)合法、膜分離法。其中化學(xué)分離法，工藝簡單、成本低廉，作為本研究青稞中膳食纖維的提取 方法。青裸數(shù)十水1調(diào)節(jié)pH 微波加熱并攪擰高心上清液淀粉沉淀|調(diào)節(jié)pH至屯5離心,2蛋白沉淀上清液I等體積的無水乙醇2. 4微波法提取膳食纖維 1. 2. 4. 1單因素實驗將原料制麩粒度、提取液pH、提取時間作為單因素指標(biāo)進(jìn)行實驗，以確定各因素的取值范 圍。1. 3. 4. 2微波法提取膳食纖維的響應(yīng)面設(shè)計實驗在單因素實驗的基礎(chǔ)上，對影響膳食纖 維提取效果的四因素：粒度、pH、提取功率和提取時間進(jìn)行響應(yīng)面實驗設(shè)計如表1。表1

9、微波法提取青稞膳食纖維響應(yīng)面設(shè)計的因素和水平因素粒度PH愜波助率(W)四 JH(s)編瑪ABcD水平+1+ 1+1+ 100nL-1-1-i2、結(jié)果與分析提取青稞膳食纖維的關(guān)鍵技術(shù)是5葡聚糖的提取，目前最常用的膳食纖維 提取工藝是水浴加熱浸提法，該方法操作麻煩，浸提時間長，生產(chǎn)成本高。如采用微波處 理提取青稞膳食纖維的新工藝，可降低成本，提高工作效率，目前還未見到國內(nèi)外該研究 的報道。2. 1單因素實驗 2. 1. 1 pH的影響青稞麩溶于水后pH調(diào)為7、8、9、1 0，分別進(jìn)行提取實驗，提取粒度、微波功率和時間 分別為2、560W和40 S，網(wǎng)在微波處理后提取的B.葡聚糖含量隨pH的增加而降

10、低，pH7時B-葡聚糖含量最高，當(dāng)pH為9 和10時差別不大。2. 1-2粒度的影響圍2松度的影網(wǎng)如圖2所示，B.葡聚糖的提取量隨青稞麩粒度的減小而增大，粒度e時B.葡聚糖的提取量最 大，粒度三的提取量急劇減小。青稞麩粒度小時有利于青稞麩在水中的溶解，易于.葡聚糖 溶出，但粒度f為通過140目篩的物質(zhì)，多為青稞粉，其中B.葡聚糖的含量低于青稞麩，故 提取量明顯降低。2. 1. 3微波處理時間的影響選微波處理時間分別為20、30、40、60、90s，提取粒度、微波功率和PH分別為2、560w和7。如3所示在微波條件下B.葡聚糖含量隨提取時間的增長先增加而后減小，60S時B.葡聚糖含量最高。2.

11、2膳食纖維提取響應(yīng)面實驗及分析根據(jù)單因素實驗和資料報道。本實驗設(shè)計方案采用四因素三水平如表2。粒度pH激波功率(W)Ifc波時間司-1,001（1001:物）7420200.002(140目篩上物)S560401.009700稅響應(yīng)面實驗結(jié)果如表3序弓A:粒度B:PHC：功率(W)6時間(幼B -葡聚鑿含量(mg)177(M)2073348222756040137一33?83374202082.71 IS4284204C127,969252856040114.9642637700如I15.4WI7394202062.9442a2856040J 19.1258939TOC20蚣711810285

12、M)44)L1W56113742060H9.64612377002078.5502131770060112,8834142湖40113.9 歸 81535604079.5906162856020118.605617194202058.262418185604089,4744191742060101.9592皿J97002068 14 成2119TOO6097J976227420204L095S232g56040118.0S54242856040116.00462519420GO111.843262956040116.004627397006045.2574282870040122.247293

13、94206086.87349。2g56060120J662研究表明：微波法提取膳食纖維的最佳工藝參數(shù)如下表粒度pH功率(W)睡聞但)目葡履精含.鼠(mg)期隼值17.0010(X0060.00113.7500,750273683.0757,53139.4051,00037.0060.0060,00119.2910.S073結(jié)論與討論膳食纖維具有較強(qiáng)的生理功能，大麥?zhǔn)歉缓攀忱w維的糧種之一。從青稞中提取膳食纖維， 可大幅提高青稞的經(jīng)濟(jì)附加值，對西部開發(fā)，提高農(nóng)民收入，發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)有著重要 的現(xiàn)實意義和廣闊的應(yīng)用前景。采用微波法提取青稞膳食纖維中的“葡聚糖，具有快速、 節(jié)能、高效、適合工業(yè)化生

14、產(chǎn)的特點，應(yīng)用情景廣闊。本研究表明，青稞麩粒度、提取液 PH、提取時間和微波功率作均影響青稞膳食纖維的提取。微波法提取青稞膳食纖維的最佳工 藝參數(shù)為：當(dāng)粒度為1時，提取液pH為7、提取功率為700W、提取時間60s，2. 5g原料中13 一葡聚糖的得率為1 13. 750mg；當(dāng)粒度為2時，提取液pH為7. 5、提取功率為560W、提取 時間為60s，2. 5g原料中13葡聚糖的得率為139. 405mg；當(dāng)粒度為3時，提取MpH7、提 取功率為420W、提取時間為60s，2. 5g原料中13葡聚糖的得率為1 19. 291mg。參考文獻(xiàn)：1、Trowell H. Ischemic heart disease and dietary fibreJ. TheAmerican Journal ofClinical Nutddon，1972，(25)： 926932.2、鄭建仙.功能性食品(一)【M】.北京：中國輕工業(yè)出版社， 1995.3、LeeC JHorslcyRD， Manthey FA， eta1. Comparision of -glucan c