堿法提取敗醬草不溶性膳食纖維工藝優(yōu)化

堿法提取敗醬草不溶性膳食纖維工藝優(yōu)化

食物纖維是指未經(jīng)人體吸收的多糖和養(yǎng)分的總稱。盡管膳食纖維不能為人體提供任何營(yíng)養(yǎng)，但對(duì)人體具有重要的生理功能。根據(jù)溶解性的不同分為水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維。水不溶性膳食纖維(包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等)具有良好的吸水性和膨脹性?？纱龠M(jìn)腸蠕動(dòng)，預(yù)防便秘和腸道疾??；可增加飽腹感，防止肥胖；能夠吸附腸毒素并促其排出體外。對(duì)肥胖人群有較好的調(diào)節(jié)減肥功能?？膳c傳統(tǒng)的六大營(yíng)養(yǎng)素（即蛋白質(zhì)、脂肪、水、礦物質(zhì)、維生素、碳水化合物）并列為“第七大營(yíng)養(yǎng)素”。由于膳食不平衡或營(yíng)養(yǎng)過剩而造成的“文明病”已經(jīng)在我國(guó)出現(xiàn)，肥胖癥、高血脂、冠心病、糖尿病和結(jié)腸癌等己成為我國(guó)人們的主要疾病。盡管導(dǎo)致這些疾病的原因有很多，但根據(jù)對(duì)膳食纖維生理功能的研究，這些疾病的高發(fā)病率與膳食纖維的攝入不足有很大的關(guān)系。因此，在我國(guó)充分開發(fā)應(yīng)用膳食纖維對(duì)人類的健康具有極其深遠(yuǎn)的意義。另外，膳食纖維可以改善食品的食用品質(zhì)、加工特性和外觀特性,在食品中的用途十分廣泛。敗醬草(HerbaPatriniae)，又稱鹿腸、澤敗、苦菜、鹿醬、敗醬、野苦菜等，性微寒，味辛、苦。敗醬草是較常用的中草藥，有清熱解毒、祛淤排膿、活血化淤、寧心安神之功效。鑒于此，本實(shí)驗(yàn)以敗醬草為原料，采用堿法提取水不溶性膳食纖維，對(duì)制備工藝進(jìn)行研究，以期為其深加工提供理論依據(jù)，使敗醬草資源得到充分利用。1材料和方法1.1醚分析純材料：敗醬草(在本地市場(chǎng)購(gòu)買)：洗凈、烘干、干燥貯藏。試劑：氫氧化鈉、硫酸、十六烷基三甲基溴化銨、乙醚均為分析純。儀器：電子分析天平（JA1003型電子分析天平，0031型，上海升亮科技公司）、水浴鍋（數(shù)顯恒溫水浴鍋，TA-211型，甄誠(chéng)威瑞科教儀器有限公司）、干燥箱（鼓風(fēng)干燥箱，QX101-4型，吳江市同里宏霞電熱設(shè)備廠）、粉碎機(jī)（高速萬能粉碎機(jī)，RRH-100型,歐凱萊芙實(shí)業(yè)公司）。1.2方法1.2.1工藝1.2.2堿解滌綸的制備敗醬草在75℃干燥箱中干燥1h，粉碎，稱取3g(精確至0.001)經(jīng)處理的樣品，加入氫氧化鈉溶液在數(shù)顯恒溫水浴鍋中進(jìn)行堿解，即得成品。1.2.3單因素試驗(yàn)1.2.3.idf的測(cè)定稱取3g的樣品，分別加入2%、4%、6%、8%、10%的氫氧化鈉溶液，在50℃的水浴中堿解2h后，按照酸性洗滌法測(cè)定IDF的步驟，冷凝回流，抽濾，濾渣進(jìn)行干燥，稱重。計(jì)算得率，比較氫氧化鈉濃度對(duì)得率的影響。1.2.3.idf的測(cè)定在20℃、30℃、40℃、50℃、60℃水浴中進(jìn)行堿解。按照酸性洗滌法測(cè)定IDF的步驟，冷凝回流，抽濾，濾渣進(jìn)行干燥，稱重。計(jì)算得率，比較處理溫度對(duì)得率的影響。1.2.3.idf的測(cè)定堿解1h、2h、3h、4h、5h。按照酸性洗滌法測(cè)定IDF的步驟，冷凝回流，抽濾，濾渣進(jìn)行干燥，稱重。計(jì)算得率，比較處理時(shí)間對(duì)得率的影響。1.2.4正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)氫氧化鈉濃度、處理時(shí)間、處理溫度3種影響因素進(jìn)行單因素及正交實(shí)驗(yàn)，確定最佳工藝參數(shù)。1.2.5不溶性水纖維產(chǎn)率的測(cè)定稱取粉碎過篩的敗醬草樣品，記為m，試驗(yàn)后再稱取所得水不溶性膳食纖維的質(zhì)量，記為ml,m1/m即為水不溶性膳食纖維的產(chǎn)率。2結(jié)果與分析2.1單因素試驗(yàn)的結(jié)果2.1.1堿的濃度對(duì)效果的影響由圖1可知，隨著氫氧化鈉的濃度從2%升至4%，不溶性膳食纖維的得率也逐漸升高，當(dāng)濃度達(dá)到4%時(shí)，不溶性膳食纖維的得率最大，隨著濃度的繼續(xù)升高得率開始逐漸下降，當(dāng)氫氧化鈉的濃度在8%～10%之間時(shí)，不溶性膳食纖維的得率開始緩慢下降，呈現(xiàn)出平穩(wěn)的趨勢(shì)。出現(xiàn)這種結(jié)果是因?yàn)閿♂u草中含有大量的不溶性膳食纖維，當(dāng)氫氧化鈉濃度過低時(shí)，不溶性膳食纖維水解不完全，而當(dāng)氫氧化鈉濃度超過一定值時(shí)，不溶性的膳食纖維進(jìn)一步降解，生成分子量更低的小分子多糖、低聚糖或單糖，使得得率反而有所降低，隨著氫氧化鈉濃度的繼續(xù)升高，這些分子量低的小分子逐漸積累，不溶性膳食纖維的得率也就開始平穩(wěn)了。因此氫氧化鈉的濃度應(yīng)選擇在4%為宜。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與花生殼不溶性膳食纖維的提取有相同趨勢(shì)。2.1.2不同處理溫度對(duì)不溶性膳食纖維得率的影響由圖2可知，隨著處理溫度從20℃升高至40℃，不溶性膳食纖維的得率也隨著溫度的升高而升高，當(dāng)溫度達(dá)到40℃時(shí)，不溶性膳食纖維的得率最高。隨著溫度繼續(xù)升高,不溶性膳食纖維的得率開始呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。產(chǎn)生這種結(jié)果是因?yàn)闇囟忍幱谳^低的狀態(tài)時(shí)敗醬草中的蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)的溶解性有所提高，而半纖維素等物質(zhì)還未被水解,此時(shí)不溶性膳食纖維不斷的被積累，因此不溶性膳食纖維的得率不斷提高。當(dāng)溫度超過40℃后，隨著溫度的不斷提高，不溶性膳食纖維降解成水溶性膳食纖維，所以不溶性膳食纖維的得率有所下降。因此選擇處理溫度為40℃宜。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與堿法提取蕎麥殼中膳食纖維的文獻(xiàn)報(bào)道基本一致。2.1.3時(shí)間越長(zhǎng)由圖3可知，隨處理時(shí)間的變化，其不溶性膳食纖維的得率變化明顯,依然呈先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)處理時(shí)間為2h得率達(dá)到最大值，繼續(xù)延長(zhǎng)堿解時(shí)間得率呈下降趨勢(shì)。這是因?yàn)闀r(shí)間過短敗醬草水解不完全，造成不溶性膳食膳食纖維得不到到積累，導(dǎo)致不溶性膳食纖維的得率比較低，而時(shí)間過長(zhǎng)，不溶性膳食纖維軟化，會(huì)造成膳食纖維和半膳食纖維發(fā)生輕度水解,導(dǎo)致不溶性膳食纖維的得率持續(xù)降低。因此，處理時(shí)間以2h宜。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與郝林華等提取牛蒡渣膳食纖維的結(jié)果近相似。2.2正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果單因素實(shí)驗(yàn)表明，溶劑體積分?jǐn)?shù)、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)不溶性膳食纖維提取率均有影響。因此，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)，進(jìn)一步研究它們的影響。實(shí)驗(yàn)因素水平如表1，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2ㄢ從表2的極差分析結(jié)果可知，2號(hào)實(shí)驗(yàn)A1B2C1為最優(yōu)工藝水平組合，其得率為89.46%。而根據(jù)極差分析，因素的主次順序?yàn)锽>A>C。即處理溫度>氫氧化鈉濃度>處理時(shí)間。在敗醬草提取不溶性膳食纖維的正交實(shí)驗(yàn)中所選擇因素和水平范圍內(nèi)，處理溫度因素達(dá)到顯著水平，而其它各因素影響不顯著。綜合以上數(shù)據(jù)，最優(yōu)工藝水平組合即：氫氧化鈉濃度為2%，處理溫度為40℃，處理時(shí)間為1hㄢ3不溶性膳食纖維通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)，確定敗醬草不溶性膳食纖維的最佳提取工藝參數(shù)為氫氧化鈉濃度2%，處理溫度為40