芦笋皮微晶纤维素的制备

宋美玲

（山西省食品工业研究所，太原 030024）

·工艺技术·

芦笋皮微晶纤维素的制备

宋美玲*

（山西省食品工业研究所，太原 030024）

以芦笋皮为原料，酶法制得膳食纤维后，采用盐酸水解，以溶胀性为指标确定制备微晶纤维素的工艺条件，为芦笋皮的加工利用提供一个新的途径。试验结果表明：在75℃下，盐酸浓度4 mol/L，料酸比1g∶5 mL，酸解时间5 h，制备出的微晶纤维素溶胀性可达6.90 mL/g，比芦笋皮中膳食纤维的溶胀性（4.80 mL/g） 高 2.10 mL/g。

芦笋皮；盐酸；溶胀性；微晶纤维素

微晶纤维素即超细食用纤维素，简称MCC（Microcrystalline Cellulose），是纤维素降解后聚合度达到平衡聚合度（LODP，level-off degree of polymerization）时的可自由流动的白色或近白色的粉末状物质，颗粒大小一般在 20 μm～80 μm，LODP 一般为15～375，不溶于水、稀酸、稀碱和大多数有机溶剂，但是微溶于质量分数20%的碱溶液。微晶纤维素的价格偏高是制约其广泛应用的障碍，因此，寻找使微晶纤维素成品价格降低的有效途径将是今后微晶纤维素生产的一个方向。

芦笋的营养价值很高，有“蔬菜之王”的美名，食用芦笋一般取食内茎，是一种具有较高药用价值的营养蔬菜和保健食品。我国生产的芦笋，主要用于鲜销、加工速冻食品和罐头，在商品处理过程中，占原料质量15%～25%的芦笋皮被弃掉。从芦笋皮中提取微晶纤维素，不仅充分利用了芦笋加工的下脚料，而且也为微晶纤维素的来源提供了一个新的原料。

本研究以芦笋皮为原料，先按照参考文献［8］的方法制备成普通膳食纤维，在此基础上研究了盐酸水解制备微晶纤维素的工艺条件。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 芦笋皮

将芦笋外皮及其下脚料处理成刨花状细条，然后干制而成，成品呈黄色。由山西省闻喜县绿色食品厂提供。

1.1.2 试验试剂

生物试剂：碱性蛋白酶（100U/mg～1500U/mg，最适pH 9～12，最适温度40℃～50℃）、淀粉酶（25U/mg，最适pH 5.5～7.5，最适温度50℃～75℃）、粗糖化酶（20 U/mg，最适pH4.5～5.0，最适温度50℃～60℃）

化学试剂：盐酸、NaOH，均为分析纯。

1.1.3 主要仪器设备

BP121S型电子天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；恒温水浴锅，甲勝生物技术有限公司；DL102型鼓风干燥箱，上海新苗医疗器械制造有限公司；粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 普通芦笋膳食纤维的制备

先将干芦笋皮粉碎成过40目标准筛的微粒，然后按参考文献【8】的方法制成。

1.2.2 微晶纤维素的制备研究

以普通芦笋膳食纤维为原料，采用盐酸水解，以溶胀性为指标，研究微晶纤维的制备条件。

1.2.3 制备微晶纤维素因素水平的确定

1.2.3.1 不同酸水解时间对微晶纤维素溶胀性的影响

在盐酸浓度为2 mol/L、料酸比为1 g∶10 mL，温度75℃的条件下，酸水解时间分别为1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h、7 h、8 h，确定制备微晶纤维素的最佳酸水解时间。

1.2.3.2 不同盐酸浓度对微晶纤维素溶胀性的影响

在酸解时间为1 h、料酸比为1 g∶10 mL，温度为75℃的条件下，分别用浓度为1 mol/L、2 mol/L、3 mol/L、4 mol/L、5 mol/L、6 mol/L的盐酸确定制备微晶纤维素的最佳盐酸浓度。

1.2.3.3 不同料酸比对微晶纤维素溶胀性的影响

在酸解时间为1 h，盐酸浓度为2 mol/L，温度为75℃的条件下，分别用料酸比为1 g∶5 mL，1 g∶10 mL，1 g∶15 mL，1 g∶20 mL，1 g∶25 mL的条件确定制备微晶纤维素的最佳料酸比。

1.2.4 制备微晶纤维最佳工艺参数的确定

在单因素试验的基础上，采用3因素3水平的正交试验确定制备微晶纤维最佳工艺参数。

1.2.5 微晶纤维素溶胀性的测定

2 结果与分析

2.1 制备微晶纤维素因素水平的确定

2.1.1 酸水解时间对微晶纤维素溶胀性的影响（见图1）

图1 酸解时间对微晶纤维素溶胀性的影响

由图1可见，酸解时间为1 h可得到具有较好溶胀性的微晶纤维素，其溶胀性可达5.75 mL/g。微晶纤维素溶胀性随着酸解时间基本呈不稳定的下降趋势，到7 h时达到最小溶胀性。

2.1.2 盐酸浓度对微晶纤维素溶胀性的影响（见图2）

图2 不同浓度盐酸对微晶纤维素溶胀性的影响

由图2可见，盐酸浓度为5 mol/L可得到具有较高溶胀性的微晶纤维素，其溶胀性可达6.50mL/g。

2.1.3 料酸比对微晶纤维素溶胀性的影响（见图3）

图3 不同料酸比对微晶纤维素溶胀性的影响

由图3可见，料酸比为1 g∶10 mL的条件下可得具有较好溶胀性的微晶纤维素，其溶胀性可达5.75 mL/g。且微晶纤维素的溶胀性在料酸比为1 g∶15 mL时溶胀性最小。

2.2 制备微晶纤维素最佳工艺参数的确定

在单因素试验的基础上，采用3因素3水平的正交试验确定制备微晶纤维素的最佳工艺参数。因素水平表见表1，正交试验结果见表2。

表1 正交试验因素水平表

表2 正交试验表

由表2可知，对芦笋皮微晶纤维素制备的影响因素依次为A＞C＞B，即酸解时间＞料酸比＞盐酸浓度，最佳的工艺条件为A3B2C3，即酸解时间5 h、盐酸浓度4 mol/L、料酸比1 g∶5 mL。

2.3 验证试验

按照正交试验的结果进行验证实验，结果得到的芦笋微晶纤维素的溶胀性为6.90 mL/g。

3 结论

具有较好溶胀性微晶纤维素的最佳制备工艺条件是：在75℃，采用4 mol/L的盐酸，料酸比1g∶5mL，酸解5h制得的微晶纤维素的溶胀性可达6.90mL/g，比芦笋皮中膳食纤维的溶胀性（4.80mL/g）高2.10 mL/g。

［1］高善民，乔青安，许璞，等.微晶纤维素的制备及性质研究［J］.功能纤维，2007，38：2891-2894.

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［5］叶春勇，林媚.芦笋营养成分分析研究［J］.中国果菜，2005（2）：37-38.

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［7］冯翠萍，程红艳，刘喜文，等.芦笋皮对小鼠抗疲劳作用的实验研究［J］.营养学报，2003，25（3）：330-332.

［8］冯翠萍，厐侯英，常明昌，等.酶法提取芦笋皮中高活性膳食纤维素的研究［J］.农业工程学报，2004，20（3）：188-191.

Preparation of microcrystalline cellulose from asparagus peel

SONG Mei-ling*
（Shanxi food industrial research institute，Taiyuan 030024，China）

Usingasparagusasrawmaterials，microcrystalline cellulose was prepared in the best experimental conditions，determined by hydrochloric acid in different acidolysis time，acid concentration and proportion of material to acid，which took swelling as an index.And the best experimental conditions for preparation of microcrystalline cellulose provides a new way to process the asparagus.The results show that the best preparation conditions were the concentration of hydrochloric acid 4 mol/L，the proportion of material to acid 1∶5，acidolysis time 5 h，at 75 ℃.In the above conditions，the swelling of microcrystalline cellulose can be up to 6.90 mL/g,which is 2.10 mL/g more than the swelling （4.80 mL/g） of dietary fiber from the asparagus peel.

asparagus peel；hydrochloric acid；swelling；microcrystalline cellulose

TS653.6

A

1673-6004（2012）01-0029-03

*宋美玲，女，1975年出生，山西农业大学食品与质量安全专业本科在读，助工

2011-12-20