花生壳膳食纤维酶法提取工艺研究

王 瑞,李 军，高晓丽

(吕梁学院 生命科学系，山西 离石 033001)

·生命科学研究·

花生壳膳食纤维酶法提取工艺研究

王 瑞,李 军，高晓丽

(吕梁学院 生命科学系，山西 离石 033001)

本试验以花生壳为原料，采用酶法提取花生壳膳食纤维，通过正交试验确定提取的最佳工艺.结果表明，最佳提取条件为：酶加入量0.5%、酶解温度60℃、酶解时间180min、酶水解pH6.0；影响提取率大小的因素依次为：酶解温度>酶添加量>酶解时间>酶解pH；花生壳膳食纤维提取得率为74.82%.

膳食纤维；花生壳；酶法

花生是重要的食用植物油原料.2010年，中国花生年产量约1520万吨，有400多万吨花生壳[1].目前，花生壳仅有一小部分被用于制造人造板和动物饲料，大多数用来作燃料或弃去，造成了资源浪费[2].因此，开发花生壳的其他利用价值就很有意义，也很有必要.

花生壳中富含膳食纤维，约为65%～79%，价格非常低而且很容易获得[3].膳食纤维作为人体“第七大营养素”，在人体内难以被消化吸收，但却具有其他营养素不能提供的作用和功能，如预防肠道疾病、预防糖尿病、防治心脑血管疾病、加速有毒物质的排泄、改善肠道菌群、减肥等，对人们的身体健康起着举足轻重的作用[4].

国内外研究表明，糖尿病、高血脂、脂肪肝、肥胖症等“文明病”的逐步攀升，与膳食纤维摄入量过少有密不可分的关系[5].膳食纤维在儿童时期至关重要，儿童时期适当的摄入有助于避免肥胖症、高胆固醇、心血管疾病等慢性病的发生[6].欧仕宜等通过对膳食纤维抑制血糖升高机理的探讨研究，表明膳食纤维对糖尿病病情的抑制作用非常明显[7-9].

本文通过采用酶法提取花生壳膳食纤维，并确定最佳的提取工艺.以期为有效应用花生壳膳食纤维，进一步挖掘花生壳膳食纤维的营养价值提供参考，实现花生壳加工的新利用.

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料与试剂

花生壳(市售)，淀粉酶，购于南宁东恒华道生物科技有限责任公司；浓硫酸，氢氧化钠，过氧化氢等均为分析纯

1.1.2 仪器

DXF-04D手提式高速粉碎机(温岭市林大机械有限公司)，BGZ-146电热鼓风干燥箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)，PHS-3B电热恒温水浴锅精密，PL-203pH计电子天平.

1.2 提取方法

1.2.1 提取工艺流程[10-12]

花生壳→除杂→清洗→干燥→粉碎→加十倍水→酸处理→灭酶→过滤→热水洗涤→脱色→过滤→热水洗涤→干燥→粉碎→过筛→成品

1.2.2 提取率计算

SDF提取率(%)=提取的膳食纤维质量(g)/原料花生壳质量(g)×100%

1.2.3 实验设计

选取4个关键因素：酶添加量，反应温度，反应时间，反应pH进行单因素及正交实验，以SDF提取率为评价指标，确定最佳工艺参数.

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 酶添加量对膳食纤维提取率的影响

称取5份经过处理后的花生壳粉(每份5g)，加入10倍的水，用浓硫酸调pH为6.0，分别加入0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%的α-淀粉酶，60℃恒温水浴处理180 min，之后过滤洗涤脱色干燥得膳食纤维成品，试验结果如图1所示.

由图1可知，酶添加量从0.1%到0.5%增加的过程中，膳食纤维的提取率先增加后下降，酶添加量为0.5%时花生壳膳食纤维的提取率达到最大，之后随着酶添加量的增加花生壳膳食纤维的提取率反而减小.这是由于随着酶添加量的增加，酶的浓度的升高，与花生壳粉的接触面积增大，酶解反应速率增大.但当酶的浓度过高时，会对反应有抑制作用，而且酶利用率也下降.所以适宜的酶添加量为0.5%左右.

2.1.2 酶解温度对膳食纤维提取率的影响

称取5份经过处理后的花生壳粉(每份5g)，加入10倍的水，用浓硫酸调pH为6.0，加入0.5%的α- 淀粉酶，分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃、8 0℃、90 ℃下恒温水浴处理180min，之后过滤洗涤脱色干燥得膳食纤维成品，试验结果如图2所示.

图1 酶添加量对膳食纤维提取率的影响图2 酶解温度对膳食纤维提取率的影响

由图2可知，温度从50℃～90℃升高的过程中，花生壳膳食纤维的提取率先增加后降低，温度为60℃时花生壳膳食纤维的提取率达到顶峰，之后随着酶解温度的升高花生壳膳食纤维的提取率反而减小.这是由于随着酶解温度的升高，分子运动加快，溶解、扩散速度也加快，有利于有效成分的提出[13]，但酶解温度不能过高，温度过高，酶蛋白变性，酶的活性降低，甚至失活.所以适宜的酶解温度为60℃左右.

2.1.3 酶解时间对膳食纤维提取的影响

称取5份经过处理后的花生壳粉(每份5 g)，加入10倍的水，用浓硫酸调pH为6.0，加入0.5%的α- 淀粉酶，分别在60℃下恒温水浴处理60 min、90 min、120 min、150 min、180 min，之后过滤洗涤脱色干燥得膳食纤维成品，试验结果如图3所示.

由图3可知，随着酶反应时间的延长，膳食纤维的提取率逐步增加，但当酶解时间超过150 min后，花生壳膳食纤维的提取率增加开始减慢，超过180 min后，反应基本停止.究其原因，提取时间越长，膳食纤维溶解越充分，但当花生壳细胞内外膳食纤维不存在浓度差的时候，时间再长也不会继续溶解，故不必无限制地延长提取时间，为了节约能源和保持提取充分，适宜的酶解时间为180 min左右.

2.1.4 酶解pH对膳食纤维提取的影响

称取5份经过处理后的花生壳粉(每份5 g)，加入10倍的水，分别用浓硫酸调pH为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，加入0.5%的α- 淀粉酶，在60℃下恒温水浴处理180 min，之后过滤洗涤脱色干燥得膳食纤维成品，试验结果如图4所示.

图3 酶添时间对膳食纤维提取率的影响图4 酶解pH对膳食纤维提取的影响

2.2 正交试验结果与讨论

采用酶法提取花生壳膳食纤维，影响因素主要有酶添加量、酶解温度、酶解时间、酶解pH四个因素，因此，本实验按四个因素，每个因素三个水平进行正交试验，以花生壳膳食纤维提取率为考察指标.

表1 正交试验因素与水平

表2 正交试验结果

由表2正交试验结果可知，按照各因素的最优水平选取花生壳膳食纤维提取的最优组合为A2B2C3D1，因方差分析结果显示酶解pH对花生壳膳食纤维提取率无显著性影响，考虑经济效率等因素，确定花生壳膳食纤维提取的最佳工艺为A2B2C3D2，即酶添加量为0.5%、酶解温度为60℃、酶解时间为180 min、酶解pH为6.0，在此条件下花生壳膳食纤维的提取率为74.82%.

表3 正交试验方差分析结果

注：*为显著；**为极显著

由表3分析可知，RE>RA>RC>RD，因此，影响提取率大小的因素依次为：B>A>C>D，即酶解温度>酶添加量>酶解时间>酶解pH.由表3方差分析结果可知，B因素对花生壳膳食纤维的提取率有极显著性影响(P<0.01)，A因素对花生壳膳食纤维的提取率有显著性影响(0.01

3 结论

本文以花生壳为原料，采用酶法提取花生壳中的膳食纤维，设置不同提取参数酶法研究其对提取率的影响，得出酶法提取最佳参数为：酶添加量0.5%、酶解温度60 ℃、酶解时间180 min、酶解pH6.0；影响提取率大小的因素依次为：酶解温度>酶添加量>酶解时间>酶解.pH；花生壳膳食纤维提取得率为74.82%.

[1]曹凯光.花生资源的综合开发利用[J],食品科技,2002(1).

[2]孙丰文,张茜,李自峰.花生壳综合利用的研究进展[J].山东林业科技,2008(6).

[3]何欢.花生壳膳食纤维提取工艺的研究[J].中国食品添加剂开发应用,2015(1).

[4]张爱霞,陆淳,马明.膳食纤维与人体健康[J].中国食物与营养,2005(3).

[5]聂凌鸿.膳食纤维的理化特性及其对人体的保健作用[J].安徽农业科学,2008(28).

[6]刘成梅,李资玲,梁瑞红等.膳食纤维的生理功能与应用现状.食品研究与开发,2006(1).

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[13]胡静,段振华,罗伟,万斌.金枪鱼骨抗氧化酶解物的工艺优化[J].食品研究与开发,2015(15).

Research on extraction technique of dietary fiber from peanut shells

WANG Rui，LI Jun，GAO Xiao-li

(Department of Life Sciences，Lüliang University，Lishi Shanxi 033001,China)

Peanut hull was used as raw material in this experiment，the dietary fiber was extracted by enzymatic method of dietary fiber were studied.The conclusion of the study showed that the optimum extraction technology of enzymatic extraction of enzyme dosage 0.5%，enzyme temperature of 60 DEGC，enzyme hydrolysis solution time of 180min，enzymolysis pH6.0；affect the extraction rate of the size of the factors are as follows: enzymolysis temperature > enzyme dosage > enzymolysis time > enzyme solution pH；peanut shell dietary fiber extraction rate for 74.82%.

dietary fiber；Peanut hull；enzymatic method

2017-01-15

王 瑞(1984-)，女，山西兴县人，讲师，研究方向为农产品加工及贮藏工程.

TS201.1

A

2095-185X(2017)02-0028-04