油橄榄果渣水溶性膳食纤维的组成成分和功能特性分析

丁莎莎， 黄立新*， 张彩虹,2， 谢普军， 邓叶俊， 王晓杰

(1.中国林业科学研究院 林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局 林产化学工程重点开放性实验室；江苏省 生物质能源与材料重点实验室，江苏 南京 210042；2.中国林业科学研究院 林业新技术研究所，北京 100091)

油橄榄果渣水溶性膳食纤维的组成成分和功能特性分析

丁莎莎1， 黄立新1*， 张彩虹1,2， 谢普军1， 邓叶俊1， 王晓杰1

(1.中国林业科学研究院 林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局 林产化学工程重点开放性实验室；江苏省 生物质能源与材料重点实验室，江苏 南京 210042；2.中国林业科学研究院 林业新技术研究所，北京 100091)

油橄榄果渣；水溶性膳食纤维；单糖组成；功能特性

1 材料与方法

1.1原料、试剂与仪器

油橄榄果渣，由四川华欧油橄榄开发有限公司提供；NaOH、石油醚(沸程：30～60 ℃)、无水乙醇、盐酸奈乙二胺、对氨基苯磺酸、HCl、HNO3、H2SO4、NaNO2、三氟乙酸、甲醇、盐酸羟胺、吡啶、醋酸酐、水杨酸、FeSO4、DPPH、L-抗坏血酸，均为分析纯，南京化学试剂有限公司；鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖，均为分析纯，阿拉丁(上海)有限公司。

T6新世纪型紫外分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；MAGNA-IR550型傅里叶变换红外光谱仪，美国Thermo Electron公司；7890A型气相色谱仪，美国安捷伦公司。

1.2油橄榄果渣水溶性膳食纤维的制备

取油橄榄果渣置于80 ℃烘箱中干燥8 h、粉碎并过0.300 mm筛，置于索氏提取器中用石油醚回流脱脂8 h，得到油橄榄脱脂果渣粉。称取适量脱脂果渣粉，按1∶15(g∶mL)的料液比加入质量分数8%的NaOH溶液，在80 ℃的水浴锅中碱解80 min，离心过滤得上清液。将上清液减压浓缩，加入醋酸调节pH值为中性，加入4倍体积的95%乙醇，醇沉过夜，沉淀用体积分数95%乙醇洗涤，50 ℃下真空干燥，得到油橄榄果渣水溶性膳食纤维(SDF)粗品。

1.3成分分析与性能测试

1.3.1SDF粗品基本成分测定 油橄榄果渣SDF粗品中水分、淀粉、灰分、粗蛋白和粗脂肪的测定均采用国标法[13]。水溶性膳食纤维的测定采用国标GB/T 5009.88—2014《食品中膳食纤维的测定》。

1.3.2SDF粗品溶解率测定 称取100 mg油橄榄果渣SDF粗品放入50 mL离心管中，加入20 mL蒸馏水，分别置于30～90 ℃的恒温水浴锅中，保温30 min，并不断振荡摇匀，取出后在2 500 r/min下离心5 min，将上清液倒入已知质量的玻璃皿中，在105 ℃烘箱中干燥至质量恒定并称质量。SDF粗品在水中的溶解率(r)按式(1)计算：

r=(m2-m1)/m×100%

(1)

式中：m1—玻璃皿质量，g；m2—烘干后玻璃皿与溶质的质量，g；m—SDF粗品质量，g。

1.3.3单糖组成测定 参照文献[14]的方法做适当调整。称取10 mg油橄榄果渣SDF粗品放入试管中，加入2 mol/L三氟乙酸3 mL，在110 ℃下水解6 h。取试管内溶液加入3 mL甲醇减压蒸干(低于 40 ℃)，并重复4～5次，以完全除去三氟乙酸。然后依次加入10 mg盐酸羟胺和0.5 mL吡啶，混匀后在90 ℃下水浴30 min后静置至室温，然后加入0.6 mL醋酸酐于90 ℃下水浴30 min，得到产物过 0.45 μm滤膜后进行气相色谱分析。分别称取阿拉伯糖、木糖、鼠李糖、半乳糖、甘露糖和葡萄糖各 3.0 mg，按上述步骤进行酰化，得到产物过0.45 μm滤膜后进行气相色谱分析。

气相色谱分析条件参照文献[15]：色谱柱为Agilent HP-5气相色谱柱(30 m×320 μm×0.25 μm)；气化室温度250 ℃，检测器温度280 ℃；升温程序为180 ℃以1.5 ℃/min升温至220 ℃，保持1 min，再以5 ℃/min升温至250 ℃，保持3 min；检测器为火焰离子检测器，N2流速为24 mL/min，H2流速为 60 mL/min，空气流速为350 mL/min，色谱柱流量为1 mL/min，吹扫流量为3.0 mL/min。

1.3.4红外光谱分析 称取2 mg油橄榄果渣SDF粗品与200 mg KBr均匀研磨并压片后进行红外光谱分析，测定范围400～4000 cm-1。

Q=(C0-C1)/C0×100%

(2)

1.3.6油橄榄果渣SDF粗品的抗氧化性

1.3.6.1对羟自由基(·OH)清除率的测定 参照文献[15]的方法做适当调整。分别配制质量浓度为1、2、3、4、5和6 g/L的油橄榄果渣SDF粗品溶液，各取1.0 mL于一系列10 mL试管中，在每个试管中依次加入9 mmol/L水杨酸-乙醇溶液、9 mmol/L FeSO4溶液和8.8 mmol/L H2O2溶液各1 mL，然后在 37 ℃ 下水浴30 min，以蒸馏水作空白样在波长510 nm下测定吸光度(A1)，用蒸馏水代替油橄榄果渣SDF粗品溶液在上述条件下测定吸光度(A0)，以蒸馏水代替FeSO4溶液测定吸光度(A2)，按式(3)计算油橄榄果渣SDF粗品对·OH清除率(η·OH)，并以Vc作为对照。

η·OH=(A0-(A1-A2))/A0×100%

(3)

(4)

2 结果与分析

2.1基本成分及溶解率分析

图1 SDF粗品在水中的溶解率随温度的变化Fig.1 Solubility of the crude SDF varied with temperature in water

经碱法制备的油橄榄果渣SDF粗品为褐色粉末，其基本成分如下：SDF(60.90±3.04)%、蛋白质(8.98±2.00)%、脂肪(0.46±0.10)%、淀粉(0.23±0.08)%、灰分(8.63±1.26)%。油橄榄果渣SDF粗品中水溶性膳食纤维达到60.90%，同时含有一定量的蛋白质和灰分，以及少量的脂肪和淀粉，还可能含有少量的可溶性小分子糖、糖醛酸及色素等成分。油橄榄果渣SDF粗品具有吸水膨胀性，其含水量较高，达10.58%。图1是油橄榄果渣SDF粗品在水中的溶解率随温度的变化。由图1可知，SDF粗品在30 ℃的溶解率为70.35%，随着温度的升高SDF粗品的溶解率增大，在90 ℃时溶解率为91.26%。有研究显示采用水提醇沉法制备的黑灵芝SDF含中性糖最高(47.3%)，并含有一定量的蛋白质(7%)和糖醛酸(5.7%)[8]；采用碱法制备的荞麦皮粉SDF为焦黄色，无异味，在80 ℃水中的溶解率为96%[18]；采用碱法提取的啤酒糟SDF颜色较深，为焦糖色[19]。由此可见，不同方法和不同原料制备的SDF的颜色和基本成分都有所差别。

2.2单糖组成分析

对油橄榄果渣SDF粗品水解成分和6种单糖标准品进行GC分析，结果见图2。由图2可以看出，油橄榄果渣SDF粗品的单糖主要由木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和甘露糖组成，其比例为64.0∶9.4∶3.9∶3.9∶2.6∶1.6，其主要成分为木糖，其次为阿拉伯糖。而木糖和阿拉伯糖是组成半纤维素的主要单糖，因此，初步推测油橄榄果渣SDF的主要成分来源于半纤维素[20-21]。这可能是因为碱法制备SDF时提取了一部分碱溶性半纤维素[19]。

图2 单糖标准品(a)和SDF(b)的气相色谱图

2.3红外光谱分析

图3 SDF粗品的红外光谱图Fig.3 Infrared spectrum of the crude SDF

图4 SDF粗品对的吸附能力 Fig.4 Adsorption capacity of the

2.5SDF粗品的抗氧化能力

2.5.1羟自由基(·OH)清除能力 油橄榄果渣SDF粗品和Vc对·OH的清除能力见图5(a)。由图5可知, 油橄榄果渣SDF粗品对·OH具有一定的清除能力，随着SDF粗品质量浓度的增加，其清除率先快速增加，后缓慢增加，当SDF粗品质量浓度为6 g/L时，对·OH的清除率达到46.34%，但是与相同质量浓度的Vc相比，SDF粗品对·OH的清除能力相对较弱。6 g/L SDF粗品对·OH的清除能力优于相同质量浓度的苹果渣SDF(清除率33%)[17]，弱于相同质量浓度的芹菜渣SDF(清除率95.6%)[28]。

2.5.2DPPH自由基(DPPH·)清除能力 油橄榄果渣SDF粗品和Vc对DPPH·的清除能力见图5(b)。由图5(b)可知，SDF粗品对DPPH·具有较强的清除能力。当SDF粗品质量浓度在0.01～0.07 g/L时，其清除率与质量浓度呈正相关，其线性关系为y=7.898 21x+0.026 24(R2=0.989 7)，50%清除率对应的SDF质量浓度为(IC50)0.06 g/L。与相同质量浓度Vc对照可见，低浓度的SDF对DPPH·的清除能力弱于Vc，但是随着SDF粗品质量浓度增加，其清除率逐渐接近Vc。油橄榄果渣SDF粗品对DPPH·的清除能力要优于猕猴桃SDF(IC50为4.68 g/L)和花生粕SDF(IC50为0.29 g/L)[29-30]等。这是因为油橄榄果渣SDF中含有较多的C—H键和游离羟基，导致SDF的供氢能力增加，清除DPPH·的能力增强。

图5 SDF粗品的抗氧化能力

3 结 论

3.1以油橄榄果渣为原料，采用碱法制备的油橄榄果渣水溶性膳食纤维(SDF)粗品为褐色粉末，30 ℃下在水中的溶解率为70.35%，粗品中含SDF达到60.90%，同时含有一定量的蛋白质和灰分，以及少量的脂肪和淀粉。SDF的单糖主要由木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和甘露糖组成，其比例为64.0 ∶9.4 ∶3.9 ∶3.9 ∶2.6 ∶1.6，主要成分为木糖，其次为阿拉伯糖。红外光谱分析显示油橄榄果渣SDF粗品具有糖类的特征吸收峰。

3.3油橄榄果渣SDF粗品对·OH具有一定的清除能力，当SDF粗品质量浓度为6 g/L时，对·OH的清除率达到46.34%，其清除能力弱于相同质量浓度的Vc；油橄榄果渣SDF粗品对DPPH·具有较强的清除能力，其50%清除率对应的SDF质量浓度(IC50)为0.06 g/L，其清除能力在低浓度时弱于Vc，在高浓度时接近Vc。本研究初步确认了油橄榄果渣SDF的成分结构和功能特性，为进一步开发利用油橄榄果渣SDF提供了参考。

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Compositions and Functional Properties of Soluble Dietary Fiber from Olive Pomace

DING Shasha1, HUANG Lixin1, ZHANG Caihong1,2, XIE Pujun1, DENG Yejun1, WANG Xiaojie1

(1.Institute of Chemical Industry of Forest Products,CAF;National Engineering Lab. for Biomass Chemical Utilization; Key and Open Lab. of Forest Chemical Engineering,SFA;Key Lab. of Biomass Energy and Material, Jiangsu Province, Nanjing 210042, China; 2.Research Institute of Forestry New Technology,CAF, Beijing 100091, China)

olive pomace; soluble dietary fiber; monosaccharide composition; functional properties

10.3969/j.issn.0253-2417.2017.06.015

2017- 05- 20

江苏省自然科学基金资助项目(BK20151067)

丁莎莎(1993— )，女，河南南阳人，硕士生，研究方向为农林产品深加工；E-maildingshasha0317@163.com

*通讯作者：黄立新，研究员，博士，博士生导师，研究领域为天然产物提取分离纯化及新型干燥技术；E-mail: l_x_huang@163.com。

DING Shasha

TQ35；TS201.1

A

0253-2417(2017)06- 0110- 07

丁莎莎，黄立新，张彩虹,等.油橄榄果渣水溶性膳食纤维的组成成分和功能特性分析[J].林产化学与工业，2017，37(6)：110-116.