酶碱法提取梨渣膳食纤维工艺研究

吴丽萍 许芳芳 吴蕊 高远航

摘要：以梨渣为原料，采用单因素及正交试验对酶碱法梨渣膳食纤维的提取工艺进行研究，结果表明：在α-淀粉酶用量为0.6%，糖化酶用量为0.7%，酶解时间150min，碱解温度80℃条件下梨渣SDF的提取率为5.93%，持水力為5.721g/g，膨胀力为3.913ml/g，品质良好。

关键词：梨渣;膳食纤维;酶碱法;提取

膳食纤维被称为“第七大营养素”，在维持人体代谢，保持身体健康等方面都有很大的促进作用。膳食纤维分为可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber， SDF）和不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber， IDF），其中SDF具有吸水膨胀性，易使人产生饱腹感从而有效的控制饮食[1]。除此之外，在消化道中与脂肪酸结合，有效降低了人体对脂肪酸的吸收，在一定程度上预防了肥胖的产生[2]。因此，可溶性膳食纤维相比于不溶性膳食纤维更具保健功能。

砀山梨作为一种药食两用的水果，其产业规模不断发展壮大，国内具有多家深加工企业，而在加工过程中不可避免产生了大量弃用废料——梨渣。这些梨渣大部分作为废弃物所丢弃，造成巨大的浪费和环境污染。而梨渣中膳食纤维含量极为丰富，是一种极佳的提取膳食纤维的原料，如果加工利用可以提高产品附加值[3]。目前关于膳食纤维的提取方法多为化学法、酶法、超声波法等，但鲜见酶碱法提取膳食纤维的报道，因此采用酶法化学法相结合的方式对梨渣膳食纤维进行提取，旨在为膳食纤维的提取提供一定的理论参考[4]。

1.材料与方法

1.1 材料与设备

梨渣、α-淀粉酶、糖化酶、氢氧化钠、乙醇、TGL-20M离心机、TT500型电子天平电子秤、HH-S数显恒温水浴锅、SH1-水流抽气真空泵抽滤机等。

1.2 梨渣膳食纤维的提取工艺

（1）工艺流程

梨渣→α-淀粉酶酶解→灭酶 →糖化酶酶解 →灭酶→氢氧化钠碱解→离心→乙醇沉淀、洗涤→干燥→梨渣水溶性膳食纤维

（2）操作要点

①梨渣预处理：清洗梨渣，放在干燥箱中干燥12h，干燥后进行粉碎，干燥保存以备后期使用。

②酶解：准确称取约2.0g试样，按料液比1：15加入蒸馏水，搅拌均匀后加入一定用量的α-淀粉酶，调整 pH值为7.0，在60℃水浴锅酶解2h，灭酶后加入一定用量的糖化酶， 60℃水浴酶解一段时间后，在100℃条件下灭酶15min。

③碱解：灭酶后的梨渣在8%氢氧化钠溶液中进行碱解90min，碱解温度为80℃。

④洗涤：用蒸馏水和乙醇洗涤沉淀物至中性。

⑤干燥：加入 4 倍体积无水乙醇进行沉淀，然后过滤、放入干燥箱中，调整温度为115℃进行干燥，直至恒重即得梨渣水溶性膳食纤维SDF。

1.3 试验设计

在前期单因素试验的基础上，选取α-淀粉酶用量、糖化酶用量、酶解时间、碱解温度四个因素为考察因素，以梨渣可溶性膳食纤维SDF提取率为考察指标，进行三水平四因素正交试验设计，具体设计为：α-淀粉酶用量（0.4%，0.5%，0.6%）;糖化酶用量（0.6%，0.7%，0.8%）;酶解时间（90min，120min，150min）;碱解温度（70℃，80℃，90℃）。通过正交实验助手软件对试验结果进行分析，优化得出最佳工艺参数。

2.结论

通过单因素及正交试验分析，以SDF提取率为考察指标，通过极差分析可以得出各个因素对梨渣膳食纤维的提取率影响主次顺序为酶解时间>α-淀粉酶用量>碱解时间>糖化酶用量。从正交结果中的均值k可以得到该酶碱法提取梨渣膳食纤维最佳提取工艺条件为α-淀粉酶用量为 0.6%、糖化酶用量为 0.7%、酶解时间150min、碱解温度80℃。在此工艺条件下做验证实验，梨渣可溶性膳食纤维提取率为 5.93%，优于正交试验中的任何一组。取两组梨渣膳食纤维样品对其持水力及膨胀力进行测定，分别做三组平行试验取其平均值，得出酶碱法提取方式下的梨渣膳食纤维的持水力为5.721g/g，膨胀力为3.913ml/g，品质良好。因此，将酶和化学法相结合提取梨渣膳食纤维，简单且方便操作，相比较传统提取方法，不仅能够缩短时间，对膳食纤维的品质有很大的改良作用，具有一定的应用前景，是值得推广的一种膳食纤维提取方法。

参考文献：

[1]唐孝青.梨渣膳食纤维的制备及功能性的研究[D].西北农林科技大学，2010：1-4.

[2]郭红珍，高跃龙，李丛胜，解春艳.酶法对葡萄皮渣中可溶性膳食纤维的提取研究[J].酿酒科技，2015，（9）：107-109.

[3]成传普，戴余军，李长春，石会军等.菠萝皮可溶性膳食纤维酶法提取工艺的研究[J].食品工业，2014，35（2）：58-6l.

[4]任银.酶碱法提取水不溶性膳食纤维[J].鞍山师范学院学报，2013，15 （4）：31-37.