刘 敏 ，李含晰 ，周 韬，赵 咏，袁舟舟，张志旭

（1.湖南农业大学东方科技学院，湖南 长沙 410128；2.国家中医药管理局亚健康干预技术实验室，湖南长沙 410128）

刺葡萄（vitis davidii Foex）原产中国，是葡萄属东亚种群下的一个种，为我国特有的珍贵野生葡萄种类。湖南省刺葡萄资源十分丰富，尤以西部和南部山区分布较多[1]。刺葡萄果实酸甜、风味浓郁但果粒小，果皮厚，种籽多。国家中医药管理局亚健康干预技术实验室以湖南省怀化市芷江县的刺葡萄新品种“紫秋”果实为试材，对刺葡萄籽油的提取与利用，刺葡萄籽原花青素的提取、分离纯化与利用，刺葡萄皮色素的提取与利用，以及刺葡萄果汁的加工特性、加工技术进行了研究，为刺葡萄天然功效成分的开发和果实综合利用提供了可行的技术途径[2]。本研究旨在对刺葡萄籽油提取后的原料进行膳食纤维的提取，以期开发出安全健康的食品。

膳食纤维生理功能的显著性与膳食纤维中水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维的比例有很大关系。合理的膳食纤维摄入可减少慢性肠道紊乱、糖尿病、肥胖病、心血管疾病和癌症等的发生。合理的水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维的比例大约是1∶3，水溶性膳食纤维的含量超过10%才是高品质膳食纤维的标志。普通酶法提取的刺葡萄籽膳食纤维虽然提取率较高，但与膳食纤维功能性相关的主要指标都偏低，需要改进之后才具有提取价值。本研究采取酶处理方式降低IDF的含量，以期提升膳食纤维的品质[3-4]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

刺葡萄籽：刺葡萄采用“紫秋”品种，葡萄籽采用超临界提油后的原料，粒径大约为40～60目。

1.2 主要试剂和仪器

蛋白酶（Sigma公司）；淀粉酶（北京双旋微生物培养基制品厂）；纤维素酶（国药集团化学试剂有限公司）。紫外分光光度计（日立UV-3310）。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程 粉碎后的刺葡萄籽（1∶8的加水量）—调pH值9.0—淀粉酶水解—沸水浴灭活，调pH值4.0—蛋白酶水解—过滤—漂洗—干燥—膳食纤维。

1.3.2 工艺要点 淀粉酶水解条件为：60℃，2 h，用量为0.08 g/g；蛋白酶水解条件为：65℃，2 h，酶添加量 0.004 g/g；干燥条件为：60℃，4 h；纤维素酶选择在原料预处理（0 h）、淀粉酶反应阶段和蛋白酶反应阶段（1、2、3 h）以及产品后处理阶段（4 h）添加。

1.3.3 分析方法[5]总膳食纤维、水溶性膳食纤维（SDF）、不溶性膳食纤维（IDF）：采用酶-重量法（AOAC）进行测定。灰分测定：525℃灼烧灰化5 h，干燥器中冷却，准确称量剩余物质即为灰分。膳食纤维持水力：准确称取1.0 g膳食纤维，置于50mL烧杯中，加入20mL水，于室温下搅拌一定时间，然后在3 000 r/min的条件下离心15min，称量样品的湿重。

膳食纤维的持水力＝（样品湿重一样品干重）/样品干重

膳食纤维膨胀力：准确称取1.0 g膳食纤维，置于量筒中测其体积V1，加水使总体积至25mL处，搅拌均匀，于室温下水浴静置一定时间，记录饱胀膳食纤维的体积V2。

膳食纤维的膨胀力＝（V2－V1）/样品干重

膳食纤维评价方法：评分法，主要考察IDF/SDF（Ⅰ）值，膨胀力（Ⅱ）和持水力（Ⅲ），以试验中最优的数值为满分，三者所占比例为50%，25%和25%。计算公式如下：

品质评分＝50×（Ⅰ参数值/Ⅰ最大值）＋25×（Ⅱ参数值/Ⅱ最大值）＋25×（Ⅲ参数值/Ⅲ最大值）

2 结果与分析

2.1 纤维素酶添加量对提取膳食纤维和质量的影响

采用1.3.1酶法制得的膳食纤维的主要成分是纤维素和半纤维素以及非淀粉类的阿拉伯聚糖、木聚糖，及有少量的木聚糖的葡萄糖醛酸和多聚半乳糖。在不添加纤维素酶的情况下，刺葡萄籽膳食纤维提取率达 47.76%，SDF为 4.82%，IDF较高为40.76%，膨胀力（1.02 mL/g）和持水性（1.09 g/g）也较低。

从表1中可以看出，纤维素酶在后处理阶段添加时，膳食纤维的提取率略有降低，可能是由于纤维素酶的作用温度在60℃左右，部分不溶性纤维降解后因溶于热水而发生损失[6]。

表1 纤维素酶添加量对膳食纤维提取率的影响

图1显示了随着纤维素酶添加量的增加，膳食纤维的膨胀力、持水力，SDF的变化趋势，表明纤维素酶添加量越大，膳食纤维的各项品质显著提高，但添加量到一定程度后，变化趋于平稳。这主要是因为纤维素酶能有效地降解细胞壁，使不溶性纤维素转变为可溶性的葡聚糖，所以SDF的含量提高，但纤维素酶与细胞壁纤维素底物的结合和作用浓度有限，因此纤维素的降解和结构改变也是有限的。

图1 纤维素酶添加量对膳食纤维质量的影响

2.2 纤维素酶添加时间对膳食纤维质量的影响

从图2中可知，在提取膳食纤维的不同阶段添加纤维素酶，发现其明显改善膳食纤维的品质。这可能是因为纤维素酶的添加破坏了纤维素的结构，在纤维素酶和淀粉酶的共同作用下，可溶性膳食纤维显著增加，品质显著改善。

图2 纤维素酶添加时间对膳食纤维质量的影响

2.3 正交试验结果与分析

初步试验确定纤维素酶的添加可以有效提高膳食纤维品质，因此选取纤维素酶添加时间，添加量和作用温度综合考察纤维素酶添加的最佳添加方式，设计3因素3水平正交试验如表2。

表2 正交试验因素水平表

由表3正交试验结果的极差分析可知，纤维素酶添加对膳食纤维品质影响的大小顺序是添加时间>添加量>添加温度，最佳的试验组合是A2B2C1，即在55℃下添加450mg/L纤维素酶，反应2 h，膳食纤维的品质最高。

表3 正交试验结果

3 结论

试验发现，采用添加纤维素酶的方法能显著提高膳食纤维的品质，有关最佳条件可应用在不同来源纤维中提取膳食纤维的制备中。由于不同来源的膳食纤维功效不尽相同，这一研究有利于在保留膳食纤维的固有功效基础上提高膳食纤维的其他特性参数，因而具有较强的研究价值和生产应用价值。同时，其他酶类的添加也可以改变不同纤维的结构，从而提升膳食纤维的可制备性，具有可持续的研究价值。

[1] 石雪晖，杨国顺，熊兴耀，等.湖南省刺葡萄种质资源的研究和利用[J].湖南农业科学，2010，（19）：1-4.

[2] 刘东波，谢红旗.刺葡萄功能成分研究与开发[J].第二届国际中医药与亚健康学术研讨会[C].长沙，2009,298-304.

[3] Pichupa Peerajit,Naphaporn Chiewchan,Sakamon Devahastin.Effects of pretreatment methods on health-related functional propertiesof high dietary fibre powder from lime residues[J].Food Chemistry,2012,132:1891-1898.

[4] 刘达玉，左 勇.酶解法提取薯渣膳食纤维的研究[J].食品工业科技，2005，（5）：90-92.

[5] 张玉倩，赵乃峰，王成忠，等.膳食纤维功能特性与改性的研究[J].粮食加工，2010，35（5）：57-59.

[6] Vanesa Benítez,Esperanza Mollá,María A Martín-Cabrejas,et al.Effect of sterilisation on dietary?bre and physicochemical properties of onion by-products[J].Food Chemistry,2011,127:501-507.