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低碳食疗植物藤茶水溶性膳食纤维提取工艺研究

2013-09-22张世仙敖克厚曾启华

中国酿造 2013年10期
关键词:水溶性膳食条件

张世仙,敖克厚,金 茜,曾启华

(遵义师范学院化学化工学院,黔北特色资源应用研究实验室,贵州 遵义 563002)

膳食纤维(dietary fiber)是指“不能被人的消化道酶所消化吸收的植物成分”,对人体有重要生理功能,被称为第七营养素。按溶解性不同可以分为水溶性膳食纤维(watersolubledietaryfiber,SDF)和水不溶性膳食纤维(water insoluble dietary fiber,IDF)[1-2]。

藤茶(Ampelopsis grossedentata)富含蛇葡萄素、二氢杨梅素、膳食纤维等化合物及钙、镁、铁等矿物质元素[3-5]。近年对藤茶化学成分的研究主要集中于黄酮类化合物方面[6-8],而藤茶中水溶性膳食纤维分离提取方法及含量测定鲜见少量报道[9-10],对其开发利用还处于初级阶段,主要用于制备粗加工代茶饮料产品。为了加大藤茶研发的力度和深度,本研究尝试利用无污染、易操作的水提法从贵州梵净山的藤茶中提取水溶性膳食纤维,以确立最佳提取工艺参数,为藤茶水溶性膳食纤维的进一步应用提供依据。

1 试验部分

1.1 材料与试剂

藤茶(采于贵州铜仁梵净山),95%vol乙醇(成都市科龙化工试剂厂),二次去离子水。

1.2 仪器与设备分析纯

TB-214型电子天平:北京赛多利斯仪器系统有限公司;HH-6数显恒温水浴锅:上海浦东物理光学仪器厂;0412-1型离心机:上海手术器械厂;RE-52型旋转蒸发仪、SHB-II型循环水式多用真空泵:上海亚荣生化仪器厂;101-5A电热鼓风干燥箱:上海华汇仪器有限公司等。

1.3 试验方法

1.3.1 水提法工艺流程

新鲜藤茶→70℃烘干→研细→控温水提→离心→二次离心→旋转蒸发浓缩→4倍体积95%vol乙醇→室温静置→过滤→60℃烘干→称质量

1.3.2 水溶性膳食纤维提取率计算

1.3.3 水提法提取藤茶SDF的最佳条件试验

首先进行提取时间、水料比、提取温度的单因素试验,接着在单因素试验的基础上,设计正交试验[11-15],确立水提法提取藤茶SDF的最佳工艺条件。正交试验因素与水平见表1。

表1 水提法提取工艺优化正交试验因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments of water extraction

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 提取时间的确定

准确称取藤茶粉末5份于5个100mL烧杯中,分别加入15mL二次蒸馏水,室温浸泡15min后,控制水提温度为80℃,分别提取2h、3h、4h、5h、6h,结果见图1。

图1 时间对SDF得率的影响Fig.1 Effects of extraction time on SDF yield

由图1可见,随着水提时间的增加,SDF增加,水提时间为4h时SDF提取率最高,大于4h时,SDF提取率呈下降趋势,因此认为较佳水提时间为4h。

2.1.2 水料比的确定

准确称取藤茶粉末5份于5个100mL烧杯中,分别加入不同体积的二次蒸馏水,室温浸泡15min后,控制水提温度为80℃,提取时间4h,结果见图2。

图2 水料比对SDF得率的影响Fig.2 Effects of water-solid ratios on SDF yield

由图2可知,水料比为10∶1~30∶1时,SDF呈增加趋势,超过30∶1后,SDF有所下降,可能与水料比增大升温慢有关。因此认为较佳水料比为30∶1。

2.1.3 水提温度的确定

准确称取藤茶粉末5份于5个100mL烧杯中,分别加入30mL二次蒸馏水,室温浸泡15min后,在水提温度分别为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃条件下提取4h,结果见图3所示。

图3 温度对SDF得率的影响Fig.3 Effects of extraction temperature on SDF yield

由图3可知,水提温度超过70℃,SDF提取率呈平稳增加趋势,但温度增高使料液变黏稠,不利于SDF的提取,因此选择温度80℃较合适。

2.2 水提法提取工艺优化正交试验

根据单因素试验的结果,采用表1进行L9(33)正交试验,所得结果见表2,应用正交设计软件进行方差分析,所得结果见表3。

表2 水提法提取工艺优化正交试验结果与分析Table 2 Results and analysis based on orthogonal experiments of water extraction

表3 正交试验结果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal experiments result

由表2可知,水提法提取藤茶SDF的最佳工艺条件组合是A2B2C2,即温度为80℃,水料比为30∶1,水提时间为4h,各因素影响SDF提取率的主次关系是水料比>提取温度>提取时间。

由表3可知,当α=0.05时,F临界值等于19,以影响SDF提取率最小的因素A为误差项,所得F比值数据表明,因素B、C在p<0.05条件下的各水平对SDF提取率的影响均无显著差异。

2.3 验证试验

准确称取样品,作最佳水提法提取条件的验证试验,结果见表4。

表4 最佳水提法提取条件的验证试验Table 4 Verification test for optimal extraction parameters ofwater extraction

由表4可见,在温度为80℃,水料比为30∶1,水提时间为4h,水提藤茶的SDF提取率较高,试验重现性较好,水提法能用于藤茶水溶性膳食纤维的提取。

3 结论

水提法对藤茶中水溶性膳食纤维(SDF)的提取最佳工艺条件为水提温度80℃,时间4h,水料比30∶1,在此条件下的SDF平均提取率为9.1%。

水提法提取藤茶中水溶性膳食纤维,成本低,方法简单,操作简便,流程简洁,对环境无污染,可以作为提取藤茶水溶性膳食纤维的方法。

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