王心竹， 韦月平

(1.丹东第二中学，辽宁丹东 118000 ；2.辽东学院农学院，辽宁丹东 118003)



复合酶法提取鹰嘴豆膳食纤维的工艺研究

王心竹1， 韦月平2*

(1.丹东第二中学，辽宁丹东 118000 ；2.辽东学院农学院，辽宁丹东 118003)

[目的]研究从鹰嘴豆中提取水不溶性膳食纤维的工艺方法，为今后工业化生产提供有效的基础数据。[方法]采用酶碱法提取鹰嘴豆水不溶性膳食纤维，主要考察的4个因素为：α-淀粉酶浓度、中性蛋白酶浓度、NaOH浓度以及浸泡时间，并通过正交试验对4个因素的水平进行了优化处理。[结果]通过正交试验提取鹰嘴豆水不溶性膳食纤维并计算产率，得出酶法提取鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的最佳提取工艺参数为：α-淀粉酶浓度1.0%，中性蛋白酶浓度0.5%，NaOH浓度为3.0%，浸泡时间80 min，此时提取的鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率最高，为29.86%。[结论]用复合酶法提取鹰嘴豆膳食纤维大大提高了膳食纤维的提取率。

鹰嘴豆；膳食纤维；酶法

鹰嘴豆中所含的营养成分比较丰富，它含有人类所需要的七大营养素，其中包括水不溶性膳食纤维、维生素、植物蛋白、粗纤维、钙、铁、镁等营养成分[1-2]，其中膳食纤维含量较高。膳食纤维被认为是现代营养学的第七大营养素，能有效降低肠癌、高脂血症等相关疾病的发病率，因此具有很高的研究和利用价值。目前，对于大豆类膳食纤维的研究成果非常多，而对于鹰嘴豆膳食纤维的研究尚少[3-4]，传统的提取方法有水溶法、碱法、酶法等，但提取率不高，工业化成本高。笔者选取鹰嘴豆为试验材料，采用复合酶法和碱法相结合的方式对其提取工艺进行深入研究，以解决工业化生产中鹰嘴豆中膳食纤维提取率不高的问题，为生产提供基础数据。

1　材料与方法

1.1材料原料：鹰嘴豆，采购于丹东市乐购超市，用九阳料理机磨碎成粉末状备用。主要仪器： DT5-6A高速冷冻离心机， 北京时代北利离心机有限公司；BCD-216TMZL低温冰箱，青岛海尔股份有限公司；JYL-350九阳料理机，山东济南九阳股份有限公司；GZX-9030 MBE干燥箱，上海博讯实业有限公司。主要试剂：中性蛋白酶(BR)，郑州天华食品添加剂有限公司；α-淀粉酶；甲基红-溴甲酚绿混合指示剂。

1.2方法

1.2.1单因素对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响。技术路线：鹰嘴豆→预处理(磨碎)→干燥→乙醚抽脂→水浴蒸煮→α-淀粉酶处理→中性蛋白酶处理→高温灭酶处理(100 ℃)→NaOH浸泡处理→水洗→离心、过滤→烘干→水不溶性膳食纤维。

分别进行不同浓度的α-淀粉酶、中性蛋白酶、NaOH浓度及浸泡时间对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响试验。

1.2.2鹰嘴豆水不溶性膳食纤维提取工艺的正交优化。根据上述试验设计的不同单因素，分别确定了鹰嘴豆水不溶性膳食纤维提取的最佳工艺条件，该试验进一步采用L9(34)正交试验设计，即通过4因素3水平的正交试验确定最佳试验组合[5-6]，正交试验因素水平见表1，以多肽的水解度为正交试验结果的指标。

表1　正交试验因素水平设计

2　结果与分析

2.1单因素对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维提取产率的影响

2.1.1不同浓度的α-淀粉酶对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响。从图1可以看出，在其他因素一定的情况下，随着α-淀粉酶浓度的不断增大，鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的产率也随之增加[7]。当α-淀粉酶浓度为1.0%时，鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的产率最大，为29.54%,再增加淀粉酶浓度，产率不增加。

图1　不同浓度的α-淀粉酶对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响Fig.1　Effects of different concentration of α-amylase on yield of water insoluble dietary fiber of chickpea

2.1.2不同浓度的中性蛋白酶对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响。从图2可以看出，在其他因素一定的情况下，随着中性蛋白酶浓度的不断增大，鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的产率也随之变化，变化趋势为先上升后下降。当中性蛋白酶浓度为0.5%时，鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的产率最大，为24.65%。

图2　不同浓度的中性蛋白酶对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响Fig.2　Effects of different concentration of neutral protease on yield of water insoluble dietary fiber of chickpea

2.1.3不同浓度的NaOH对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响。从图3可以看出，当其他因素一定时，随着NaOH浓度的不断增大，鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的产率随之减少[8-9]。当NaOH浓度为3.0%时，鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的产率最大，为23.09%。

图3　不同浓度的NaOH对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响Fig.3　Effects of different concentration NaOH on yield of water insoluble dietary fiber of chickpea

2.1.4不同浸泡时间对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响。从图4可以看出，随着浸泡时间的增加，鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的产率也随之增加。当浸泡时间为80 min时，鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的产率最大，为29.66%。

图4　不同浸泡时间对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率的影响Fig.4　Effects of different soaking time on yield of water insoluble dietary fiber of chickpea

2.2鹰嘴豆水不溶性膳食纤维提取工艺的正交试验优化选用L9(34)正交表进行试验设计，试验方案与试验结果见表2所示。

通过对正交优化试验条件的结果分析，极差值可明确反映出各个影响因素对鹰嘴豆水不溶性膳食纤维影响程度的排列顺序：RC>RD>RA>RB[10]，即各因素影响程度由大到小依次为：NaOH浓度、 浸泡时间、α-淀粉酶、中性蛋白酶浓度，其中中性蛋白酶对试验的影响程度最小，从中性蛋白酶单因素结果可以看出，各浓度之间差异不明显，虽然数据显示B3水平是最佳反应浓度，但综合其他因素及试验结果，最终得出最优组合是A3B2C1D3。因此，酶法提取鹰嘴豆膳食纤维(水不溶性)的最佳工艺参数为：当α-淀粉酶浓度为1.0%，中性蛋白酶浓度为0.5%，NaOH浓度为3.0%，浸泡时间为80 min时，鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率最高，为29.86%。

表2　正交试验结果分析

3　结论与讨论

通过对鹰嘴豆营养成分的测定结果进行分析，确定了提取鹰嘴豆膳食纤维的4个影响因素，通过单因素试验初步得到影响膳食纤维产率的最佳条件并通过正交优化处理，进一步确定了4个影响因素的工艺参数，与单因素试验所得出的结果是一致的。

结果表明，酶法提取鹰嘴豆水不溶性膳食纤维的最佳工艺条件为：α-淀粉酶浓度为1.0%，中性蛋白酶浓度为0.5%，NaOH浓度为3.0%，浸泡时间为80 min，此时提取的鹰嘴豆水不溶性膳食纤维产率最高，为29.86%。

膳食纤维有着非常重要的药理学作用，可促进肠道的蠕动，对胃肠道起到了有效的保护作用，可增加粪便容积以及排便的次数，并且能够治疗婴幼儿的腹泻，还能有效预防高脂、高糖，以及预防术后感染等症状，如今人们的生活水平不断提高，对于高脂肪、高热量、高蛋白的食品每日摄入量大大增加，但对于膳食纤维的摄入量相对减少，从而导致对于膳食营养平衡性的忽略。目前膳食纤维的开发与应用在国外市场比较普遍，而我国对于膳食纤维的开发利用和研究与国外仍然具有一定差距，有待进一步规划。

[1] 阿米娜·阿布力米提，祖丽哈娅提·那思尔丁，刘成，等.鹰嘴豆的开发利用研究[J].新疆农业科学,2003,39(1):45-47.

[2] 吴晖，侯萍，李晓凤，等.不同原料中膳食纤维的提取及其特性研究进展[J].现代食品科技，2008(1)：24

[3] 王彦玲，刘冬，付全意，等.膳食纤维的国内外研究进展[J].中国酿造专论与综述，2008(5)：182-184.

[4] 王景会, 曹龙奎, 马毓霞，等.豆渣制取高活性膳食纤维的研究[J]. 吉林农业科学, 2004, 29(3): 53-57.

[5] 张涛,江波,王璋.鹰嘴豆营养价值及其应用[J].粮食与油脂，2004(7)：56-58.

[6] 张延坤,刘国忠,张东祥,等.大豆膳食纤维制备工艺的研究[J].食品工业，2006(2)：23-25.

[7] 刘 莹，徐丽颖.双酶法提取褐蘑菇膳食纤维的最佳工艺条件研究[J].湖南农业科学,2011(21):84-86,89.

[8] 尚永彪,侯大军,李睿晓.豆渣水不溶性膳食纤维提取工艺研究[J].粮油加工,2007(11):120-123.

[9] 胡志和, 陈建平.酶法制备可溶性大豆膳食纤维研究[J].食品研究与开发, 2009(2): 11-14.

[10] 马嫄,孟晓,蔡自建.酶法提取鹰嘴豆水不溶性膳食纤维工艺的研究[J].粮食与食品工业，2009(1)：29-31.

Investigation on Extraction Technology of Dietary Fiber from Chickpea by Enzymic method

WANG Xin-zhu1, WEI Yue-ping2*

(1. Dandong No.2 High School, Dandong, Liaoning 118000; 2. Agricultural College of Eastern Liaoning University, Dandong, Liaoning 118003)

[Objective] The aim was to study the technique for extracting water insoluble dietary fiber from chickpea, to provide effective basic data for industrialized production in the future. [Method] Water insoluble dietary fiber was extracted from chickpea by enzyme alkali, including 4 factors: α-amylase concentration, neutral protease concentration, NaOH contration and soaking time, through orthogonal test, levels of 4 factors were optimized. [Result] Through orthogonal test, water insoluble dietary fiber was extracted from chickpea and yield was calculated, the optimal extraction parameters were: 1.0% α-amylase , 0.5% neutral protease, 3.0% NaOH, soaking time 80 min, the yield of water insoluble dietary fiber from chickpea was up to 29.86%. [Conclusion] Using composite enzymatic method can greatly increase the extraction yield of dietary fiber from chickpea.

Chickpea; Dietary fiber; Enzymatic method

王心竹(1999- )，女，侗族，辽宁丹东人，高中生。*通讯作者，讲师，硕士，从事食品生物技术研究。

2016-05-23

S 609.9

A

0517-6611(2016)18-093-02