王莉 山東省德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

紅棗營養(yǎng)價(jià)值較高，含有18種氨基酸，含有多種維生素與粘液質(zhì)，富含磷、鋅等礦物元素，具有較高的滋補(bǔ)價(jià)值。但在紅棗食品的傳統(tǒng)加工過程中，會產(chǎn)生很多棗渣，之前棗渣一般以下腳料的形式直接丟棄掉，不僅造成了資源浪費(fèi)而且可能會造成環(huán)境污染。棗渣里面有著諸多膳食纖維，從棗渣里面提取膳食纖維，可以合理利用棗資源，提高棗產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)多元化程度。

一、紅棗及其功能活性

棗原本產(chǎn)自于中國，其栽培歷史大概有三千多年，因?yàn)闂椏鼓嫘暂^強(qiáng)，棗果很容易成熟，營養(yǎng)價(jià)值相當(dāng)高，具備很高的經(jīng)濟(jì)和社會效益，在中國獲得了大范圍栽種，主要產(chǎn)自黃河中下游地區(qū)，比如河南、山東、山西的等地。并且在歐洲溫帶地區(qū)與南亞等也有栽種。中國是紅棗生產(chǎn)國家，棗樹栽培規(guī)模與產(chǎn)量占全球90%以上，紅棗生產(chǎn)與加工發(fā)展?jié)撃芎徒?jīng)濟(jì)效益是不可忽視的。

紅棗有著非常豐富的營養(yǎng)成分，果肉里面有很多蛋白質(zhì)與多糖等元素，具備多種維生素，含有18種氨基酸，在這之中有8種為必需氨基酸，同時(shí)還具備含量極高的CAMP與EGB等物質(zhì)，有著藥用功效與價(jià)值。再者，棗多糖有抗脂質(zhì)過氧化與加強(qiáng)機(jī)體免疫力等功效，能夠有效調(diào)整細(xì)胞生長與衰老。

二、棗渣提取膳食纖維的方法

目前國外與國內(nèi)已有的以棗渣為原料的膳食纖維提取方式，如化學(xué)方式、酸法與酶法、膜分離法等，而酸法與酶法是十分常見的?，F(xiàn)如今研究生產(chǎn)多數(shù)采取的是化學(xué)法加以提取，該種方式能耗不高、工藝十分簡單，設(shè)施設(shè)備維護(hù)便捷，多運(yùn)用在化工與食品公司生產(chǎn)中?？墒怯兄芏鄦栴}，提取率不高、產(chǎn)品質(zhì)地缺乏均衡性、出水率較差等。經(jīng)過對當(dāng)前提取膳食纖維的工藝研究，借助工廠榨棗汁產(chǎn)生的棗渣，將提取膳食纖維工藝加以優(yōu)化，明晰棗渣中提取膳食纖維的工藝。[1]

此次借助化學(xué)試劑提取方式加上酶法提取方式提取棗渣里面的膳食纖維，分別開展PH值、時(shí)間、料液比與溫度單因素試驗(yàn)，獲取到適合的條件，進(jìn)而分別開展正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝條件，計(jì)算得率且根據(jù)提取的膳食纖維膨脹性與持水力測定等，將提取方案加以優(yōu)化。

（一）實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線

首先，棗渣―搗碎―酸解―分離―乙醇清洗―抽濾―干燥―稱重―可溶性膳食纖維含量。

其次，酸解濾渣―α淀粉酶解―過濾―烘干―滅酶―稱重―不溶性膳食纖維含量。

而膳食纖維提取率就等于M1+M2/m＊100%。

1.酸法提取SDF可溶性膳食纖維。提取1克的棗渣，標(biāo)記成m，添加HCL溶液，過濾以后使用乙醇沉淀濾液，進(jìn)而開展二次過濾，把濾渣清洗好且烘干，稱得質(zhì)量M1，就是SDF質(zhì)量。

2.酶法IDF不溶性膳食纖維提取。把酸洗以后的濾渣加以a-淀粉酶解，過濾以后把濾渣進(jìn)行烘干，然后加以滅酶，稱出質(zhì)量標(biāo)記為M2，也就是水IDF。

（二）酸法SDF提取工藝條件的確定

以上兩個(gè)過程分別開展1∶3/1∶6/1∶9/1∶12/1∶15的料液比，2 0/4 0/6 0/8 0攝氏度的溫度，20/40/60/80/100/120分鐘的時(shí)間、2/4/6/8的PH值單因素試驗(yàn)，獲得合適條件以后開展正交試驗(yàn)將工藝參數(shù)加以優(yōu)化。

單因素試驗(yàn)就是：1.PH。于溫度是80攝氏度的情況下，料液比為1∶10，時(shí)間是100分鐘，將pH作為單變量，分別開展1/2/3/4的pH開展SDF提取實(shí)驗(yàn)。完成狀況：膳食纖維得率伴隨pH增加而增加，于pH值是3的時(shí)候，得率達(dá)到最大值以后下降。如此可以判斷出pH值為3時(shí)膳食纖維得率是最大的。

2.料液比。使用HCL溶液把pH值調(diào)整至3，水浴溫度是80攝氏度，時(shí)間設(shè)置是100分鐘，將料液比作為單變量，分別開展1∶3/1∶6/1∶9/1∶12/1∶15的SDF提取實(shí)驗(yàn)。完成狀況：SDF得率伴隨料液比提升而提升，獲得最大值以后逐漸下降，如此判斷出料液比是1∶9的時(shí)候提取率是最高的。

3.溫度。使用HCL溶液把pH至調(diào)整至3，而料液比則設(shè)置為1∶9，時(shí)間設(shè)置是100分鐘，將溫度作為單變量，分別開展20/40/60/80攝氏度的SDF提取實(shí)驗(yàn)。完成狀況：于20/40/60/80攝氏度范圍以內(nèi)，SDF得率先提升，然后慢慢下降，在70攝氏度時(shí)達(dá)到了最大值。所以可以判斷出70攝氏度時(shí)提取膳食纖維的最佳溫度。

4.提取時(shí)間。于溫度在70攝氏度的情況下，料液比設(shè)置為1∶9.pH值是3，將提取時(shí)間作為單變量，分別開展20/40/60/80/100/120分鐘的提取時(shí)間開展SDF提取實(shí)驗(yàn)。完成狀況：得率伴隨提取時(shí)間延伸而有所增加，在100分鐘的時(shí)候達(dá)到了最大值，隨后膳食纖維得率逐漸下滑?？梢耘袛喑?00分鐘提取時(shí)間是提取SDF的最佳時(shí)間。

（三）酶法提取IDF單因素試驗(yàn)

酸解過程根據(jù)以上方案展開，酶法提取IDF分別開展溫度與加酶量、PH值與酶解時(shí)間單因素試驗(yàn)。

單因素試驗(yàn)就是：①溫度。酸解過程根據(jù)以上方案展開，酶解中使用氫氧化鈉溶液把pH值調(diào)整至6，添加酶量0.5%，時(shí)間設(shè)置100分鐘，將溫度作為單變量，分別開展20/40/60/80攝氏度的IDF提取實(shí)驗(yàn)。完成狀況：溫度于20到80攝氏度的范疇時(shí)，IDF得率先提升，隨后下滑，在60攝氏度的時(shí)候，IDF得率達(dá)到最高，能夠判斷出IDF酶解溫度最佳是60攝氏度。②PH值。酸解過程根據(jù)以上方案展開，酶解中添加α-淀粉酶的酶量是0.5%，酶解溫度是60攝氏度，把pH值作為單變量，分別開展pH值是4/5/6/7/8的酶解過程，時(shí)間設(shè)置為100分鐘。完成狀況就是pH值在4到8的范疇以內(nèi)，IDF得率先提升后下滑，在pH值是6的時(shí)候，IDF得率達(dá)到最高，能夠判斷出DIF酶解pH最佳值是6。③加酶量。酸解過程依據(jù)以上方案展開，酶解中添加a_淀粉酶酶量設(shè)定成單變量，分別提取0.2%/0.3%/0.4%/0.5%/0.6%，酶解溫度是60攝氏度，于pH值是6的情況下酶解時(shí)間為100分鐘。完成狀況：加酶量在0.6%以內(nèi)持續(xù)提升的階段，DIF得率先增加后下降，于加酶量是0.5%的時(shí)候，DIF得率達(dá)到最高，判斷出IDF加酶量最佳是0.5%。④酶解時(shí)間。酸解過程根據(jù)以上方案展開，酶解中添加a_淀粉酶0.5%，酶解溫度是60攝氏度，于pH值是6的情況下分別酶解20/40/60/80/100/120分鐘。完成狀況：酶解時(shí)間是120攝氏度范疇因?yàn)?，IDF得率先增加后下降，在酸解100分鐘的時(shí)候，IDF得率達(dá)到最高，可以判斷出IDF酸解時(shí)間最佳是100分鐘。

綜上所述，獲得的成果包含了：第一，將酸法SDF提取工藝優(yōu)化了。第二，將酶法IDF提取工藝優(yōu)化了。

三、棗渣膳食纖維提取工藝優(yōu)化方法

（一）材料和方法

1.材料和試劑。棗渣，氫氧化鈉與乙醇、檸檬酸與纖維素酶等都是分析純。

2.儀器設(shè)備：SB-07A多功能粉碎機(jī)；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；電熱保溫干燥箱與真空干燥箱、HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋與數(shù)字酸度計(jì)等。

4.實(shí)驗(yàn)方式。（1）單因素實(shí)驗(yàn)。選擇對棗渣SDF提取率有較大影響的三個(gè)因素，也就是時(shí)間、溫度與加酶量，根據(jù)以上工藝提取棗渣SDF。第一，加酶量單因素實(shí)驗(yàn)：取得2克棗渣，總計(jì)6份，加水量是20倍，同時(shí)調(diào)pH值4.8，加酶量分別是0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%，在35攝氏度情況下攪拌水解一小時(shí)，按照1.3中的工藝步驟提取，將SDF得率作為重要指標(biāo)，觀察加酶量對于膳食纖維提取效果帶來的影響。第二，酶解時(shí)間：取2克棗渣，總計(jì)6份，加水量是20倍，同時(shí)采用4.8的pH值，加酶量是0.9%，根據(jù)1.3中的工藝步驟在45攝氏度下分別水解30/60/90/120/150/180分鐘，將SDF得率作為重要指標(biāo)，觀察酶解時(shí)間膳食纖維提取效果影響。第三，酶解溫度。提取2克的棗渣，總計(jì)6份，加水量是20倍，采用4.8pH值，加酶量是0.9%，分別于30/35/40/45/50/55攝氏度下攪拌水解120分鐘，以此明晰提取膳食纖維最合適的溫度。（2）響應(yīng)面法優(yōu)化?；趩我蛩貙?shí)驗(yàn)，按照Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)基本原理，采用加酶量、酶解溫度與時(shí)間三個(gè)因素來探索棗渣SDF提取工藝，將SDF得率Y作為響應(yīng)值，借助軟件設(shè)計(jì)出三個(gè)因素與三水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

（二）結(jié)果分析

1.單因素實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)獲得棗渣SDF提取工藝?yán)锩娴睦w維素酶合適的添加量是0.9%，而酶解時(shí)間最合適的是120分鐘，酶解溫度是45攝氏度。

2.響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。根據(jù)加酶量、酶解時(shí)間與溫度和水平設(shè)計(jì)方案，可以得到水平設(shè)計(jì)為-1、0、1時(shí)，加酶量分別是0.8%/0.9%/1%；酶解時(shí)間分別是90/120/150分鐘；酶解溫度分別是40/45/50攝氏度。借助軟件對相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以多元回歸擬合，可以獲得棗渣SDF得率對加酶量A、酶解時(shí)間B與溫度C的二次多項(xiàng)回歸模型。

3.響應(yīng)面分析過程中對實(shí)驗(yàn)結(jié)果展開二次模型方差擬合，回歸方程之中各大變量對響應(yīng)值影響情況是由F值檢驗(yàn)判定的，概率P值小，那么對應(yīng)變量明顯程度就更大，經(jīng)過響應(yīng)面方差分析，可以發(fā)現(xiàn)，這一模型F值是7.7，表示模型是顯著的，僅有0.65%可能是因?yàn)楦蓴_導(dǎo)致的，該校正決定系數(shù)是R2Adj是0.7921，表示該模型擬合度甚佳，各大因素中一次方項(xiàng)A極明顯，二次方項(xiàng)A2/B2/C2都很明顯，交互作用項(xiàng)均不明顯。與此同時(shí)，經(jīng)過有關(guān)等高線形狀可以反映交互效應(yīng)強(qiáng)弱，橢圓形代表兩個(gè)因素交互作用明顯，圓心則和其相反，如此看來加酶量、酶解時(shí)間與溫度三者間的相互作用對SDF得率影響并不十分明顯，并且伴隨加酶量的增加，棗渣里面的SDF得率也會隨之而加大。

結(jié)束語：棗渣膳食纖維提取工藝是多種多樣的，并且膳食纖維提取劃分成可溶性膳食纖維與不溶性膳食纖維兩種，因此，對于這兩種方式需要使用不同的方法加以提取。在現(xiàn)代社會發(fā)展中，膳食纖維提取工藝并不十分成熟，還需要加以優(yōu)化，因而本次采用響應(yīng)面法將棗渣SDF提取工藝加以優(yōu)化，并得到了響應(yīng)面優(yōu)化后的最合適的浸提工藝參數(shù)條件pH值是4.8，料液比為1∶20，纖維素酶添加量是0.95%，酶解時(shí)間與溫度分別是122分鐘、45攝氏度，在這樣的情況下棗渣中SDF得率是4.91703%。