膳食纤维提取的研究进展

２０１０年第０３期中国食物与营养ＦｏｏｄａｎｄＮｕｔｒｉｔｉｏｎｉ１１ＣｈｉｎａＮｏ．０３，２０１０膳食纤维提取的研究进展水符琼，林亲录，鲁娜，周丽君（中南林业科技大学食品科学－５工程学院，长沙４１０００４）摘要：膳食纤维对人类健康有积极的作用，在预防人体胃肠道疾病和维护胃肠道健康方面功能突出。

本文综述了国内外膳食纤维提取的常用方法以及从不同原料中提取膳食纤维的工艺和原料的利用情况，并从所得膳食纤维的品质、特性及发展前景等方面进行了较全面的比较。

关键词：膳食纤维；提取；特性膳食纤维（ＤＦ）是指不被人体消化的多糖类碳水化合物和木质素的总称，可分为水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维两大类。

其中，水溶性膳食纤维主要为植物细胞内的储存物质和分泌物，另外还包括部分微生物多糖和合成多糖，其组成主要是一些胶类物质和糖类物质。

不溶性膳食纤维的主要成分是纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和壳聚糖等。

膳食纤维对人类健康有积极的作用，在预防人体胃肠道疾病和维护胃肠道健康方面功能突出。

早期的流行病学研究显示，膳食纤维能够预防结肠癌，一定程度上可以治疗慢性疾病，因而有“肠道清道夫”的美誉。

虽然目前膳食纤维的准确作用机理仍然难以确定，但研究表明，膳食纤维含量充足的饮食，无论是在预防还是在治疗糖尿病方面都具有特殊的功效。

膳食纤维还能够延缓和减少人体对重金属等有害物质的吸收，有减少和预防有害化学物质对人体的毒害作用。

另外，膳食纤维可以改善食品的食用品质、加工特性和外观特性，在食品中的用途十分广泛。

膳食纤维在蔬菜、水果、粗粮杂粮、豆类及菌藻类食物中含量丰富。

在我国，有着丰富的纤维素原料，可用于制备膳食纤维的原料很多。

本文总结了国内外提取膳食纤维的常用方法，为工业化生产和其他研究工作者提供一定的参考。

１膳食纤维的提取方法目前国内外提取膳食纤维的方法主要有化学提取法、酶提取法、化学一酶结合提取法、膜分离法和发酵法。

１．１化学提取法化学分离方法是指将粗产品或原料干燥、磨碎后采用化学试剂提取而制备各种膳食纤维的方法，主要有直接水提法、酸法、碱法和絮凝剂法等。

提取可溶性豆渣膳食纤维采用直接水提法制备最为简便。

Ｐｒａｋｏｎｇｐａｎ…研究菠萝膳食纤维（ＰＤＦ），用乙醇提取获得的水溶性膳食纤维的纯度为９９．８％，是很好的食品加工原料。

姜竹茂等障１在提取温度１００℃、自然ｐＨ、提取时间１０ｍｉｎ、加水量２５ｍ垤条件下实验，结果表明，可溶性膳食纤维产率由原来的６．５５％提高到１１．３４％，增加了近一倍。

碱法应用较普遍，日本不二公司以豆渣为原料，用含３０％～７０％碱性水溶液的亲水性有机溶剂乙醇抽提，再用酸中和、压榨、脱水、干燥得到固体多糖，产品为无臭、无味的白色粉末。

从豆渣中提取出的大豆多糖含食物纤维６０％。

酸法使用较少，因为使用酸法制备膳食纤维的过程中，损失较大，得率不高。

１．２酶提取法酶法是用多种酶逐一除去原料中除膳食纤维外的其它组分，主要是蛋白质、脂肪、还原糖、淀粉等物质，最后获得膳食纤维的方法。

所用的酶包括淀粉酶、蛋白酶、半纤维素酶、阿拉伯聚糖酶等。

刘达玉等口１以干薯渣为原料，采用酶法水解淀粉、蛋白质的提取方法，探讨了薯渣中淀粉、蛋白质水解的工艺条件，提取的产品总膳食纤维含量达到７８％以上，是薯渣粉含量的２．７６倍，淀粉含量３．０９％。

林文庭Ｈ１以番茄渣为原料，研究酶法提取膳食纤维的工艺技术，酶法提取的水溶性膳食纤维（ＳＤＦ）及水不溶性膳食纤维＋项目资助：湖南省重大科技专项（№．２００７ＦＪｌ唧作者简介：符琼（１９８４一），男，湖南怀化人，在读硕士研究生，研究方向为食品生物技术。

万方数据符琼等：膳食纤维提取的研究进展３３０ＤＦ）的得率分别为６％及４０％。

酶法提取条件温和，不需要高温、高压，而且节约能源，操作方便，更可以省去部分工艺和设备，有利于环境保护，所以特别适合于原料中淀粉和蛋白质含量高的制备工艺。

１．３化学一酶结合提取法在使用化学试剂处理的同时，用各种酶如ｏｔ一淀粉酶、蛋白酶、糖化酶和纤维素酶等去降解膳食纤维中含有的杂质，如脂肪、蛋白质等，再用有机溶剂处理，用清水漂洗过滤、甩干后便获得纯度较高的膳食纤维。

刘达玉等诤１以干薯渣为原料，采用酶法水解淀粉，碱法水解蛋白质、脂肪的提取方法，提取的产品总膳食纤维含量达到８０．７０％，是薯渣粉含量的２．８４倍，淀粉含量２．４０％，而蛋白质和脂肪含量分别为Ｏ．４９％、０．３８％。

１．４膜分离法膜分离法是利用膜分离技术，将分子量大小不同的膳食纤维分离提取，是制备可溶性膳食纤维的最有前途的方法。

该法能通过改变膜的分子截留量来制备不同的分子量的膳食纤维，避免了化学分离法的有机残留。

使用此法的缺点是不能制备不溶性膳食纤维，而且此法对设备要求较高。

目前，膜分离法制备膳食纤维的报道不多。

该法能通过改变膜的分子截留量制备不同分子量的膳食纤维，且能实现工业化生产。

可以预见，它将是分离水溶陛膳食纤维最有前途的方法。

１．５发酵法发酵法提取是采用如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌对原料进行发酵，然后水洗至中性，干燥即可得到膳食纤维。

发酵法生产的膳食纤维色泽、质地，气味和分散程度均优于化学法，比化学提取法得到的膳食纤维有较高的持水力和得率。

目前该法在果皮原料制取膳食纤维时使用。

涂宗财等∞１利用自制混合菌曲发酵制得的豆渣膳食纤维为浅黄色的粉末产品、该产品具有特殊香味、无豆渣原有的豆腥昧和苦涩味，持水力高、吸水性强等特点，且加工过程中不易失去水分，ＳＤＦ占ＤＦ的比例高达１３．１３％，生理活性明显增强，是一种优质的膳食纤维。

２不同原料中提取膳食纤维的研究现状２．１从谷物类原料中提取膳食纤维从谷物类中提取膳食纤维主要是针对粮食加工生产的大宗副产品，比如燕麦麸皮、麦麸，玉米皮，米糠等，其所含膳食纤维主要以纤维素、半纤维为主。

由于它们具有原料高度集中、价格低廉等优点，以此为原料提取膳食纤维的研究比较多，提取物在食品工业中也得到了较为广泛的应用。

２．１．１从燕麦麸中提取燕麦，又称莜麦。

是一种特色杂粮作物。

燕麦麸得率在３０％－４０％，总膳食纤维含量超过３０％。

此外，燕麦膳食纤维中水溶性膳食纤维Ｄ一葡聚糖是所有谷物中含量最高的，占１１．３３％左右。

李芳等‘１用酶—碱结合法提取燕麦麸膳食纤维，在最佳工艺条件（料水比１：１０、ｏ【一淀粉酶添加量为１．５％、酶解溶液ｐＨ／［１［７．０、酶解温度６５℃）下酶９９４０ｍｉｌｌ，再使用１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液调节ｐＨ直至１１，于６０℃条件下提取３０ｍｉｎ，所得燕麦麸膳食纤维的提取率达６６．１２％。

申瑞到嘲报道了用微波协助提取法可以从燕麦麸中提取一种具有高生理涪ｆ生的多糖Ｄ一葡聚糖，发现在液固比为１：２，微波功率７２０Ｗ、提取时间９ｒａｉｎ、溶液ｐＨ为１０的条件下，所提取Ｄ一葡聚糖的得率达８．３１％，高于未微波处理时的得率７．１４％。

２．１．２从小麦麸皮中提取针对麦麸膳食纤维的组分特点，目前其提取主要以化学法为主。

李新明等吲用水提和乙醇沉淀的方法提取麦麸水溶性膳食纤维，提取率为４．７６％；所得纤维产品还具有一定的抗氧化性，在花生油中其抗氧化作用优于常用抗氧化剂ＢＨＡ，ＢＨＴ、ＴＢＨＱ，且毒副作用远低于后者。

目前对于小麦麸皮膳食纤维也在食品工业中得到了广泛的应用，可用于制备食物纤维素冲剂、麦麸纤维保健型花生饮料、麦麸膳食纤维乳酸饮料、麦麸纤维软糖等，赋予了这些食品一定的保健功能。

２．１．３从啤酒糟中提取从啤酒糟中提取膳食纤维较之前面所述的几种原料较为复杂一些，这是由于啤酒糟中含有大量蛋白质及少量的淀粉和脂肪，因此在提取的过程中要首先除去这些成分。

为此，酶法以及酶一化法在此类膳食纤维提取中应用更多，以利用一些水解酶类在温和的条件下水解脱蛋白、降解淀粉和脂肪。

例如，王金华等¨川研究了利用酶法提取啤酒糟水不溶性膳食纤维，发现在７５１２下，同时加入Ｏ．６％的木瓜蛋白酶和０．２％的ｏ【一淀粉酶可除去蛋白质和淀粉，酶解４ｈ，ＩＤＦ得率为２９．５％；同样用０．６％的木瓜蛋白酶和０．２％的ａ一淀粉酶除去蛋白质和淀粉，然后用乙醇沉淀的方法提取水溶性膳食纤维，ＳＤＦ得率为１６．５％。

目前，已有用从啤酒糟为原料提取的可溶性膳食纤维制取纤维饮料的报道，即用提取出的膳食纤维与脱脂乳混合，接入乳酸菌发酵，经调配、均质等工艺过程，制成功能性乳酸发酵万方数据中国食物与营养纤维饮料。

鉴于啤酒糟源的膳食纤维的功能性特点，其具有广阔的应用前景，还有待于进一步的开发。

此外，在谷物中可以作为膳食纤维原料的还有玉米皮，米糠等。

我国是农业大国，谷物种植面积广，产量高，开发以谷物为原料提取膳食纤维，可以提高我国农业生产中主要粮食作物附加值，增加农民收入。

２．２从豆类原料中提取除了谷物外，大豆膳食纤维也是一种优质的纤维，目前大豆源膳食纤维的提取和性质研究已经成为热点之一。

许多发达国家已建立起开发研制大豆膳食纤维的专门机构。

Ｂｕｒｋｅ等㈣研究了２０多种纤维，认为大豆纤维具有更明显的生理和医疗功能，是一种安全的膳食纤维。

在大豆油脂、大豆传统加工制品（如豆腐、豆腐花等）与现代加工品（如大豆分离蛋白等）过程中，副产物大豆皮、大豆渣占原材料３０％以上。

豆渣和豆皮因为成分和纤维特性的不同，其提取方法也略有不同。

豆渣（干基）含粗蛋白质约１５％～２５％，较豆皮蛋白含量高，脂肪含量也较高，所以提取过程一般需要脱脂除蛋白处理。

豆渣豆腥味较浓，可进行加热处理、溶剂处理去脱腥味。

豆皮蛋白质和脂肪含量较低，一般可以不进行脱脂除蛋白，但豆皮膳食纤维中水溶性纤维含量较豆渣中少，生理功效不如豆渣膳食纤维，目前有对其进行改性的研究，以提高水溶性膳食纤维含量，如酶法改性、挤压蒸煮、瞬时高压等。

此外，由于豆渣、豆皮本身颜色较深，要获得较佳的产品色泽，还需要进行脱色处理，最常用的是过氧化氢漂白法。

由于大豆膳食纤维具有良好的吸水、吸油、增稠性能，同时能改善一些产品的质构，因此目前已作为食品配料广泛应用于食品加工中，如制备高纤维面包、饼干等健康食品。

２．３从果蔬类原料中提取膳食纤维目前，从果蔬类为原料中提取膳食纤维的研究也较多，主要利用制糖业、果蔬加工业的副产物，品种较多，其中研究较多的是甜菜粕和甘蔗渣，作为糖厂制糖的副产物，这两种原料产量大，来源集中。

２．３．１从甘蔗中提取蔗渣大约占甘蔗的２４％一２７％，一般是用于锅炉燃料、造纸和制板等。

近年来研究发现，蔗渣含有９０％以上的总膳食纤维干基，其中纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为２６．５％、４３％和１９．５％，是一种很好的天然膳食纤维源，从膳食纤维的两个主要功能性指标即膨胀力和持水力来比较，其与小麦麸皮纤维极为相似。

目前，蔗渣膳食纤维粉的制备流程主要包括原料清理、粗粉碎、浸泡漂洗、异味脱除、二次漂洗、脱色、干燥、粉碎和过筛等步骤ｎ２１。