雷笋膳食纤维的制备及其特性研究

26（5）：95 97Acta Agriculturae Jiangxi

雷笋膳食纤维的制备工艺及其特性研究

曹小敏

收稿日期：2013－12－12

基金项目：浙江医药高等专科学校雷笋膳食纤维酸奶研制项目资助课题（ZPCSＲ2007003）。

作者简介：曹小敏（1974─），

女，上海人，讲师，硕士，研究方向：食品科学。（浙江医药高等专科学校，浙江宁波315100）

摘要：以雷笋笋肉及加工后的下脚料笋壳等为原料，探讨了制取雷笋膳食纤维的最佳工艺条件。通过正交试验设

计，采用绿色木霉发酵法制备雷笋膳食纤维，并对其化学成分、持水力、溶胀性、对重金属束缚能力等特性进一步研究。结果表明:最佳发酵条件为8%的接种量，于32ħ，pH 为7．0条件下培养48h ;产品的膳食纤维含量为85．23%，可溶性膳食

纤维为30．43%，持水力和溶胀性分别达到7．82g /g 和6mL /g ，对重金属Cd 2+和Pb 2+

的最大束缚量分别为38．8μmol /g

和37．4μmol /g 。

关键词：雷笋;绿色木霉;膳食纤维;发酵中图分类号：TS202．3

文献标志码：A

文章编号：1001－8581(2014)05－0095－03

Studies on Extracting Technique and Properties of Dietary Fiber from Bamboo

Shoot (Phyllostachys praecox f．preveynalis )

CAO Xiao －min

(Zhejiang Pharmaceutical College ，Ningbo 315100，China )

Abstract :The dietary fiber was extracted from the shell of bamboo shoot (Phyllostachys praecox f．preveynalis )by using the method of fermentation with Trichoderma viride ，the optimal extracting technique was explored through orthogonal experiments ，and the properties of the extracted dietary fiber were further studied．The results showed that the optimal fermentation conditions were in-oculum size 8%，and culture for 48h at 32ħand pH 7．0．The obtained fermentation product contained 85．23%dietary fiber and 30．43%soluble dietary fiber．Its water －holding capacity was 7．82g /g ，and swelling capacity was 6mL /g．The maximum con-straint quantity of the product to heavy metals Cd 2+and Pb 2+was 38．8μmol /g and 37．4μmol /g ，respectively．

Key words :Bamboo shoot ;Trichoderma viride ;Dietary fiber ;Fermentation

膳食纤维是除水、蛋白质、脂类、糖类、维生素、矿物质之外的“第七营养素”，被誉为21世纪食品工业最受关注、具有特殊保健功能和改性作用的一种食品添加剂

［1］

。膳食纤维本身就是功能性食品，也可以作为

一种功能性食品基料添加至饮料、糕点等各种食品中，具有良好的保水性、保油性、改进食品色泽和风味，并可预防多种疾病。膳食纤维来源不同，其理化性质各有不同，所起的生理作用也有强弱。

竹笋是一种深受我国人们喜爱的传统食品，它营养丰富，不仅含有多种氨基酸、维生素、矿物质，而且膳食纤维含量亦相当高，是一种理想的膳食纤维原料。我国是竹笋的重要产区，资源极其丰富。雷竹是筛选出的优良的笋用竹种之一，出笋早，产量高，其幼嫩茎即雷笋，脆爽鲜美，营养丰富。据测定，每100g 新鲜雷笋含蛋白质2．74g 、脂肪0．49g 、总糖3．53g 、可溶性糖1．68g 、粗纤维0．55g 、灰分0．86g 、磷53mg 、铁1mg 、钙4．2mg ，以及硒、铬等多种人体所需的微量元素和

V A 、V B 、V C 等。宁波是雷笋的重要产区之一，栽植面积4000多hm 2，并通过国家认证，注册了商标———“溪口”牌有机雷笋。只是目前产区对雷竹笋加工利用不深，仅限于罐头笋、笋干等几个产品，品种单一，而且笋罐头的原料利用率很低，尤其是外销产品，往往只取幼嫩的笋尖部，大部分雷笋被丢弃，造成资源的极大浪费。本文对利用雷笋在罐头生产中的下脚料，微生物发酵制备雷笋膳食纤维进行了初步的研究。

1

试验材料与方法

1．1

试验材料与试剂

新鲜雷笋：产自溪口；绿色木

霉（Teichoderma viride ）；酶制剂：耐热性α－淀粉酶、木瓜蛋白酶、葡聚糖酶；葡萄糖；琼脂；市售马铃薯；氯化镉；铅；95%乙醇；尿素；硫酸亚铁、硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钠（食品级）；饮用水。1．2

试验设备和仪器

高压蒸汽灭菌器、电热恒温水

浴锅、灰化炉、超微粉碎机、旋片式真空泵、电子天平、冷冻离心机、超声波清洗机、万能电动粉碎机、电热烘

1．3分析方法

1．3．1膳食纤维含的量测定参照GB/T5009．10─2003《植物类食品中粗纤维的测定》。

1．3．2水分的测定直接加热干燥法［2］。

1．3．3灰分的测定灼烧重量法［2］。

1．3．4蛋白质的测定半微量凯氏定氮法［2］。1．3．5淀粉的测定酶法水解，直接滴定法［2］。1．3．6持水力的测定［3］用25ħ蒸馏水饱和100mg 膳食纤维粉末，1h后，置于滤纸上沥干，转移至表面皿上称重，换算成每克纤维所滞带的水的克数（g/g）。

持水力=（纤维湿重－纤维干重）/纤维干重1．3．7溶胀性的测定［4］准确称取纤维样品100mg，置于带刻度的玻璃试管中，加蒸馏水，摇匀后在25ħ放置24h，读取膨胀后的体积，换算成每克纤维的膨胀体积（mL/g）。

溶胀性=（溶胀后纤维体积－纤维干品体积）/纤维干重

1．3．8持油力的测定［5］用25ħ精炼大豆油饱和100mg样品1h，置于滤纸上沥干，转移至表面皿上称重，换算成每克纤维所带的油的克数（g/g）。

持油力=（油饱和后纤维湿重－纤维干重）/纤维干重

1．3．9重金属最大束缚量的测定［6］取膳食纤维，加入装有氯化镉、铅溶液的三角瓶中，在pH2．0、37ħ下用磁力搅拌器搅拌4h，离心，上清液用原子吸收分光光度计测定各重金属离子的浓度，根据反应前后浓度差求出最大束缚量（μmol/g）。

1．4原材料处理与成分分析选取新鲜无虫蛀的下脚笋（生产笋罐头或笋干时去掉笋尖后剩余的部分），去掉老硬的笋根部，切成薄片，80ħ热风干燥，可得占原材料重量约10%的干基。用粉碎机粉碎，过20目筛，作为原粉保存备用。按常规方法分析其化学成分。1．5发酵法制备竹笋膳食纤维

1．5．1培养基一级菌种培养基：马铃薯葡萄糖培养基（马铃薯汁20%+葡萄糖1%+琼脂2%，pH值6．8）试管斜面，供转代及保存菌种用，生产临时用菌在培养皿内培养。

二级液体培养基：10%雷笋原粉、0．18%尿素、0．2%磷酸二氢钾、0．01%硫酸亚铁、0．067%硫酸镁、0．01氯化钙，配制150mL，经121ħ、20min高压蒸汽灭菌，接入一级生产临时用菌，摇床培养72h，作发酵用菌种。

三级摇瓶培养：原粉加水，添加适量无机盐，调pH，经121ħ、20min高压蒸汽灭菌。接种发酵种子，旋转式摇床（偏心距20mm，转速160r/min，摇瓶为300mL，内装100mL培养液）通气培养。

1．5．2工艺流程雷笋原粉→加水及适量无机盐→调pH→灭菌→冷却→接种（按一定体积分数接种）→培养（培养条件：时间、温度、pH待定）→灭菌→78%乙醇沉淀→沉淀物烘干→磨细→过筛→成品。

2结果与分析

2．1雷笋原粉营养成分的测定结果雷笋中各成分含量（干基）为：粗蛋白含量10．25%、灰分含量5．61%、水分含量12．74%、淀粉含量6．52%、膳食纤维达70．50%、可溶性膳食纤维较少，只有2．58%。可见，雷笋中含有丰富的膳食纤维，可以作为生产膳食纤维的一种良好原料。但是其蛋白质含量较高，另外淀粉也会影响到膳食纤维产品的纯度和品质。因此，尽量除去蛋白质及淀粉是制备高品质膳食纤维的关键。通过微生物发酵是一个很好的降低蛋白质、淀粉的方法。

2．2发酵条件的筛选根据文献以及在单因素试验的基础上，以时间、接种量、温度、pH值为考察因素，以发酵膳食纤维中可溶性膳食纤维含量（SDF%）为考察指标，选用L9（34）正交表进行试验［7］，各因素水平见表1，结果见表2。从表2分析可知，时间、接种量、温度、pH值等4个因素对产品发酵品质有不同程度的影响。由极差分析结果得出：A＞D＞B＞C，最佳组合为：A

1

B

1

C

3

D

2

，即时间为48h、接种量为8%、温度为32ħ和pH值为7．0。

表1发酵条件因素水平情况

水平A时间/h B接种量/%C温度/ħD pH值1488245．0 26010287．0 37212329．0

表2L

9

（34）正交试验设计及结果

序号A B C D SDF/% 1111116．84 2122217．36 3133316．88 4212316．28 5223114．81 6231217．44 7313215．21 8321312．36 9332111．57

∑=138．75

K117．0316．1115．5514．41

K216．1814．8415．0716．67

K313．0515．3015．6315．17

Ｒ3．981．270．562．26

影响的主次顺序A＞D＞B＞C

最优组合A1B1C3D2

2．3雷笋发酵膳食纤维产品特性指标检测在上述正交试验基础上，按最佳发酵条件做验证试验，即8%

69江西农业学报26卷绿色木霉发酵液接种于雷笋原粉，于32ħ，pH值7．0条件下培养48h，后续再按流程处理。制得的发酵膳食纤维产品为浅黄色、具有竹笋清香、颗粒均匀的粉末。其主要化学成分见表3，按最优组合制得的产品的可溶性膳食纤维含量达30．43%，远高于正交试验中各组合的指标（表3）。对持水力、溶胀性、重金属最大束缚量等特性指标进行检测，结果见表4。

由表3可知，采用正交试验筛选的最佳工艺条件，对雷笋原粉进行微生物发酵制取的膳食纤维，其蛋白质、淀粉含量明显下降，粗纤维和可溶性膳食纤维大大提高。膳食纤维产品中蛋白质、淀粉含量高，会影响到产品的性能。可溶性膳食纤维具有增加肠道的过渡时间；延续胃排空；减轻葡萄糖在小肠内的吸收；调节血脂、血糖及益生菌群的作用，其含量高低亦是一项重要指标。由表4可知，发酵后的雷笋膳食纤维的持水力为7．82g/g，溶胀性为6mL/g，这两项功能性指标是衡量膳食纤维优劣的主要指标，均比国际上常用的作为膳食纤维标准的麦麸（持水力4．0g/g、溶胀性4．0 mL/g）［8］要高得多。由此可见，发酵后产品性能得到优化。

采用体外试验法（in vitro），即在pH值为2．0的试验条件下，接近胃液pH值，模拟体内代谢过程。与相关文献比较，麦麸膳食纤维清除重金属离子Cd2+、Pb2+的最大束缚量分别为23．1、19．8μmol/g，而发酵雷笋膳食纤维可显著提高对重金属离子Cd2+、Pb2+的最大束缚量，分别达38．8、37．4μmol/g。

表3发酵前后雷笋膳食纤维化学成分的变化%

样品水分蛋白质淀粉灰分粗纤维可溶性膳食纤维

雷笋原粉12．7410．256．525．6170．502．58发酵DF12．595．240．436．2785．2330．43

表4发酵对雷笋膳食纤维功能性质的影响分析

样品持水力/

（g/g）

溶胀性/

（mL/g）

持油性/

（g/g）

重金属最大束缚量/

（μmol/g）

Cd2+Pb2+

雷笋原粉5．783450．7524．325．7

发酵DF7．8261．0538．837．4

3小结

绿色木霉发酵制备雷笋膳食纤维的最佳工艺条件为：将8%绿色木霉发酵液接种于雷笋原粉，于32ħ，pH值7．0条件下培养48h，后经杀菌、沉淀、干燥、过筛。

微生物发酵制取的膳食纤维，蛋白质、淀粉等杂质含量明显下降，粗纤维和可溶性膳食纤维等有效成分大大提高。发酵后的雷笋膳食纤维的持水力为7．82 g/g、溶胀性为6mL/g，远远高于国际上常用的麦麸持水力4．0g/g、溶胀性4．0mL/g的膳食纤维功能性标准。而体外模拟法表明：发酵雷笋膳食纤维可显著提高对重金属离子Cd2+、Pb2+的最大束缚量。虽与实际动物试验有一定差距，但足以说明其具有良好的生理功效，后续可通过小鼠试验进一步研究发酵膳食纤维的各项生理功能。

微生物发酵法制备膳食纤维不失为一种生产高品质膳食纤维的良好工艺方法，所得膳食纤维产品可作为功能性食品添加剂添加至饮料、糕点等多种食品中，提高营养价值，市场开发前景广阔，也为雷笋的深加工和综合利用提供了一条新途径。

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(责任编辑:许晶晶)

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5期曹小敏：雷笋膳食纤维的制备工艺及其特性研究