花生壳膳食纤维制备及改性研究进展.docx

? ? 花生壳膳食纤维制备及改性研究进展 ? ? 高 琦， 刘 睿， 于弘弢， 彭 雪， 王晓文， 张俊伟， 薛友林 (辽宁大学轻型产业学院1，沈阳 110036)(中共辽宁省委党校2，沈阳 110161) 中国是世界花生生产大国，2018年我国花生种植面积居世界第二位，仅次于印度，年产量居世界第一位，花生总产量居各油料作物之首[1]，花生在加工生产过程中，会产生大量花生壳，数据表明，花生壳组成成分中纤维素占比高达38.9%[2]，因此花生壳廉价易得，且可用于生产膳食纤维。膳食纤维应用在食品中，可以提高人们的膳食水平，并能改变食物多种功能特性，如颜色参数、表观黏度[3,4]，膳食纤维还具有降低患癌风险[5,6]、预防结肠疾病[7,8]、降低血液胆固醇浓度[9]、帮助控制体重[10]、降低心血管疾病的发病率[11]等生理活性，近些年来应用膳食纤维制备Pickering乳液[12,13]也逐渐成为热门，因此对花生壳膳食纤维进行开发应用有很大的现实意义。本文旨在介绍花生壳膳食纤维制备及改性的研究进展，以进一步推进花生壳纤维素的开发应用。 1 花生壳膳食纤维的提取 表1为花生壳膳食纤维不同提取方法的比较，对花生壳后续应用研究寻找合适的提取方法有着重要的研究价值。 1.1 可溶性膳食纤维提取 可溶性膳食纤维(Soluble dietary fiber，SDF)，即可溶于pH 6～7的100 ℃水中的纤维，具有降低血糖浓度、抗氧化抗炎等有益于身体健康的功能[14,15]，可作为功能性食品的原料。现在花生壳中可溶性膳食纤维提取方法主要有酸法、菌种发酵法、酶法、直接水提法等。 1.1.1 直接水提法 单平阳等[16]用此法提取花生壳SDF。花生壳淀粉和蛋白分别经α-淀粉酶和中性蛋白酶除去，离心上清液醇沉，得到花生壳SDF，在经过粉碎干燥，最终制品为白色粉末。直接水提法制取花生壳SDF最为经济方便，但所得产品的溶解性、持水力、持油力、膨胀力、乳化活性、乳化稳定性、对重金属离子的吸附能力均较弱。 1.1.2 酸法提取 原料在酸液中充分溶胀后，SDF溶出，可以实现提取SDF[13]。于丽娜等[17]用该法提取花生壳SDF，探究得最佳工艺为：在90 ℃温度下，使用质量分数为3.00%的柠檬酸、液料比12∶1、处理120 min，提取率为(7.36±0.61)%，非淀粉性多糖(Non starch polysaccharides， NSP)的质量分数为45.4%。在此基础上，于丽娜等[18]进一步测试酸法提取重复次数对花生壳SDF提取的影响，结合经济因素及操作实用性确定用柠檬酸提取花生壳中SDF的最佳次数为3次。经酸法提取后的SDF中的首要活性成分水溶性非消化性多糖(NSP)的含量较高。 1.1.3 酶法提取 酶能够将花生壳SDF外包裹物质尽可能去除，进而提高花生壳SDF的溶出率。于丽娜等[19]利用此方法提取花生壳中的SDF探究得最佳工艺为：在45.0 ℃温度下，调节酶解pH至5.20，用浓度为0.50 mg/mL的纤维素酶液处理4.00 h，在此基础上进行3次酶法提取能进一步优化提取效果，花生壳的酶解率为19.8%，SDF中己糖聚合度114%，NSP质量分数为38.3%。酶法提取后所得的SDF在持水力、膨胀力和结合水力这三方面均有较好表现，且酶解时间延长可以提高酶解率进而优化提取效果。 1.1.4 菌种发酵法提取 菌种发酵提取法的原理是微生物发酵产酶进而实现功能性物质提取。李红霞等[20]使用黑曲霉固态发酵提取花生壳SDF，得到最佳工艺为：以花生壳粉8.00 g、水1.88 mL/g原料、(NH4)2SO41.88 g/100 mL、KH2PO41.88 g/100 mL、MgSO45.63 g/100 mL配制培养基，在27.0 ℃菌龄为2.9 d时，接种16.0 mL、培养9.1 d，花生壳酶解率可达11.0%，SDF中己糖的聚合度为153%。 1.1.5 超声辅助法提取 超声辅助法是通过超声机械作用以及超声波空化效应，使粗纤维等成分的分子链被打断生成低聚寡糖，使SDF更易溶于提取液中，进而便于提取，因此超声辅助法更适于花生壳中SDF的提取[21]。于翠芳等[21]采用此法以柠檬酸作为为提取剂提取花生壳中SDF，确定提取最佳提取工艺为：超声功率320 W、超声温度80.0 ℃、超声时间20 min，花生壳中SDF提取率可达18.5%；王若兰等[22]采用此法以NaOH为提取剂提取花生壳中SDF，确定最佳提取工艺为：超声功率480 W、超声温度60.0 ℃、超声时间40 min，花生壳SDF提取率可以达到8.58%。超声的机械作用，使花生壳膳食纤维与提取剂充分接触，最终获得更好的提取效果。 表1 花生壳膳食纤维不同提取方法分类及特点 1.