◎ 林以琳，侯笑林

（青島工學院食品工程學院，山東 青島 266300）

槲樹形大如荷葉，為多年生灌木，木不成材[1]。槲樹的葉、皮和種子都有藥用價值，其中槲葉氣味甘、苦、平，無毒，具有止血、止渴、利小便的功效。

膳食纖維對于預防疾病和保障人體健康有很重要的作用，是理想的功能性保健食品原料，被醫(yī)學界、營養(yǎng)學專家稱為繼六大營養(yǎng)素之后的“第七大營養(yǎng)素”[2-3]。通常采用酶解法，再加入適量的乙醇洗滌，從而將膳食纖維沉淀出來。

本試驗采用超聲輔助酶堿法提取槲葉可溶性膳食纖維，目的在于探究槲葉可溶性膳食纖維的最佳提取工藝參數(shù)，充分挖掘槲葉的藥用價值，進而加快槲葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為槲葉可溶性膳食纖維的深入研究、實現(xiàn)槲葉的生產(chǎn)價值和經(jīng)濟價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

槲葉，采自臨沂市沂南縣荒山，新鮮、成熟度好、無糜爛。

1.2 試驗方法

將槲葉粉按1∶12的料液比加入石油醚浸泡12 h，脫脂，自然揮干石油醚。按照一定的料液比加入蒸餾水，在一定的溫度條件下超聲一定的時間。調(diào)節(jié)溶液pH和溫度，加入一定量的纖維素酶進行酶解。沸水浴條件下滅酶10 min。按照一定料液比加入一定濃度的NaOH溶液，在一定時間和溫度條件下水浴提取。在3 000 r/min條件下離心5 min，抽濾。取濾液進行濃縮，加4倍體積無水乙醇靜置15 h。離心，濾渣于65 ℃烘箱中干燥至恒重，稱量得SDF。

SDF提取率（%）=提取的SDF質(zhì)量/槲葉樣品質(zhì)量×100%

2 超聲酶解過程單因素試驗

2.1 料液比對提取率的影響

取預處理的槲葉粉2.00 g，分別按1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30的料液比加入蒸餾水，超聲12 min。調(diào)節(jié)pH至5，加入1.5%的纖維素酶，50 ℃水浴提取60 min，滅酶。

2.2 超聲時間對提取率的影響

取預處理的槲葉粉2.00 g，按最佳料液比加入蒸餾水，分別超聲3、6、9、12 min和15 min。調(diào)節(jié)pH至5，加入1.5%的纖維素酶，50 ℃水浴提取60 min，滅酶。

2.3 酶添加量對提取率的影響

取預處理的槲葉粉2.00 g，在最佳料液比和超聲時間條件下，分別加入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的纖維素酶，調(diào)節(jié)pH至5，于50 ℃水浴提取60 min，滅酶。

2.4 酶解時間對提取率的影響

取預處理的槲葉粉2.00 g，在最佳料液比、超聲時間和酶用量條件下，調(diào)節(jié)pH至5，50 ℃水浴中分別酶解40、50、60、70 min和80 min，滅酶。

2.5 超聲酶解過程正交試驗

在單因素試驗的基礎上，進行四因素三水平的正交試驗設計，按照正交試驗表進行試驗，見表1，確定最佳的超聲酶解提取工藝參數(shù)。

表1 超聲酶解過程正交試驗因素水平表

3 堿解過程單因素試驗

3.1 料液比對提取率的影響

向最佳超聲酶解提取條件下制得的溶液中，按料液比為1∶15、1∶20、1∶25、1∶30和1∶35加入0.5%NaOH溶液，60 ℃水浴提取90 min。

3.2 堿液濃度對提取率的影響

向最佳超聲酶解提取條件下制得的溶液中，按最佳料堿比分別加入濃度為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%NaOH溶液，60 ℃水浴提取90 min。

3.3 堿解溫度對提取率的影響

向最佳超聲酶解提取條件下制得的溶液中，按最佳料堿比加入最佳濃度的NaOH溶液，分別設置提取溫度為40、50、60、70 ℃和80 ℃，水浴提取90 min。

3.4 堿解時間對提取率的影響

向最佳超聲酶解提取條件下制得的溶液中，按最佳料堿比加入最佳濃度的NaOH溶液，在最佳水浴條件下分別堿解30、50、70、90 min和110 min。

3.5 堿解過程正交試驗

在單因素試驗的基礎上進行四因素三水平的正價試驗設計，按照正交試驗表進行試驗，見表2，確定最佳的堿解提取工藝參數(shù)。

表2 堿解過程正交試驗因素水平表

4 結(jié)果與分析

4.1 超聲酶解過程單因素結(jié)果分析

由圖1可知，當料液比增大至1∶20時，原料吸水溶脹充分，底物和酶能充分接觸反應，可溶性膳食纖維的提取率增加，達到最大值。

圖1 料液比對槲葉SDF提取率的影響圖

由圖2可知，槲葉可溶性膳食纖維提取率隨著超聲時間的延長而逐漸升高，當超聲時間為9 min時達到最大。由于超聲波作用時間較短，原料不能得到充分的破碎，大分子物質(zhì)纖維素和蛋白質(zhì)水解不完全，內(nèi)含的可溶性膳食纖維不能得到充分解離，提取率較低。

圖2 超聲時間對槲葉SDF提取率的影響圖

由圖3看出，當纖維素酶添加量為1.0%時，提取率達到最大。在纖維素酶添加量較低時，由于底物濃度較大，被纖維素酶完全作用；纖維素酶添加量較高時，酶與底物接觸面積過剩，降低了反應速度。

圖3 酶添加量對槲葉SDF提取率的影響圖

從圖4看出，在反應初期，隨著酶解時間的增加，槲葉的可溶性膳食纖維提取率逐漸增大，當酶解時間延長至50 min時，可溶性膳食纖維提取率為2.53%；在酶解反應初期，底物中有大量不溶性膳食纖維，纖維素酶使不溶性的纖維素分子間價鍵斷裂，生產(chǎn)可溶性膳食纖維；隨著反應時間增加，提取率增加。

圖4 酶解時間對槲葉SDF提取率的影響圖

4.2 超聲酶解過程正交試驗優(yōu)化

由表3可知，槲葉可溶性膳食纖維提取工藝的最佳工藝條件：料液比1∶20，超聲時間6 min，纖維素酶添加量1.5%，纖維素酶的作用時間60 min。在此條件下，槲葉可溶性膳食纖維的得率為7.86%。

表3 超聲酶解過程正交試驗結(jié)果表

4.3 堿解過程單因素試驗結(jié)果

由圖5看出，當料液比達到1∶35時，可溶性膳食纖維提取率達到最大值35.51%。由于水量較少時，槲葉粉末濃度較大，液體流動性差，堿與底物難以充分反應，影響底物的堿解效率。

圖5 料液比對槲葉可溶性膳食纖維提取率的影響圖

從圖6可知，隨著堿液濃度的增加，槲葉可溶性膳食纖維得率呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，且當堿液濃度為0.4%時提取率達到最大。NaOH溶液的作用是破壞纖維素與半纖維素之間的氫鍵，增加溶解度，當堿液濃度較低時，提供的介質(zhì)環(huán)境不足以使半纖維素與纖維素之間的氫鍵破壞。

圖6 堿液濃度對槲葉可溶性膳食纖維提取率的影響圖

由圖7可知，當堿解溫度在40～60 ℃時，隨著溫度的升高，槲葉中可溶性山膳食纖維提取率逐漸增大。這是由于半纖維素與纖維素之間有較強的氫鍵，提取過程中破壞氫鍵需要有較強能量，溫度升高，有利于氫鍵的破壞，使半纖維素的溶解加快。

圖7 堿液溫度對槲葉可溶性膳食纖維提取率的影響圖

從圖8可以看出，隨著堿解時間的增加，槲葉中可溶性膳食纖維提取率逐漸增大，且在90 min時達到最高值；當堿解時間超過90 min時，由于堿液與原料的反應時間越來越充分，堿液開始水解膳食纖維，使得可溶性膳食纖維結(jié)構發(fā)生破壞，導致提取率降低。

圖8 堿解時間對槲葉可溶性膳食纖維提取率的影響圖

4.4 堿解過程正交試驗優(yōu)化

由表4可知，槲葉可溶性膳食纖維提取工藝的最佳工藝條件：料液比1∶35，堿液濃度0.5%，堿解溫度70 ℃，堿解時間90 min。在此條件下，槲葉可溶性膳食纖維的得率為27.93%。

表4 堿解過程正交試驗結(jié)果表

5 結(jié)論

超聲酶解過程最佳提取工藝為料液比1∶20、超聲時間6 min、酶添加量1.5%、酶解時間60 min，槲葉中可溶性膳食纖維的得率為7.86%。

堿解過程最佳提取條件為料液比1∶35、堿液濃度0.5%、堿解溫度70 ℃、堿解時間90 min，槲葉中可溶性膳食纖維的得率為27.93%。