香蕉皮中水不溶性膳食纤维提取工艺研究

摘要：以香蕉皮为原料，利用化学方法提取香蕉皮中水不溶性膳食纤维。通过对试剂浓度、料液比、温度、时间等影响因素的研究找到提取条件。正交试验及验证试验结果表明水不溶性膳食纤维的工艺条件为氢氧化钠质量分数为 5%、料液质量比为 1∶5、提取温度为 75 ℃、提取时间为 50 min，香蕉皮中水不溶性膳食纤维得率为 55.71%。产品呈淡色，无异味，颗粒细小。

香蕉，古称甘蕉，属芭蕉科芭蕉属植物，在热带地区广泛栽培。香蕉产量逐年增加，2005 年比 1996 年增幅达到 58%以上，其种植面积占水果总面积的 2.1%～3.1%，而产量则占水果总产的7.8%～10%，主要分布在广东、广西、海南、云南、福建等 5 省，四川、贵州南部也有少量栽培。

香蕉皮是香蕉加工企业主要副产物之一，约占香蕉质量的 30%；此外约占香蕉产量 10%~15%的残次果难以作为商品蕉销售，却可以作为提取香蕉膳食纤维（包括抗性淀粉）的原料，对这部分进行深加工可避免次品蕉的浪费。目前香蕉皮的工业化加工尚未见报道，对香蕉皮的应用研究也很少，仅限于提取果胶和用作饲料。若能从大量废弃的香蕉皮或是次品蕉中提取出膳食纤维，在减少环境污染的同时，还可以提高农副产品加工下脚料的综合利用，得到更高的产品附加值。对于香蕉皮中膳食纤维的提取研究，国内很少有学者对此进行研究报道，目前仅有祝曙华等于 2001 年进行了利用香蕉假茎制备膳食纤维的研究，表明香蕉皮中膳食纤维对面粉的糊化性质有一定的影响。因此本研究利用化学的方法提取香蕉皮中水不溶性膳食纤维，并通过工艺条件的优化来为香蕉皮的深加工提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

香蕉：购自徐州铜山新区文沃农贸市场。

1.2 试验试剂

体积浓度 95%乙醇、丙酮、盐酸、氢氧化钠为分析纯；水为蒸馏水。

1.3 主要仪器

JJ-2 型组织捣碎匀浆机；HH-4 数显恒温水浴锅；202-3BC 型电热恒温干燥箱；JA-2003 型电子天平；PHS-3CW精密酸度计；SHZ-Ⅱ循环水真空泵。

1.4 试验方法

1.4.1 膳食纤维的提取工艺

香蕉皮洗净→切片→切丝→干燥(60 ℃、8 h)→粉碎→过筛（40 目） →称取预先制备的香蕉皮干粉→加氢氧化钠溶液处理→加盐酸调 pH （7.0 左右） →抽滤→滤渣脱色、水洗→烘干、称重

1.4.2 水不溶性膳食纤维的测定

香蕉皮干粉先用氢氧化钠溶液浸泡去除碱性物质,离心去除可溶性膳食纤维,滤渣用过氧化氢溶液浸泡脱色，然后进行水洗，烘干，称重，即得水不溶性膳食纤维。

水不溶性膳食纤维得率（%）=［样品中所得水不溶性膳食纤维质量（g）/ 样品质量（g）］×100。

2 结果与讨论

2.1 氢氧化钠质量分数对水不溶性膳食纤维得率的影响

氢氧化钠质量分数为 3%～5%时，水不溶性膳食纤维得率随着氢氧化钠质量分数的增加逐渐提高；氢氧化钠质量分数为 5%～7%时，得率随氢氧化钠质量分数的升高逐渐降低；氢氧化钠质量分数为 5%时为最高点，此时水不溶性膳食纤维得率为 55.08%。故氢氧化钠质量分数为 5%。

2.2 料液质量比对水不溶性膳食纤维得率的影响

料液质量比在 1∶4～1∶6 时，水不溶性膳食纤维的得率随料液质量比的增大而升高；料液质量比在 1∶6～1∶8 时，水不溶性膳食纤维的得率随料比值的增大而降低；料液质量比 1∶6时为最高点，此时水不溶性膳食纤维得率为54.17%，故料液质量比为 1∶6。

2.3 温度对水不溶性膳食纤维得率的影响

提取温度在 55 ℃～65 ℃时，水不溶性膳食纤维得率逐渐增加；温度在 65 ℃～95 ℃时，水不溶性膳食纤维得率逐渐减少；当温度为65 ℃时，得率较大，为 54.66%。故提取温度为 65 ℃。

2.4 提取时间对水不溶性膳食纤维得率的影响

提取时间 10 min～40 min 阶段，水不溶性膳食纤维得率渐渐升高；40 min～50 min阶段，水不溶性膳食纤维得率逐渐降低；当时间为 40 min 时，得率较大，为 55.53%；故提取时间为 40 min。

2.5 水不溶性膳食纤维工艺条件的优化

根据单因素试验确立氢氧化钠质量分数为 5%、料液质量比为 1∶6、提取温度 65 ℃、提取时间为40 min，而且这几个因素对香蕉中膳食纤维的得率影响都比较大，故考虑采用氢氧化钠质量分数、料液质量比、提取温度、提取时间 4 个影响因素设计正交试验。水不溶性膳食纤维提取工艺条件为 A2B1C2D3，即氢氧化钠质量分数为 5%、料液质量比为 1∶5、提取温度为 65 ℃、提取时间为 50 min。因素的影响大小依次为C>A>D>B，提取温度是对水不溶性膳食纤维得率起主导作用的因素，其次为提取时氢氧化钠质量分数、提取时间，最后为料液质量比。

来源：惠合浓缩器