食品科技ｆ目诤咐ｍＯ‘譬’÷≮：三窖＿提取物与应用
膳食纤维提取方法的研究进展
付全意ｎ，刘冬ｐ。李坚斌２，邓立高ｚ，王彦玲２
（１．深圳职业技术学院，深圳５１８０５５；
２．广西大学轻工与食品工程学院，南宁５３０００４）
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。
综述国内外膳食纤维的４种提取方法，指出较为温和的工艺方法和环保的高新技术是研究的重点，酶法结合膜过滤法提取分离膳食纤维是发展的方向。
关键词：膳食纤维；健康；提取
中图分类号：＇ＩＳ２０文献标志码：Ｂ文章编号：１００５—９９８９（２００８）０２—０２２５—０３
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｅｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
Ｆ－ＵＱ嗽ｎ—ｙｉ匕ＬＩＵＤＤｎｇ｜．＇ＬＩＪｉａｎ－ｂｉｎ２，ＤＥＮＧＬｉ一鲷嵋ＷＡＮＧＶａｎ－Ⅱｎ＃
（１．ＳｈｅｎｚｈｅｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０５５；
２．ＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３０００４）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｅｒｈａｓｔｈｅｐｏｓｉｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ．ｉｎｔｈｅｈｕｍａｎｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｔｒａｃｔｄｉｓｅａｓｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｈｅａｌｔｈｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｎｚｅｄｔｈｅｆｏｕｒｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｅｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｍｏｒｅｍｏｄｅｒａｔｅａｐｐｒｏａｃｈｏｆｔｈｅｈｉｇｈ－ｔｅｃｈａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｓｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙ．Ｅｎｚｙｍａｔｉｃｃｏｍｂｉｎｉｎｇｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｅｒ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｅｒ；ｈｅａｌｔｈ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
膳食纤维（ＤＦ）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【１１．一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１２１。另外。膳食纤维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阁。
膳食纤维可分为水溶性纤维（ＳＤＦ）和水不溶性纤
维（ＩＤＦ）两大类。ＳＤＦ主要有寡糖（低聚异麦芽寡糖、菊粉等）、抗性糊精、改性纤维素、合成多糖以及植
物胶体等．ＩＤＦ主要包括纤维素、半纤维素和木质素
等。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．尤其是在食品生产过程中的下脚料和废弃物中，
可用于制备膳食纤维的原料很多。根据文献报道，目
前用于制备膳食纤维的原料有豆渣、小麦麸皮、玉米
皮、玉米芯、农产品和食品加工果渣皮、米糠、蔗渣
等闱。为了能使废渣物尽其用，利用废渣生产食用膳
食纤维是解决问题的好办法之一．既提高了废渣的使
用价值．也防止其腐败而污染环境。本文总结了国内
外从废渣中提取膳食纤维方法。为工业化生产和其他
收稿日期：２００７－０７—１５＋通讯作者
基金项目：深圳市科技局科技攻关项目（２１０６Ｋ０４ＳＢＡ）。
作者简介：付全意（１９８扣＿），男。顾士研究生，主要从事糖类物质生物利用及其污染控制研究工作。
万方数据提取拥与应用一
研究工作者提供一定的参考。
１膳食纤维的提取方法
由于生产膳食纤维的原料多来源于食品生产过
程中的下脚料和废弃物等，大部分原料含有大量的
水分、灰分、脂肪、淀粉和蛋白质等杂质，分离制备
工艺中要有一个预处理的过程。预处理的工艺有多
种。如干燥法、悬浮法、气流分级法、研磨法和热蒸
煮法等。干燥法可以减少水分，降低生产工艺中的
能耗。悬浮法可以减少植酸、淀粉含量。气流分级法
可分离出灰分除去杂质。研磨法可以增加原料的比
表面积。有利于化学反应。除去蛋白质、淀粉和脂肪
等。加热蒸煮法可以使原料软化，有利于酶和化学
试剂的作用。促进提取的效果。这些方法可以改变
原料中各成分的相对含量增加膳食纤维的相对含量。
如陕方等【５ｌ提取燕麦中的可溶性膳食纤维时采用研磨
和蒸煮等预处理的方法，将可溶性膳食纤维物质与
Ｂ一葡聚糖分离出来，提取的可溶性膳食纤维具有更
高的保健生理活性。同时延长了保质期。
目前，膳食纤维的提取方法是与原料的成分及
性质密切相关，大致可分为４类：化学分析法、化学
试剂、酶结合分离法、膜分离法和发酵法。
１．１化学分离方法
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，其方法：称取一定量样品加水调ｐＨ，在
水浴中进行提取再过滤。滤液以４倍体积无水乙醇处
理静置，通过已烘干恒重的多孑Ｌ玻璃漏斗进行过滤．
并用乙醇清洗盛滤液的容器．将漏斗及沉淀物１００ｏＣ烘干至恒质量计算产率。其优点：工艺简单、成本
低、无二次污染，乙醇可回收再利用。在制得可溶性
膳食纤维的同时也可制得不溶性膳食纤维。从而使
豆渣得到更充分的利用。
ＰｒａｋｏｎｇｐａｎＩ司研究菠萝膳食纤维（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【７】在提取温度１００℃、自
然ｐＨ、提取时间１０ｒａｉｎ、加水量２５ｍｕｇ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，其方法：提取过程中改变碱
液浓度，并辅以其他化学试剂，还可将水溶性或非
水溶性膳食纤维进一步分离。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。从豆渣中提食品科技：●｜ｆＯ∞￥ＣＩＥｔｌＣＥ：《乏夕。取出的大豆多糖含食物纤维６０％１羽。
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化学试剂一酶结合分离法
采用化学分离方法和膜分离法制备的膳食纤维
还含有少量的蛋白质和淀粉．要制备极纯净的膳食
纤维必须结合酶处理。所用酶包括３种：ｄ一淀粉酶、
蛋白酶和脱皮酶。所得膳食纤维如果再引入其他酶
如半纤维素酶、阿拉伯聚糖酶处理可制备一些活性
成分。也有报道非水溶性膳食纤维采用一些物理方
法处理可提高水溶性膳食纤维含量。
酶解法制取可溶性膳食纤维方法如下：称取一
定量样品加水，再加入２０ｍＬ醋酸一醋酸钠缓冲液混
匀，在沸水浴中煮沸１ｈ冷却，加入纤维素酶液酶解
１．５ｈ，加热到８５℃，１０ｍｉｎ灭酶降温，再加入木瓜
蛋白酶溶液（浓度为１０ｇ／Ｌ）酶解３０ｒａｉｎ，迅速冷却
过滤，滤液以４倍体积无水乙醇处理静置，通过已烘
干恒质量的多孔玻璃漏斗进行过滤。并用乙醇清洗
盛滤液的容器．将漏斗及沉淀物１００℃烘干至恒质量
计算产率。Ａｕｒｏｒａ［。Ｊ用木霉酶处理小麦和大麦，使
得提取的总ＤＦ的量基本没有变化，而可溶性膳食纤
维的量提高了３倍。冯志强等Ｉ叫采用生物酶法提取麦
麸中的膳食纤维的提取工艺，研究得出酶法提取的
最佳工艺组合为：混合酶制剂用量为０３％，仅一淀粉
酶与糖化酶用量的比值为ｌ：ｌ。混合酶的酶解时间为
３０ｍｉｎ．蛋白酶制剂的ｊ胃量为０５％，蛋白酶的酶解时间
为３０ｍｉｎ，此时提取的膳食纤维得率为７２％。周德红
等【ｌｌ】用酶法水解豆渣制备水溶性膳食纤维。其工艺条
件为：复合纤维素酶的添加量（与底物比值）为１．２％、
豆渣与水的比例为ｌｇ：１２ｍＬ、ｐＨ为４．５、水解时间为１２ｈ、水解温度为４０℃，此时可溶性膳食纤维的
产率为３９．０３％。
１．３膜分离法
膜分离（ＭｅｍｂｒａｎｅＳｅｐａｒａｔｉｎｇ）是利用天然或人工
制备的具有选择透过性膜。以外界能量或化学位差
为推动力对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、
分级、提纯和浓缩的方法。在膜分离过程中，不同溶
液不产生相变可在常温无需加热的条件下对一些共
沸物或近沸物进行分离．尤其对一些热敏性物质或
挥发性物质的分离效果较好。微滤、超滤、纳滤和反
渗透等膜分离技术由于其省能、高效、简单、造价
低、易于操作可代替传统的分离技术（如精馏、蒸
发、萃取、结晶等过程），为开发功能性食品提供了
非常有效的加工方法【ｍ１４１。
膜分离法应用于制备膳食纤维的报道不多。由
于该法能通过改变膜的分子截留量，可以分离低聚
糖和一些小分子的酸、酶来提取高纯度的膳食纤维，
万方数据食品科技●ｒＦｏ∞ＳＣＩＥＮＣＥ＾Ｎ口Ｔ１踅埘峨Ｏ喀ｒ＾尹———＿—·—·－＿＿＿＿＿——＿＿——＿＿＿＿一、。遗孓÷喜或者是制备不同分子量的膳食纤维且能实现工业化
生产，可以预见它将是提高不溶性膳食纤维的得率
和分离水溶性膳食纤维最有前途的方法。Ｇｙｅｏｎｇｈｄｌ５Ｉ
用液膜研究鱼油中脂肪酸的分离研究了不同条件下
脂肪酸（ＦＡ）在液膜中的传质，连续相中大约８５％
ＦＡ被分离。Ｈｏｓｓａｉｎ０６ｌ以载体ＡｅｒｏｓｏｌＯＴ／油醇和支撑
Ｃｅｌｇａｒｄ２５００的液膜从溶液中萃取氨基糖、氨基酸和
二肽，８ｈ内约提取了溶液中总含量的９０％。侯东军等｛ｔ班植酸酶处理与超滤法结合起来进行大豆浓缩蛋
白生产的研究，所得膜浓缩大豆蛋白含７２．５％蛋白
质，而且其中的植酸浓度大大降低。采用超滤法处
理豆渣可除去低聚糖和一些小分子的酸、酶得到纯
化的蛋白质。大大提高了大豆的综合利用价值。
１．４发酵法
有研究表明。膳食纤维的来源、加工方法的不
同及其色泽等不断影响其感官性能和加工性能，同
时也影响其功能性和生理活性。郑建仙【Ｉ砰认为用酸碱
法制取膳食纤维时。反复的水浸泡冲洗和频繁的热
处理会明显减少纤维终产品的持水力和膨胀性，这
样会恶化其工艺特性。而采用微生物发酵制取膳食
纤维是一种比较新颖的途径。发酵法的原理是：选
用适当的菌种，原料采用发酵的技术提取ＤＦ。然
后水洗至中性，干燥得到ＤＦ。如用保加利亚乳杆
菌和嗜热链球菌处理果皮原料生产ＤＦ。各种方法
各有其优缺点，常根据实验的条件、实验要求的精
度和经济实用价值等方面考虑采用恰当的方法。涂
宗财等［１９ｌ和Ｊ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
渣原有的豆腥味和苦涩味、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。其生产过程简单，成本低廉，且易实
现工业化生产，为生产高活性膳食纤维寻找到了一条新途径。
２今后的研究方向
目前，国内外提取膳食纤维方法以化学法为主，
此工艺简单投入成本低。已应用到工业化生产中。
但由于在加工过程中对膳食纤维产品的理化性质和
生理功能有明显影响，如热碱浸泡和反复用水漂洗
既降低了膳食纤维的产率．又使产品的持水力和膨
胀力明显下降。更为不利的是用化学法提取膳食纤
维不可避免会排放大量的污水对环境造成严重的污
染，而处理费用代价昂贵。有鉴于此，在研究膳食纤
维起步较早的欧美和１３本等国家．在积极探索采用
较为温和的工艺方法和环保的高新技术提取分离膳
食纤维。虽然酶法、膜过滤和发酵法提取膳食纤维■提取掬与应用
的技术尚不成熟，而且相对于常规的化学法成本较
高，但因其反应条件较为温和，同时对环境的污染
相对较小。将是今后提取膳食纤维的研究方向之一。
豆渣膳食纤维在提取的过程中．还需要处理脱腥、
脱色和保存等关键问题，探索有效的工艺参数和方
法．解决生产中的疑难问题。参考文献：
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ｌｏｎｇｒｅｓｉｄｕｅｕｓｉｎｇｄｔｒ幽ｄｔｒａｔｉｏｎｉｎｏｒｇａｎｉｃｍｅｍｂｒａｎｅｓ．
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆｔｈｅ’ｒｈ砌ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ＩｎｏｒｇａｎｉｃＭｅｍｂｒａｎｅｓ【Ｍ】．ＷｏｒｃｅｓｔｅｒＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｍ，１９９４：３４５－３５４【１３】孙兰萍．膜分离技术一食品工业领域的新型分离手段叨．食品研究与开发，２００１，２２（４）：２１－２５
【１４］ＭｃＭｕｒｒａｙＳＨ，Ｇｒｉ佑ｎＧＪ．Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆａｅｏｎｉｔｉｃａｃｉｄｆｒｏｍ
ｍｉｘｔｕｒｅｓｏｆｏｒｇａｎｉｃａｃｉｄｓａｎｄｍｏｌａｓｓｅｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓ
ｕｓｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｅｄｌｉｑｕｉｄｍｅｍｂｒａｎｅ‘１３１．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２：２６２—２６８【１５】Ｇｙｅｏｎｇｈｏ－Ｈａｎ．Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｆａｔｔｙａｃｉｄｓｆｒｏｍｆｉｓｈｏｉｌｓｂｙ
ｌｉｑｕｉｄｍｅｍｂｒａｎｅｓ们．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＡｂｓｔｒａｃｔｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ—
Ｂ，１９９３，５４（１０）：４９７８
万方数据