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摘 要：以菊花残渣为原料，研究碱液浸提法制备不溶性膳食纤维的工艺流程，考察了料液比、碱液质量浓度、提取温度及时间对提取率的影响。正交试验优化出的最优工艺条件为：料液比1∶20、碱液质量浓度20毫克/毫升、水解时间3小时、提取温度60℃，在此条件下，不溶性膳食纤维的提取率为60.2%。本法对菊花膳食纤维的提取率高，产品色泽好，性能好，可广泛用于功能食品的开发。
关键词：菊花渣；水不溶性膳食纤维；性能测定
菊花是菊科菊属多年生宿根草本植物，干燥头状花序，味苦、甘，性微寒，具有散风清热、平肝明目、清热解毒之功效。菊花既可作为日常生活中泡茶之选，又可作为凉茶主材。菊花渣是菊花的活性成分经提取后剩余的废弃物，其纤维素、半纤维素等含量较高，可以再生利用，提取其中膳食纤维。膳食纤维指不易被人体消化吸收的，以多糖类为主的大分子物质的总称，是由纤维素、果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等物质组成的聚合体圈。膳食纤维被营养学家称为继碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水之后的“第七营养素”，成为食品领域研究的热点。膳食纤维可分为不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）和可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）。IDF具持水作用和吸胀作用，摄入后可增加机体饱腹感和消化残渣的湿润度，可用于治疗肥胖、缓解便秘及相关功能食品的开发。SDF能吸附重金属、胆汁酸、胆固醇，对治疗多种富贵病有重要作用。
本试验以菊花渣为原料，研究不同工艺条件对菊花渣IDF得率和提取率的影响，并对膳食纤维的性能进行检测，以期对菊花渣中膳食纤维的提取、膳食纤维功能性食品的开发提供科学依据， 为凉茶中残渣类物质的废物利用提供一种新的思路。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
试材为菊花渣，在广东省中山市不二碗凉茶店收集菊花渣，烘干粉粹经40目筛而制成。氢氧化钠、无水乙醇、盐酸、醋酸、邻苯二甲醛、硫酸、糠醛、均为国产分析纯。胆酸钠为生化试剂。
1.2 仪器与设备
0.1毫克电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）、数显恒温水浴锅（常州奥华仪器有限公司）、电炉、离心机（上海安亭科学仪器厂）、循环水式真空泵（临海市谭氏真空设备有限公司）、鼓风电热恒温干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）、精密酸度计（上海盛磁仪器有限公司）、磁力加热搅拌器电炉（金华市科析仪器有限公司）。
1.3 方法
1.3.1 IDF的制备 取一定量的菊花粉末，水洗2～3次后挤干水分，样品用水浸泡30分钟，然后用40℃温水洗涤（除去可溶性糖分）；加入一定体积（料液比：1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30）的NaOH溶液（浓度5、10、20、30、40毫克/毫升），在一定温度下（50、60、70、80、90℃）水解一段时间（1、1.5、2、2.5、3小时）。然后进行固液分离，滤渣水洗至中性，干燥，得水不溶性膳食纤维。
1.3.2 水不溶性膳食纤维持水性的测定 参照雷登凤等对不溶性膳食纤维性能测定方法对菊花的不溶性膳食纤维进行性能测定：准确称取0.5000克过40目筛的膳食纤维，在25℃下用蒸馏水饱和2小时，滤纸上沥干到不滴水，将结合了水的膳食纤维移至洁净表面皿上称重，换算成每克纤维的持水力。
1.3.3 水不溶性膳食纤维膨胀力的测定 称取0.5000克膳食纤维放到10毫升的量筒中，读取干品体积（毫升），然后用蒸馏水浸泡，室温下放置24小时后，读取不溶性膳食纤维在量筒中自由膨胀的体积（毫升），换算成每克膳食纤维的膨胀力。
2 结果与分析
2.1 IDF的提取
2.1.1 浸提温度对IDF提取率的影响 采用料液比1∶10、5毫克/毫升NaOH溶液作为浸提溶液，于50～90℃条件下浸提1小时，试验结果如表1所示。随着温度的上升，菊花膳食纤维的提取率先升高后下降。70℃时提取率最高，故选取60、70、80℃为正交试验的三个水平。
2.1.2 碱液浓度对IDF提取率的影响 采用不同浓度的NaOH溶液，按料液比1∶10，70℃下浸提1小时，试验结果如表2所示。菊花膳食纤维提取率随碱液浓度的增加先上升后下降。20毫克/毫升时提取率最大为52.6%，故选取10、20、30毫克/毫升3个浓度为正交试验的三个水平。
2.1.3 料液比对IDF提取率的影响 采用不同的料液比于碱液浓度20毫克/毫升、70℃下浸提1小时，实验结果如表3所示。菊花在料液比为1∶20时的提取率较高，料液比再增高，提取率反而下降，故选1∶15、1∶20、1∶25作为优化实验的三个水平。
2.1.4 水解时间对IDF提取率的影响 采用不同的水解时间，于料液比1∶20、20毫克/毫升、70℃下浸，试验结果如表4所示。菊花膳食纤维提取率随着水解时间延长而增加，但考虑水解时间过长会影响膳食纤维的性能，图本试验选取水解时间2.0、2.5、3.0小时为优化实验的三个水平。
2.2 正交试验结果
以上的单因素试验结果表明，料液比、浓度、时间、温度是影响水不溶性膳食纤维提取率的主要因素。因此采用L9 （34）正交表进行参数优化试验，因素水平设定如下：料液比（1∶15、1∶20、1∶25毫升）、碱液浓度（10、20、30毫克/毫升）、水解时间（2.0、2.5、3.0小时）、温度（60、70、80℃）。试验结果如表5所示。
从表5可以看出，对菊花渣膳食纤维提取率影响最大的因素是料液比，其次是水解时间和温度，碱液浓度对提取率的影响最小，即A>C>D>B。最佳的提取条件为：料液比1∶20、碱液浓度20毫克/毫升、水解时间3小时、浸提温度60℃，即A2B2C3D1。在此条件下，不溶性膳食纤维的提取率为60.2%。
2.3 不溶性膳食纤维性能检测
对菊花的不溶性膳食纤维持水力及膨胀力检测结果显示，持水力为6.12克/克，膨胀力为15.27毫升/克。
3 结论
本实验方法提取菊花不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维的最优条件为：料液比1∶20、碱液浓度20毫克/毫升、水解时间3小时、提取温度60℃，在此条件下，不溶性膳食纤维的提取率为60.2%。提取得到的夏枯草不溶性膳食纤维的持水力为6.12克/克，膨胀力为15.27毫升/克。提取得到的菊花不溶性膳食纤维，色泽良好，可广泛用于食品加工生产中。从菊花渣中提取膳食纤维，可增加其综合利用途径，提高菊花的使用价值，促进规模化种植，提高种植业与加工业的社会、经济和生态效益，促进地方农业和农村经济的发展。
（责任编辑 李 薇）
关键词：菊花渣；水不溶性膳食纤维；性能测定
菊花是菊科菊属多年生宿根草本植物，干燥头状花序，味苦、甘，性微寒，具有散风清热、平肝明目、清热解毒之功效。菊花既可作为日常生活中泡茶之选，又可作为凉茶主材。菊花渣是菊花的活性成分经提取后剩余的废弃物，其纤维素、半纤维素等含量较高，可以再生利用，提取其中膳食纤维。膳食纤维指不易被人体消化吸收的，以多糖类为主的大分子物质的总称，是由纤维素、果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等物质组成的聚合体圈。膳食纤维被营养学家称为继碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水之后的“第七营养素”，成为食品领域研究的热点。膳食纤维可分为不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）和可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）。IDF具持水作用和吸胀作用，摄入后可增加机体饱腹感和消化残渣的湿润度，可用于治疗肥胖、缓解便秘及相关功能食品的开发。SDF能吸附重金属、胆汁酸、胆固醇，对治疗多种富贵病有重要作用。
本试验以菊花渣为原料，研究不同工艺条件对菊花渣IDF得率和提取率的影响，并对膳食纤维的性能进行检测，以期对菊花渣中膳食纤维的提取、膳食纤维功能性食品的开发提供科学依据， 为凉茶中残渣类物质的废物利用提供一种新的思路。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
试材为菊花渣，在广东省中山市不二碗凉茶店收集菊花渣，烘干粉粹经40目筛而制成。氢氧化钠、无水乙醇、盐酸、醋酸、邻苯二甲醛、硫酸、糠醛、均为国产分析纯。胆酸钠为生化试剂。
1.2 仪器与设备
0.1毫克电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）、数显恒温水浴锅（常州奥华仪器有限公司）、电炉、离心机（上海安亭科学仪器厂）、循环水式真空泵（临海市谭氏真空设备有限公司）、鼓风电热恒温干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）、精密酸度计（上海盛磁仪器有限公司）、磁力加热搅拌器电炉（金华市科析仪器有限公司）。
1.3 方法
1.3.1 IDF的制备 取一定量的菊花粉末，水洗2～3次后挤干水分，样品用水浸泡30分钟，然后用40℃温水洗涤（除去可溶性糖分）；加入一定体积（料液比：1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30）的NaOH溶液（浓度5、10、20、30、40毫克/毫升），在一定温度下（50、60、70、80、90℃）水解一段时间（1、1.5、2、2.5、3小时）。然后进行固液分离，滤渣水洗至中性，干燥，得水不溶性膳食纤维。
1.3.2 水不溶性膳食纤维持水性的测定 参照雷登凤等对不溶性膳食纤维性能测定方法对菊花的不溶性膳食纤维进行性能测定：准确称取0.5000克过40目筛的膳食纤维，在25℃下用蒸馏水饱和2小时，滤纸上沥干到不滴水，将结合了水的膳食纤维移至洁净表面皿上称重，换算成每克纤维的持水力。
1.3.3 水不溶性膳食纤维膨胀力的测定 称取0.5000克膳食纤维放到10毫升的量筒中，读取干品体积（毫升），然后用蒸馏水浸泡，室温下放置24小时后，读取不溶性膳食纤维在量筒中自由膨胀的体积（毫升），换算成每克膳食纤维的膨胀力。
2 结果与分析
2.1 IDF的提取
2.1.1 浸提温度对IDF提取率的影响 采用料液比1∶10、5毫克/毫升NaOH溶液作为浸提溶液，于50～90℃条件下浸提1小时，试验结果如表1所示。随着温度的上升，菊花膳食纤维的提取率先升高后下降。70℃时提取率最高，故选取60、70、80℃为正交试验的三个水平。
2.1.2 碱液浓度对IDF提取率的影响 采用不同浓度的NaOH溶液，按料液比1∶10，70℃下浸提1小时，试验结果如表2所示。菊花膳食纤维提取率随碱液浓度的增加先上升后下降。20毫克/毫升时提取率最大为52.6%，故选取10、20、30毫克/毫升3个浓度为正交试验的三个水平。
2.1.3 料液比对IDF提取率的影响 采用不同的料液比于碱液浓度20毫克/毫升、70℃下浸提1小时，实验结果如表3所示。菊花在料液比为1∶20时的提取率较高，料液比再增高，提取率反而下降，故选1∶15、1∶20、1∶25作为优化实验的三个水平。
2.1.4 水解时间对IDF提取率的影响 采用不同的水解时间，于料液比1∶20、20毫克/毫升、70℃下浸，试验结果如表4所示。菊花膳食纤维提取率随着水解时间延长而增加，但考虑水解时间过长会影响膳食纤维的性能，图本试验选取水解时间2.0、2.5、3.0小时为优化实验的三个水平。
2.2 正交试验结果
以上的单因素试验结果表明，料液比、浓度、时间、温度是影响水不溶性膳食纤维提取率的主要因素。因此采用L9 （34）正交表进行参数优化试验，因素水平设定如下：料液比（1∶15、1∶20、1∶25毫升）、碱液浓度（10、20、30毫克/毫升）、水解时间（2.0、2.5、3.0小时）、温度（60、70、80℃）。试验结果如表5所示。
从表5可以看出，对菊花渣膳食纤维提取率影响最大的因素是料液比，其次是水解时间和温度，碱液浓度对提取率的影响最小，即A>C>D>B。最佳的提取条件为：料液比1∶20、碱液浓度20毫克/毫升、水解时间3小时、浸提温度60℃，即A2B2C3D1。在此条件下，不溶性膳食纤维的提取率为60.2%。
2.3 不溶性膳食纤维性能检测
对菊花的不溶性膳食纤维持水力及膨胀力检测结果显示，持水力为6.12克/克，膨胀力为15.27毫升/克。
3 结论
本实验方法提取菊花不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维的最优条件为：料液比1∶20、碱液浓度20毫克/毫升、水解时间3小时、提取温度60℃，在此条件下，不溶性膳食纤维的提取率为60.2%。提取得到的夏枯草不溶性膳食纤维的持水力为6.12克/克，膨胀力为15.27毫升/克。提取得到的菊花不溶性膳食纤维，色泽良好，可广泛用于食品加工生产中。从菊花渣中提取膳食纤维，可增加其综合利用途径，提高菊花的使用价值，促进规模化种植，提高种植业与加工业的社会、经济和生态效益，促进地方农业和农村经济的发展。
（责任编辑 李 薇）