摘要为研究微波辅助过氧化氢脱色对芦笋老茎可溶性膳食纤维（SDF） 脱色效率及品质的影响， 在脱色pH值、过氧化氢含量、微波功率、脱色时间、料液比等单因素试验的基础上，利用Box-Behnken 试验和响应面分析法对脱色工艺进行优化。试验结果表明，微波辅助芦笋老茎SDF 脱色最佳工艺条件为：脱色pH 12，过氧化氢体积分数9.5%，微波功率460 W，脱色时间2.5 min，料液比为1∶30（g/mL）。在此工艺条件下，SDF 色度达68.29%，与模型预测值基本相符。同时脱色最佳工艺条件对SDF 品质有重要影响。结果表明：除持水力和胆固醇吸附能力略有下降，脱色SDF 的溶胀力达7.70 mL/g，持油力达2.03 g/g，阳离子交换能力0.56 mmol/g，亚硝酸根吸附能力达10.00 mg/g，均比未脱色SDF 有显著提高。

芦笋又名石刁柏，含多种氨基酸、蛋白质和维生素，且其含量均高于一般水果和蔬菜，特别是芦笋中的天冬酰胺和微量元素硒、钼、铬、锰等，具有调节机体代谢，提高身体免疫力的功效，在对高血压、心脏病、白血病、血癌、水肿、膀胱炎等的预防和治疗中，具有很强的抑制作用和药理效应，同时还具有较强的抗疲劳、降血脂、抗衰老、抗突变、抗肿瘤等功能[1-2]。在国际市场上，芦笋享有“蔬菜之王”的美称，芦笋嫩茎，质地鲜嫩，风味鲜美，柔嫩可口，受到大众的喜爱，但占植株70%～80%的老茎却被当作废弃物丢掉，不仅造成资源浪费，而且造成环境污染[3]。将芦笋老茎转化为膳食纤维，不但可解决环境污染问题，变废为宝，还可提高芦笋的附加价值。

膳食纤维是指1 类不被人体消化的多糖类碳水化合物和木质素的总称。分为不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF） 和水溶性膳食纤维

（water soluble dietary fiber，SDF）[4]。作为1 种功能性食品，膳食纤维受到越来越多的关注。研究表明，它可以维持正常的血糖、血脂和蛋白质水平[5]，降低血液中胆固醇的含量[6]，并且在预防和治疗冠心病、降压、抗癌和治疗肥胖症等方面具有独特的功效[7-9]。膳食纤维因其独特的分支结构，能促进胃肠蠕动，清理肠腔内滞留的黏液、积气和腐败物，排出粪便中的有毒物质和致癌物质， 保持大便畅通，改善消化道环境，具有预防与治疗肠道、胆结石、糖尿病、减肥和心血管系统疾病等功效[10-14]。

目前常用的脱色方法有氧化法和还原法，还原法脱色后易复色，氧化法主要用一些氧化剂，如次氯酸盐、双氧水等，但次氯酸盐脱色后有氯味，用双氧水脱色没有异味且不易复色[15]。近年来，微波技术以其促进反应的高效性和强选择性、操作简便、副产物少、产率高及产物易于提纯等优点被广泛应用于生化蛋白质水解、有机合成、酯化等反应中[16]。目前尚未见国内有绿芦笋可溶性膳食纤维微波辅助脱色相关的研究报道。本研究以H2O2为脱色剂，利用微波的特点，确定绿芦笋可溶性膳食纤维脱色的最佳工艺条件， 同时研究脱色对芦笋SDF 品质的影响，旨在改善芦笋SDF 的品质。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 芦笋老茎膳食纤维将新鲜芦笋老茎切片，于恒温鼓风干燥箱60 ℃恒温干燥，磨粉过120目筛，以酶碱法提取其中膳食纤维，烘干研粉备用（白度为31.27%）。工艺流程如下：绿芦笋老茎→破碎→纤维素酶酶解（纤维素酶0.7%， pH 4.9，50 ℃，75 min）→调pH 值碱解（pH 12，55 ℃，90 min）→真空抽滤→旋蒸浓缩→醇沉（4 h）→高速离心（25 ℃，4 000 r/min，15 min）→干燥（60 ℃，6 h）→芦笋SDF。

1.1.2 试验试剂无水乙醇、氢氧化钠、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、亚硝酸钠、过氧化氢、盐酸、冰乙酸、硫酸铁铵、磷酸、NaCl 等试剂均为分析纯，天津广成化学试剂公司；二级实验室用水；纤维素酶（1∶1 000 U/mg），北京九州天瑞科技有限公司。

1.1.3 主要仪器设备PHS -3C 型精pH 计、

WSC－S 测色色差计、TGL-20M 高速台式冷冻离心机、鼓风干燥箱、FA2204B 万分之一电子天平、723N 可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；FA2004 型电子天平，上海良平仪器仪表有限公司；WD750BS 微波设备， 广东顺德盈科电子有限公司；JFSD-70 实验室粗粉碎磨，上海嘉定粮油仪器有限公司；细粉碎磨，上海嘉定粮油仪器有限公司；数显恒温水浴锅HH6，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；KQ5200E 型超声波清洗器，昆明市超声仪器有限公司；SHD-Ⅲ型循环水式多用真空泵，保定高新区阳光科教仪器厂；旋转蒸发仪，日本东京理化器械株式会社。

1.2 方法

1.2.1 芦笋膳食纤维的脱色在大量预试验的基础上， 确定影响试验的5 个因素分别为作用环境的pH 值、微波功率、过氧化氢体积分数、脱色时间和料液比， 结合单因素试验结果， 根据Box-Behnken 试验设计原理， 选取影响SDF 脱色的3个主要因素，分别为pH 值、微波作用功率、过氧

化氢体积分数， 以脱色后SDF 的白度为检测指标，进行3 因素3 水平响应面分析试验，优化SDF脱色的工艺条件。脱色后SDF 用色差仪测量相对

白度。

1.2.2 白度的测定取脱色后的芦笋SDF， 均匀的平铺于色差计比色杯内，采用Hunter L*a*b* 表色系统，其中L* 为表色系统中的亮度值（即白度）[17]。

1.2.3 持水力的测定参考文献[18]，准确称取样品m1=1.000 g 置于离心管中， 加入8 mL 的蒸馏水， 振荡均匀， 置于冰箱中过夜， 然后离心10

min，弃去上清液，称得样品的湿重为m2，持水力按式（1）计算：持水力=（m2－m1）/m1 （1）式中，m1———所称样品的质量（g）；m2———样品离心后的湿重（g）。

1.2.4 持油力的测定参考文献[18]，准确称取样品m1=1.000 g 置于离心管中， 加入8 mL 的大豆油， 振荡均匀， 置于冰箱中过夜， 然后离心10

min，弃去上清液，称得样品的湿重为m2，持油力按式（2）计算：持油力=（m2－m1）/m1 （2）式中，m1———所称样品的质量（g）；m2———样品离心后的湿重（g）。

1.2.5 溶胀力的测定准确称取样品m1=0.400g，置于20 mL 具塞刻度试管中，读取干物质的体积V1，加入8 mL 的蒸馏水，振荡均匀，置于冰箱中

过夜，读取溶胀后试管中湿物质的体积V2[19]，溶胀力按式（3）计算：溶胀力（mL/g）=（V2－V1）/m1 （3）

式中，m1———所称样品的质量（g）；V1———所称样品的体积（mL）；V2———样品溶胀后湿物质的体积（mL）。

1.2.6 阳离子交换能力的测定参考文献[20]，把样品浸没于0.1 mol/L HCl 溶液中， 37 ℃恒温振荡24 h，抽滤，水洗至滤液中不含Cl-为止，减压干

燥得试验样品。准确称取250 mg 样品溶解于100mL 0.9% NaCl 溶液中， 用0.1 mol/L NaOH 溶液边搅拌边滴定，记录pH 值变化，作VNaOH-pH 关系曲线图。阳离子交换能力以试验液pH 值达到7时每克样品所消耗0.1 mol/L 的NaOH 物质的量表示。

阳离子交换能力（mmol/g）=0.1×V/M （4）式 中 ，V———0.1 mol/L 的 NaOH 溶 液 体 积（mL）；M———样品质量（g）。1.2.7 NO2-吸附能力的测定标准曲线的绘制[21]：吸取0.00，0.25，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00，10.00 mL 100 μmol/L 亚硝酸钠溶液于7 支50

mL 带塞比色管中。加入2.00 mL 0.4%对氨基苯磺酸溶液，混匀，静置3～5 min 后再加入1 mL 0.2%盐酸萘乙二胺溶液，加水至刻度（50 mL），混匀，避光静置15 min，用1 cm 比色杯，于波长538 nm 处测吸光度，绘制标准曲线，得到线性回归方程为：y= 0.0129x - 0.0002，R2 = 0.9972。试样测定[20-22]：取100 mL 100 μmol/L 的亚硝酸钠溶液置于250 mL 锥形瓶，调节pH 值为2.0，加入0.500 g 样品，37 ℃振荡20 min，然后取1 mL样液， 按标准曲线的方法测定溶液中残余的NO2-质量的浓度，并计算NO2-的吸附率。NO2-的吸附率（mg/g）=（ 吸附前NO2

-的质量（mg）- 吸附后NO2- 的质量（mg））/膳食纤维的质量（g） （5）

1.2.8 胆固醇的吸附能力测定胆固醇标准曲线

的绘制[23]：准确吸取0.0，0.5，1.0，1.5，2.0 mL 胆固醇标准液（100 μg/mL），分别置于10 mL 试管中，混匀，20~37 ℃静置10 min， 在各试管内加入冰乙酸使总体积均达到4.0 mL， 再沿试管壁加入2.0mL 铁矾显色剂，混匀，15 min 后在波长560 nm 处比色测定， 以总胆固醇量为横坐标，OD 值为纵坐标绘制标准曲线， 得到线性回归方程y = 0.0015x-0.0038，R2 = 0.9907。胆固醇吸附率的测定[24]：用9 倍蒸馏水把鸡蛋黄充分搅拌成乳液。取2.0 g 膳食纤维于200mL 的三角瓶中，加入50 mL 稀释蛋黄液，搅拌均匀，调节体系pH 值，置摇床中，37 ℃振荡2 h，

4 000 r/min 离心20 min，吸取0.04 mL 上清液，在波长560 nm 处比色，根据标准曲线计算胆固醇含量。

胆固醇的吸附率（mg/g） =（吸附前蛋黄液中胆固醇量（mg）-吸附后上清液中胆固醇量（mg））/膳食纤维质量（g） （6）

1.3 数据分析

所有试验均进行3 次重复， 试验结果取平均值，采用Design Expert 8.0 软件进行数据分析。