【文章內(nèi)容簡介】 要有大豆、甜菜、小麥及小麥麩等這幾個纖維素品種。以大豆等豆類作為原材料提取水不溶性膳食纖維時，常用方法是酶法和熱提取法，缺點是難以大規(guī)模生產(chǎn)，使其經(jīng)濟效益降低。因此，越來越多的專家關(guān)注利用豆腐渣，果皮渣等一些生產(chǎn)過程中的廢棄物作為原材料，制取水不溶性膳食纖維。豆腐渣是大豆生產(chǎn)豆腐和豆?jié){的過程中的副產(chǎn)品，除了少部分作為飼料外，大部分作為廢棄物棄掉，這樣就造成了資源的浪費和環(huán)境的污染。隨著人們文化素質(zhì)的提高，人們已經(jīng)開始從營養(yǎng)學(xué)的角度重新認(rèn)識豆腐渣。經(jīng)研究表明[8]：豆腐渣經(jīng)脫水干燥后，所含成分為：蛋白質(zhì)為：%，脂肪為：%，%，%，%。豆腐渣中含有豐富的食物纖維，起降糖和減肥等作用，因此，豆腐渣被看作為一種新的保健和功能性食品源。合理利用豆腐渣制取水不溶性膳食纖維不僅可以使廢棄物再利用，還因其來源廣闊，數(shù)量極大，價格低廉，可以給公司帶來經(jīng)濟效益。 近年來，除了從谷物類和果蔬類中提取分離膳食纖維的研究較多外，以豆類為原料提取膳食纖維的研究也成為熱點之一。比如，在大豆油脂與大豆加工制品（如豆腐、豆腐花等）過程中，副產(chǎn)物大豆皮，豆腐渣等中提取分離膳食纖維。然而新鮮豆腐渣含水量極高，如果不及時處理，尤其在夏季，很容易發(fā)酵腐爛，變成不能加以利用的廢棄物，因此對豆腐渣的研發(fā)刻不容緩。現(xiàn)在，有很多發(fā)達(dá)國家已相繼建立起開發(fā)研制豆類膳食纖維的專門機構(gòu)。由于人們的飲食中缺乏膳食纖維，因此，膳食纖維已被作為食品配料應(yīng)用于食品加工中。在早期，膳食纖維提取方法主要有粗分離法、化學(xué)分析法、膜分離法及化學(xué)試劑和酶結(jié)合分離法[9]。隨著科技的快速發(fā)展，膳食纖維的提取方法也不斷進步。當(dāng)今的膳食纖維提取方法有熱水提法、化學(xué)法、酶法、Prosky法、酶化法、超聲波法、高壓蒸煮法、發(fā)酵法、酸堿法和擠壓法等[10]。目前，提取膳食纖維的方法朝著工藝簡單，提取率及提取純度高，環(huán)境污染小，投資少等方向發(fā)展。目前，我國由于資金投入不足和缺乏導(dǎo)向等諸多原因，對豆腐渣進行開發(fā)利用的研究并未引起高度的重視，與國際發(fā)達(dá)國家相比較，我國在豆腐渣的開發(fā)利用方面存在著一定的差距，表現(xiàn)為利用方法簡單，原始，利用率不高及有關(guān)豆腐渣的貯存，運輸過程中也存在一定的問題，使其工藝基本上處于一種無序的狀態(tài)。因此，要合理開發(fā)利用這個新興工程，不僅有必要，而且對于我國來說越來越重要。每年全球豆腐渣的產(chǎn)量很大。中國是生產(chǎn)豆腐的發(fā)源地，在我國生產(chǎn)豆腐具有悠久的歷史,每年我國豆腐渣產(chǎn)量大約2000萬噸[11]。豆腐是陜北地區(qū)每家每戶農(nóng)民不可缺少的菜食，因此豆腐渣在陜北的農(nóng)村幾乎是隨處可見。在陜北的農(nóng)村，豆腐渣一般都會給動物食用，剩下的當(dāng)作垃圾扔掉。陜北豆腐渣數(shù)量很大，但利用率很低。后來，隨著人們的生活水平提高，人們的飲食也發(fā)生了變化，致使膳食纖維的攝入量不足。高血壓、糖尿病、肥胖癥、冠心病等疾病發(fā)病年齡提前，同時發(fā)病率也增加。因此，對陜北豆腐渣資源進行合理開發(fā)利用具有重大意義，它不僅在改善和調(diào)整飲食營養(yǎng)及膳食結(jié)構(gòu)方面具有深遠(yuǎn)的意義，同時還可以發(fā)展當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)，促進人們就業(yè)，促進經(jīng)濟的健康發(fā)展，解決豆腐渣視為廢棄物處理時的環(huán)保問題，使豆腐渣真正的變廢為寶。 響應(yīng)曲面法，也稱為回歸設(shè)計，是在多元線性回歸的基礎(chǔ)上主動收集數(shù)據(jù)的方法獲得具有較好性質(zhì)的回歸方程的一種試驗設(shè)計方法。響應(yīng)曲面回歸模型的出現(xiàn)就是集統(tǒng)計、數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)緊密聯(lián)系的結(jié)果。由于它考慮的因素很多, 運算非常繁雜, 是人工運算所不及的。通過計算機運算, 可以達(dá)到建立模型的目的。由于建立的復(fù)雜的多維空間曲面與實際情況較接近, 因此響應(yīng)曲面回歸模型逐漸開始應(yīng)用。響應(yīng)曲面法(Response surface methodology，RSM)是一種優(yōu)化生物過程的統(tǒng)計學(xué)試驗設(shè)計。該法以建立連續(xù)變量曲面模型，對影響生物過程的因子及其交互作用進行評價，確定最佳水平范圍，而且所需要的試驗組數(shù)相對較少，可節(jié)省人力物力，因此該方法已經(jīng)成功應(yīng)用于生物優(yōu)化過程中的各個方面。之所以使用響應(yīng)曲面法而不使用正交設(shè)計就是因為響應(yīng)曲面法不僅可以處理離散的水平值，還可以得到整個區(qū)域上因素的最佳組合。該方法通過響應(yīng)曲面圖可以直觀的反應(yīng)各因素對響應(yīng)值的影響大小。通過使用響應(yīng)曲面法來優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝，從而得到提取水不溶性膳食纖維的最佳生產(chǎn)工藝，為陜北豆腐渣變廢為寶提供一條新的途徑。2實驗部分 實驗材料、儀器及試劑實驗材料如下表：表21實驗材料實驗材料銷售地豆腐渣陜北榆林市 木瓜蛋白酶南寧龐博生物工程有限公司 微晶纖維素河南永康精細(xì)化工有限公司實驗儀器如下表：表22實驗儀器實驗儀器銷售地HH2數(shù)顯恒溫水浴鍋金壇市丹陽門石英玻璃廠ZH2C超級恒溫水浴鍋南京多助科技發(fā)展有限公司小型高速粉碎機濰坊市北方制藥設(shè)備制造有限公司電子天平沈陽龍騰電子有限公司SHZD循環(huán)水式真空泵鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司101—2A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 天津市通利信達(dá)儀器廠標(biāo)準(zhǔn)檢驗篩60目浙江省上虞市大亨橋化驗儀器廠 實驗試劑實驗試劑如下表：表23實驗試劑實驗試劑銷售地 冰醋酸(AR)天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司碳酸氫鈉（AR）西安化學(xué)試劑廠 陜北豆腐渣中提取水不溶性膳食纖維工藝流程新鮮豆腐渣→沖洗烘干→粉碎過篩→稱取樣品→加純水→堿處理→冷卻→調(diào)PH→酶解→滅酶→冷卻→抽濾→烘干→稱量→成品→計算→分析 陜北豆腐渣中提取水不溶性膳食纖維工藝的操作步驟 用自來水洗滌新鮮豆腐渣23次，然后用恒溫鼓風(fēng)干燥箱進行干燥。鼓風(fēng)干燥箱溫度為40oC，干燥時間12小時，在此期間每1小時翻攪一次，以防豆腐渣褐變。將干燥后的豆腐渣用小型高速粉碎機進行粉碎，粉碎后過60目篩備用。，置于250mL錐形瓶中。向錐形瓶中添加125mL蒸餾水，使豆腐渣粉與蒸餾水料液比為1:25。，并攪拌均勻，放置恒溫水浴鍋中（70oC）水解70min，然后，將它取出冷卻至室溫。冷卻后，用冰醋酸將溶液PH調(diào)至6。取出后直接放置在90oC恒溫水浴鍋中30min。取出之后，冷卻至室溫并進行抽濾，得到白灰色固體物質(zhì)，將濾餅上的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到表面皿中。將表面皿放置在溫度為40oC鼓風(fēng)干燥箱中，干燥時間為8小時。干燥之后的物質(zhì)顏色加深變?yōu)樽厣?，冷卻后，用電子天平對物質(zhì)進行稱量，并記錄數(shù)據(jù)。 影響陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取效率單因素試驗