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作者：肖小年, 易醒, 马永花，张建民
【摘要】 目的探讨超滤膜分离法制备车前草可溶性膳食纤维的可行性。方法高效液相色谱（HPLC）法测定可溶性膳食纤维组分分子量, 选用分子量为10万的中空纤维超滤膜进行截留。结果可溶性膳食纤维两个组分的分子量分别为：1.81×105和2.0×106，超滤制备的可溶性膳食纤维含量为80.4%。结论该方法采用全物理过程，工艺简单可行，产品纯度高。
【关键词】 可溶性膳食纤维；超滤；车前草；分子量
Abstract：Objective To test the possible preparation of soluble dietary fiber(SDF) from Plantago asiatica by using ultra filtration. MethodsThe molecular weight of SDF was determined by HPLC and the 0.1million molecular weight of hollow fibrous ultra filtration membrane was used. ResultsThe purity of prepared SDF was up to 80.4%. ConclusionThis method is a purely physical process, it is simple and feasible, and the purity of product is high.
Key words：Soluble dietary fiber；Ultra filtration; Plantago asiatica L; Molecular weight
车前草，为车前科(Plantaginaceae)车前属(Plantago)多年生草本植物，种子和全草皆可入药。论文学术科研网车前草水溶性膳食纤维（soluble dietary fiber; SDF）含量较为丰富，膳食纤维主要用于治疗便秘，预防结肠癌。水溶性膳食纤维还具有辅助降血脂等功能。超滤为膜分离技术的一种，超滤过程无相变，能耗低，处理能力强，已广泛应用于中药有效成分的分离及浓缩［1］。本文旨在测定车前草可溶性膳食纤维组分的分子量基础上，选用合适的中空纤维超滤膜截留可溶性膳食纤维，探究膜分离法制备可溶性膳食纤维的可行性，以应用到工业生产中。
1 器材
车前草（江西吉安人工栽培,7月采收），葡萄糖、硫酸、苯酚、无水乙醇均为分析纯、Dextran T系列(Pharmacia 公司)。CLW（N）005型超滤膜组件和CL型蠕动泵（北京旭成超滤设备厂），UV-2000型紫外分光光度计（尤尼柯仪器有限公司）；高效液相色谱仪系统(Waters公司)； SK2200H型数控超声清洗器（上海科导超声仪器有限公司）。
2 方法
2.1 高纯度可溶性膳食纤维的制备及组分分析车前草按固液比1∶15加95%的乙醇于60℃下回流6 h，挥干乙醇，粉碎过60目筛，得车前草粉。取车前草粉加蒸馏水浸泡，超声提取30 min,调节pH值分别用淀粉酶、蛋白酶和糖化酶处理［2］，滤液经Sevage法洗蛋白1次，再用透析袋(1万D)透析12 h,透析液浓缩到适合体积，加4倍体积量的无水乙醇醇沉1 h，离心分离，将沉淀用无水乙醇润湿室温挥干，再置于105℃热风烘干，用超纯水配成1 mg/ml的样液，过0.4 μm孔径滤膜后进HPLC分析组分,进样量10 μl，流动相为超纯水，流速0.6 ml/min。
2.2 标准曲线的绘制精确称取不同分子量的右旋糖苷标品0.100 g，用流动相溶解并定容到100 ml,终浓度为1 mg/ml。按上述色谱条件分别进样，以不同分子量标准右旋糖苷的保留时间（RT）为横坐标，以分子量对数值（LogMW）为纵坐标绘制曲线。
2.3 样品预处理将车前草洗净后于105℃热风烘干，用蒸馏水100℃浸提1 h，固液比1∶20（g/ml）；用4层纱布过滤，滤液离心（10 000 r/min）20 min,离心后用慢速滤纸抽滤一次，滤液过超滤设备。多糖浓度测定参照苯酚-硫酸法［3］。
2.4 溶质截留率的计算溶质截留率可以用下式表示：Rabs=1－Cp/Cb，式中Rabs为截留率；Cp，Cb分别为透过液和原料液中溶质的浓度。
2.5 膜通量的计算膜通量可以用J=v/(A×t)进行计算。式中J为膜通量(L/m2?h)；V为透过液体积(L)；A为膜的有效面积( (m2)；t为操作时间(h)。
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3 结果与讨论
3.1 HPLC分析结果标准分子量右旋糖苷方程为Y=-0.3165X+8.8946 (R2 =0.9922), 高纯度可溶性膳食纤维两个主要组分的分子量分别为：1.81×105和2.0×106。考虑到HPLC法测定分子量有一定误差，还有国产膜的性能情况，决定选用截留分子量为10万的中空纤维膜进行超滤实验。
3.2 因素对膜截留率及膜通量的影响
3.2.1 超滤压力对膜通量的影响将固液比1∶20的料液稀释到1∶100后超滤0.5 h，发现压力在0.02～0.12 MPa间对膜截留率影响不大但对膜通量有影响，压力到0.12 MPa后出现浓化级差现象, 压力对膜通量的影响变弱。
3.2.2 料液浓度对膜通量的影响直接用车前草水提液进行超滤实验，浓度难以控制。液固比却好控制，液固比例有变化，料液溶质浓度也相应变化。将高浓度提取液稀释成不同低浓度后再超滤，压力固定为0.04 MPa，液固比对膜通量的影响见图1。液固比越高意味着溶质浓度越低，膜通量越高。
3.2.3 料液pH值对膜截留率的影响将液固比为100的料液调成不同pH,然后超滤，实验中发现料液pH对膜通量有一定影响，但不显著，对膜截留率的影响较为显著，结果如图2所示。在pH为4的条件下截留率最高,溶液越偏碱性截留率越低。由于车前草可溶性膳食纤维中主要为酸性多糖组分，在酸性条件下高分子糖链相对稳定,会相互缠绕形成更高的分子量,当高分子量的组分富集在膜孔径前会导致一些小分子的组分不会透过膜而被截留;在碱性条件下高分子糖链会断裂成小分子透过膜,使得膜截留率降低。
3.2.4 超滤和未经超滤制得SDF的组分比较将车前草水提液过滤、离心浓缩后，未经任何纯化直接加4倍体积的无水乙醇醇沉制得的SDF粗品,与经过截留分子量10万的超滤膜浓缩制得的SDF粗品成分比较如表1所示。蛋白含量参照GB/T 5009.5-2003，灰份测定参照GB/T 5009.4-2003。表1 超滤和未经超滤制得SDF粗品比较（略）
4 结论
利用超滤技术生产车前草可溶性膳食纤维,工艺简单可行,整个超滤实验均有较好的膜通量，且生产周期短,成本低；与传统的水提醇沉法比较,经超滤处理生产的可溶性膳食纤维粗品中粗蛋白和灰分含量明显下降,粗品纯度高。
【参考文献】
［1］王厚廷,乔善义,杨明,等.超滤法提取六味地黄汤活性多糖的工艺研究［J］.解放军药学学报，2001,17(2)：69.
［2］杨晓莉,杨月欣,周瑞华.食品中总的、不溶性及可溶性膳食纤维的酶-重量测定法［J］.卫生研究,2001,30(6)：377.
［3］钱和,张添.改进苯酚-硫酸法测定芦荟多糖含量［J］.江苏食品与发酵，2002,30（2）：3.