膳食纤维（DF）是指不能被人体消化的多糖 类碳水化合物和木质素的总称。 根据其溶解性的 不同，可分为可溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳 食纤维（IDF）两大类。 可溶性膳食纤维主要成分为 植物细胞内的分泌物和储存物质， 还包括部分微 生物多糖和合成多糖， 在结构上一般具有较多能 够与人体肠道内有害物质结合的分支； 同时其能 够被肠道内部分有益微生物作为自身需要的营养 物而降解利用。 不溶性膳食纤维主要成分是木质 素、原果胶、纤维素、半纤维素和壳聚糖等，其结构 紧密，不能被肠道微生物所分解利用，其主要作用 是促进肠道的蠕动[1]。 膳食纤维对人体具有重要的 生理功能，能有效地减少和预防心脑血管病、肥胖 症、心肌梗塞、冠心病、动脉硬化、糖尿病、高血压、 结肠炎、便秘及肠道癌等疾病的发生，被称之为继 水、碳水化合物、矿物质、维生素、蛋白质、脂肪之 外的“第七大营养素”[2-4]。 随着人们饮食习惯的改 变，各类“文明病”的不断出现，使得膳食纤维的重 要性逐渐被人们认识。 20 世纪 80 年代后期，在 世界范围内掀起了一股研究膳食纤维的浪潮。 在 西方发达国家已将其作为一个热门的研究课题进 行推广研究， 许多研究成果已被应用到食品工业 中[5]。 目前， 国内局部地区有大规模的芦笋种植基 地， 主要是把芦笋嫩茎作为蔬菜或加工芦笋罐头 来食用， 而植株 70%～80% 的茎叶被当作废弃物 料丢弃，这样既浪费了 资 源，又对环境造成了污 染[6-7]。 

本文对酶碱法提取的绿芦笋老茎中膳食纤 维进行品质分析，截至发稿前还未见报道。 通过酶 碱法提取芦笋老茎中的膳食纤维， 不仅可以充分 利用芦笋这一资源， 而且还可以加快芦笋产业的 发展，带动农民种植积极性，增加农民收入，具有 深远的经济效益和社会效益[8]

1 材料与方法

 1.1 材料与仪器 

1.1.1 试剂 无水乙醚、85%乙醇、碘化钾、盐酸、 氢氧化钠、葡萄糖、次甲基蓝、硫酸铜、酒石 酸 钾 钠、硼酸、溴甲酚绿、甲基红、DPPH 标准品、水杨 酸、95％乙醇、硫酸亚铁、双氧水、ferrozine、氯化亚 铁、铁 氰 化 钾、三 氯 乙 酸 TCA、ABTS、芦 笋 粉、脂 肪、α-淀粉酶糖化酶、中性蛋白酶、纤维素酶等。

 1.1.2 主要设备与仪器 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 （Retsch 世界银行贷款 2114-CHA 设备 0781）；数 显恒温水浴锅 HH6， 江苏省金坛市荣华仪器制造 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；TGL-20M 高速台式冷冻 离心机、鼓风干燥箱、电炉、消化炉；FA2204B 万分 之一电子天平， 上海密科仪器有限公司； 雷 磁 PHS-3C PH 计、723N 可见分光光度计， 上海 精 科。

 1.2 实验方法 

1.2.1 酶碱法提取膳食纤维的工艺流程 芦笋老 茎→清洗切片→60 ℃恒温干燥→粉碎→过 120 目 筛→芦笋老茎干粉→以 1∶25 比例加蒸馏水→纤 维素酶酶解→灭酶→调 pH 碱解→真空抽滤 （不 溶性膳食纤维）→减压旋蒸、浓缩→4 倍体积无水 乙醇醇沉→高速离心 （4 000 r/min）→干燥→成品 可溶性膳食纤维[8]。 

1.2.2 3 组芦笋老茎膳食纤维常规化学成分的测 定 水分：直接干燥法[6]；灰分：高 温 灼 烧 法[6]；脂 肪：索式提取法[9]；淀粉：标准方法 GB5009.9-85 食 品中淀粉含量的测定方法；总糖：GB5009.7-1985； 蛋白质：凯氏定氮法[9]。 

1.2.3 持水力 称取 1.0000 g（m1）样品，置于离心 管中，加入 40 mL 蒸馏水，置冰箱中过夜，然后在 3 500 r/min 条件下离心 30 min，倾去上清液，称得 质量为 m2 [10]。 持水力（g·g-1）=（m2－m1）/m1 

1.2.4 膨胀力 称取 1.0000 g （m） 样品于 20 mL 具塞刻度试管中，铺平，读取干物料的体积（V1）。 准确加入 15 mL 蒸馏水， 振荡均匀后置冰箱中过 夜。 读取试管中物料体积（V2）[10]。 膨胀力（mL·g-1）=（V2－V1）/m 1.2.5 持油力 称取 1.0000g（m1）样 品 于 离 心 管 中， 加入 5 mL 食用油， 每隔 5 min 搅拌 1 次，30 min 后，在 3 500 r/min 条件下离心 20 min。 立即弃 上清液，擦干离心管内外壁所附着的油脂和水分， 称重 m2 [10]。 持油力（g·g-1）=（m2－m1）/m1 

1.2.6 阳离子交换能力的测定 将待测样品浸没 于 0.1 mol/L HCl 溶液中， 在 37 ℃条件下恒温振 荡 24 h，然后边抽滤边用蒸馏水洗去过量的酸（用 质量分数 10%的 AgNO3 溶液鉴定， 至不含 Cl为 止），然后对样品进行干燥处理。 称取 250 mg 干燥 样品， 溶解于 100 mL 0.5% NaCl 溶液中， 用 0.1 mol/L NaOH 溶液滴定，记录 pH，作 VNaOH-pH 关系 曲线图。 以试验液 pH 值达到 7 时，每克样品所消 耗 0.1 mol/L NaOH 的物质的量来衡量阳离子交 换能力[11]。 阳离子交换能力（mmol·g-1）=0.1×V/m 式中，V——0.1 mol/L NaOH 体积/mL；m—— 样品质量/g。 1.2.7 胆固醇吸附能力 胆固醇标准曲线的绘制 方 法[12] 按 GB/T 5009.128-2003 法，准 确 吸 取 0.0，0.5，1.0，1.5，2.0 mL 胆固醇标准液（100 μg/mL） 于 10 mL 试管中，在 20～37 ℃条件下静置 10 min， 然后在各试管中加入冰乙酸， 使总体积均为 4.0 mL， 再加入 2.0 mL 铁矾显色剂， 摇匀， 静置 15 min，在波长 560 nm 处比色测定。 以总胆固醇量为 横坐标，吸光值为纵坐标绘制标准曲线。 膳食纤维吸附胆固醇能力的标准曲线： y=0.0015x-0.0038 R2 =0.9907。 膳食纤维对胆固醇吸附能力的测定方法[13]： 胆固醇含量的测定采用分光光度法。 将市售鲜鸡 蛋的蛋黄用蒸馏水稀释到 10 倍体积，充分搅打成 乳液。 称取 1.0000 g 膳食纤维于 200 mL 三角瓶 中，加入稀释的蛋黄液 50 g，搅拌均匀，调 pH 至 7.0，在 37 ℃、160 r/min 条件下振荡 2 h，取出，在 4 000 r/min 条件下离心 20 min （沉淀膳食纤维）。 移取 0.04 mL 上清液， 采用邻苯二甲醛法在 550 nm 处比色。膳食纤维对胆固醇的吸附量（mg·g-1）＝ [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）。 1.2.8 吸收亚硝酸根 标准曲线绘制方法[14]：吸取 0.00，0.20，0.40，0.60，0.80，1.00，1.50，2.00，2.50 mL亚 硝酸钠标准溶液（相当于 0.0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0， 7.5，10.0，12.5 μg 亚硝酸钠）， 置于 50 mL 带塞比 色管中。 加入4 g/L 对氨基苯磺酸溶液 2 mL，混匀， 静 置 3 min。 各 加 入 2 g/L 盐酸萘乙二胺溶液 1 mL，加水至 50 mL，混匀，静置 15 min。 以零管调节 零点，在 538 nm 处测吸光度，绘制标准曲线。 同时 做试剂空白。 膳食纤维吸附亚硝酸根能力标准曲线： y=0.0129x-0.0002 R2 =0.9972。 试样测定[15]：取 100 mL 20 μg/mL 亚硝酸钠溶 液于 250 mL 锥形瓶中，调 pH 值为 2。 加入样品 0.2000 g，在 37 ℃的条件下震荡 20 min。 取 10 mL 样液，稀释到 100 mL，测定亚硝酸根浓度。 同时做 空白对照试验。 取 25 mL 滤液于 50 mL 比色管中， 加入 4 g/L 对氨基苯磺酸溶液 2 mL，混匀，静置 3 min。 各加入 2 g/L 盐酸萘乙二胺溶液 1 mL，加水 至刻度，混匀，静置 15 min。 以零管调零，在 538 nm 处测吸光度。 

1.2.9 抗氧化性研究 DF 抗氧化性包括对羟基 自由基（-OH）清除力、DPPH·自由基清除力、还原 能力、金属的螯合力、H2O2 清除力和总抗氧化力的 测定。 1.2.9.1 羟基自由基（-OH）清除能力的测定 实 验原理：FeSO4 和 H2O2 作用产生-OH，后者氧化水 杨酸所得产物在 510 nm 处有吸光值。 吸光值越 大，-OH 越多。 样品组试管中加入 0.4 mL 2 mmol/L 水杨酸、 1 mL 0.15 mmol/L FeSO4、0.2 mL 样 品 溶 液、1 mL 6 mmol/L H2O2 和 0.4 mL 蒸馏水。对照组用蒸馏水 代替水杨酸，空白组用蒸馏水代替样品溶液。 以上 3 组试管 37 ℃恒温水浴 1 h，取出冷却，用蒸馏水 调零，在 510 nm 处测吸光值，吸光值越小，清除OH 的效果越好[16-17]。 -OH 清除率（％）=[A 空 白-（A 样-A 对 照 ）]/A 空 白× 100 1.2.9.2 DPPH·自由基清除能力的测定 准确称 取 DPPH 标准品 2.56 mg，用 95％乙醇定容到 100 mL，使其最终浓度为 6.5×10-5 mol/L。 样品管中加 入 0.5 mL 待测液、2.5 mL DPPH 溶液， 空白管用 蒸馏水代替样品溶 液， 对 照 管 用 95％乙 醇 代 替 DPPH 溶液。 以上 3 组在避光条件下反应 30 min。 用 0.5 mL 蒸馏水和 2.5 mL 95％乙醇调零，于 515 nm 处测定吸光值[18]。 DPPH 自由基清除率（％）=[A 空白-（A 样品-A 对照）]/ A 空白×100 1.2.9.3 H2O2 清除能力的测定 将 H2O2 溶于 0.1 mmol/L pH 7.4 的磷酸缓冲液中， 使其浓度为 40 mmol/L。 在样品管中加入样品溶液 3.4 mL 和 H2O2 溶液 0.6 mL。 空白管用蒸馏水代替样品溶液，对照 管用 0.1 mmol/L pH 7.4 的磷酸缓冲液代替 H2O2 溶液， 用 3.4 mL 蒸馏水和 0.6 mL 磷酸缓冲液调 零，在 230 nm 处测定吸光值[19]。 H2O2 清除率（％）=[A 空白-（A 样 品-A 对 照）]/A 空 白× 100 

1.2.9.4 对金属螯合力的测定方法 样品管中加 入不同样品溶液各 1 mL， 再加入 3.7 mL 蒸馏水， 0.1 mL 2 mmol/L FeCl2 溶液，混和均匀，最后加入 0.2 mL 5 mmol/L 菲洛嗪启动反应， 剧烈振荡均 匀， 室温静置 10 min。 空白管用蒸馏水代替样品 液，标准管用蒸馏水代替 FeCl2 溶液。 以上 3 组室 温放置 10 min 后，在 562 nm 处测定吸收值，设 3 个平行，结果取平均值[20]。 金属螯合能力（％）=[A 空白-（A 样品-A 标准）]/A 空白× 100 

1.2.9.5 还 原 能 力 样 品 组：1 mL 样 品 溶 液、0.2 mL 0.2 mol/L 磷酸缓冲液（PBS，pH 6.6）和 0.5 mL 1％K3[Fe（CN）6]，混匀。对照组：用 0.5 mL 蒸馏水代 替 K3[Fe（CN）6]溶液，其它同样品组。 空白组：用 1 mL 蒸馏水代替样品溶液，其它同样品组。 以上 3 组同时在 50℃水浴中反应 20 min， 取出， 迅速冷 却， 加入 1 mL 10％三氯乙酸摇匀，3 000 r/min 离 心 10 min。 取 1.5 mL 上 清 液， 加 入 0.2 mL 1％ FeCl3 和 3 mL 蒸馏水， 摇匀， 静置 5 min， 在 700 nm 处测定吸光值，吸光值越大还原能力越强[21]。 还原力（％）=（A 样品-A 对 照）-A 空 白×100 1.2.9.6 ABTS 法测定总抗氧 化 能 力 将 5mL 7 mmol/L ABTS 和 88 μL 140 mmol/L 过 硫 酸 钾 混 匀于试管中，在室温、避光的条件下静置过夜，形 成 ABTS 自由基储备液。 按 1∶50 的比例用蒸馏水 稀释， 使其在 30 ℃、734 nm 波长处的吸光度 为 0.74±0.02。在样品管中加入 200 μL 样品液和3 mLABTS 溶液， 对照管用蒸馏水代替 ABTS 溶液，空 白管用蒸馏水代替样品溶液。 以上 3 组在室温、避 光条件下放置 1 h，于 734 nm 处测定其吸光值[22-23]。 ABTS 清除率（％）=[A 空白-（A 样品-A 对照）]/A 空白× 100 

1.2.10 数据处理方法 试验数据为 3 个或 3 个 以上试验样本的平均值 。 使用统计分析软件 SPSS Statistics 16.0 分析数据。 2 结果与分析 2.1 常规组成成分测定结果（见表 1） 

2.2 持水力 由表 2 可知，芦笋老茎中可溶性、不溶性膳食 纤维以及总膳食纤维的持水力存在着明显的差 异，各持水力值分别是 3.47，8.80 和 6.36 g/g，高于 脱脂米糠膳食纤维和麦麸膳食纤维的持水力[5]。 持 水力在食品加工中具有重要的影响， 较高的持水 力能促进人体消化，改善食品口感，尤其在焙烤食 品中，淀粉的胶凝化，风味和颜色的形成，酵母和 酶的失活等都需要水的参与[24]

2.3 膨胀力 膳食纤维的膨胀作用是指膳食纤维在胃肠中 吸收水分，增加人体的膨胀饱腹感。 由表 2 可知， 芦笋老茎中可溶性、 不溶性膳食纤维以及总膳食 纤维的膨胀力分别为 4.56，3.40，3.64 mL/g。 与孙 雁霞等人所测水豆渣可溶性膳食纤维膨胀力的结 果相近[25]。 

2.4 持油力 由表 2 可知，芦笋老茎中可溶性、不溶性膳食 纤维以及总膳食纤维的结合脂肪能力存在显著的 差异。 吸附脂肪能力依次为不溶性膳食纤维、总膳 食纤维、可溶性膳食纤维，测定结果分别为 5.59， 4.62，2.05 g/g，其吸附油脂能力高于脱脂米糠膳食 纤维和麦麸膳食纤维[5]。 

2.5 阳离子交换能力 膳食纤维的阳离子交换能力是指膳食纤维在 水溶液中离解出某些阳离子， 通过吸附溶液中原 有的阳离子来进行离子交换，从而起到排毒、降血 压的生理功效。 由表 2 和图 1 可知，SDF、IDF、TDF 的阳离子交换能力分别为 0.77，0.27，0.48 mmol/g。 与脱脂米糠膳食纤维阳离子交换能力相差无几[26]。

2.6 胆固醇吸附能力 由表 2 可知，SDF 吸附胆固醇的能力为 20.71 mg/g，IDF 吸附胆固醇的能力为 15.69 mg/g， 总膳 食纤维吸附胆固醇的能力为 17.45 mg/g，酶碱法提 取的绿芦笋老茎膳食纤维吸附胆固醇的能力远高 于沙果膳食纤维对胆固醇的吸附能力[15]。 胆固醇 吸附能力的高低是衡量膳食纤维品质的重要指 标。 对胆固醇的高吸附力，能有效降低血清浓度， 从而有效减少和预防心脑血管疾病的发病率。

 2.7 吸收亚硝酸根 膳食纤维能够吸收体内的一些有害物质，起 到防治疾病的作用。 由表 2 可知，SDF 吸收亚硝酸 根的能力为 7.14 mg/g，IDF 吸收亚硝酸根的能力 为 3.80 mg/g， 总膳食纤维吸收亚硝酸根的能力为 5.00 mg/g，表明 SDF 吸收亚硝酸根能力高于 IDF， 其综合吸收亚硝酸根能力高于沙果膳食纤维吸附 能力[15]。 

2.8 抗氧化性研究 对于抗氧化剂， 科学家认为人体内有两种巨 大的力量共同运作：一种是具有破坏力的氧化剂， 从外界环境产生的大量氧化物， 能把细胞内和细 胞膜的质膜氧化，不仅对身体造成破坏，也是引发 癌症的前奏曲； 另一种力量是对人体具有保护作 用的抗氧化剂，发挥强大的抗氧化作用，对氧自由 基造成的损害作出预防及弥补， 起到预防衰老及 延长人类寿命的作用。 膳食纤维具有一定的抗氧 化性[27]。 

2.8.1 羟基自由基（-OH）清除能力 羟基自由基 被认为毒性最强的活性氧自由基， 辐射损伤等物 理、化学因子都会促进它的形成，是造成生物有机 体过氧化损伤的主要因素。 从图 2 可以看出，3 种 膳食纤维对羟基自由基均有不同程度的清除作 用，其清除能力随膳食纤维浓度的增大而增强，清 除效果明显。 其中 SDF 的清除效果最强， 达到 93.33%。 

2.8.2 DPPH·自 由 基 清 除 能 力 由 图 3 可 以 看 出，3 种膳食纤维在 DPPH·自由基清除能力方面 效果一般，差异不是很明显。 其中 SDF 的清除能 力最强为 14.23%，IDF 的清除能力为 8.5%， 总膳 食纤维清除能力为 10.61%。 2.8.3 H2O2 清除能力 H2O2 对细胞膜有很强的 透入性， 当它在细胞内与 Fe2+或超氧阴离子自由 基反应时形成羟基。 从图 4 可以看出，3 组膳食纤 维的清除能力随溶液浓度的增加而显著升高，且 其清除能力存在较大差异。 其中 SDF 清除能力最 强，可达到 68.34%。 

2.8.4 对金属的螯合力 有些金属离子， 如铁离 子， 在脂质氧化过程中起催化作用。 它 们 通 过 Fenton 反应使过氧化物产生自由基，引起脂质、蛋 白质、脱氧核糖和细胞等化合物或组织氧化损伤。 对金属螯合力的测定， 是评价抗氧化剂抗氧化性 能常用的方法。 由图 5 可以看出，3 组膳食纤维对 金属的螯合力存在显著差异， 其中 SDF 能力最 强，螯合能力可达 90.11%。

2.8.5 还原能力 抗氧化剂的还原力与其抗氧化 活性之间存在联系。 抗氧化剂是通过自身的还原 作用给出电子，从而清除自由基，还原力越大，抗 氧化性越强[28]。 从图 6 可以看出，3 组膳食纤维的 还原能力存在显著差异， 其中 SDF 的还原力最 强，达到 91.56%。 

2.8.6 ABTS 法测总抗氧化能力 由图 7 可以看 出，3 组膳食纤维的总抗氧化能力随溶液浓度的 增加而显著增强， 并且 3 组的总抗氧化能力存在 显著差异，其中 SDF 总抗氧化能力最高，最大值 为 93.33%。 通过与脱脂米糠膳食纤维[26]和海芦笋膳食纤 维[29]抗氧化性的对比，用酶碱法提取的绿芦笋老 茎膳食纤维各项抗氧化性能力表现突出， 具有较 强的抗氧化性能力。

3 结论

1） SDF 在膨胀力、吸附亚硝酸根离子、吸附 胆固醇以及抗氧化性方面性能突出， 而 IDF 在持 水能力、持油力方面性能优良。 2） SDF 的高抗氧化性能， 使其在食品保鲜、 高营养食品的加工中得到广泛的应用。 3） 用酶碱法提取的芦笋膳食纤维品质佳，适 合生产高品质的膳食纤维产品以及作为保健、休 闲食品的添加剂