甘薯[Ipomoea batatas （L.）Lam]是一种薯蓣科植物，在我国农业生产中占据重要地位。据统计，在甘薯种植领域，亚洲国家占据了前十名的大多数席位[1]。我国甘薯大多数以鲜食为主或用于淀粉生产，甘薯加工产品单一且少，缺乏精深加工。甘薯在加工过程中产生的甘薯渣较多，主要被丢弃或用作动物饲料，导致严重的环境污染和资源浪费[2]。甘薯渣是膳食纤维的丰富来源，含量超过50%，表明甘薯渣在各种应用中具有潜在价值。
膳食纤维（dietary fiber，DF）是一种碳水化合物，不易被小肠消化或吸收，直接进入结肠进行发酵。膳食纤维作为一种生物活性物质，可以起到调节肠道健康、降血糖、清除自由基等作用[3]。根据其溶解度可分为可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）和不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）。SDF的占比是评价DF优劣的指标之一，但是在很多天然的膳食纤维原料中，SDF含量一般较低，所以需要对其进行改性处理，以提高SDF的得率，用于食品的开发。吴卫成等[4]采用亚临界水改性制备甘薯皮膳食纤维，较未改性SDF的得率显著上升，同时发现亚临界改性可以将IDF转变为SDF；刘映萍等[5]采用复合酶改性制备甘薯SDF并优化了提取工艺，证实对甘薯DF进行改性可以提高SDF的得率。
酶法改性是一种通过添加适量酶制剂，使不溶性膳食纤维中的大分子糖苷键发生断裂，从而提升可溶性膳食纤维含量的技术手段。该方法不仅能够显著改善膳食纤维的理化性质和功能特性，还具有反应条件温和、效率高等优势[6]。此外，酶的高度专一性确保了改性后膳食纤维的纯度。在酶法改性过程中，常用的酶制剂主要包括纤维素酶和木聚糖酶。其中，纤维素酶能够将不溶性膳食纤维中的纤维素分解为可溶性小分子或寡糖等活性物质；而木聚糖酶则主要作用于半纤维素的主要成分木聚糖，通过水解作用显著提高膳食纤维的溶解性。Ma等[7]采用纤维素酶和木聚糖酶对马铃薯渣膳食纤维进行改性，结果表明，酶法改性将可溶性膳食纤维含量从17.45% 增加到26.82%，并增强其葡萄糖和胆固醇吸收能力以及阳离子交换能力等功能特性。Zhu等[8]研究木聚糖酶对谷糠膳食纤维的改性效果，发现改性后的谷糠膳食纤维胆固醇吸附能力提高了2.23倍，表明酶法改性能够显著提升其功能特性。这些研究表明，酶法改性能够有效改善膳食纤维的理化性质和功能特性，为膳食纤维的高效利用提供了新的思路。
研究表明，在超声波辅助酶条件下SDF的得率高于单一酶法提取[9]，并可以促进膳食纤维在溶剂中均匀分散，还能将部分不溶性膳食纤维转化为可溶性，从而使致密的纤维结构变得疏松。同时，超声波的空化效应和机械作用也可以实现对膳食纤维的有效提取和改性[7]，这不仅缩短了提取时间、提高提取效率，还显著降低了能源消耗。Dalagnol等[10]通过研究超声对果胶酶、纤维素酶和木聚糖酶活性的影响，发现超声增强了酶活性，从而使水解更快、更有效。张智等[11]通过超声辅助纤维素酶法提取油茶粕膳食纤维，发现超声辅助提取提高了SDF的得率和理化性质；Lin等[12]发现连续超声-木聚糖酶处理不仅将米糠 SDF产量从1.03% 显著提高到18.4%，还增强了米糠SDF的功能特性。
本试验以甘薯（烟薯25号）为原料制作饮料，收集饮料制作过程中产生的甘薯渣，采用Box-Behnken法优化甘薯渣中SDF提取工艺，并将其添加到甘薯饮料中，研究其对饮料品质的影响，旨在提高废弃的甘薯渣的利用率，同时为甘薯资源精深加工和综合利用提供新思路。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
甘薯（烟薯25号）：市售；淀粉酶（1 000 U/mL）、糖化酶（2 000 U/mL）、木瓜蛋白酶（1 000 U/mL）、纤维素酶（2 000 U/mL）、木聚糖酶（10 000 U/mL）、柠檬酸、甜菊糖苷（均为食品级）：河南万邦化工科技有限公司；二水磷酸二氢钠、十二水磷酸氢二钠、亚硝酸钠、葡萄糖、蒽酮（均为分析纯）：沈阳鼎国生物技术有限公司；无水乙醇（分析纯）：沈阳化学试剂厂；对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）（均为分析纯）：北京索莱宝科技有限公司。
电子天平（YP5102）、数显恒温水浴锅（HH-8）：上海跃进医疗器械有限公司；紫外可见分光光度计（UV1000）：上海天美科学仪器有限公司；分析天平（SQP）：北京普析通用仪器有限责任公司；pH计（PB-10）：上海器宏科学仪器设备有限公司；电热鼓风干燥箱（DHG-9104S）：上海精宏实验设备有限公司；电磁炉（MH 2202）：美的集团股份有限公司；超声波清洗仪（KQ-100DE）：昆山市超声仪器有限公司；榨汁机（SP968）：苏泊尔电器有限公司；粉碎机（MX-600）：浙江省永康市金穗机械制造厂；循环水式多用真空泵（SHZ-D（III））：郑州长城科工贸有限公司；恒温磁力搅拌器（85-2）：常州国华电器有限公司；真空冷冻干燥机（LG0.2）：沈阳航天新阳速冻设备制造有限公司；离心机（L530）：湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；色差仪（NH310）：深圳市三恩时科技有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 甘薯饮料及甘薯SDF的制备
1.2.1.1 甘薯饮料的制备
1.2.1.2 甘薯渣可溶性膳食纤维的制备
1.2.2 超声辅助酶改性制备可溶性膳食纤维单因素试验
将pH6磷酸缓冲液与甘薯粉以液料比13∶1（mL/g）混合，加入0.3%淀粉酶、0.1%糖化酶、0.3%木瓜蛋白酶，混匀，经60 ℃、2 h水浴处理后进行超声辅助酶改性制备甘薯渣SDF，随后通过离心（4 500 r/min、15 min）、醇沉、抽滤收集沉淀，经冷冻干燥称质量计算得率。
考察纤维素酶添加量（0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%）、木聚糖酶添加量（0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%）、超声温度（30、40、50、60、70 ℃）、超声功率（96、192、288、384、480 W）、超声时间（10、20、30、40、50 min）对甘薯渣SDF得率的影响。单因素试验固定条件为纤维素酶添加量0.9%、木聚糖酶添加量0.9%、超声温度50 ℃、超声功率288 W、超声时间30 min。SDF得率（X，%）计算公式如下。
式中：m为SDF质量，g；M为甘薯粉质量，g。
1.2.3 超声辅助酶改性制备可溶性膳食纤维响应面优化试验
在单因素的基础上，以SDF得率为响应值进行响应面优化试验，试验因素与水平见表1。
表1 响应面试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of response surface methodology
水平-1 0 1 A 超声时间/min 20 30 40 B 纤维素酶添加量/%0.9 1.2 1.5 C 木聚糖酶添加量/%0.9 1.2 1.5
1.2.4 SDF对甘薯饮料感官品质的影响
1.2.4.1 SDF对甘薯饮料感官评分的影响
取20 g甘薯汁，SDF的添加量分别为0%、1%、3%、5%、7%、9%，充分搅拌均匀，杀菌罐装后进行感官评价。根据文献[13]方法对甘薯饮料进行感官评价，并稍作修改。感官评分标准见表2。
表2 感官评分标准
Table 2 Sensory scoring criteria
项目色泽香味滋味组织状态总体可接受度标准色泽鲜明、光泽度好颜色较浅或较深、光泽度较好颜色深或无色、无光泽浓郁的甘薯味甘薯味较淡无甘薯味酸甜适口，口感协调酸甜较为适口，口感较协调过酸或过甜，口感不协调体系均一，无沉淀微浑浊，略有沉淀浑浊，沉淀明显非常能接受一般可接受不能接受分值7～10 3～＜7 0～＜3 7～10 3～＜7 0～＜3 7～10 3～＜7 0～＜3 7～10 3～＜7 0～＜3 7～10 3～＜7 0～＜3
1.2.4.2 SDF对甘薯饮料色泽的影响
采用色差仪对饮料的L*值、a*值、b*值进行测定。
1.2.5 SDF对甘薯饮料静态流变学特性和稳定性的影响
1.2.5.1 静态流变学特性
参照李梦钰等[14]的方法并略作修改，采用50 mm不锈钢平行板，板间距1 mm，测定甘薯饮料从剪切速率0～200 s-1的黏度变化。
1.2.5.2 上清率
在15 mL离心管中加10 mL饮料，读取高度，4 ℃冰箱冷藏放置48 h，读取上清液高度。上清率计算公式如下（S，%）。
式中：h1为上清液高度，cm；h为初始高度，cm。
1.2.6 SDF对甘薯饮料生物活性的影响
1.2.6.1 添加SDF对甘薯饮料DPPH自由基清除率的影响
参 照Fu等[15]的 方 法，取50 μL甘 薯 饮 料 与950 μL 0.1 mmol/L DPPH溶液（95% 乙醇配制）混合，室温黑暗中放置30 min，测定517 nm处吸光度。DPPH自由基清除率（Z，%）计算公式如下。
式中：A1为样品+DPPH溶液吸光度；A2为乙醇+样品吸光度；A0为乙醇+DPPH溶液吸光度。
1.2.6.2 添加SDF对甘薯饮料亚硝酸盐吸附量的影响
参照Li等[16]的方法，取20 mg甘薯饮料与100 μg/mL亚硝酸钠溶液2 mL，pH2或7条件下混合，模拟胃或小肠环境，将混合物置于37 ℃水浴中振荡2 h，4 500 r/min离心15 min后，在100 μL上清液中加入500 μL对氨基苯磺酸（4 g/L）和250 μL盐酸萘乙二胺（ 2 g/L），加入6 mL蒸馏水，于550 nm测定吸光度。
1.2.6.3 添加SDF对甘薯饮料葡萄糖扩散效应的影响参照Liu等[17]的方法，将0.5 g甘薯饮料与15 mL葡萄糖溶液（2 mg/mL）充分混合，然后将混合物在200 mL蒸馏水中透析，并使用分子量为14 000 Da的透析膜置于37 ℃恒温水浴。透析30、60、90、120、150 min后收集透析液，用蒽酮比色法测定葡萄糖含量，以不添加SDF作为对照。
1.3 数据处理
结果以平均值±标准差表示，SPSS进行数据分析，Origin 2019作图，响应面优化用Design-Expert 8.0处理。
2 结果与分析
2.1 超声辅助酶改性制备SDF 单因素试验
2.1.1 纤维素酶添加量对甘薯SDF得率的影响
纤维素酶添加量对SDF得率的影响见图1。
图1 纤维素酶添加量对SDF得率的影响
Fig.1 Effect of cellulase addition amount on yield of SDF
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
由图1可知，随着纤维素酶添加量的增加，SDF得率逐渐增加，当添加量达到1.2% 时，SDF得率达到最大，随后开始下降。当纤维素酶添加量较低时，纤维素酶分解不溶性膳食纤维变成可溶性半纤维素或葡聚糖[7]，大分子物质被分解，溶解度提高，SDF得率上升[18]；当纤维素酶添加量较高时，酶解过度，生成分子质量更小且不能被乙醇沉淀的糖类物质，导致醇沉不完全，SDF得率下降。因此，选择纤维素酶添加量为0.9%、1.2%、1.5%进行后续试验。
2.1.2 木聚糖酶添加量对甘薯SDF得率的影响
木聚糖酶添加量对SDF得率的影响见图2。
图2 木聚糖酶添加量对SDF得率的影响
Fig.2 Effect of xylanase addition amount on yield of SDF
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
木聚糖酶能够水解植物细胞壁中的木聚糖，从而释放出更多的SDF，从而提高SDF的得率。由图2可知，SDF得率随木聚糖酶添加量的增加呈现先升高后降低的趋势，在酶添加量为1.2% 时，SDF的得率达到最大。可能是因为木聚糖酶与甘薯渣膳食纤维之间的进一步有效反应，促进了SDF含量的增加[8]；但酶添加量过大，一部分SDF被降解成不能醇沉的小分子物质，使得率下降[19]。因此，选择木聚糖酶添加量为0.9%、1.2%、1.5%进行后续试验。
2.1.3 超声时间对甘薯SDF得率的影响
超声时间对SDF得率的影响见图3。
图3 超声时间对SDF得率的影响
Fig.3 Effect of ultrasonic time on yield of SDF
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
由图3可知，SDF得率随着超声时间的延长呈现出先上升后下降的趋势。当超声时间为30 min时，甘薯SDF得率最高，这是因为在超声波的热效应以及空化作用下，膳食纤维的结构发生变化，改善溶剂对内部结构的可及性[20]，给予酶最大的空间发挥作用，从而提高SDF的得率。此外，适当延长超声时间可以诱导纤维素氢键断裂，提高反应速率[21]。超声时间过长，SDF得率反而降低，这是因为SDF内部结构被消解，寡糖等单糖物质溶出，得率由此降低[22]。因此，选择超声时间为20、30、40 min进行后续试验。
2.1.4 超声温度对甘薯SDF得率的影响
超声温度对SDF得率的影响见图4。
图4 超声温度对SDF得率的影响
Fig.4 Effect of ultrasonic temperature on yield of SDF
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
由图4可知，在超声温度30～50 ℃时，水溶性膳食纤维的得率快速上升，到50 ℃时达到最大；超声温度超过50 ℃后，水溶性膳食纤维得率开始缓慢下降。超声温度升高会增强传质现象，从而更有效地促进可溶性纤维的扩散。此外，温度还会对超声的空化核的形成产生影响，空化核可以破坏酶结构，释放内部成分，这可能是SDF得率上升的原因[12，22]；超声温度过高使SDF部分降解[23]。因此，选择最佳超声温度为50 ℃。
2.1.5 超声功率对甘薯SDF得率的影响
超声功率对SDF得率的影响见图5。
图5 超声功率对SDF得率的影响
Fig.5 Effect of ultrasonic power on yield of SDF
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
由图5可知，随着超声功率的增加，SDF得率呈逐渐上升趋势。这可能是由于在一定超声功率范围内，超声的机械和空化效应可以破坏纤维素组织，提高细胞内的传质效率，从而促进SDF成分的释放和提取[7]；当超声功率持续增加，得率变化不明显，可能是超声功率过大，钝化酶活力造成的[14]。因此，选择最佳超声功率为384 W。
2.2 超声辅助酶改性制备可溶性膳食纤维响应面试验设计结果
2.2.1 响应面试验结果分析
响应面试验优化结果见表3。方差分析见表4。
表3 超声辅助酶改性制备甘薯膳食纤维Box-Behnken 试验设计方案及结果
Table 3 Design and results of Box-Behnken experiment for preparing SDF from sweet potato residues treated with ultrasoundassisted enzymatic modification
试验号C 木聚糖酶添加量1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 A 超声时间-1 1-1 1-1 1-1 B 纤维素酶添加量-1-1 0 0 0 0-1-1 1 1 0 0 0 0-1 1-1-1 11 12 13 14 15 16 17 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1-1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 SDF 得率/%7.67 9.13 8.60 9.20 8.47 11.67 9.27 10.27 9.93 10.53 10.87 10.40 11.93 11.60 12.27 12.13 12.40
表4 方差分析
Table 4 Analysis of variance
注：*表示影响显著（p＜0.05）；**表示影响极显著（p＜0.01）。
方差来源模型自由度A B C A B显著性****AC BC A2 B2 C2残差失拟项纯误差总和平方和33.82 4.91 0.160 6 0.005 0 0.187 8 1.21 0.284 4 16.29 8.85 0.141 5 1.30 0.907 8 0.391 1 35.12 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 3 4 1 6均方3.76 4.91 0.160 6 0.005 0 0.187 8 1.21 0.284 4 16.29 8.85 0.141 5 0.185 6 0.302 6 0.097 8 F 值20.25 26.46 0.865 3 0.026 9 1.01 6.52 1.53 87.77 47.71 0.762 7 p 值0.000 3 0.001 3 0.383 2 0.874 3 0.347 9 0.037 9 0.255 6＜0.000 1 0.000 2 0.411 4*****3.09 0.151 8
根据表3进行二次模型方程拟合，得到甘薯SDF得率（Y）的多元二次回归方程为Y=12.07+0.783 3A+0.141 7B+0.025 0C-0.216 7AB-0.55AC-0.266 7BC-1.97A2-1.45B2-0.183 3C2。
由表4可知，该模型极显著（p＜0.01），失拟项不显著（p＞0.05），说明该结果可靠。在该模型试验中，超声时间对SDF得率具有极显著影响（p＜0.01），AC交互作用影响显著（p＜0.05），A和B的二次项影响均极显著（p＜0.01），该模型的R2=0.963 0，R2Adj=0.915 5，说明该模型可靠。
2.2.2 交互效应分析
各因素交互作用对甘薯SDF得率影响的响应面图见图6。
图6 各因素交互作用对甘薯SDF得率影响的响应面图
Fig.6 Response surface plot of effect of interaction among various factors on SDF yield of sweet potato residues
响应面坡度越陡，说明因素对响应值影响越显著，等高线越偏离圆形，代表两两因素交互作用对响应值的影响越显著[24]。由图6可知，因素A（超声时间）对应的曲线坡度陡峭，说明其对SDF得率影响显著；因素A（超声时间）与因素C（木聚糖酶添加量）交互作用的曲面坡度陡峭且等高线偏离圆形较大，说明二者交互作用对SDF得率影响显著。这与方差分析结果一致。
通过 Design-Expert 8.0软件分析模型确定超声辅助酶改性制备甘薯SDF的最优工艺为超声时间32.49 min、纤维素酶添加量1.21%、木聚糖酶添加量1.17%，SDF得率预测值为12.15%，为方便实际生产，各因素条件调整为超声时间32 min、纤维素酶添加量1.21%、木聚糖酶添加量1.17%，以此条件进行验证试验得到的SDF得率为12.04%，达到预期值的99.09%，说明此模型较为可靠。
2.3 SDF 添加量对甘薯饮料感官品质的影响结果
2.3.1 SDF添加量对甘薯饮料感官的影响
不同膳食纤维添加量对甘薯饮料感官评定结果如表5所示。
表5 SDF 添加量对甘薯饮料感官品质的影响
Table 5 Effect of SDF addition amount on sensory quality of sweet potato beverage
注：同列不同字母表示差异显著（p＜0.05）。
SDF 添加量/%0 1 3 5 7 9色泽8.17±0.49a 8.26±0.78a 8.33±0.88a 7.79±0.76ab 6.74±0.42b 6.47±0.62b香味7.03±0.62a 6.74±0.76ab 6.67±0.84ab 6.30±0.41abc 5.87±0.85bc 5.39±0.82c组织状态7.53±1.11a 7.60±0.46a 7.79±0.52a 7.24±0.92a 7.34±0.65a 7.21±0.57a滋味6.90±0.97ab 7.01±0.86ab 7.26±0.71a 6.81±1.13ab 5.99±0.77bc 5.46±0.57c总体可接受度7.46±0.52b 8.01±0.90b 9.11±0.68a 7.07±0.84b 5.87±0.69c 5.56±0.97c
由表5可知，随着SDF添加量的增加，甘薯饮料的组织状态评分间无显著性差异，说明甘薯SDF的水溶性较好，组织较为均一。与未添加SDF的甘薯饮料相比，SDF添加量超过5%后，甘薯饮料的色泽、香味、滋味评分呈现明显下降的趋势，这可能是因为SDF添加量的增加逐步掩盖了原有的甘薯色泽和滋气味。当添加量为3%时，总体可接受度最高，此时的饮料色泽鲜明，口感协调，具有较为浓郁的甘薯香气。
2.3.2 SDF添加量对甘薯饮料色泽的影响
不同膳食纤维添加量对甘薯饮料色泽的影响结果如表6所示。
表6 SDF 添加量对甘薯饮料色泽的影响
Table 6 Effect of SDF addition amount on color of sweet potato beverage
注：同列不同字母表示差异显著（p＜0.05）。
SDF 添加量/%0 1 3 5 7 9 L*值28.22±0.47a 27.84±0.05a 27.24±0.05b 26.65±0.10c 26.18±0.08d 25.79±0.17d a*值0.49±0.02a 0.41±0.04ab 0.38±0.06bc 0.31±0.05cd 0.28±0.03d 0.23±0.01d b*值7.30±0.12e 7.57±0.04d 7.88±0.03c 8.29±0.05b 8.41±0.06b 8.61±0.05a
由表6可知，随着SDF添加量的增加，甘薯饮料的L*值、a*值逐渐减小，b*值逐渐增加，说明随着甘薯SDF添加量的增加，甘薯饮料颜色逐渐偏离甘薯汁本身的颜色，与吴鸿亿[25]研究结果一致。这可能是由于甘薯渣SDF本身为浅黄色，导致其水溶液的颜色随着浓度的增加而变黄、变深。因此，改性膳食纤维的添加对甘薯饮料的颜色有一定的影响。
2.4 SDF 的添加量对甘薯饮料流变学特性和稳定性的影响
2.4.1 SDF添加量对甘薯饮料静态流变学特性的影响
SDF添加量对饮料黏度的影响见图7。
图7 SDF添加量对饮料黏度的影响
Fig.7 Effect of SDF addition amount on beverage's viscosity
由图7可知，随着剪切速率增加，甘薯饮料的黏度逐渐降低，这可能是因为流速增大，散乱的分子主链随即定向排列，相互作用减小，导致黏度下降，表明甘薯饮料是具有剪切稀化的非牛顿流体[14]。随着甘薯SDF添加量的增加，饮料的表观黏度也逐步增加，这可能是因为随着SDF添加量的增加，分子之间相互作用变强，链状大分子在静止或低速状态时互相缠绕，导致甘薯饮料的黏度增大[26]。因此，SDF具有稳定饮料的特性。
2.4.2 SDF添加量对甘薯饮料上清率的影响
SDF添加量对甘薯饮料上清率的影响见图8。
图8 膳食纤维的添加量对甘薯饮料上清率的影响
Fig.8 Effect of SDF addition amount on supernatant rate of sweet potato beverage
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
由图8可知，随着SDF添加量的增加，甘薯饮料上清率逐渐减小，说明添加SDF可以增加甘薯饮料的稳定性。当SDF添加量增加到7% 时，甘薯饮料上清率降至23.62%，这是因为SDF具有一定的吸水性和黏稠度，有利于甘薯饮料中微粒均匀分散，从而能在一定程度上改善甘薯饮料的稳定性[27]。
2.5 SDF 添加量对甘薯饮料生物活性的影响结果
2.5.1 SDF添加量对甘薯饮料DPPH自由基清除能力的影响
SDF添加量对甘薯饮料DPPH自由基清除率的影响见图9。
图9 SDF添加量对甘薯饮料DPPH自由基清除率的影响
Fig.9 Effect of SDF addition amount on DPPH free radical scavenging rate in sweet potato beverage
不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
DPPH主要用于测定SDF作为氢供体的供氢能力，在517 nm处具有最大吸收[28]。由图9可知，随着SDF添加量增加，DPPH自由基清除率增强，当添加量为7%时，甘薯饮料DPPH自由基清除率增加减缓，这可能是SDF添加过多，导致样品溶液黏度大，活性成分溶出受阻[15]。
2.5.2 SDF添加量对甘薯饮料亚硝酸盐吸附能力的影响
研究表明膳食纤维通过其高持水性、吸附作用以及改善肠道环境等特性，有效吸附和减少亚硝酸盐，从而维护对人体健康[29]。甘薯饮料中SDF添加量对亚硝酸盐吸附能力影响结果如图10所示。
图10 甘薯饮料中SDF添加量对亚硝酸盐离子吸附能力的影响
Fig.10 Effect of SDF addition amount on nitrite ion adsorption capacity in sweet potato beverage
（a）pH2；（b）pH7。不同小写字母表示差异显著，p＜0.05。
由图10可知，随着SDF添加量的增加，亚硝酸盐的吸附效果逐渐增强，当SDF添加量为5%时，甘薯饮料中亚硝酸盐吸附能力趋于平缓。此外，可以明显地发现在酸性条件下，SDF对亚硝酸盐的吸附能力强于中性环境，这是由于pH值升高导致膳食纤维表面负电荷密度增加，其对亚硝酸盐离子的排斥增加，从而降低膳食纤维对亚硝酸盐离子的吸附能力[8]。
2.5.3 SDF添加量对甘薯饮料葡萄糖扩散效应的影响
甘薯饮料中SDF添加量对葡萄糖扩散影响结果如图11所示。
图11 甘薯饮料中SDF添加量对葡萄糖扩散效应的影响
Fig.11 Effect of SDF addition amount on glucose diffusion effect in sweet potato beverage
不同小写字母表示组内差异显著，p＜0.05。
由图11可知，所有样品释放的葡萄糖含量均随时间的延长逐渐增加，这与已有关于甘薯SDF对葡萄糖抑制的作用结果一致[17]。可以明显地发现，当SDF添加量逐渐增加时，对葡萄糖释放的抑制效果变得越明显，可能是越来越多的SDF增加样品的黏稠性，因此阻碍了葡萄糖释放[30]。
3 结论
超声辅助酶改性法制备甘薯SDF的最优工艺参数为纤维素酶添加量1.21%、木聚糖酶添加量1.17%、超声时间32 min、超声温度50 ℃、超声功率288 W，此条件下SDF得率为12.04%。超声时间极显著影响SDF得率，超声时间与木聚糖酶添加量之间的交互作用显著影响SDF的得率。将改性的甘薯渣SDF添加到甘薯饮料中，添加3%SDF的甘薯饮料的总体可接受度最高；与未添加甘薯渣SDF的甘薯饮料相比，当甘薯渣SDF添加量超过5% 时，甘薯饮料的感官评分显著下降。在甘薯渣添加量为0%～9% 时，SDF添加量越多，甘薯饮料稳定性越高，DPPH自由基清除能力越强，对透析液中葡萄糖的释放抑制越明显，对亚硝酸盐吸附作用越强，说明超声辅助酶改性SDF可以作为功能性物质投入到食品生产中，但添加量为9% 时感官评分较低，可考虑添加适量风味改良剂。本文研究结果可为甘薯渣资源高值化利用和深入研究甘薯渣SDF产品开发利用提供新的思路。
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