膳食纤维的改性及应用Word文件下载.docx

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尽管SDF具备多种对人体有益的功效，但大多数天然原料中SDF含量仅为3%～4%，无法达到人们追求SDF含量10%以上的要求。

因此，人们使用多种方法对天然DF进行改性，提高其SDF的含量，改善其应用特性，提高其生理功效。

1膳食纤维的改性方法膳食纤维改性是利用不同的技术对DF进行处理，使IDF内部的糖苷键发生断裂，将IDF的全部或部分转化为SDF，提高SDF含量，同时致密的网状结构变得疏松，具备更高的生理效能。

国内外已报道的DF改性方法有化学方法（以酸法、碱法为主）、生物技术方法（以酶法、发酵法为主）、物理方法（以超微粉碎技术、挤压技术、超高压技术和冷冻技术等为主）[7-10]。

1.1化学改性方法在特定的条件下，对膳食纤维进行酸或碱处理，提高SDF含量，进而改善其理化特性。

Qi等利用硫酸和强氧化钠对米糠IDF进行改性处理，改性后其吸附葡萄糖和抑制a-淀粉酶活性明显改善，从而能有效降低血糖含量。

Na等”采用碱性过氧化氢对番茄皮进行优化改性，SDF的提取率从7.9%大幅提高到27.5%，与原有SDF相比，改性SDF具有更强的多孔结构及吸附葡萄糖和胆汁酸的能力，促使螯合二价离子形成更强的凝胶，保护食品加工和贮存过程中不稳定的功能成分不被破坏。

吴丽萍等使用醚化方法对花生壳膳食纤维进行处理，在最佳优化条件下得到的羧甲基花生壳DF含量为16.8%，改性后样品DF结构疏松，松散性良好，物化特性有所改善。

化学改性的优势在于试剂成本低廉，方法简便易于实现，但劣势在于IDF向SDF的转化因为条件的限制而出现转化率低，要选用耐腐性強的反应设备，引入的离子基团如何取舍等诸多难题”。

1.12生物改性方法生物改性方法包含酶法和发酵法。

酶法一般是使用木聚糖酶、半纤维素酶、纤维素酶和木质素酶将DF大分子通过酶的作用分解成可溶性小分子化合物。

Napolitano等通过酶法改性小麦DF，改性前其SDF含量为3.1%，改性后提高到了8.8%。

Guoyong等采用复酶法对胡萝卜渣中IDF进行了改性，使其表面结构更为松散，SDF含量达到15.07%，胆固醇吸附能力相应明显提高。

酶法优点诸多，比如反应条件温和、副产物较少、产品纯度高等。

酶法改性的决定因素是酶制剂的选择和用量，应事先考虑原料的成分差异和产品的质量要求，选择相匹配的酶制剂，为提高产品的得率和纯度，可采用一种或多种酶制剂相结合的方法。

发酵法是利用微生物新陈代谢将DF进行分解，增加SDF的含量，原理与酶法类似。

李静使用黑曲霉发酵提取香蕉皮SDF，得到的香蕉皮发酵液中SDF提取率达到了12.83%，李状等发现根霉菌可利用糖类和蛋白质进行发酵代谢，将竹笋下脚料为根霉菌培养基制备DF，得到保持了竹笋本身特有风味的功能活性较高的DF。

令博等以酿酒葡萄皮渣为培养基，添加保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌进行发酵改性，总DF含量发酵后为84.4%，较发酵前提高了14.79%，SDF含量发酵后为17.25%，较发酵前提高了8.88%，物理特性如膨胀力、保水力和持油力均得到有效提高。

发酵法的缺点是必须选择适合的菌种，发酵时间也相对漫长;

优点是生产工艺简便、成本低、易于大量生产。

1.3物理改性方法物理改性通常是运用超微粉碎、冷冻粉碎、高静水压、挤压膨化、超声和微波振动等机械降解方法，使大分子纤维成分发生膨化、粉碎、破裂，使部分IDF转化为SDF。

物理改性方法容易实现工业规模化，避免了化学改性方法中引起的环境污染。

挤压技术是指DF在高温高压条件下，物料内部受剪切力作用，所含水分快速汽化，纤维分子间和分子内空间结构产生改变。

Huanhuan等研究了挤压对莲藕节粉末中SDF分子结构和理化性质的影响，结果表明，挤压影响了莲藕节粉末SDF的微观结构和分子大小，导致DF中纤维素和半纤维素发生降解，改善了SDF的水化性能，包括膨胀能力、保水性和乳化性等物理特性。

高静水压技术是指将物料置于液体介质中，施加100～1000MPa压力，物料体积在液体介质中被压缩。

高压产生的极高静压能改变生物高分子立体结构中的氢键、离子键和疏水键等非共价键，使蛋F1凝结、淀粉变性。

Guoyong等采用较高的静水压力对胡萝卜渣DF改性，其持水力、膨胀力、油脂吸附力和阳离子交换等物理性能得到显著提高。

超微粉碎是运用流体动力或机械力学技术，克服物料内部凝聚力，将3mm以上的物料颗粒粉碎至粒径在100μm以下的一种方法。

粉碎后的物料颗粒由于体积变小，表面积、孔隙度和亲水基团增加，使得溶解性提高。

王安建等利用超微粉碎技术对玉米皮DF进行改性，设定粉碎细度区间为160～200目，IDF含量无变化，但其物理特性均有所提升，提升比例为持水力2.04%、膨胀力14.12%、阳离子交换能力17.85%、不饱和脂肪持油力15.24%、饱和脂肪持油力25.41%。

蒸汽爆破法（气爆）通常作为一种预处理方法，其机理为物料从高温高压状态下突然下降到常温常压，物料内部的水分，迅速汽化膨胀爆破，从而使物料体积变大形成海绵状，纤维组织等结构遭到破坏，内含物暴露促进目标物的溶出[22—23]。

王安建等利用蒸汽爆破法改性玉米皮SDF，改性后玉米皮SDF提取率达到了9.76%，其最佳优化工艺参数为作用时间80s、压力I.OMPa、水分含量100%。

超声一微波协同萃取法是通过物料吸入微波能、结合超声波空化效应和超声相械作用，促进物料中SDF溶出。

Lou等以牛蒡为原料，利用微波超声波协同法制备DF，在超声波功率50W、微波功率40W、反应时间60s、料液比1：

15（g/mL）的条件下，改性后DF的保水力、膨胀力、吸附力均有不同程度的提高。

1.4协同改性方法综合运用化学、生物和物理多种手段进行协同处理，可有效提高DF中SDF所占比例，并对SDF的生理活性产生一定的影响。

Ya等分别对酶法及微粉化辅助酶法对米糠DF结构和功能性能的影响进行了研究，发现纤维素酶、木聚糖酶、微粉化、联合酶和酶协同微粉化处理使其SDF含量分别增加了3.8倍、4.7倍、3.5倍、10.0倍、11.4倍，同时其膨胀能力、胆固醇和牛磺胆酸钠的吸收能力也有明显提高。

试验表明纤维素酶和木聚糖酶可以改变米糠DF的结构和功能特性，而运用微粉化辅助酶法处理米糠DF能更为有效地改变其性能。

Lai等借助超声波辅助酶法从甘薯渣中制备DF，DF得率可高达37.19%，对应工艺条件为超声时间11.55min、d一淀粉酶剂量1.47mL、蛋门酶0.43mL、葡萄糖淀粉5.52mL。

邵卓以超高压协同纤维素酶法改性豆渣DF，在pH值为5、温度为60。

C、料液比为1：

26、酶解时间为1.5h、加酶量为1：

200的条件下，豆渣SDF从11.13%提高到25.4%。

康丽君对气爆预处理后的小米糠膳食纤维采用超声一微波协同酶法改性，在酶添加量为5.85%、温度为56℃、pH值为4.64、微波功率为45IW的条件下，其SDF含量从2.16%提高到了13.12%。

吴俊男采用微波协同酶法对小麦麸皮DF进行改性，研究微波功率、微波加热时间、酶添加量、酶处理时间对小麦麸皮DF化学特性和生物活性的影响，结果显示改性后的小麦麸皮DF具有较强的抗氧化特性和较好的热稳定性。

2膳食纤维的应用2.1提升烘焙食品品质膳食纤维能有效改善面包、蛋糕、饼于等烘焙食品质构，根据不同的产品需求来提高持水力、柔软性和疏松性，在储存期内保持外观和口感。

Anwarul等研究发现，添加60%麸皮DF的饼干在颜色、质地、风味和接受程度方面，都与未添加麸皮DF的饼干相当。

吴卫国等1321研究发现，添加6%麦麩DF的蛋糕，感观指标有所改善，蛋糕比容有所增大。

2.2提高饮料纤维含量膳食纤维饮料从20世纪80年代起，就已开始在欧美日等发达国家风靡，取得了飞速的发展。

我国膳食纤维饮料种类繁多，主要有液体、固体和碳酸饮料，另外也有将膳食纤维用乳酸杆菌发酵而生产的乳清型饮料。

郭健等将乳酸菌引入到麦麸DF中进行发酵，经调配均质成功研制出了一种具有功能性的麦麸DF乳酸活菌饮料。

余毅等在麦麸膳食纤维中添加悬浮剂和风味剂，经搅拌、混合制成了麦麸膳食纤维含量高达64%的低热量低脂肪的新型固体饮料。

2.3改善肉制品的口感膳食纤维的高持水力、阳离子结合交换力和填充力，对改良肉制品的组成成分、质构、货架期有良好的效果，可达到强化营养和保健的目的。

Isabel等1351利用小麦膳食纤维使鱿鱼制品保持了更高的水分，改善了肉品质构特性的同时做到了不影响产品外观。

刘伟兰1361将麦麸粉和麦麸膳食纤维粉分别添加到以猪肉、鸡肉和鱼肉为原料的肉丸中，改善了肉丸的质构，增加了肉丸的营养和保健功能。

2.4优化面食结构特性膳食纤维可添加于面条、馒头等面食。

面条加入膳食纤维后，生面条拉伸度降低，但熟面条口感反而更劲道。

邵佩兰等研究发现，麦麸膳食纤维面条具有更好的烹煮品质。

赵文华等1381将麦麸膳食纤维添加到馒头中，确定麦麸膳食纤维在馒头面团中最适添加量为8%时口感与未添加差别不大。

2.5在其他食品中的应用膳食纤维还被用于糖果、冰激凌等制作，效果良好。

马静等探讨了麦麸膳食纤维软糖的制备工艺，得到的产品香味浓、口感软、耐咀嚼，能促进胃肠蠕动，具有一定的保健功能。

据美国专利发现，将麦麸SDF以5%的比例添加到牛乳中制作冰激凌，制成品组织结构光滑，口感细腻。

3结论由于膳食纤维具有特殊营养和功能，受到消费者越来越多的关注。

我国拥有丰富的农产品加工副产物资源，膳食纤维的来源广泛、量多。

但是，目前大多数膳食纤维食品的开发只是局限于普通膳食食品，这类食品外观一般，口感也略显粗糙索然无味，市场接受认可度较低。

因此，如何开发具有较高活性和优良感官品质的DF配料，是目前所面临的最主要问题。

随着人们对健康生活的更多追求和更高要求，高品质膳食纤维产品仍具有巨大的发展潜力。

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