竹笋膳食纤维的改性研究进展（二） 可明显提高SDF的纤维性研含量

发布时间：2025-05-13 08:05:53 来源：星语云坊 作者：休闲

（1）化学改性

化学改性也称化学修饰。竹笋展竹笋膳食纤维主链和支链结构上存在许多羟基和其他的膳食活泼官能团，可以通过酸碱作用降解纤维的纤维性研高分子化合物，使其化学键断裂、究进聚合度降低，竹笋展与酸碱中的膳食官能团重新结合成一种新的聚合物，可明显提高SDF的纤维性研含量。目前为止一共有5种化学改性方法，究进即羧甲基化、竹笋展乙酞化、膳食甲基化、纤维性研硫酸化以及部分降解，究进化学改性法被广泛运用到纤维、竹笋展多糖、膳食果胶的纤维性研改性中。研究表明，化学改性后的BSDF表面有明显的裂纹及沟壑，结晶度和聚合度下降，从而增强其膨胀力、持水力及结合水力。虽然化学改性法明显提高了竹笋中可溶性膳食纤维的含量，但化学试剂可能会破坏膳食纤维的分子结构，降低转化效率，降低膳食纤维的生理活性。

（2）生物改性

生物改性通常包括酶法改性和发酵改性。酶法改性通常使纤维素酶、木聚糖酶和淀粉酶等，发酵改性使用乳酸菌等。

酶法改性即利用各种酶分解竹笋膳食纤维中的不溶性成分，使其结构变疏松，比表面积增大，并且将部分IDF降解转化为SDF，改善其物理特性，酶法改性后可使DF孔隙、比表面积、游离酚含量增加，提高了抗氧化能力，雷竹笋纤维经体外发酵后均能提高乙酸、丙酸和丁酸的含量，表明了改性后的竹笋膳食纤维对肠道健康有着更加积极的影响。经实验表明复合酶的改性效果优于单一酶，SDF含量显著提高。

发酵改性即利用微生物长时间发酵产生的有机酸类代谢产物营造酸性环境，酸性条件下提供的质子使竹笋纤维素的糖苷键断裂，BSDF的大分子聚合物分解成小分子化合物，从而增加SDF的含量。通过发酵不仅可以提高竹笋膳食纤维的功能特性，乳酸菌发酵产生的代谢产物将部分残留在其中，使得产品风味口感更加宜人，膳食纤维在肠道中的微生物发酵程度越高，生理活性也越强。

（3）物理机械降解改性

机械降解法即在热力场、机械能场以及高压作用下，通过破坏竹笋膳食纤维束状结构的氢键致使其致密空间网络结构转变为疏松网络空间结构，克服物料内部凝聚力使物料粒径减小，从而提高膳食纤维素的溶解性、持水力和膨胀力。在机械降解的方法中，超细粉碎被认为是最重要的技术，它影响着食品的理化性质。随着食品颗粒尺寸的减小，水化性能增加，进而将纤维成分从不溶性部分重新分配到可溶性部分。如表3所示，在李安平等人的研究中，可通过减小膳食纤维颗粒尺寸，增加可溶性膳食纤维，提高其持水力、持油力和膨胀力。李荷检验了超微粉碎对竹笋膳食纤维理化性能的影响，结果与李安平一致。进行高压均质技术改性时，当压力超过限值，竹笋膳食纤维得率下降，这是由于受到压力差的作用，纳米膳食纤维颗粒离子键遭到严重破坏，发生细化或膨化，SDF含量增加，可能是在高压均质过程中，高压剪切和空隙爆炸的协同效应。

重压研磨和气流粉碎都属于微粉碎改性，李璐等用实验证明了膳食纤维的粒径大小对胆汁酸吸附力有重大影响，经气流粉碎改性后的BSDF对胆汁酸吸附量为普通粉碎的12倍，而且由于BSDF粒径的降低，包裹在BSDF内部的亲水基团暴露，单糖组分相对含量发生改变，热稳定性增强，为今后BSDF的体内研究奠定了基础。

此外，张艳（超声波改性）、任雨离（微波改性）和刘玉凌等（超声波和微波改性）人的实验结果表明，超声波改性法优于微波改性，原因在于DF中的半纤维素和木质素等极性分子吸收超声波后化学键断裂，同时小分子质量的化学物质急剧挥发，产生压力，促使微孔隙形成，导致DF比表面积增大，可溶性成分增加，结合水的能力增强。

挤压蒸煮是机械降解改性的最新技术，温度、压力等因素是影响改性效果的主要因素QingGe研究表明高温可以有效促进纤维的降解，这与亚临界水改性得出的结论-致，当挤出螺杆速度超过22r/min或25r/min时，SDF浓度下降，挤压蒸煮显著提高了竹笋的SDF水平，可能是竹笋在受到挤压过程中，由于热量和水分的作用，使膳食纤维中的果胶物质溶解降解，导致纤维素含量下降，同时在挤压过程中，膳食纤维的糖苷键断裂，导致不溶性纤维的增溶。

（4）联合改性

目前为止，BSDF联合改性有挤压-纤维素酶改性、高温高压-纤维素酶改性、高速剪切一酶改性法，均为物理法和生物法的结合。SongYu等应用挤出-纤维素酶改性处理南竹笋，挤出纤维素酶联合改性后，BSDF中的SDF含量高达22.17%，这可能是由于纤维素酶不溶性纤维素和半纤维素水解为可溶性细胞壁多糖和在挤出过程中的转糖基化所致。高温结合纤维素酶处理后，竹笋膳食纤维颗粒的数量增加，溶于水后颗粒膨润、伸展，产生更大的容积，但高温高压和纤维素酶处理严重破坏了BSDF的结构，BSDF的成分发生了重新分配。高速剪切-木聚糖酶和纤维素酶联合处理后颗粒大小从383.90μm下降到30.65um，处理后的竹笋中暴露的羟基、亚甲基和芳香族化合物较多，且通过扫描电镜观察到了竹笋膳食纤维的蜂窝状结构，显著降低了葡萄糖溶液的扩散速度，导致葡萄糖吸附能力提高。联合处理后，竹笋纤维在肠道pH下对胆固醇有较强的吸收作用，可以防止胆固醇被肠道吸收，但高速分散处理破坏了竹笋基体，导致纤维基体的不连续松散。

三、展望

我国竹笋产量居世界第一，虽然BSDF的应用价值和功能特性已经受到人们的广泛关注，在生物活性和改性方法上也进行了一系列的研究，但是它在食品工业和医用领域的应用价值还没有完全被激发出来，还有待进行深入研究:1、BSDF的组成成分还不明确，除了β-吡喃糖这种多糖成分存在之外不确定是否还存在其他的对人体有益的多糖成分，应进行进一步实验分析，还应按照竹笋种类分类，经不同的提取方法，测定其组成成分后进行系统性的整理分析；2、目前的改性工艺，如化学法、酶提法、发酵法、微波微粉碎改性法等都还存在一定的缺陷，污染环境、成本高、改性条件难以控制等问题亟待解决，最新的联合改性技术可能是更好的选择；3、目前的改性方法太注重于提高SDF的含量，对于提取改性过后对竹笋的处理没有详细的记录，是否会造成大量的资源浪费?是否可以将改性之后的竹笋废弃物重新利用起来?这些问题还有待解决；4、从表2可知，超波和微波法对竹笋膳食纤维的改性效果最差，高温高压-纤维素酶联合改性效果最好，SDF含量高达25.3%，是经化学法提取后SDF的115倍，可想而知改性处理可大幅度提高竹笋膳食纤维中SDF的含量，提高它的功能特性，除了物理法和酶法改性相结合效果较好，是否还有其他联合改性的方法效果更佳，比如说化学法和物理法相结合或者生物法和酶法相结合等，还需进行进一步的实验探究。

声明：本文所用图片、文字来源《食品添加剂》，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系

相关链接：膳食纤维，纤维素，β-吡喃糖，纤维素酶

相关文章