柑橘纖維的理化性質(zhì)及其在食品加工中的應(yīng)用

張冠亞

（上海歡馨食品科技有限公司，上海 201514）

膳食纖維（Dietary Fiber，DF）是一類復(fù)雜的碳水化合物，不能被消化酶代謝，也無法像普通碳水一樣被小腸吸收。部分膳食纖維可以被大腸酵解，釋放小分子糖。顧名思義，膳食纖維是人們?nèi)粘！吧攀场敝斜匦璧臓I養(yǎng)成分，國內(nèi)外已經(jīng)有大量研究表明，膳食纖維可以預(yù)防肥胖、腸道疾病，具有緩解便秘、輔助降血壓、降血糖等多種益處[1]。

柑橘纖維來源天然，主要是從柑橘類皮渣中提取的膳食纖維。全球的柑橘年產(chǎn)量接近1.5 億t，在柑橘加工工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的柑橘皮，充分利用柑橘皮中的副產(chǎn)物，不僅有利于環(huán)保，還能帶來高經(jīng)濟附加值。然而目前關(guān)于柑橘纖維在食品工業(yè)中綜合應(yīng)用的報道還相對較少，因此本文通過介紹柑橘纖維的物理化學(xué)特性以及在不同食品領(lǐng)域中的應(yīng)用概況，為柑橘纖維的開發(fā)利用提供參考。

1 柑橘纖維性質(zhì)

1.1 柑橘纖維的組成

柑橘纖維包含的主要成分有纖維素（葡萄糖以β-1,4 糖苷鍵連接）、果膠（包含D-半乳糖醛酸、鼠李糖等）、半纖維素（主鏈為葡萄糖、甘露糖等，支鏈為半乳糖、葡萄糖醛酸等），同時還含有木質(zhì)素、寡聚體以及植物基質(zhì)等。按是否溶于水可以將其分為可溶和不可溶性膳食纖維，可溶性膳食纖維包含果膠和部分半纖維素，不可溶膳食纖維包括纖維素和木質(zhì)素等[1]。

1.2 柑橘纖維的水合性質(zhì)

相比于大豆纖維和玉米纖維[1]，柑橘纖維的總纖維含量較高，表現(xiàn)出更強的持水能力，可達到自身重量的5～25 倍。除了持水性外，柑橘纖維還具有吸水膨脹能力和持油能力。這種性能并非一成不變的，與柑橘纖維的成分（尤其是果膠、粘物質(zhì)）有關(guān)，也受到纖維的粒徑大小、溶液環(huán)境的影響。

1.3 柑橘纖維陽離子交換能力

由于柑橘纖維的側(cè)鏈具有羥基和羧基的弱酸性結(jié)構(gòu)，能夠與酸奶中的陽離子結(jié)合，如與鈣離子結(jié)合。柑橘纖維還能夠與陽離子進行可逆交換，如柑橘纖維對鈉離子吸附能力比鉀離子更強，可以在消化道中吸附鈉離子與糞便一同排出體外，這是膳食纖維可降低心血管疾病發(fā)生的機理之一[2]。

1.4 柑橘纖維的吸附能力

除了陽離子，柑橘纖維還能對油脂分子進行吸附。例如，針對膽酸和膽固醇類，膳食纖維可利用活性基團將其包裹，減少對油脂的吸收。該能力在酸性條件下更突出，隨著pH 值的增加而吸附能力降低[2]。

1.5 柑橘纖維的生理健康作用

柑橘纖維中的可溶性部分，可在腸道中發(fā)生不同程度的發(fā)酵降解，產(chǎn)生短鏈脂肪酸從而降低大腸中的pH 值，可以促進維生素的吸收，抑制有害細菌，改善腸道健康。而不可溶性部分，由于在消化道中不被消化，可以為人體提供飽腹感，吸附代謝過程中產(chǎn)生的廢物，減少毒素堆積，對身體產(chǎn)生積極的影響。

2 柑橘纖維在食品工業(yè)中的應(yīng)用

柑橘纖維不僅是天然的膳食纖維來源，可以作為功能性食品成分，提供豐富纖維素。同時其具有膠體特性，也能作為食品添加劑的替代物，制作符合“清潔標(biāo)簽”概念的食品。這兩種屬性符合食品工業(yè)的發(fā)展方向，相信柑橘纖維的市場發(fā)展?jié)摿Σ豢上蘖俊?/p>

2.1 柑橘纖維在酸奶中的應(yīng)用

酸奶是近10 年來增長最快速的乳制品品類之一，其中短保酸奶為了健康概念，逐漸以無添加作為概念宣傳，如光明乳業(yè)的“如實”酸奶。而長保酸奶為了保證在貨架期的黏度和穩(wěn)定的狀態(tài)，一定要添加穩(wěn)定劑。柑橘纖維具有膠體的性能，在吸水膨脹后纖維結(jié)構(gòu)可以充分舒展，填充并加固牛奶中的酪蛋白空間空隙，提高體系的黏度和持水力，對酸奶體系起到穩(wěn)定作用。相比于乳基酸奶，植物酸奶體系中對于控制析水的挑戰(zhàn)性更大，SHIN 等[3]研究發(fā)現(xiàn)，在柑橘纖維作用下，物理處理后的植物酸奶在儲存期間沒有發(fā)生析水現(xiàn)象，黏度顯著增加。同時柑橘纖維屬于普通食品原料，無論在短?；蛘唛L保酸奶中，都可以達到“清潔標(biāo)簽”的目的[4]。

2.2 柑橘纖維在含乳飲料中的應(yīng)用

柑橘纖維可用于中性和酸性乳飲料的穩(wěn)定劑，尤其是在酸性乳飲料的體系中，脂肪含量較低，體系的pH 多在3.6 ～4.2，接近蛋白質(zhì)的等電點，使得蛋白質(zhì)非常容易發(fā)生聚集，甚至出現(xiàn)整體下沉分層的不穩(wěn)定現(xiàn)象，影響產(chǎn)品在貨架期的外觀。為了控制這種現(xiàn)象，需要使用親水膠體，植物性膠體通常作為酸乳飲料中的穩(wěn)定劑，如高酯果膠、大豆多糖、羧甲基纖維素鈉等。柑橘纖維可通過其自身的吸水膨脹形成弱凝膠結(jié)構(gòu)，提供體系黏度，來維持體系蛋白的懸浮穩(wěn)定性，控制析水和蛋白聚集、下沉的問題，保證體系形成均一穩(wěn)定的溶液[5]。

2.3 柑橘纖維在肉制品中的應(yīng)用

柑橘纖維的保水、保油特性可以使產(chǎn)品具有潤滑的口感，加之其熱量低，使得柑橘纖維可以成為脂肪的理想替代物。王健等[6]添加不同含量的膳食纖維到香腸中，并測量了成品的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)如硬度、咀嚼型、彈性等，發(fā)現(xiàn)相比于傳統(tǒng)香腸，口感并沒有顯著差別，這為以柑橘纖維為原料開發(fā)低脂高蛋白香腸提供了新思路。POWELL 等[7]研究了用柑橘纖維替代三聚磷酸鈉對博洛尼亞豬肉香腸的感官特性、質(zhì)地和脂質(zhì)氧化的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，博洛尼亞香腸保持了大部分理化性質(zhì)和感官特征，這種替代更符合“清潔標(biāo)簽”的趨勢。柑橘纖維也可以應(yīng)用于植物基產(chǎn)品，如植物肉、素肉等，這些產(chǎn)品普遍脂肪口感較弱，添加柑橘纖維后,植物肉的機械性能明顯提高，口感提升，更加多汁。借助掃描電鏡和激光共聚焦顯微鏡技術(shù)觀察，植物肉的纖維結(jié)構(gòu)與層狀結(jié)構(gòu)隨著柑橘纖維增加受到弱化，其硬度和咀嚼度明顯降低。

2.4 柑橘纖維在冰淇淋中的應(yīng)用

冰淇淋是一種美味而又會造成內(nèi)心負擔(dān)的食品，因為其高糖高脂，平均含有10%的脂肪，如果長期無節(jié)制食用，會引起肥胖、三高等風(fēng)險，因此降低脂肪含量的同時保持良好口感是行業(yè)內(nèi)亟待攻克的難題。柑橘纖維充分吸水后可以提供脂肪的口感，被認為是替代脂肪的一種理想方案。CAMILA 等[8]在巧克力冰淇淋中添加了1.1%的橘皮纖維，并盡可能保持原有產(chǎn)品的顏色、氣味和紋理的屬性，通過消費者調(diào)研，有78%的人群能接受該纖維制備的冰淇淋，并且最終方案總能量值降低了25%以上。且如果能去除纖維中的橙子味，還可以進一步提高消費者接受度。

2.5 柑橘纖維在烘焙產(chǎn)品中的應(yīng)用

烘焙食品在加工、儲存過程中，往往面臨著水分遷移、淀粉老化、感官下降等問題。通過添加親水膠體有助于改善水分的遷移速度，改善烘焙冷凍面團和終產(chǎn)品的品質(zhì)。柑橘纖維的水結(jié)合能力在親水膠體中較為突出，通過添加0.5%的柑橘纖維到土司冷凍面團中，可與淀粉和蛋白質(zhì)競爭性地吸收水分，幫助水分在體系中重新分布。面團在儲存期間，水活度變化不大，說明柑橘纖維能夠控制自由水的生成，控制冰晶大小，改善面團質(zhì)構(gòu)。經(jīng)過加熱處理，土司終產(chǎn)品的挺立度提高，水分遷移速度減緩，產(chǎn)品貨架期延長[9]。

2.6 柑橘纖維在調(diào)味品中的應(yīng)用

醬料調(diào)味品是一種高油、高鹽的體系，需要添加膠體來提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和流動狀態(tài)。因此醬料中理想的膠體除了要能耐受高鹽環(huán)境、保持合適的黏度外，最好還能給體系帶來良好的口感。柑橘纖維擁有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和乳化特性，可提高對麻醬蘸料的穩(wěn)定性，在充分溶解和攪拌后，柑橘纖維的持油性有助于維持體系結(jié)構(gòu)，如果與其他乳化劑如蔗糖酯搭配，可進一步強化乳化劑的乳化性能[10]。

2.7 柑橘纖維在健康食品中的應(yīng)用

膳食纖維可以廣泛用于保健食品，根據(jù)WHO推薦，每日的膳食纖維攝入量為25 ～35 g·d-1，而我國目前人均攝入量不足14 g·d-1，仍有很大的改善空間，而我國近幾年肥胖人數(shù)劇增、腸道疾病普發(fā)，或許也與膳食纖維攝入不足有一定聯(lián)系。近些年來，功能性食品一直強調(diào)功能因子的充分攝入，普通食品行業(yè)也在積極倡導(dǎo)休閑食品健康化[11]。低糖、低脂、高膳食纖維成為很多食品品牌的市場口號，如港榮的高纖維蒸蛋糕，纖維含量達到6.5%，keep 推出的高纖維巧克力，主打體重控制人群。柑橘纖維不僅具有膳食纖維屬性，并且具有質(zhì)構(gòu)改良的性能，可以預(yù)見，在不久的將來，柑橘纖維可適用于更多的食品劑型，如果糕、果凍、能量棒等[12]。

3 結(jié)語

柑橘纖維是一種天然來源的膳食纖維，不僅具有膳食纖維的營養(yǎng)屬性，其良好的加工性能還可改善乳品、烘焙、肉制品等產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)，替代穩(wěn)定劑的使用，開發(fā)“清潔標(biāo)簽”食品，是真正能做到兼顧營養(yǎng)與美味的新型食品原料。同時，作為柑橘水果加工中的副產(chǎn)物，柑橘纖維具有來源廣、成本低的特點。因此，大力開發(fā)柑橘纖維在食品中的應(yīng)用，可促進農(nóng)產(chǎn)品的綜合利用，有助于可持續(xù)發(fā)展。