植物膳食纤维改性技术研究进展

2018-01-17张振国柳洋洋国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心姚雪漫苏州慧谷知识产权服务有限公司

食品安全导刊 2018年33期

□ 张振国柳洋洋国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心姚雪漫苏州慧谷知识产权服务有限公司

膳食纤维可以根据其在水中的溶解性分为水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维。水不溶性膳食纤维主要用于使肠道产生机械蠕动效果，而水溶性膳食纤维则更多地发挥代谢功能如降低血糖及血脂、预防冠心病和糖尿病、影响人体代谢等。日前，将改性后的膳食纤维应用于面食、肉制品等食品领域已多有报道。

全球的植物膳食纤维改性技术相关研究报道呈逐年上升趋势，国外发展较为平稳，而我国在近年来增长势头迅猛。随着人们生活水平的提高，人们更加注重营养与健康的生活方式，而植物膳食纤维改性后所具有的生理功能和保健功效迎合了人们的需求，具有广阔的市场前景。如何通过改性处理促使植物中的水不溶性膳食纤维向水溶性膳食纤维转化已成为相关领域研究者关注的热点问题。下面通过对植物膳食纤维改性技术相关专利申请及学术性文章进行分析，以期为改性技术的发展提供参考。

1 植物膳食纤维改性技术分支分析

植物中膳食纤维改性技术主要有4种，通常将其分为物理方法、化学方法、生物方法和同时运用上述2种或3种方法的联合处理方法。

与国外的早期研究中偏向于物理方法和化学方法不同，由于国内对膳食纤维改性技术的研究起步较晚，分析国外已有的较为成熟的技术能对各种方法的优缺点有一定的了解，因此，研究重点更多地落在简便易操作的物理方法和有效提升产率和品质的联合方法上。

1.1 物理方法

物理方法改性包括挤压膨化、超微粉碎、高温高压处理、冷冻粉碎等。数据统计分析发现，虽然国外使用物理方法进行改性探究要早于国内，国内该技术起步较晚，但是国内物理手段的探索尝试相对于国外申请而言要进步许多，且国内对物理方法的改性不仅局限于使用一种物理方法进行改性。同时，近年来国内学者发表了大量采用物理方法对各种食品的膳食纤维进行改性的学术文章，可见，物理方法的简便易操作性使其应用范围更广，因而更受研究者的关注。

1.2 化学方法

采用酸、碱等处理改性和通过修饰的方法进行改性，是早期膳食纤维改性技术研究热点之一。酸、碱等化学溶剂的处理可部分改变膳食纤维的结构，以使其具有较优良的性质和功能；修饰改性则是对膳食纤维结构中的羟基和羧基等官能团进行酯化和/或醚化改性，进而达到提高其生物活性和功能特性的目的。通过对专利申请的统计分析发现，由于其可能带来污染、食品安全性等问题，国外在2007年以后对化学方法改性技术的探究关注度较低，而国内对该方法的研究也并未呈现出持续性增长趋势。

1.3 生物方法

生物方法包括酶法和发酵法改性。酶法是通过酶将大分子组分酶解，以使其转化成水溶性膳食纤维；而发酵法则是利用微生物生长过程中分泌的酶、酸等发酵产生强化膳食纤维功能特性的技术。生物方法具有改性效果好、反应条件温和等优点，因而随着时间的发展，人们对酶反应和发酵工艺的探究更为透彻，因而在近年来对生物方法改性膳食纤维的关注度明显提高。在相关专利申请中，国内首次通过微生物发酵改性膳食纤维早于国外。2005年，南昌大学申请专利公开了可利用乳酸菌产生乳酸模拟化学处理方法对膳食纤维进行改性。此外，江南大学、浙江工业大学等多数高校的相关学院也开展了对生物方法改性的研究，并发表了一系列研究性文章。

1.4 联合方法

现有技术中的物理方法、化学方法和生物方法单独使用均存在一定的缺陷，而使用联合方法则可以扬长避短，一方面避免单一方法的缺陷，另一方面可以相互协作，有效提升膳食纤维的产率及品质。在今后的研发及生产中，对于联合方法的进一步研发势必成为热点。最早报道的有关联合方法的研究是在2003年，JP2003012537A首次公开使用热处理后，加酸调节pH值进行酶解改性膳食纤维；Zhang等[1]通过试验证实利用物理方法中的超声法联合生物酶法改性得到的产品产率更高、稳定性更好。