改性纤维素在食品和调味品加工中应用进展

徐忠，冯昕宁，高阳，赵丹,谷芳

(哈尔滨商业大学 食品工程学院，哈尔滨 150076)

纤维素是一种天然高分子化合物， 采用物理方法对纤维素进行特殊处理，或者采用化学方法，利用纤维素分子链中的羟基与化合物发生反应，引入新的官能团，可以改变纤维素固有的性能，形成具有优越性能的改性纤维素[1-3]。近年来，改性纤维素由于具有原料来源广泛、生产成本低、生物相容性好和易降解等优点，被广泛用于食品包装、药物和材料等行业，赋予产品优良的品质[4-7]。本文对近10年来改性纤维素在食品和调味品加工中的应用研究情况进行了综述，对改性纤维素的进一步开发和应用提供了参考。

1 改性纤维素在面制品加工中的应用

面制品是一种大众化食品，将改性纤维素加入到面粉中制得面制品，产品不仅增加了膳食纤维的含量，具有一定的保健功能，还可提高面制品的保水性，延长其货架期。

曹磊等[8]研究了在添加发芽糙米粉的面粉中添加羟丙基甲基纤维素对面包品质的影响。研究结果表明，未添加羟丙基甲基纤维素的发芽糙米粉面包比容小，结构紧密，硬度大，弹性较差；通过添加羟丙基甲基纤维素可以有效提高高含量发芽糙米面包的品质，且随着羟丙基甲基纤维素添加量增大，面包的感官品质逐渐提高。当羟丙基甲基纤维素浓度为2%时，面包的比容显著提高，硬度降低，面包的弹性和内聚性增加，提高了面包的整体接受度，改善了面包的感官特性，通过考察混合面团的微观结构发现，添加羟丙基甲基纤维素可以有效改善面团的面筋网络结构，从而实现对面包品质的改善。

王雪等[9]研究了添加羟丙基甲基纤维素对Par-baking戚风蛋糕(Par-baking是指烘焙制品先进行预烘焙，然后冷藏，食用前再进行二次烘焙的过程)冷藏过程芯部及表面水分含量、烘焙损失、比容、质构特性及微观结构方面的影响规律。结果表明，冷藏会导致Par-baking蛋糕硬度、咀嚼性、胶黏性、烘焙损失显著(p<0.05)增加，比容、芯部水分含量显著(p<0.05)降低。添加羟丙基甲基纤维素后，冷藏14 d后的Par-baking戚风蛋糕芯部水分含量明显(p<0.05)增加，蛋糕烘焙损失减小，比容增大(p<0.05)，羟丙基甲基纤维素添加量为0.45 g/100 g面粉时，比容最大，芯部硬度最低(261.12)；微观结构实验表明，羟丙基甲基纤维素能够有效地减弱冷藏对Par-baking戚风蛋糕内部结构的破坏，改善Par-baking戚风蛋糕的品质。

汪磊等[10]研究了不同添加量羧甲基纤维素钠对莜麦馒头品质的影响，确定了羧甲基纤维素钠在莜麦馒头中的最佳添加量。将羧甲基纤维素钠按质量比0.04%、0.06%、0.08%、0.10%和0.12%添加到馒头粉中制作莜麦馒头，分析不同羧甲基纤维素钠添加量时莜麦馒头的比容、质构和感官变化趋势，综合检测结果确定羧甲基纤维素钠在莜麦馒头中的最佳添加量。研究结果表明，添加羧甲基纤维素钠不影响酵母活力，对莜麦馒头的硬度、弹性、粘聚性、粘着性、咀嚼性和回复性影响显著，能改善莜麦馒头的质构。但添加量过多时会导致面团粘度过高而均匀性下降，莜麦馒头的感官评分随羧甲基纤维素钠添加量的增加先上升后下降，羧甲基纤维素钠在莜麦馒头中的最佳添加量为0.08%。

2 改性纤维素在肉制品加工中的应用

由于工艺和营养上的需要，在肉制品加工中，常常需要加入一定的食品添加剂，以改善肉制品的物理性质和组织状态，改性纤维素添加剂可以显著改善肉制品品质，还可作为脂肪替代物应用于肉制品加工中。

陆志娟等[11]研究了甲基纤维素对乳化香肠的pH值、总汁液损失率、质构特性及感官品质的影响。研究结果表明，添加甲基纤维素可显著提高乳化香肠的硬度及弹性等指标(p<0.05)，并可有效降低总汁液损失率。甲基纤维素的添加量不高于1.0%时，对改善乳化香肠的品质及产品的总接受性有显著影响(p<0.05)。综合分析结果显示，制作乳化香肠的甲基纤维素最适添加量为0.5%～1.0%。

董福家等[12]研究了在外层面糊配方中添加羟丙基甲基纤维素对微波复热鸡米花脆性和品质的影响。研究结果表明，当羟丙基甲基纤维素添加量达到2%～3%时，微波复热后鸡米花的水分和油分含量分别减少11.03%和7.69%，样品外壳脆度显著提高，鸡米花内芯肌肉变得更柔嫩多汁，提高了产品的感官质量。通过低场核磁研究微波复热后鸡米花内芯肉中水分分布的变化表明，外壳中羟丙基甲基纤维素的添加可以减少肌肉中水分的外移，从而降低了外壳中的水分和油分含量，有效保留了鸡米花的脆度，解决了微波复热中容易发生表面浸湿和脆性下降的问题， 改善了产品的食用品质。

郭正旭等[13]将纳米晶体纤维素作为脂肪代替物添加到兔肉糜凝胶中，通过对肉糜凝胶的持水性(蒸煮损失率、保水性)和质构特性(硬度、弹性、黏结性、咀嚼性)进行分析，研究纳米晶体纤维素对兔肉糜凝胶品质的影响。研究结果表明，添加纳米晶体纤维素可以显著减小凝胶的蒸煮损失率，提高了凝胶的硬度、黏结性、咀嚼性和保水性，但对于凝胶弹性的改善效果不显著。纳米晶体纤维素和猪肉脂肪外观相似，添加纳米晶体纤维素相比于猪肉脂肪可以明显改善兔肉糜的产品品质，提高其出品率和经济效益，因此纳米晶体纤维素可以作为一种脂肪代替品用于肉制品加工中。

3 改性纤维素在乳制品加工中的应用

近年来，乳制品越来越受到人们的喜爱，但乳制品中的乳蛋白在酸性条件下易发生变性沉淀，对产品的品质有一定的影响，可以加入改性纤维素作为稳定剂使用以防止乳制品中乳蛋白变性导致的沉淀问题。

姚晶等[14]研究了添加不同含量的羧甲基纤维素对酸性乳饮料的沉淀率、粘度、粒径分布、水分子流动性及Zeta电位的影响。研究结果表明， 随着羧甲基纤维素用量的增加，酸性乳饮料产品的粒径减小，水分流动性减弱，沉淀率降低，Zeta电位的绝对值升高，产品的粘度升高，羧甲基纤维素作为稳定剂对酸性乳饮料有很好的稳定效果，当其用量为0.40%时，乳饮料可达稳定状态。

陈龙等[15]以纳米微晶纤维素作为稳定剂用于冰淇淋的生产,研究了纳米微晶纤维素的添加量对冰淇淋品质的影响。纳米晶体纤维素能明显提高冰淇淋的抗融性，抑制冰晶生长，改善冰淇淋的品质[16]。随着纳米晶体纤维素添加量的增加，冰淇淋的抗融性和保型性也显著提高，当纳米晶体纤维素添加量为0.3%～0.4%时，冰淇淋的感官评分最高，冰淇淋更为柔润与松软，口感最细腻，品质最佳。

4 改性纤维素在调味品加工中的应用

调味品是指能增加菜肴的色、香、味，促进食欲，满足消费者的感官需要，有益于人体健康的辅助食品。在一些调味品加工中加入改性纤维素，可以起到增稠和稳定的作用，并且能够防止加热或煮沸过程中油质和调味品的分离析出，提高调味品的品质。

冯均元等[17]对冬瓜和紫薯为主要原料制备，冬瓜紫薯复合果酱，考察了复合果酱中加入羧甲基纤维素或海藻酸钠对复合果酱感官性质的影响。研究结果表明，羧甲基纤维素或海藻酸钠可以有效地改善复合果酱的口感，当复合果酱中加入2%的羧甲基纤维素或4%的海藻酸钠时复合果酱就变得非常粘稠，常温下呈很好的凝胶状态，涂抹性能良好。

王璐等[18]将葵盘果胶与羧甲基纤维素复配添加到苹果果酱中，以苹果果酱的感官品质和凝胶强度为评价指标，确定两者在苹果果酱中的最佳配方。研究结果表明，添加羧甲基纤维素可显著提高复配凝胶的凝胶强度，复配凝胶应用在苹果果酱中的优化配比为葵盘果胶质量分数1.0%，羧甲基纤维素钠质量分数0.1%，制备得到的果酱感官品质较优，凝胶强度达到最大值(40.55±0.68) g/cm2。

卫世乾等[19]以柚子皮和苹果为原料，白砂糖、柠檬酸和羧甲基纤维素为配料制备柚子皮和苹果复合果酱，通过单因素实验及正交实验并以气味、口感等为指标，确定了最佳配比。研究结果表明，当柚子皮与苹果果浆的质量比为50∶50，白砂糖的添加量为35%，柠檬酸的添加量为0.5%，羧甲基纤维素添加量为0.6%，时果酱组织状态最好，细腻均匀，流动性好，具有柚子清香与苹果甜香，气味和谐，口感最佳。

向延菊[20]以红枣和番茄为主要原料，研究红枣番茄复合低糖果酱的制备工艺，并以复合果酱的感官品质为依据，确定了最佳工艺及配方。研究结果表明，当红枣浆与番茄浆配比为5∶5，添加白砂糖14%、柠檬酸0.7%、成品番茄酱4%，复合稳定剂添加量为羧甲基纤维素0.15%+海藻酸钠0.15%，杀菌温度100 ℃、杀菌时间10～15 min时，酱体呈棕红色或浅棕红色，均匀一致，香气纯正，且无异味，酱体呈半透明胶体，不流散，无杂质，具有红枣和番茄特有的滋味。

苏燕等[21]以菱角为原料，加入羧甲基纤维素和柠檬酸等制作番茄酱，通过单因素实验和正交实验确定了最佳工艺参数。实验结果表明，番茄酱制备的最佳工艺参数为：羧甲基纤维素1.9%、柠檬酸0.8%和白砂糖40%，菱角浆与番茄浆复合比为1∶1，在此工艺条件下制得的番茄酱的糖含量为25%，pH为3.7，符合生产要求，通过灌装密封杀菌的成品在常温下放置2个月，并没有出现异常情况，风味正常。

张军等[22]对比研究了交联羧甲基纤维素和瓜尔豆胶、黄原胶、卡拉胶、番茄纤维、大豆纤维作为番茄酱增稠剂的增稠效果和感官性质。研究结果表明，添加瓜尔豆胶、黄原胶和卡拉胶的番茄酱细腻、有光泽和发亮，添加瓜尔豆胶、黄原胶、卡拉胶和番茄纤维的番茄酱黏手感强，添加大豆纤维的番茄酱有豆腥气味。添加交联羧甲基纤维素能够保持番茄酱原有的粗糙和颗粒感等组织状态和特征，增稠效果比较适合番茄酱的加工。

林金璇[23]以菲律宾蛤仔蒸煮液制成的浓缩液加入复合增稠剂复配制备调味汁，通过单因素实验研究浓缩液和复合增稠剂的复配比例对混合体系的触变性和感官品质的影响，研究结果表明，复配的最优工艺条件为：羧甲基纤维素的添加量为0.85%，黄原胶的添加量为0.03%，变性淀粉的添加量为1.67%时，增稠体系触变性达到最低值373 Pa·s；感官评分达到90，感官品质较好。

赵莹莹[24]以大豆为原料，对方便豆腐脑粉及其调味料的生产工艺进行了研究，选择单甘酯和蔗糖脂肪酸酯作为乳化剂，羧甲基纤维素作为增稠剂，柠檬酸钠作为螯合剂进行复配使用以提高大豆浆料的稳定性。实验确定用 5%的精油乙醇溶液、0.15%的明胶、0.15%的金属离子螯合剂焦磷酸钠、1%的食盐和1%的复配比为单甘酯∶蔗糖酯1∶2 的复合乳化剂制备乳化型复合香辛调味料。通过正交实验得到各食品添加剂的最佳添加量为：复合乳化剂(单甘酯∶蔗糖酯为1∶3)0.2%，羧甲基纤维素0.1%，柠檬酸钠 0.06%，在此条件下，大豆浆料乳化稳定性为 0.851。通过正交实验得到方便豆腐脑粉调味料的最佳配方质量比为酱油∶辣椒油∶复合香辛料为6∶4∶1，在此条件下，豆腐脑产品的感官评定得分为 81.4分。

王荣[25]以浓缩辣椒酱为基础原料，羧甲基纤维素和黄原胶做增稠剂，多种调味料为辅料，对甜辣酱的工艺配方和杀菌条件进行了研究，并建立了甜辣酱的理化指标和微生物指标。研究结果表明，甜辣酱配方优化结果为：浓缩辣椒酱12%、蒸馏水43%、食盐4%、白醋14%、大蒜 6%、蔗糖16%、羧甲基纤维素 0.4%、黄原胶 0.6%、其他3.46%。在100 ℃杀菌15 min，甜辣酱的色泽、风味和状态都比较好，产品符合质量标准。

5 结语

改性纤维素可以作为食品添加剂用于各类食品和调味品加工中，既可以改善食品和调味品的加工特性，简化加工过程，又能够降低产品成本，赋予产品良好的感官品质。目前，应用于食品和调味品加工的改性纤维素品种还较少，今后，要进一步扩大食用改性纤维素种类，加强改性纤维素与胶体复配以及在食品和调味品加工中的应用基础研究，研制各类食品和调味品专属改性纤维素，为提高食品和调味品的品质奠定了基础。