柑橘皮渣中膳食纤维的提取与利用.doc

柑橘皮渣中膳食纤维的提取与利用农产食品科技2007,1(3):6164AgriculturalFoodProductsScienceandTechnology柑橘皮渣中膳食纤维的提取与利用谢婷,李诚(四川I农业大学食品科学系,四川雅安625014)摘要:本文主要通过对膳食纤维的生理功能及柑橘皮渣中膳食纤维的含有情况的阐述,说明了加强对柑橘皮渣中的膳食纤维的提取与利用有重要意义.关键词:柑橘皮渣;膳食纤维;提取与利用中图分类号:TS202.3文献标识码:AExtractionandUtilizationofDietaryFiberinCitrusResiduesXIETing,LICheng(DepartmentofFoodScience,SichuanAgriculturalUniversityYaaft,Sichuan625014,China)Abstract:Thepapermainlydescribesthephysiologicalfunctionofdietaryfiberandthecontentofdietaryfiberincitrusresidues,indicatingtheimportanceofextractionandutilizationofdietaryfiberincitrusresidues.keywords:Citrusresidues;Dietaryfiber;Extractionandutilization21世纪,人民生活水平大幅提高,饮食日趋精细,多数人群由于偏好于选择高蛋白,高脂肪,高热量的食物,导致营养过剩和营养失调,进而出现种种文明病,如:糖尿病,心脑血管病,肥胖症,肠道癌等,这些病已严重地影响了人类的身体健康.因此具有调节人体机能,防止疾病和促进健康的功能性食品备受人们的关注.膳食纤维作为第七大营养素具有突出的保健功能,也逐渐成为营养学家,流行病学家及食品科学家等关注的热点.膳食纤维主要从谷物,豆类,水果及蔬菜中提取,并且来源不同的膳食纤维,具体也有不同的生理功能.柑橘是世界产量第一的水果种类,年贸易额在国际贸易农产品中位居第三【II.2000年世界柑橘的产量已突破1亿t,其中35%被用来加工.目前,我国柑橘栽种面积已居世界之首,占世界柑橘总栽种面积的18%,年产量达1014余万t,占世界总产的11.79%,仅位于巴西,美国之后名列第三位I1.柑橘皮是柑橘加工的副产物,约占整个收稿日期:20070429作者简介:谢婷(1982一),女,在读硕士研究生,主要从事农产品加工与储藏方面研究.通讯作者:李诚,男,副教授,硕士生导师,从事动物性食品加工与卫生方面的教学科研工作.果重的25%一40%,柑橘果皮主要由外果皮,中果皮,内果皮组成.在柑橘皮中纤维素和半纤维素约占50%一60%,因此它是提取膳食纤维的良好原料.如果能推广对柑橘皮渣中的膳食纤维的提取,变废为宝,对于促进柑橘加工副产品的综合利用,创造可观的经济效益,减小环境污染有重要的意义.l膳食纤维1.1膳食纤维的定义膳食纤维是一种复杂混合物的总称,具有多种生理功能.1976年Trowell等【,1对膳食纤维的生理学概念定义为"不能被人体内消化酶水解的多糖类碳水化合物和木质素".2001年美国化学家协会给膳食纤维的最新定义是:膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收,而在人体大肠能部分或全部发酵的可使用的植物性成分,碳水化合物及其相类似物质的总和,它包括多糖,寡糖,木质素及相关的植物类物质.1.2膳食纤维的重要生理功能e】膳食纤维一般是由单糖为基本单位组成的有机化合物及其衍生物,在其主链和支链结构上,存在着许多羟基和其它的活泼官能团,可进行甲基化,羟甲基化,酯化,醚化等多种衍生物反应,氢键等静电吸附和络合反应.因此膳食纤维有水合作用,表现在它的吸水膨胀能力(SwellingCapacity,62农产食品科技swc),溶解性,持水力(WaterHoldingCapacity,WHC)和结合水力(WaterBindingCapacity,WBC).由于膳食纤维能吸收相当于自身重量数倍的水分,故它能表现出较高的swc,WHC和WBC.同时膳食纤维还具有吸附有机质和离子的能力,膳食纤维的这些性质决定了它对人体健康有特殊的保健功能.(1)可溶性膳食纤维在小肠形成粘性溶液或带有功能基团的粘膜层,粘膜层的厚度与完整性是甘油三酯和胆固醇在小肠吸收速度的一种限制性屏障;另一方面膳食纤维可通过形成凝胶吸附胆酸,造成胆酸减少,使机体利用胆固醇合成胆酸,达到增加胆固醇的去路,降低血清胆固醇,预防心脏病的目的.(2)减慢人体对葡萄糖的吸收程度,有效预防糖尿病.(3)促进肠胃蠕动,并且可作为碳源,调节肠道菌群,使双歧杆菌等有益菌群扩大生长,可以预防便秘及结肠癌.(4)对金属阳离子有较强的结合和交换能力,能吸收螯合有机化合物,清除人体内的有害物质.(5)可以减弱小肠内食物之间及食物与消化酶之间的混合,影响消化吸收,使人已产生饱腹感,有利于减肥.2对柑橘皮渣中的膳食纤维的提取2.1柑橘皮渣中所含的膳食纤维膳食纤维按溶解特性分为不溶性膳食纤维fIDF1和水溶性膳食纤维(SDF)两大类.柑橘类纤维与谷类纤维相比,SDF的含量较高.其中柠檬果肉SDF含量分别是谷物麸皮的45.6倍,小麦麸皮的6.35倍和大麦渣的10.78倍.SDF主要成分是聚葡萄糖,为白色或乳黄色颗粒固体,易溶于水.关于柑橘皮渣中的膳食纤维的含量,国内外科学家都做了很多研究.Braddock等f7】对柑橘白皮层用于加工纤维,橙外果皮,中果皮,果汁囊胞,碎屑和籽中的纤维素,半纤维素,果胶和木质素的提取量进行了研究.Baker等l8l经化学分析后表明含有部分粗果肉的囊衣碎屑及破碎汁胞是一种良好的膳食纤维来源,其膳食纤维的含量和组成还取决于柑橘皮中醇不溶部分中含有的多糖,柑橘膳食纤维具有独特功能特性,因而可作为一种食品添加剂.Altomare等】研究了利用柑橘白皮层制成一种无热量疏松剂部分替代蛋糕中的面粉,脂肪及糖等组分.祝渊等lloJ通过测定分析柑橘属六种果品的果皮和果肉中总膳食纤维,木质素,总果胶和原果胶含量,得出柑橘类果实中果肉和果皮的纤维含量都很高,果实中的水溶和不溶膳食纤维的含量在品种间的差异较小.柠檬果皮和果肉中的各种纤维含量均较高,可以作为开发膳食纤维的重要原料.2.2柑橘中膳食纤维的提取柑橘纤维是膳食纤维良好的来源.目前,制取膳食纤维的主要方法有酸碱消解法,挤压蒸煮技术,气流膨化技术,局部爆炸技术,湿热处理技术,酶处理技术和膜分离法等.柑橘皮渣中所含的膳食纤维多数为水溶性膳食纤维,采用酒精凝析法制取膳食纤维,将橘皮杀酶,破碎,干燥后,除去色素,抽滤,烘干制成半成品,加水胶体磨磨碎,离心分离后,将收集到的沉淀用酒精洗涤,干燥后即可.此外,还有许多学者在做着改进柑橘膳食纤维提取方法的研究:潘明等J研究了以加热加压法从锦橙皮渣中提取膳食纤维的影响因素和工艺参数.结果表明:加热温度,加热时间,均质压力和次数是提取DF的主要影响因素,其中温度对膳食纤维的得率以及可溶性DF与非可溶性DF的比值影响最大,提取的最佳条件为水料比40:1,加热温度9Occ,加热时间20min,均质压力4OMPa,均质次数1次.王庆忠等IJ研究了用绿色木霉发酵柑橘皮渣从而提取膳食纤维,试验结果表明当温度24,培养时间48h,pH为6.8,为提取膳食纤维的最佳发酵条件,制得的膳食纤维的化学组成粗蛋白,木质素,灰分,可溶性膳食纤维比原粉有大幅度的提高,而纤维素含量降低.3膳食纤维在食品工业中的应用3.1在淀粉类食品中的利用膳食纤维用于淀粉类食品中,主要可以加入馒头,挂面等主食中,使产品口感良好,面筋的韧性增加,强度增强;在焙烤类食品中加入膳食纤维,能改变制品的质构,提高其柔软度和疏松度,可以保持水分或防止水分迁移来控制食品含水量的不利变化,延长产品的货架期.3.2在乳制品中的应用乳中富含优良的完全蛋白和热能,且各种营养素种类齐全,比例恰当,是公认为最接近于"完善的食品".但其中唯独缺少了膳食纤维,因此在乳制品中加入了膳食纤维以后,使乳制品的营养谢婷等:柑橘皮渣中膳食纤维的提取与利用63价值进一步提高,使它的消费人群的范围也进一步扩大.本来,由于乳中含有大量的优良蛋白质,脂肪和热量,使一些肥胖人士对乳制品"敬而远之",但由于乳制品中加入了膳食纤维以后,反而具有减肥的作用,适合肥胖人士饮用.此外,膳食纤维降低胆固醇,调节血脂,血糖等作用,也会更加吸引老年人和糖尿病病人的饮用.近年来开发的此类产品也层出不穷,印伯星等I¨以水溶性膳食纤维及低聚木糖为功能因子,生产保健酸奶,实验证明:膳食纤维添加量为1.5%,低聚木糖添加量为0.3%,白砂糖6.0%,复合稳定剂0.6%,并采用微波杀菌技术,制成的膳食纤维保健酸奶具有营养和保健双重功效.因为膳食纤维不仅本身具有重要的生理功能作用,而且还可作为活性菌的碳源以保持其活性.3.3在肉制品中的应用膳食纤维是一类高分子聚合物,不易为人体所消化和吸收,具有良好的保水,保油和凝胶性能,可以降低热量,并会使产品具有丰厚,润滑的口感,从而是理想的模仿脂肪感官特征的脂肪代用品.此外,柑橘膳食纤维由于来源于水果,还富含肉制品中所缺乏的矿物质,维生素等营养元素,如:多酚类,类胡萝卜素,维生素E及维生素C等.Garcia(2002)_l4研究表明当在脂肪含量为10%的发酵香肠中添加1.5%的桃子,苹果,柑橘等水果类纤维,尤其是柑橘纤维时,发酵香肠的感官性质与高脂肪产品最为接近.FernandezGines等(2003)lI5J也对柑橘纤维进行研究,发现其在肉品加工中也具有重要意义,不仅可以增加肉制品的营养价值,还可以降低肉制品中残留的亚硝酸盐水平,推迟脂肪氧化的时间.在大腊肠中加入0.5%2%的柑橘纤维有利于提高产品感官质量和弹性,使其更具咀嚼性,并且不影响微生物发酵过程.因此,如果将柑橘膳食纤维加入到肉制品中,不仅可以降低肉中的脂肪含量,还可以弥补肉类在营养上的不足.3.4在饮料制品中的应用将柑橘皮渣膳食纤维添加到饮料中,不仅可以补充饮料中所含有的营养素,还可以增加饮料的固形物含量,明显提高食品的稳定性,分散性,防止结块,以及改善及丰富口感.3.5在其它食品上的应用由于柑橘皮中的水溶性膳食纤维,水溶性和粘性均很高,可以将其代替糖使用,从而降低食品的热能,糖分.如:将其加入到糖果中,制成风味具佳的无糖糖果,并且与其他原料混用,还能减少结晶,消除冷流动性并提高糖果稳定性.进一步将其加工维膳食纤维酶,在罐头制品等方面的应用.4从柑橘皮渣中提取膳食纤维的发展前景膳食纤维是人类目前所关注的第七大营养素,随着人类对它的生理功能的认识的加深,对它也越来越重视.将膳食纤维加入食品中,继而生产相应的功能性食品,已成了目前食品加工的一个新的热点.我国的柑橘产量位于世界第三,资源丰富,但加工却并不深入,多数仅仅只是加工为饮料而已,造成了大量的资源浪费,如能将加工剩下的皮渣,再进一步深加工,提取出有用的成分,定能增加可观的经济效益.目前我国的柑橘深加工并未大规模的发展起来,所以继续深加工柑橘皮渣变废为宝,有很大的发展空间.并且由于柑橘皮渣中所含的膳食纤维多数为水溶性纤维.水溶性纤维遇水会膨胀或变成透明凝胶状物质,相对于水不溶性纤维来说,在肠道内更容易被肠道菌发酵和利用,因此更具开发价值.参考文献:1】于娟.世界柑橘生产形式及贸易概况J】.世界热带农业信息,2002(11):3-6.2】贾蒙韬.世界柑橘生产,加工及消费J】.中国果菜,2003(2):42-43.3】周建勇.膳食纤维定义的历史回顾(19531999)J】.国外医学卫生学分册,2001(28):2628.4】修建成,曹荣案,孔保华,等.膳食纤维的生理功能及应用现状J】.农产品加工,2005,42(8):4852.5】陆勤丰.膳食纤维制品的开发研究J】.粮食加工,2005,4:44-48.6】郑子新,滕俊英,等.自制新型膳食纤维对血糖,血脂的调节作用.山东医药,2004,4(19):1617.7】Braddock,RJCadwallader,K.R.,CitrusbyproductsmanufactureforfooduseJ.FoodTechnology,1992,46(2):105110.81Baker,R.A.,PotentialdietarybenefitsofcitruspectinandfiberJ.FoodTechnology,1994,48(11):133139.91Ahomare,R.E.,CitrusalbedobulkingagentandprocessthereforP.USPatent1985,4:526794.10】祝渊.柑橘果实膳食纤维的研究J】.果树,2003,20(4):256-260.11】潘明,王世宽.锦橙皮渣膳食纤维提取研究J】.四川轻化工学院,1999,12(4):5458.12】蒲彪,王庆忠.绿色木霉发酵制取柑桔皮膳食纤维及其理化特性研究.万方学位论文数据库.64农产食品科技2007(上接第60页)适应奶酪的特殊风味和口感,因此一方面应加强奶酪优势的宣传,另一方面开发适合中国人口味的新品种.奶酪现在在国内的发展虽然不太理想,但是已经有了一种适合自己的奶酪品种一中氏奶酪.在加工工艺方面我们一直借鉴国外的先进生产技术,能否发明一种具有中国特色的技术路线也成了大家讨论的一个问题.总的来说,人们已经渐渐的意识到奶酪的重要性,相信伴随着国内经济的发展和科研水平的提高,奶酪的发展范围会得到更大程度的扩展.参考文献:【1】道Et娜.国内新型乳品一奶酪.中国奶牛,2000(2):47-48.【2】彭志英.食品生物技术【M】.北京:中国轻工业出版社,1999,8:69.【3】张富新,顾熟琴.不同凝乳酶在干酪生成中应用效果的研究.食品工业技术,2005,12:9395.【4】刘文宗,蒋敏,等.干酪凝乳酶代用品研究.四川畜牧兽医学院,2001,15,2:2327.【5】赵秀玲.不同凝乳酶对干酪成熟期间蛋白质降解的影响.黄山学院,2005,12:9799.【6】贺稚非,宫春波,等.酶在奶酪生产中的应用.中国食品添加剂,2005,1:9095.【7】马玲,宗学醒.干酪成熟过程中的酶.畜牧兽医科技信息,2005,08.【8】张翠英.乳清多肽营养饮料的研究.乳业科学与技术,2006.4:l74177.【9】刘会平,南庆贤,马长伟.Mozzarella干酪成熟中蛋白水解与功能特性的变化.农业工程,2006,6:.182187.【l0】E1Seda,M.,S.A.Madkor,andP.S.Tong.Adjunctscultures:Rescentdevelopmentsandpotentialsignificancetocheeseindus-tryJ】.AreviewJ.DaiySei,2000,83:609-6l9.【ll】Kheadr,EEJ.C.Vuemard.andS.A.ElDeeb.Accde.atedCheddarcheeseripeningwithencapsulatedprofesses.hat.J.FoodSci.andTecImO1,2000,35:483495.【l2】康明官.中外着名发酵食品生产工艺手册【M】.北京:化学工业出版社,2001.【l4】鄂卫峰.中式干酪生产用菌种的筛选.乳业科学与技术,2005,2:5456.【l5】宋欣主编.微生物酶转化技术【M】.北京:化学工业出版社,2004,06.【l6】党亚丽,张富新.酶法促熟干酪的研究进展.中国乳业,2005(2):5053【l7】韩春梁.如何开发中国奶酪市场.中国食品工业,2004(7):2226.【l8】汪继峰.瑞士的奶酪文化.食品与生活,2005(2):72.【l9】宋贤良】,朱利I.国内外食品生物技术研究进展.粮食与油脂,2002(6):3234.【2l】李震清.法国奶酪.四川烹饪高等专科学校,2003,4.【22】郑诗超,阚建全.干酪的研究进展.中国乳业,2003(8):22-24.【23】迟玉森,等.新型发酵食品【M】.北京:中国轻工业出版社,l998.【24】道日娜,郝文昌.浅谈奶酪生产及消费.中国奶牛,2001(3):4748.【26】无,西方奶酪史话.乳品与人类,2002(2):6-7.【27】钟继才.凝乳酶在干酪生产中的应用.中国乳品工业,2001.2223.【28】张惟广.发酵食品工艺学【M】.北京:轻工业出版社,2004,1.