膳食纖維理化特性及其改性方法研究進展

陳思妤 焦 葉 崔 波 方 芳 楊進潔 程云輝,

(1. 長沙理工大學食品與生物工程學院，湖南 長沙 410114；2. 齊魯工業(yè)大學〔山東省科學院〕食品科學與工程學院，山東 濟南 250353；3. 煙臺雙塔食品股份有限公司，山東 煙臺 265404)

膳食纖維被認為是第七大營養(yǎng)素，具有改善腸道菌群和減少肥胖、糖尿病和心血管等疾病的發(fā)病率的生理活性[1-3]，這些生理活性不同程度地受到了膳食纖維理化特性的影響，如膳食纖維的葡萄糖吸附能力大小會影響其降血糖水平，其水合能力與其對腸道的調節(jié)密切相關。在食品加工領域，由于具有水合性、持油性和流變特性等理化特性，膳食纖維常被用作飲料制品中的穩(wěn)定劑與增稠劑、焙烤制品中的膨松劑和脂肪填充劑等?？扇苄陨攀忱w維含量高低是評價膳食纖維的重要指標[4]，隨著可溶性膳食纖維含量的增加，水合特性、流變特性等這些理化性質會隨之改善，通常來說，可溶性膳食纖維含量在10%以上的具有更加優(yōu)良的理化特性[5]。然而，天然膳食纖維中可溶性膳食纖維含量基本都低于10%，大大影響了其持水性、流變性等理化特性，致使含膳食纖維食品的口感和組織結構較差，限制了其在食品加工領域的廣泛應用。研究擬對膳食纖維的種類、組成、結構及理化特性進行介紹，綜述近年來國內外有關膳食纖維的改性方法及其理化特性的改性效果研究成果，旨在為膳食纖維的開發(fā)與應用提供理論依據。

1 膳食纖維的分類及結構

1.1 膳食纖維的分類

1.1.1 根據溶解性分類 根據溶解性，膳食纖維通常可分為可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維[6]?？扇苄陨攀忱w維是指可溶于水并能被大腸中微生物酵解的一類膳食纖維，主要包括果膠、瓜爾膠和可溶性半纖維素等；不可溶性膳食纖維是指不溶于水且不能被大腸中微生物酵解的一類膳食纖維，主要包括不溶性半纖維素、纖維素和木質素。可溶性膳食纖維一般具有更加疏松的結構以及更多活性基團，比不溶性膳食纖維具有更優(yōu)良的水合特性、持油性和吸附能力等理化特性。

1.1.2 根據來源分類 根據來源，膳食纖維可分為天然和合成兩大類[6]。天然類膳食纖維又可以分為植物類膳食纖維、動物類膳食纖維、微生物類膳食纖維。植物類膳食纖維主要包括纖維素、半纖維素、木質素、半乳甘露聚糖等，主要來源于植物的根、莖、葉。動物類膳食纖維主要包括殼聚糖、甲殼素等，主要來源于動物的表皮或甲殼動物的殼。微生物類膳食纖維主要包括黃原膠等，是由微生物以碳水化合物作為主要原料，經發(fā)酵技術產生的。合成類膳食纖維主要包括羧甲基纖維素、甲基纖維素等，主要是采用天然纖維素通過化學接枝等手段合成。

1.1.3 根據聚合物結構分類 根據聚合物的結構，膳食纖維可以分為同質性和異質性兩類[7]。同質膳食纖維由單一的生物聚合物組成，如纖維素、果膠、阿拉伯糖和木質素；而異質膳食纖維由幾種類型的生物聚合物組成，如纖維素、纖維素—木質素、半纖維素—纖維素—木質素、蛋白質—多糖復合物等。

1.2 膳食纖維的組成及結構特征

膳食纖維的組成和結構決定了其理化特性，組成和結構的變化直接影響其理化特性，如親水基團數量會影響其水合特性，粒徑和比表面積大小會影響其持油性和吸附性能等。

1.2.1 膳食纖維的組成 可溶性膳食纖維主要由果膠、阿拉伯膠、卡拉膠、樹膠等膠類物質和半乳甘露聚糖、葡聚糖、木聚糖、微生物多糖、藻類多糖等多糖類物質組成；而不溶性膳食纖維主要由纖維素、木質素、原果膠和殼聚糖等組成。膳食纖維的單糖組成主要包括葡萄糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。膳食纖維分子中的活性因子如β-葡聚糖和表面親水基團如羥基、羧基等的數量會影響其吸附能力以及水合特性[8]。

1.2.2 膳食纖維的結構特征 膳食纖維一般呈大小不規(guī)則、無固定形狀的片狀或顆粒狀結構，整體呈無定形分散狀，且表面往往存在孔隙和褶皺，有的表面會存在一些細小顆粒，有些會呈疏松的網狀空間結構。這些結構特征使膳食纖維具有持水、持油和吸附能力等理化特性[9]。其結構的改變也會影響這些理化特性，膳食纖維的粒徑大小、比表面積以及孔隙結構與水合特性和持油性等密切相關[10]，粒徑小、比表面積大、孔隙結構多的膳食纖維，其水合特性、持油性、流變特性以及吸附能力等理化特性會更優(yōu)良。

2 膳食纖維的理化特性及其對產品品質的影響

2.1 水合特性

膳食纖維的水合特性具體表現(xiàn)為持水能力和溶脹能力，水合特性與親水基團以及致密的多孔網狀結構密切相關[11]。當膳食纖維的比表面積和親水基團增加時，水合特性得到改善。持水能力高的膳食纖維可以鎖定食品中更多水分，穩(wěn)定食品的形態(tài)，減少焙烤類制品因脫水而引起的皺縮。另外，優(yōu)良的水合性質還可以增加人體的飽腹感，影響食欲，達到減肥的目的。

2.2 持油性

持油性通常與膳食纖維顆粒的表面性質密切相關[12]，如比表面積和孔隙率等；此外還與膳食纖維的成分有關，膳食纖維中的木質素和非淀粉多糖對脂類具有親和性質。高持油性的膳食纖維可以防止烹飪過程中脂肪的流失，顯著改善食品的風味和口感，并使高脂食品更穩(wěn)定，有助于延長保質期[13]。

2.3 吸附能力

膳食纖維可以吸附葡萄糖、膽固醇、膽汁酸、亞硝酸鹽等，并使其隨之排出體外，減少人體對其吸收過量，從而有助于人體健康。另外，它還可以吸附鉛離子、鎘離子等有毒有害物質。一般結構松散、比表面積大、極性基團多、空間位阻更少的膳食纖維具有更強的吸附能力[14]。pH值也與吸附能力密切相關，研究[13,15]發(fā)現(xiàn)在pH 7的環(huán)境中膳食纖維對亞硝酸鹽和膽固醇的吸附能力比pH 2的更強。另外，外部的反應條件，如時間、樣品濃度、溫度等也會對膳食纖維的吸附能力產生影響。

2.4 流變特性

流變特性是指材料在外力作用下產生的相對運動，同時伴隨因結構變化引起形變的性質，受樣品濃度、溫度、溶劑、粒度、表面積和加工條件等因素的影響[16]。膳食纖維常通過表觀黏度、儲能和損耗模量、活化能等指標來分析其流變特性。目前對于膳食纖維流變特性的研究主要集中在果膠、樹膠、葡聚糖等，研究[17]表明膳食纖維的流變特性可能會隨著粒徑大小、比表面積和分子結構等的變化而變化。流變特性是食品加工中的關鍵影響因素之一，與食品加工過程及制品性質密切相關[18]，如將高果膠含量的膳食纖維加入面團中，可以增加面團的黏彈性；將高可溶性膳食纖維含量的膳食纖維加入醬料類食品中，可以提高其稠度等。

3 膳食纖維的改性方法及改性效果

膳食纖維的改性方法有物理改性、化學改性、生物改性以及多種方法聯(lián)合改性處理。不同改性方法處理后膳食纖維的組分和結構特征會有不同的改變，從而對膳食纖維的水合特性、持油性、吸附能力等理化特性產生影響[19]。

3.1 物理方法

物理方法改性主要是通過外界施加的高溫、高壓、瞬時減壓、爆炸、高速沖擊和剪切等破壞膳食纖維的糖苷鍵，從而達到改性的目的。

3.1.1 超微粉碎技術 超微粉碎技術是指采用機械和流體動力方法來克服固體的內部凝聚力，從而將顆粒樣品粉碎至10～25 μm的技術。通過將物料粉碎，使其粒徑變小，比表面積增大，分布更加均勻，從而改善膳食纖維的理化特性[20]。超微粉碎技術已被應用于米糠、豆渣和小麥麩皮等膳食纖維的改性中，經超微粉碎后不溶性膳食纖維粉體的持水能力、溶脹能力、持油能力和溶解性均有不同程度的改善。Bender等[21]通過超微粉碎技術改性葡萄渣膳食纖維使其可溶性膳食纖維含量由(4.35±0.35)%顯著提高至(14.46±1.66)%。這可能是因為在強剪切機械應力的作用下，膳食纖維粉體平均粒徑減小，分散性更好，比表面積和多孔性增加，更多的親水基團暴露，從而增加了持油能力和水合性能；更多的活性位點的暴露還有利于分子間的吸引，從而產生流動阻力，提高膳食纖維的表觀黏度[20]。超微粉碎技術比較成熟、操作簡單、原料利用率高，應用廣泛。但需要注意的是，過度粉碎可能會造成細胞過度破壞進而導致持水、持油等性質降低[21]。

3.1.2 擠壓技術 擠壓技術是一種結合機械剪切和溫度的影響來破壞細胞壁結構的改性技術。擠壓改性使分子間的共價鍵和非共價鍵被破壞，部分不溶性大分子物質如半纖維素等發(fā)生裂解，導致粒徑變小，從而達到改善膳食纖維理化特性的目的[22]。Chen等[23]利用雙螺桿擠壓膨化處理藕節(jié)可溶性膳食纖維，當螺桿轉速為12.56 rad/s，料筒溫度為100 ℃時，其持水性和溶脹性分別由(5.67±0.08) g/g和(6.29±0.14) mL/g顯著提高至(9.53±0.18) g/g和(8.67±0.23) mL/g；持油性由(1.58±0.12) g/g顯著提高至(2.62±0.09) g/g；乳化穩(wěn)定性由(51.20±1.18)%顯著提高至(64.79±0.98)%。這些理化特性改善是由于擠壓處理導致膳食纖維中纖維素和半纖維素的降解，部分不溶性纖維轉化為可溶性低聚糖，如阿拉伯木聚糖；以及擠壓過程中的機械力會破壞與膳食纖維相關的碳水化合物和蛋白質之間的共價和非共價鍵，產生更小、更易溶解的分子片段。

此外，微觀結構的變化也會影響膳食纖維的理化特性。Qiao等[24]通過擠壓技術對紅薯渣膳食纖維進行改性，其可溶性膳食纖維含量由9.63%提高至29.25%，微觀結構發(fā)生變化，形成多孔的蜂窩結構，水合性能、持油性和葡萄糖吸附能力得到改善。Guo等[5]發(fā)現(xiàn)擠壓膨化改性可以提高大蒜膳食纖維的鉛結合能力。擠壓技術處理量大、生產效率高，易于連續(xù)化生產，但擠壓過程中高溫可能會對原料的顏色造成破壞[22]。

3.1.3 蒸汽爆破技術 蒸汽爆破技術的原理是在高溫高壓的密閉環(huán)境下，通入的水轉化為水蒸氣，進入物料內部，使細胞膨脹破碎，致使膳食纖維微觀結構被破壞。蒸汽爆破技術能耗低、效率高、綠色環(huán)保，是近年來新興的改性技術之一[25]。Wang等[26]采用蒸汽壓力0.35 MPa，停留時間121 s處理紅薯渣膳食纖維，可溶性膳食纖維含量比未經處理的提高了18.78%，達到(22.59±0.35)%，水合特性和持油性也得到改善，可能是由于短鏈膳食纖維含量增加，引起膳食纖維表面積增加，空間結構更疏松，孔隙率增加等。Li等[25]用蒸汽爆破技術改性豆渣膳食纖維，處理后雖然水溶性顯著增加，但水合特性和持油性卻下降，可能是由于改性處理使膳食纖維原有的多孔結構遭到破壞，比表面積減小，這種形態(tài)結構的變化影響了豆渣的理化特性。

3.1.4 微波技術 微波技術的原理是在電磁波下分子通過偶極旋轉和離子傳導發(fā)生相互作用而產生熱能，使被處理樣品的溶劑溫度迅速升高，同時分子之間的相互作用可能會產生鍵的振動、斷裂，導致樣品溶解度增加；另外微波還會增加細胞內的壓力，使細胞壁破裂，暴露出更多有效基團[27]。吳麗萍等[28]通過在微波功率600 W下處理麥麩4 min，使麥麩膳食纖維多糖分子間的氫鍵和離子鍵斷裂，形成孔隙，比表面積增大，可溶性膳食纖維含量由9.92%提高至17.06%，其理化特性也隨之改善。羅舜菁等[29]采用微波技術對甘薯渣、蘋果渣、大豆渣中的膳食纖維進行改性，改性后3種膳食纖維中的可溶性膳食纖維含量分別由(5.07±0.36)%，(16.42±0.22)%，(6.77±0.19)%提高至(8.27±0.54)%，(7.16±0.28)%，(31.06±0.08)%，由于3種不同膳食纖維成分及細胞壁結構的差異，改性后結構及理化特性的改變略有不同，但持水能力和持油能力均顯著提高。

3.1.5 動態(tài)高壓微射流技術 動態(tài)高壓微射流是一種獨特的高壓技術，具有高速沖擊、高頻振動、瞬時壓降、空化、超高壓等特點，能夠對物料微觀結構造成破壞。動態(tài)高壓微射流技術改性主要是通過降低膳食纖維的粒徑，提高組織孔隙率，使纖維比表面積增大，更多親水基團暴露，從而提高膳食纖維水合性能和持油能力。王歡等[30]利用動態(tài)高壓微射流改性使豆渣膳食纖維的可溶性膳食纖維含量由20.43%提高至25.84%，改善了豆渣膳食纖維的水合特性和持油性。湯彩碟等[31]利用動態(tài)高壓微射流技術處理竹筍膳食纖維，顯著改善了其水合特性和持油性，且與處理壓力密切相關，當處理壓力為200 MPa時，纖維表面的范德華力和靜電吸引力增大，顆粒發(fā)生團聚，減小了對水分和油脂的吸附，水合性質和持油力下降。此外，Morales-Medina等[32]通過控制高壓微射流的壓力和運行次數得到特定粒徑分布的豌豆殼纖維懸浮液，其中較小粒徑的懸浮液具有假塑性、觸變性和黏彈性行為；粒徑越小的懸浮液黏度越高，可能是因為粒徑降低，粒子的數量增加，使網絡結構、靜電力和摩擦力的相互作用增加，導致具有高流動阻力。

3.1.6 超聲波技術 超聲波作用于溶液時會產生空化效應，破壞多糖的化學鍵，從而破壞碳水化合物的結構，使組織更松散，改變表面親水性，并進一步引起機械效應和自由基效應。超聲波技術處理過程條件溫和，通常在常溫常壓下完成改性，且操作簡單，效率高[33]。牛希等[34]發(fā)現(xiàn)經超聲處理后燕麥膳食纖維可溶性膳食纖維含量由(20.57±0.30)%提高至(31.60±0.75)%，粒徑減小，表面結構更加疏松，孔隙增多且密集，呈蜂巢狀，親水親油基團暴露，水合特性和持油性均顯著提高。胡筱等[35]用超聲波技術分別處理了葵花粕不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維，顯著提高了其持水力和持油力，但溶脹能力卻降低，可能是由于超聲波進一步細化處理導致纖維的多孔結構遭到破壞進而對溶脹能力造成影響。

3.2 化學方法改性

化學方法改性是利用化學反應改變膳食纖維的結構和功能特性，例如堿性過氧化氫處理、羧甲基化處理和羥丙基化處理。

3.2.1 酸堿處理 用于膳食纖維改性處理的堿一般為氫氧化鈉，酸一般為鹽酸、硫酸和檸檬酸。Wang等[19]比較了檸檬酸處理和堿處理對獼猴桃膳食纖維結構和功能特性的影響，酸處理比堿處理具有更高的持水、持油能力以及葡萄糖、膽汁酸和亞硝酸鹽結合能力，這主要是因為酸處理后纖維結構更為松散和復雜，而且改性過程中的堿性條件可能會破壞膳食纖維的結構。Karra等[36]比較了堿處理和直接水處理膳食纖維，發(fā)現(xiàn)堿處理后棗椰樹花可溶性膳食纖維含量為(8.28±0.21)%，是對照組的2.39倍，溶解性和持油能力也明顯高于對照組，可能是由于堿處理后纖維表面更加粗糙且不規(guī)則，顯示出一些不均勻的孔和無序區(qū)域，表面性質受到影響。通過酸堿處理改性膳食纖維成本低，但是強烈的酸堿處理可能會導致膳食纖維過度降解[37]。

3.2.2 堿性過氧化氫處理 在堿性條件下用過氧化氫處理膳食纖維樣品粉末，可以降解纖維素，從而改變膳食纖維的組成。蕎麥秸稈不溶性膳食纖維[38]經堿性過氧化氫處理后，持水能力、溶脹能力和持油能力均顯著提高。持水能力提高的原因可能是由于堿性過氧化氫處理會破壞半纖維素和纖維素之間的共價鍵，以及半纖維素與木質素連接起來的醚鍵，形成更小的聚合物鏈，結構更疏松，比表面積增大，極性基團暴露較多，致使纖維的持水能力增強。此外，纖維素鏈斷裂時，會產生空間擴展效應，以及暴露出更多的氫鍵，導致溶脹能力提高。持油能力的增加可能是由于堿性過氧化氫處理后結構松散，纖維的表面積和起皺量增加，表面張力增強，從而增強了對油的捕集能力；由于極性基團增多，內部結構更加開放，具有較大的比表面積，堿性過氧化氫處理也增強了蕎麥秸稈不溶性膳食纖維的葡萄糖吸附能力。Feng等[39]發(fā)現(xiàn)改性后黑豆皮可溶性膳食纖維含量由7.8%提高至16.9%，黏度升高，具有更顯著的膠凝性能，可能是因為改性后黑豆皮可溶性膳食纖維中半乳糖醛酸殘基增多，果膠含量升高，且?guī)л^多的負電荷，內部結構較開放，多孔結構豐富。Niu等[10]采用堿性過氧化氫處理、鹽酸—乙醇溶液處理和纖維素酶水解3種改性方法從番茄皮中提取可溶性膳食纖維，也發(fā)現(xiàn)堿性過氧化氫處理后膳食纖維膠凝性能最強，可能是因為堿性過氧化氫處理后番茄皮膳食纖維結構更平坦、更松散，比表面積更大，可以保留更多的水相以形成更強的凝膠。

3.2.3 羧甲基化和羥丙基化 羧甲基化和羥丙基修飾是一種分子修飾方法，將膳食纖維在堿性條件下溶脹，然后通過醚化反應將強親水基團羧甲基和羥丙基引入到膳食纖維的結構中。這兩種改性方法效果好，但是操作步驟復雜，目前常應用于復合改性淀粉中，應用于膳食纖維改性的研究較少。Zhang等[40]通過羧甲基化改性麥麩不溶性膳食纖維后，顯著提高其持水能力、持油能力和葡萄糖吸附能力。Zheng等[41-42]研究了羧甲基化和羥丙基化對棕櫚仁和椰子餅膳食纖維結構和理化性質的影響，發(fā)現(xiàn)羧甲基化處理分別使其可溶性膳食纖維含量由(3.99±0.02)%和(7.67±0.33)%顯著提高至(15.84±0.42)%和(21.67±2.78)%；而羥丙基化處理使其分別顯著提高至(12.67±0.52)%和(18.00±3.17)%。此外，羧甲基化和羥丙基化改性處理使膳食纖維的持水性和溶脹性得到改善，這些理化特性的改善可能是因為改性后纖維親水性增強，并呈蜂窩結構，比表面積增加，表面特性得到改善。

3.3 生物方法改性

3.3.1 酶法 膳食纖維改性常用的酶有纖維素酶、半纖維素酶和木聚糖酶等。酶法改性條件較為溫和，但因酶價格昂貴且反應時間長，目前工業(yè)化應用較少[43]。Liu等[15]采用纖維素酶處理米糠膳食纖維，發(fā)現(xiàn)水合特性、持油性、膽固醇吸附能力以及葡萄糖吸附能力顯著提高。Ma等[11]采用纖維素酶和木聚糖酶聯(lián)合改性馬鈴薯渣膳食纖維，可使其可溶性膳食纖維含量由(12.26±0.41)%顯著提高至(30.37±0.26)%，理化特性也隨之改善。這可能是由于酶改性破壞了細胞壁，使膳食纖維結構疏松，孔隙率增加，結晶度降低，結合位點暴露更多。

近年來采用多種酶聯(lián)合改性的研究報道較多，這是因為不同酶有不同的作用位點，相對于單酶改性，多種酶的協(xié)同作用可使其酶解效率更高、改性效果更好[44]，如木聚糖酶和纖維素酶復合使用時，不僅可以降解半纖維素，削弱對纖維素的包被，使更多的纖維素暴露出來，同時還可降低纖維素酶與纖維素之間的空間位阻，提高酶與底物的反應速率[11]。

3.3.2 微生物發(fā)酵法 微生物發(fā)酵法是通過微生物發(fā)酵過程產生的纖維水解酶、半纖維素酶、葡萄糖苷酶、木聚糖酶以及有機酸等代謝產物，使部分纖維素、不溶性半纖維素等水解，轉變?yōu)榭扇苄陨攀忱w維，進而達到改性的目的。常用于膳食纖維改性的發(fā)酵菌種有真菌(毛霉、米曲霉、黑曲霉、綠色木霉、紅曲霉等)和乳酸菌等。李偉偉等[45]分別使用黑曲霉、米曲霉、毛霉發(fā)酵以及3種真菌結合乳酸菌發(fā)酵對豆渣膳食纖維進行改性，均能使其可溶性膳食纖維含量增多，真菌單獨發(fā)酵中黑曲霉改性效果最好，可溶性膳食纖維含量由(6.12±0.37)%提高至(20.48±0.37)%，可能是因為黑曲霉發(fā)酵產生的纖維素酶和半纖維素酶活性相對較高；而乳酸菌發(fā)酵產生的有機酸可以使纖維素進一步分解，黑曲霉聯(lián)合乳酸菌發(fā)酵改性可使豆渣可溶性膳食纖維含量提高至(28.24±0.47)%。綠色木霉生長速度快、產酶活性高，發(fā)酵過程中可產生纖維素酶；陳家俊[46]利用綠色木霉發(fā)酵改性茶渣膳食纖維，發(fā)現(xiàn)膳食纖維顆粒表面可形成蜂窩結構，其膽固醇和葡萄糖的吸附能力顯著提高。

3.4 聯(lián)合方法改性

聯(lián)合方法是指通過兩種或兩種以上改性方法共同進行改性。Wen等[47]比較了纖維素酶、木聚糖酶、微粉化單獨處理和酶—微粉化聯(lián)合處理對米糠膳食纖維結構和功能特性的影響，單獨處理和聯(lián)合處理均能顯著提高米糠膳食纖維中可溶性膳食纖維含量，增加其溶脹能力和對膽固醇及膽酸鈉的吸附能力，但是酶—微粉化聯(lián)合處理改性效果更好，可使可溶性膳食纖維含量由1.5%提高至18.7%；這可能是因為微粉化過程減小了米糠膳食纖維的粒徑并增加了其比表面積，從而促進了纖維素酶和木聚糖酶的酶解過程。

Oladunjoye等[48]采用微波輔助堿處理甘蔗渣，發(fā)現(xiàn)其持水能力和溶脹能力均有不同程度提高，微波輔助加快了反應速度，改善了堿處理改性耗時較長的缺陷。Zheng等[49]通過纖維素酶水解與丙烯酸酯接枝相結合的方法改性，使小米麩皮膳食纖維中的可溶性膳食纖維含量由(1.04±0.43)%提高至(19.94±1.67)%，不僅改善了其持水和持油能力，還提高了對膽固醇、膽酸鈉、銅離子以及亞硝酸鹽離子的吸附能力；這是因為一方面可通過接枝修飾引入親水性基團來改善膳食纖維的親水性；另一方面則通過酶水解使多糖鏈斷裂，暴露出更多官能團，使膳食纖維具有更高的吸附能力。多種改性技術的聯(lián)合應用，系利用不同改性機理對膳食纖維進行改性，有效彌補了單一改性方法的缺點。

4 展望

膳食纖維的理化特性與其組成、結構密切相關，改性可顯著改善其水合特性、持油性、吸附能力和流變特性等，這些理化特性的改善可使食品脫水收縮，使高脂食品加工過程中油脂溶出和混合體系食品穩(wěn)定性等得到有效改善，進而提高含膳食纖維食品的口感、風味、質構和保質期。膳食纖維的不同改性方法各有特點，物理改性方法應用最為廣泛，其操作簡單、環(huán)境友好并易于實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模制備，但所需設備投入較大；化學改性方法成本低廉，但所用化學試劑排放帶來的環(huán)境污染及副產物帶來的食品安全隱患成為了不可忽視的問題；生物改性方法條件溫和，對環(huán)境友好，但酶法的較高成本和發(fā)酵法的高活力菌種開發(fā)成為了其制約因素。后續(xù)研究中，由于多種方法聯(lián)合應用可以有效彌補單一方法存在的缺陷，聯(lián)合改性方法將成為研究者們關注的重點；物理改性方法將更關注于可工業(yè)化推廣的高效改性設備的開發(fā)與應用；生物改性方法的工業(yè)化應用較大程度上將依賴于高活力、低成本的酶和產酶活性高的新菌種的研究與開發(fā)；而化學改性則應聚焦于無食品安全隱患且對環(huán)境友好方法的研究與應用。