柑橘纖維的理化性質(zhì)及其在食品加工中的應(yīng)用

摘 要：柑橘纖維源于對柑橘類皮渣中纖維副產(chǎn)物的綜合利用，來源天然，具有良好的吸水性、吸油性和加工性能，不僅是優(yōu)質(zhì)的膳食纖維來源，還可廣泛用于不同食品劑型中以改良質(zhì)構(gòu)、增強(qiáng)口感。本文就柑橘纖維的組成、水合性、吸附性進(jìn)行了闡述，并介紹了柑橘纖維在酸奶、乳飲料、肉制品、冰淇淋以及烘焙等產(chǎn)品中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：柑橘纖維；吸水性；吸油性

Physicochemical Properties of Citrus Fiber and Its Application in Food Processing

ZHANG Guanya

（Shanghai Huanxin Food Technology Co.， Ltd.， Shanghai 201514， China）

Abstract： Citrus fiber， derived from the comprehensive utilization of fiber by-products in citrus peel residue， is natural in origin and has good water absorption， oil absorption and processing properties. Citrus fiber is not only good source of high-quality dietary fiber， but also widely used in different food applications to improving texture and enhancing taste. The composition， hydration and adsorbability of citrus fiber are described， and the applications of citrus fiber in yoghurt， milk drink， meat product， ice cream， bakery and other products are introduced as well.

Keywords： citrus fiber; water absorption; oil absorption

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(huì)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(jì)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(bào)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(shí)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(qiáng)的持水能力，可達(dá)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(jìn)行可逆交換，如柑橘纖維對鈉離子吸附能力比鉀離子更強(qiáng)，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(jī)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(jìn)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(tuán)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(jìn)維生素的吸收，抑制有害細(xì)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(shí)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(shí)”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(chǔ)存期間沒有發(fā)生析水現(xiàn)象，黏度顯著增加。同時(shí)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(dá)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(diǎn)，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(jī)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(huì)造成內(nèi)心負(fù)擔(dān)的食品，因?yàn)槠涓咛歉咧?，平均含?0%的脂肪，如果長期無節(jié)制食用，會(huì)引起肥胖、三高等風(fēng)險(xiǎn)，因此降低脂肪含量的同時(shí)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(rèn)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(fèi)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(jìn)一步提高消費(fèi)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(chǔ)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(tuán)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(tuán)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(tuán)在儲(chǔ)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(tuán)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(dòng)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(jìn)一步強(qiáng)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(qiáng)調(diào)功能因子的充分?jǐn)z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(dá)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(shí)，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(diǎn)。因此，大力開發(fā)柑橘纖維在食品中的應(yīng)用，可促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品的綜合利用，有助于可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：張冠亞（1990—），男，江西上饒人，碩士，工程師。研究方向：功能食品原料與添加劑。