关于食品工业中多糖的应用与现状研究

　　吕洁琼沈尧
　　摘要：多糖因其独特的物理化学性质及其广泛的生物活性，在食品工业己获得了广泛的应用，利用其特殊的生物学功能添加于食品中增加食品的保健功能、利用非淀粉多糖在胃肠道难以降解的特性开发出具有改善肠道微环境排毒通便的膳食纤维食品等，多糖己成为食品工业中的重要原料和添加剂，文章重点就食品工业中多糖的应用与现状进行了分析和研究。
　　关键词：食品工业；多糖；食品添加剂
　　近年来，越来越多的多糖在生产和生活中发挥着广泛的作用，实验表明，细菌多糖可以在人工控制条件下利用各种废渣、废液进行生产，减轻了环保压力，应用前景比动植物多糖更为广阔。美国生物技术副产品协会，主要致力于增加农产品的附加值及防治农业活动中所产生的污染物）近七年来的研究调查显示细菌多糖的应用已成为当前生物产品在农业领域中应用的五大主题之一。日本专利中也有报道用由土壤杆菌属和根瘤菌属分泌的环槐聚糖包裹食品成分和药物。本文综述了多糖的开发现状及其在食品工业中的应用前景，系统介绍了其结构、功能及生物合成途径，列举了多糖在食品行业中的应用，并展望了其发展前景。
　　一、动物多糖的作用分析
　　动物多糖几乎存在于所有动物组织器官中，主要分布于细胞基质中，除了作为能量资源和构成材料，还参与生命现象中细胞的各种活动，如甲壳素主要分布于甲壳动物虾、蟹、昆虫的外壳中，是节肢动物的外骨骼里的主要组成部分；硫酸软骨素和硫酸角质素主要存在于软骨和骨架组织中，对角膜胶原纤维具有保护作用，能促进基质中纤维的增长、增强通透性、改善血液循环、加速新陈代谢、促进渗透液的吸收及炎症的消除；透明质酸在关节液、玻璃体、脐带中含量较高，是构成人体细胞间质、眼玻璃体、关节滑液等结缔组织的主要成分，在体内发挥保水、维持细胞外空间、调节渗透压、润滑、促进细胞修复的重要生理功能。
　　二、植物多糖在食品工业中的应用
　　植物多糖是植物在生命活动中形成的高分子聚合物或复合体，如细胞内储存的淀粉及果聚糖和甘露聚糖等非淀粉储存多糖，构成细胞的果胶类物质，纤维素和半纤维素，高等植物的根、皮、叶片、種子和花朵所含的树胶和黏胶也都是多糖蛋白复合物。植物多糖具有多种生物活性，如免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌抗病毒、保护肝脏等保健作用，是研究最多的一类多糖，目前人们已成功地从近百种植物中提取出了多糖并广泛地用于医药和保健食品的研究和开发中。由于植物多糖具有可再生、投入少、成本低、污染小、利用率高等优点，已成为食品工业研究的热点，被广泛应用于食品的加工生产中。
　　（一）纤维素
　　纤维素是植物细胞壁的主要成分，是由葡萄糖分子通过（1，4）糖苷键连接而成的葡聚糖。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，常作为食品包装材料应用于食品工业中，具有可降解、可吸收、可食用、安全性、抗氧化，以及较好的CO2和02的透过性等，可作为水果、蔬菜、豆类和肉类食品的活性包装材料，用来保湿、抗湿和抗氧化。以植物纤维素为材料开发的包装材料有水果纸和海藻纸等，日本酒井理化学研究所己成功从豆渣中提取食物纤维并加工成可食用纸。近年来国内外对改性纤维素可食性包装膜也有广泛深入的研究，肖茜等如以普鲁兰多糖、海藻酸钠和羧甲基纤维素钠制成可薄膜性能良好的食用包装膜。羟丙甲基纤维素（HPMC）是木浆中所含纤维素的衍生物，在食品工业，HPMC通常是用作冰淇淋、面包、色拉调汁等的增稠剂、乳化剂、稳定剂和保水剂。美国普遍应用微晶纤维素制造冷冻食品和冷饮甜食以及烹调用调味汁；德国利用微晶纤维素及其羧化产品作为添加剂制造沙拉油、乳脂、糊精调味品。
　　（二）淀粉
　　淀粉是植物体中贮存的养分，存在于各种植物的种子和块茎中。淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉，前者为无分支的螺旋结构；后者以24～30个葡萄糖残基以a（1，4）糖苷键首尾相连而成，在支链处为a（1，6）糖苷键。淀粉在食品包装材料中的应用有着悠久的历史，具有成膜性好、可再生、可降解、可食用、耐水、耐油和透气等优点。用淀粉生产的生物可降解塑料可以在周围环境中得到分解，化为肥料。我国开发的玉米淀粉包装膜，多用于油脂较重、浸透性强的食品，如快餐、油炸薯条、月饼等。在国外，淀粉基的食品包装材料也是食品包装业研究开发的热点之一，美国南卡罗来纳州克雷母逊大学GennadiosA以玉米、大豆、小麦为原料研制的谷类薄膜，用于香肠等食品的包装，并可供食用。
　　（三）膳食纤维
　　膳食纤维是一类不易被消化的食物营养素，主要来自于植物的细胞壁，由半纤维素、纤维素、木质素及果胶、树胶、黏质等组成，是食物中有一定生理功能的化学成分。膳食纤维在过去被认为是废物，现在，人们已经认识到它在保障人类健康、延长生命方面有着重要作用。已知蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和水是人体必需的六大营养素，而膳食纤维被称为第七种营养素。适量食用膳食纤维，可改善空腔及牙齿功能、促进肠道有益菌群生长、防治便秘、利于减肥，还可以改善糖尿病症状。根据溶解性不同，膳食纤维可分为可溶性纤维（SDF）和不溶性纤维（IDF）两大类。SDF主要有抗性寡糖、抗性糊精、改性纤维素、合成多糖以及植物胶体等。SDF可吸水膨胀，使原有的体积和质量增大，形成凝胶状物质，在食品中主要起胶凝、增稠和乳化的作用。IDF主要包括纤维素、半纤维素和木质素等，在食品中主要起填充作用。IDF能吸收水分、软化粪便、增加粪便体积、能刺激肠的蠕动、加速排便，以减少粪便中有害物质与肠道接触的时间，降低患肠癌的概率。
　　三、细菌多糖在食品工业中的应用
　　（一）结冷胶在食品工业中的应用
　　结冷胶的主要作用是作为凝胶剂、增稠剂、悬浮剂或在食品中形成薄膜，更重要的是它可提供优良的质地和口感，良好的风味释放和在较宽pH范围内的稳定性。如它可用于改进食品组织结构、液体营养品的物理稳定性、食品烹调和贮藏中的持水能力。如在制作中华面、荞麦面和刀切面时，将结冷胶与小麦粉按（1～3）：1000比例混合均匀，再与其它原料混合均匀制面，可以增强面制品的硬度、弹性和粘度等，改善口感、抑制热水溶胀、减少断条、减轻汤汁混浊。此外，还可用于烘焙制品、乳制品、果汁、牛奶饮料、糖衣、糖霜、果酱及软糖、甜食及宠物罐头中。
　　（二）凝结多糖在食品工业中的应用
　　凝结多糖是一种不被人体消化、不产生热量的极其安全的多糖类添加剂。毒性实验经口投入10gkg的凝结多糖未发现异常现象。凝结多糖在食品中的应用主要有两种。二是作为品质改良剂而使用；一是作为食品主要成分而使用，生产新型食品。前者使用时常将凝结多糖调制成水分散液或稀碱液使用。作为品质改良剂主要用于中华面、荞麦面、切面及水产熟制品，肉食制品，软性糕点，面包、馅饼的馅心、冰淇淋等的制作中，而作为食品主成分时主要是用于淀粉胨、低热量色拉调味汁、豆腐面、人造果球、多层果冻、薄片状成型食品等方面。
　　（三）半乳葡聚糖在食品工业中的应用
　　近几年来，食品工业对增稠剂的需求逐渐增加。鉴于半乳葡聚糖在低浓度有高粘度的特性，可用作优良的增粘剂、悬浮剂；对高温、酸碱稳定，可作稳定剂适合广泛的食品加工要求；可作为乳化剂用于色拉、肉汁调味料的生产；由curvielan的胶凝作用使其在布丁、糕点、糖果、口香糖等食品中作为优良的胶凝剂，其极好的弹性还能赋予食品新的质感。大多数半乳葡聚糖具有成膜性，可用于水果、蔬菜的涂膜保鲜。此外，还可以利用其持水性、冻融性、耐盐性等用于食品的不同领域。
　　四、结束语
　　随着科学技术的进步，研究水平的提高，科学家对于多糖功效关系的研究将更加深入，人们将发现其更多功能。糖芯片技术的发展，多糖靶向性功能的研究以及多糖知识的普及，生物活性多糖将更加得到食品工业界的青睐，多糖在食品、药品及保健品领域也将有更多的应用。
　　参考文献：
　　〔1〕辛晓明。多糖化合物抗肿瘤机制研究进展〔J〕。科技与企业，2016。
　　〔2〕陈彰旭。壳聚糖复合物在水果保鲜中的应用研究进展〔J〕。企业文化，2016。