關于食品工業中多糖的應用與現狀研究

呂潔瓊+沈堯

摘要：多糖因其獨特的物理化學性質及其廣泛的生物活性，在食品工業己獲得了廣泛的應用，利用其特殊的生物學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腸道難以降解的特性開發出具有改善腸道微環境排毒通便的膳食纖維食品等，多糖己成為食品工業中的重要原料和添加劑，文章重點就食品工業中多糖的應用與現狀進行了分析和研究。

關鍵詞：食品工業；多糖；食品添加劑

近年來，越來越多的多糖在生產和生活中發揮著廣泛的作用，實驗表明，細菌多糖可以在人工控制條件下利用各種廢渣、廢液進行生產，減輕了環保壓力，應用前景比動植物多糖更為廣闊。美國生物技術副產品協會，主要致力于增加農產品的附加值及防治農業活動中所產生的污染物）近七年來的研究調查顯示細菌多糖的應用已成為當前生物產品在農業領域中應用的五大主題之一。日本專利中也有報道用由土壤桿菌屬和根瘤菌屬分泌的環槐聚糖包裹食品成分和藥物。本文綜述了多糖的開發現狀及其在食品工業中的應用前景，系統介紹了其結構、功能及生物合成途徑，列舉了多糖在食品行業中的應用，并展望了其發展前景。

一、動物多糖的作用分析

動物多糖幾乎存在于所有動物組織器官中，主要分布于細胞基質中，除了作為能量資源和構成材料，還參與生命現象中細胞的各種活動，如甲殼素主要分布于甲殼動物蝦、蟹、昆蟲的外殼中，是節肢動物的外骨骼里的主要組成部分；硫酸軟骨素和硫酸角質素主要存在于軟骨和骨架組織中，對角膜膠原纖維具有保護作用，能促進基質中纖維的增長、增強通透性、改善血液循環、加速新陳代謝、促進滲透液的吸收及炎癥的消除；透明質酸在關節液、玻璃體、臍帶中含量較高，是構成人體細胞間質、眼玻璃體、關節滑液等結締組織的主要成分，在體內發揮保水、維持細胞外空間、調節滲透壓、潤滑、促進細胞修復的重要生理功能。

二、植物多糖在食品工業中的應用

植物多糖是植物在生命活動中形成的高分子聚合物或復合體，如細胞內儲存的淀粉及果聚糖和甘露聚糖等非淀粉儲存多糖，構成細胞的果膠類物質，纖維素和半纖維素，高等植物的根、皮、葉片、種子和花朵所含的樹膠和黏膠也都是多糖蛋白復合物。植物多糖具有多種生物活性，如免疫調節、抗腫瘤、降血糖、降血脂、抗輻射、抗菌抗病毒、保護肝臟等保健作用，是研究最多的一類多糖，目前人們已成功地從近百種植物中提取出了多糖并廣泛地用于醫藥和保健食品的研究和開發中。由于植物多糖具有可再生、投入少、成本低、污染小、利用率高等優點，已成為食品工業研究的熱點，被廣泛應用于食品的加工生產中。

（一）纖維素

纖維素是植物細胞壁的主要成分，是由葡萄糖分子通過β-（1，4）-糖苷鍵連接而成的葡聚糖。纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，常作為食品包裝材料應用于食品工業中，具有可降解、可吸收、可食用、安全性、抗氧化，以及較好的CO2和02的透過性等，可作為水果、蔬菜、豆類和肉類食品的活性包裝材料，用來保濕、抗濕和抗氧化。以植物纖維素為材料開發的包裝材料有水果紙和海藻紙等，日本酒井理化學研究所己成功從豆渣中提取食物纖維并加工成可食用紙。近年來國內外對改性纖維素可食性包裝膜也有廣泛深入的研究，肖茜等如以普魯蘭多糖、海藻酸鈉和羧甲基纖維素鈉制成可薄膜性能良好的食用包裝膜。羥丙甲基纖維素（HPMC）是木漿中所含纖維素的衍生物，在食品工業，HPMC通常是用作冰淇淋、面包、色拉調汁等的增稠劑、乳化劑、穩定劑和保水劑。美國普遍應用微晶纖維素制造冷凍食品和冷飲甜食以及烹調用調味汁；德國利用微晶纖維素及其羧化產品作為添加劑制造沙拉油、乳脂、糊精調味品。

（二）淀粉

淀粉是植物體中貯存的養分，存在于各種植物的種子和塊莖中。淀粉可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，前者為無分支的螺旋結構；后者以24～30個葡萄糖殘基以a-（1，4）-糖苷鍵首尾相連而成，在支鏈處為a-（1，6）-糖苷鍵。淀粉在食品包裝材料中的應用有著悠久的歷史，具有成膜性好、可再生、可降解、可食用、耐水、耐油和透氣等優點。用淀粉生產的生物可降解塑料可以在周圍環境中得到分解，化為肥料。我國開發的玉米淀粉包裝膜，多用于油脂較重、浸透性強的食品，如快餐、油炸薯條、月餅等。在國外，淀粉基的食品包裝材料也是食品包裝業研究開發的熱點之一，美國南卡羅來納州克雷母遜大學GennadiosA以玉米、大豆、小麥為原料研制的谷類薄膜，用于香腸等食品的包裝，并可供食用。

（三）膳食纖維

膳食纖維是一類不易被消化的食物營養素，主要來自于植物的細胞壁，由半纖維素、纖維素、木質素及果膠、樹膠、黏質等組成，是食物中有一定生理功能的化學成分。膳食纖維在過去被認為是“廢物”，現在，人們已經認識到它在保障人類健康、延長生命方面有著重要作用。已知蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素和水是人體必需的六大營養素，而膳食纖維被稱為第七種營養素。適量食用膳食纖維，可改善空腔及牙齒功能、促進腸道有益菌群生長、防治便秘、利于減肥，還可以改善糖尿病癥狀。根據溶解性不同，膳食纖維可分為可溶性纖維（SDF）和不溶性纖維（IDF）兩大類。SDF主要有抗性寡糖、抗性糊精、改性纖維素、合成多糖以及植物膠體等。SDF可吸水膨脹，使原有的體積和質量增大，形成凝膠狀物質，在食品中主要起膠凝、增稠和乳化的作用。IDF主要包括纖維素、半纖維素和木質素等，在食品中主要起填充作用。IDF能吸收水分、軟化糞便、增加糞便體積、能刺激腸的蠕動、加速排便，以減少糞便中有害物質與腸道接觸的時間，降低患腸癌的概率。

三、細菌多糖在食品工業中的應用

（一）結冷膠在食品工業中的應用

結冷膠的主要作用是作為凝膠劑、增稠劑、懸浮劑或在食品中形成薄膜，更重要的是它可提供優良的質地和口感，良好的風味釋放和在較寬pH范圍內的穩定性。如它可用于改進食品組織結構、液體營養品的物理穩定性、食品烹調和貯藏中的持水能力。如在制作中華面、蕎麥面和刀切面時，將結冷膠與小麥粉按（1～3）：1000比例混合均勻，再與其它原料混合均勻制面，可以增強面制品的硬度、彈性和粘度等，改善口感、抑制熱水溶脹、減少斷條、減輕湯汁混濁。此外，還可用于烘焙制品、乳制品、果汁、牛奶飲料、糖衣、糖霜、果醬及軟糖、甜食及寵物罐頭中。

（二）凝結多糖在食品工業中的應用

凝結多糖是一種不被人體消化、不產生熱量的極其安全的多糖類添加劑。毒性實驗經口投入10g/kg的凝結多糖未發現異?，F象。凝結多糖在食品中的應用主要有兩種。二是作為品質改良劑而使用；一是作為食品主要成分而使用，生產新型食品。前者使用時常將凝結多糖調制成水分散液或稀堿液使用。作為品質改良劑主要用于中華面、蕎麥面、切面及水產熟制品，肉食制品，軟性糕點，面包、餡餅的餡心、冰淇淋等的制作中，而作為食品主成分時主要是用于淀粉胨、低熱量色拉調味汁、豆腐面、人造果球、多層果凍、薄片狀成型食品等方面。

（三）半乳葡聚糖在食品工業中的應用

近幾年來，食品工業對增稠劑的需求逐漸增加。鑒于半乳葡聚糖在低濃度有高粘度的特性，可用作優良的增粘劑、懸浮劑；對高溫、酸堿穩定，可作穩定劑適合廣泛的食品加工要求；可作為乳化劑用于色拉、肉汁調味料的生產；由curvielan的膠凝作用使其在布丁、糕點、糖果、口香糖等食品中作為優良的膠凝劑，其極好的彈性還能賦予食品新的質感。大多數半乳葡聚糖具有成膜性，可用于水果、蔬菜的涂膜保鮮。此外，還可以利用其持水性、凍融性、耐鹽性等用于食品的不同領域。

四、結束語

隨著科學技術的進步，研究水平的提高，科學家對于多糖功效關系的研究將更加深入，人們將發現其更多功能。糖芯片技術的發展，多糖靶向性功能的研究以及多糖知識的普及，生物活性多糖將更加得到食品工業界的青睞，多糖在食品、藥品及保健品領域也將有更多的應用。

參考文獻：

[1]辛曉明.多糖化合物抗腫瘤機制研究進展[J].科技與企業，2016.

[2]陳彰旭.殼聚糖復合物在水果保鮮中的應用研究進展[J].企業文化，2016.