馬鈴薯纖維的特性研究

呂冠薇

Hipsley于1953年，首次提出了“膳食纖維”這一概念，并定義為植物細胞壁中，不易被消化的成分。隨著科技的發展進步，人們的生活水平日益提高，但慢性病的發病率也與日俱增，于是人們開始重視膳食纖維，并對其生理功能展開了深入的研究。然而膳食纖維的組成十分復雜，故到目前為止，對于膳食纖維的定義仍沒有形成統一的標準。現階段普遍認可的解釋，是將一系列不能被人體胃腸道消化和吸收，也不能產生能量，但可在大腸中進行發酵的多糖，低聚糖和木質素，定義為膳食纖維。它有兩種主要成分：可溶性膳食纖維（果膠、樹膠和抗性糊精等）和不可溶性膳食纖維（纖維素、半纖維素和木質素等）。

在我國，馬鈴薯主要用來制作淀粉，而馬鈴薯淀粉加工的殘渣多被廢棄，做垃圾處理，導致資源浪費并帶來巨大的經濟負擔。根據資料顯示，每100克馬鈴薯可提供17克碳水化合物和2.2克膳食纖維[3]，而馬鈴薯殘渣中的主要成分就是膳食纖維。本著“變廢為寶”的理念，為提高馬鈴薯的附加值，本研究以馬鈴薯纖維作為研究對象，探討其各方面的特性，為日后應用于食品加工領域提供基礎。

因馬鈴薯纖維的提取工藝已較成熟，同時為節約時間，本研究省略了提取馬鈴薯纖維的過程，直接選用成品馬鈴薯纖維來研究其各方面特性。

實驗材料

進口馬鈴薯纖維（Semper AB， Sundbyberg， Sweden），淡黃色、無味粉末，其膳食纖維含量為70%，其中三分之二由果膠和半纖維素組成，其余為纖維素和木質素[4]。

實驗方法

掃描電鏡（ Scanning electron micrograph，SEM）。用掃描電鏡對馬鈴薯纖維的結構進行觀察。

持水能力（ Water holding capacity， WHC）。分別稱量0.2g馬鈴薯纖維和面粉倒入兩個大小相同的量筒中，記錄其初始重量（分別為m1和m2）。然后緩慢、逐漸地加入水，并用玻璃棒不斷攪拌使水吸收，直到水無法再被吸收時停止。稱量并記錄兩個量筒的最終重量（分別為m3和m4），以比較等量的馬鈴薯纖維和面粉的持水能力。

持油能力（ Holding oil capacity， HOC）。分別稱量0.2g馬鈴薯纖維和面粉倒入兩個大小相同的量筒中，記錄其初始重量（分別為m5和m6）。然后緩慢、逐漸地加入油，并用玻璃棒不斷攪拌使油與粉混合，直到油無法再被結合時停止。稱量并記錄兩個量筒的最終重量（分別為m7和m8），以比較等量的馬鈴薯纖維和面粉的持油能力。

膨潤力（ Swelling force， SF）。稱取重量為0.1～0.3克的馬鈴薯纖維（W）倒入量筒內，并讀出體積（V1）。將10mL 37℃的水倒入量筒內，同時用玻璃棒攪拌使其混合。靜置過夜后讀取體積（V2）。

油/水混合物的穩定性。先在兩個量筒中，分別加入等體積的油、水混合物，再稱量等量的馬鈴薯纖維和面粉，分別加入到兩個量筒中，用玻璃棒分別攪拌，使其混合，以觀察不同的現象。

實驗結果

掃描電鏡圖。可以看出，馬鈴薯纖維的結構松散，間隙較大，應具有較高的持水能力和膨脹力。

持水能力和持油能力。由于有限的設備條件而沒有獲得精確的計算數據，可以明顯的看出，與等量的面粉相比，馬鈴薯纖維的持水能力和持油能力都更為突出。

膨潤力。通過圖4可以看出，馬鈴薯纖維的膨潤效果較為顯著

油/水混合物的穩定性。可以看出，馬鈴薯纖維在油/水體系中具有良好的穩定性，而且靜置后也不會出現分層;反之，面粉不能作為使水和油混合，即便靜置后也不能使油和水均勻混合。

馬鈴薯纖維的交聯網狀結構，使其具有了較高的持油能力;此外馬鈴薯纖維具有大量親水羥基，這表明它能很好地吸收和保持水分，因此具有較高的持水能力和膨潤力;加上其在油/水混合相中所表現出的穩定劑效果，說明馬鈴薯纖維可被應用于食品加工領域中，且前景廣闊，對產品的質地、形態和口感都將起到至關重要的作用。

參考文獻：

[1] HIPSLEY E H. Dietary “fibre” and pregnancy toxaemia [J]. British Medical Journal， 1953， 2： 420-422.

[2] FULLER S， BECK E， SALMAN H， et al. New Horizons for the study of dietary fiber and health： a review [J]. Plant Foods for Human Nutrition， 2016， 71（1）： 1-12.

[3] Potato， https：//en.wikipedia.org/wiki/Potato [2019-02-18].

[4] Semper pofiber， Semper AB， Sundbyberg， Sweden，? http：//www.semper.se/templates/Products.aspx？id=535 [2019-2-18].