食源性多糖在食品加工中的應用場景及策略分析

Analysis of Application Scenarios and Strategies of FoodDerived Polysaccharides in Food Processing

XIE Wenjing （CollegeofPharmacy， GansuMedical College，Pingliang744ooo，China）

Abstract： Food-derived polysaccharides，as natural biological macromolecular compounds， exhibit unique functionalcharacteristicsand broadapplication prospects in thefieldoffood processng.This paperanalyzes thecore role of food-derived polysaccharides in scenarios such as food packaging and preservation，improving fod texture and taste，and enhancing food nutritional value. It also proposes strategies such as optimizing extraction processes， strengthening quality control，and promoting product innovation and research and development in response to the technical botlenecks existing incurrent applications，withtheaimofproviding theoreticalreferences forthe efficient development and industrial application of food-derived polysaccharides.

Keywords： food-derived polysaccharides; food processing; functional properties; quality control

在健康消費浪潮席卷全球的當下，消費者對食品的需求已從單一的飽腹功能轉向追求天然、營養與功能性的深度融合。傳統食品添加劑因安全性問題頻遭質疑，促使食品行業加速尋找天然、綠色的替代成分。食源性多糖憑借來源廣泛、生物相容性高、功能多樣等特性，成為行業關注焦點。同時，“雙碳”目標與綠色發展理念的推進，促進食品產業向可持續方向轉型。在此背景下，食源性多糖在食品加工及包裝領域的綠色應用潛力日益凸顯，為產業升級提供了新路徑。本文分析了食源性多糖在食品加工中的應用，以期為未來食源性多糖在食品加工領域的新興應用提供理論參考。

1食源性多糖概述

食源性多糖是從天然食物原料中提取或純化得到的高分子碳水化合物，廣泛存在于植物細胞壁、微生物胞外分泌物及動物結締組織中，是生物體能量儲存與結構支撐的重要物質基礎[]。這類天然大分子因獨特的化學結構和生物活性，在食品科學、營養健康及生物醫藥領域展現出重要價值。其來源多樣，涵蓋谷物、藻類、菌菇、果蔬及甲殼類動物等，通過物理或生物技術手段可獲取不同功能特性的多糖組分，如果膠、 β- 葡聚糖、殼聚糖等。這些生物大分子在人體內可發揮膳食纖維的生理調節作用，通過調節腸道菌群平衡、增強免疫應答、延緩碳水化合物吸收等機制維持機體穩態[2-3]

2食源性多糖在食品加工中的應用場景

2.1食品包裝與保鮮

在可持續發展理念驅動下，食源性多糖因其可降解性與成膜特性，正重塑食品包裝材料的技術格局。食源性多糖具有無毒無害、易降解的優點，既可以單獨作為一種食品包裝材料，也可以與其他物質復合發揮作用。海藻酸鈉、卡拉膠、果膠等是天然來源的多糖可食膜原料[4。其中，海藻酸鈉基薄膜通過鈣離子交聯形成致密結構，既能降低水分蒸發速率，又可響應環境濕度變化調節透氣性，特別適用于呼吸作用旺盛的食用菌和鮮肉保鮮[5]。此外，智能型多糖包裝材料的研發取得突破性進展，如再生纖維素膜可通過緩慢釋放活性成分，在肉類貯藏期間持續清除自由基[；纖維絲及其衍生物可用于制作可食性食品包裝膜[7]。在保鮮方面，食源性多糖的保鮮機理涉及物理屏障與生物活性雙重作用路徑。在肉制品保鮮領域，殼聚糖與乳清蛋白共價交聯形成的復合膜不僅具有優異的抑菌性能，而且其表面的正電荷特性可中和脂質氧化產生的自由基[8]。對于高水分活度食品，魔芋葡甘聚糖通過結合游離水分子降低體系水分活度，從而抑制微生物增殖代謝。此外，部分多糖的抗氧化活性與其還原性末端基團密切相關，如海帶多糖中的硫酸基團可通過電子轉移機制淬滅單線態氧，在油炸食品中有效阻斷油脂氧化鏈式反應。

2.2食品質地與口感改善

食源性多糖的凝膠特性源于其分子間復雜的物理化學作用，氫鍵網絡的形成與離子橋聯效應共同構建出具有特定流變特性的三維結構。在低溫凝膠體系中，卡拉膠被廣泛應用于食品加工領域。其具有良好持水能力，可保持面包的柔軟濕潤，也常被作為增稠劑用于低鹽面條的加工。此外，卡拉膠還能夠賦予果凍類產品獨特的彈性與咀嚼感[。對于熱致凝膠體系，淀粉顆粒在烘焙過程中的糊化膨脹行為至關重要。直鏈淀粉的重新排列形成剛性骨架，支鏈淀粉的側鏈纏繞可使其柔軟質地，這種微觀結構使得面包內部形成均勻蜂窩狀孔隙[1]。纖維素衍生物在面制品中的應用則通過調控面筋網絡交聯密度，既能增強面條的拉伸強度，又可改善速凍面點的抗凍裂性能。通過精準控制食源性多糖種類、濃度及加工參數，食品工程師能夠實現對產品質構的多維度調控，在硬度、黏著性、回彈性等指標間建立理想平衡點。

2.3食品營養價值提升

食源性多糖的營養增效作用不僅體現在其固有的膳食纖維屬性，更在于其與食品基質的協同互作機制。抗性糊精等低分子量多糖在腸道內可選擇性促進雙歧桿菌增殖，通過調節菌群代謝產生短鏈脂肪酸，從而增強宿主免疫機能。在復合營養強化食品中，香菇多糖與蛋白質通過靜電吸附形成的復合物能夠提高氨基酸的生物利用率，同時減緩胃排空速率以延長飽腹感[。特定結構的多糖組分還表現出顯著的礦物元素螯合能力，如藻酸鹽對鈣離子的特異性結合既有利于促進骨骼健康，又可調控食品中礦物質的釋放動力學過程。

3促進食源性多糖在食品加工中應用的策略

3.1采用新興提取技術并優化純化工藝

提升食源性多糖的提取效率與功能活性需突破傳統工藝的局限性，構建多技術協同的綠色生產體系。 ① 針對植物原料的細胞壁抗降解特性，可引入脈沖電場預處理技術，通過瞬時高壓脈沖破壞細胞膜通透性，減少高溫或強溶劑對多糖結構的破壞；同步結合定向酶解技術，利用纖維素酶與果膠酶的協同作用精準裂解細胞壁多糖網絡，顯著提升目標組分的溶出率[12]。 ② 針對微生物發酵產多糖的分離純化，可開發雙水相萃取系統，通過調節聚乙二醇與硫酸銨的濃度梯度，實現多糖與菌體蛋白的高效分離，避免傳統離心法造成的活性損失。 ③ 針對多糖分子量分布不均的問題，可采用動態軸向壓縮色譜技術替代靜態層析柱，通過實時調節填料壓縮密度與流動相流速，精準截留不同分子量區間的多糖組分，確保終產物的均一性與穩定性[13]。 ④ 純化工藝需強化脫色脫蛋白環節，設計串聯式離子交換樹脂吸附系統，利用陰離子樹脂捕獲色素分子、陽離子樹脂吸附殘留蛋白，同步完成雜質去除與多糖回收，為后續功能化應用奠定基礎。

3.2建立嚴格的質量標準，加強生產過程監控

構建全鏈條質量控制體系是保障食源性多糖產業化應用的核心路徑。 ① 原料篩選需建立多維評價指標，基于近紅外光譜技術快速檢測原料的含水率、多糖含量及污染物殘留，通過主成分分析篩選優質原料批次，從源頭控制產品一致性。 ② 生產過程需植入在線監測裝置，在提取罐內集成超聲波傳感器實時追蹤多糖溶出動力學，結合濁度監測儀動態調整酶解時間與溫度參數；純化階段引入示差折光檢測器聯動自動餾分收集器，實現目標組分的高通量分選與雜質剔除。 ③ 成品質量標準應突破單一成分檢測的局限，構建功能導向的評價模型，采用流變儀測定多糖溶液的黏彈性模量，通過體外模擬消化實驗評估其益生元活性，結合細胞模型驗證免疫調節功能，形成理化特性與生物活性的雙重質控標準。④ 建立區塊鏈溯源平臺，將原料產地、工藝參數、檢測結果等信息加密上鏈，確保質量數據的不可篡改性，為下游食品企業提供可信賴的原料品質背書。

3.3推動食源性多糖創新型產品開發

激發食源性多糖的開發應用潛力需以需求為導向，深化跨學科技術融合。 ① 針對健康食品領域，開發靶向遞送系統，利用多糖的pH值響應特性設計腸溶微膠囊、包埋益生菌或熱敏感營養素，使其在腸道特定區域定點釋放，提升功能性成分的生物利用率[14]。 ② 在質構改良方向，構建多糖－蛋白共價復合體系，通過美拉德反應誘導分子間交聯，形成兼具乳化性與凝膠強度的新型食品基質，用于植物基奶酪質構模擬或低脂肉制品保水增效。 ③ 智能包裝領域可研發溫敏型多糖薄膜，整合納米纖維素增強力學性能，負載天然抗菌劑實現緩釋保鮮，同時嵌入比色傳感器實時顯示食品新鮮度，滿足生鮮物流的智能化需求。 ④ 探索高附加值應用場景，將硫酸化多糖用于口腔護理產品開發，利用其黏附性與抑菌活性構建口腔黏膜保護層；或將其與生物活性玻璃復合制備骨修復材料，拓展其在醫用食品領域的應用。企業應通過產學研深度協作，加速實驗室成果向產業化轉化，形成覆蓋食品、醫藥、日化等多領域的復合型產品矩陣[15-17]

4結語

食源性多糖作為食品添加劑、包裝材料，既能改善食品質地口感、提升營養價值、延長保質期，又能推動綠色包裝進程。采取推廣應用新興提取技術、建立質量標準、推動創新產品開發等策略，可進一步釋放食源性多糖的應用潛力。未來，隨著研究的持續深人與技術的迭代創新，食源性多糖有望在功能性食品開發、智能包裝等前沿領域得到廣泛應用，為食品工業注入新動能，助力構建更健康、綠色、可持續的食品產業體系。

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