徐忠，馮昕寧，高陽，趙丹,谷芳

(哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，哈爾濱 150076)

纖維素是一種天然高分子化合物， 采用物理方法對纖維素進(jìn)行特殊處理，或者采用化學(xué)方法，利用纖維素分子鏈中的羥基與化合物發(fā)生反應(yīng)，引入新的官能團(tuán)，可以改變纖維素固有的性能，形成具有優(yōu)越性能的改性纖維素[1-3]。近年來，改性纖維素由于具有原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低、生物相容性好和易降解等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于食品包裝、藥物和材料等行業(yè)，賦予產(chǎn)品優(yōu)良的品質(zhì)[4-7]。本文對近10年來改性纖維素在食品和調(diào)味品加工中的應(yīng)用研究情況進(jìn)行了綜述，對改性纖維素的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用提供了參考。

1 改性纖維素在面制品加工中的應(yīng)用

面制品是一種大眾化食品，將改性纖維素加入到面粉中制得面制品，產(chǎn)品不僅增加了膳食纖維的含量，具有一定的保健功能，還可提高面制品的保水性，延長其貨架期。

曹磊等[8]研究了在添加發(fā)芽糙米粉的面粉中添加羥丙基甲基纖維素對面包品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，未添加羥丙基甲基纖維素的發(fā)芽糙米粉面包比容小，結(jié)構(gòu)緊密，硬度大，彈性較差；通過添加羥丙基甲基纖維素可以有效提高高含量發(fā)芽糙米面包的品質(zhì)，且隨著羥丙基甲基纖維素添加量增大，面包的感官品質(zhì)逐漸提高。當(dāng)羥丙基甲基纖維素濃度為2%時(shí)，面包的比容顯著提高，硬度降低，面包的彈性和內(nèi)聚性增加，提高了面包的整體接受度，改善了面包的感官特性，通過考察混合面團(tuán)的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，添加羥丙基甲基纖維素可以有效改善面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對面包品質(zhì)的改善。

王雪等[9]研究了添加羥丙基甲基纖維素對Par-baking戚風(fēng)蛋糕(Par-baking是指烘焙制品先進(jìn)行預(yù)烘焙，然后冷藏，食用前再進(jìn)行二次烘焙的過程)冷藏過程芯部及表面水分含量、烘焙損失、比容、質(zhì)構(gòu)特性及微觀結(jié)構(gòu)方面的影響規(guī)律。結(jié)果表明，冷藏會(huì)導(dǎo)致Par-baking蛋糕硬度、咀嚼性、膠黏性、烘焙損失顯著(p<0.05)增加，比容、芯部水分含量顯著(p<0.05)降低。添加羥丙基甲基纖維素后，冷藏14 d后的Par-baking戚風(fēng)蛋糕芯部水分含量明顯(p<0.05)增加，蛋糕烘焙損失減小，比容增大(p<0.05)，羥丙基甲基纖維素添加量為0.45 g/100 g面粉時(shí)，比容最大，芯部硬度最低(261.12)；微觀結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)表明，羥丙基甲基纖維素能夠有效地減弱冷藏對Par-baking戚風(fēng)蛋糕內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，改善Par-baking戚風(fēng)蛋糕的品質(zhì)。

汪磊等[10]研究了不同添加量羧甲基纖維素鈉對莜麥饅頭品質(zhì)的影響，確定了羧甲基纖維素鈉在莜麥饅頭中的最佳添加量。將羧甲基纖維素鈉按質(zhì)量比0.04%、0.06%、0.08%、0.10%和0.12%添加到饅頭粉中制作莜麥饅頭，分析不同羧甲基纖維素鈉添加量時(shí)莜麥饅頭的比容、質(zhì)構(gòu)和感官變化趨勢，綜合檢測結(jié)果確定羧甲基纖維素鈉在莜麥饅頭中的最佳添加量。研究結(jié)果表明，添加羧甲基纖維素鈉不影響酵母活力，對莜麥饅頭的硬度、彈性、粘聚性、粘著性、咀嚼性和回復(fù)性影響顯著，能改善莜麥饅頭的質(zhì)構(gòu)。但添加量過多時(shí)會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)粘度過高而均勻性下降，莜麥饅頭的感官評分隨羧甲基纖維素鈉添加量的增加先上升后下降，羧甲基纖維素鈉在莜麥饅頭中的最佳添加量為0.08%。

2 改性纖維素在肉制品加工中的應(yīng)用

由于工藝和營養(yǎng)上的需要，在肉制品加工中，常常需要加入一定的食品添加劑，以改善肉制品的物理性質(zhì)和組織狀態(tài)，改性纖維素添加劑可以顯著改善肉制品品質(zhì)，還可作為脂肪替代物應(yīng)用于肉制品加工中。

陸志娟等[11]研究了甲基纖維素對乳化香腸的pH值、總汁液損失率、質(zhì)構(gòu)特性及感官品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，添加甲基纖維素可顯著提高乳化香腸的硬度及彈性等指標(biāo)(p<0.05)，并可有效降低總汁液損失率。甲基纖維素的添加量不高于1.0%時(shí)，對改善乳化香腸的品質(zhì)及產(chǎn)品的總接受性有顯著影響(p<0.05)。綜合分析結(jié)果顯示，制作乳化香腸的甲基纖維素最適添加量為0.5%～1.0%。

董福家等[12]研究了在外層面糊配方中添加羥丙基甲基纖維素對微波復(fù)熱雞米花脆性和品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)羥丙基甲基纖維素添加量達(dá)到2%～3%時(shí)，微波復(fù)熱后雞米花的水分和油分含量分別減少11.03%和7.69%，樣品外殼脆度顯著提高，雞米花內(nèi)芯肌肉變得更柔嫩多汁，提高了產(chǎn)品的感官質(zhì)量。通過低場核磁研究微波復(fù)熱后雞米花內(nèi)芯肉中水分分布的變化表明，外殼中羥丙基甲基纖維素的添加可以減少肌肉中水分的外移，從而降低了外殼中的水分和油分含量，有效保留了雞米花的脆度，解決了微波復(fù)熱中容易發(fā)生表面浸濕和脆性下降的問題， 改善了產(chǎn)品的食用品質(zhì)。

郭正旭等[13]將納米晶體纖維素作為脂肪代替物添加到兔肉糜凝膠中，通過對肉糜凝膠的持水性(蒸煮損失率、保水性)和質(zhì)構(gòu)特性(硬度、彈性、黏結(jié)性、咀嚼性)進(jìn)行分析，研究納米晶體纖維素對兔肉糜凝膠品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，添加納米晶體纖維素可以顯著減小凝膠的蒸煮損失率，提高了凝膠的硬度、黏結(jié)性、咀嚼性和保水性，但對于凝膠彈性的改善效果不顯著。納米晶體纖維素和豬肉脂肪外觀相似，添加納米晶體纖維素相比于豬肉脂肪可以明顯改善兔肉糜的產(chǎn)品品質(zhì)，提高其出品率和經(jīng)濟(jì)效益，因此納米晶體纖維素可以作為一種脂肪代替品用于肉制品加工中。

3 改性纖維素在乳制品加工中的應(yīng)用

近年來，乳制品越來越受到人們的喜愛，但乳制品中的乳蛋白在酸性條件下易發(fā)生變性沉淀，對產(chǎn)品的品質(zhì)有一定的影響，可以加入改性纖維素作為穩(wěn)定劑使用以防止乳制品中乳蛋白變性導(dǎo)致的沉淀問題。

姚晶等[14]研究了添加不同含量的羧甲基纖維素對酸性乳飲料的沉淀率、粘度、粒徑分布、水分子流動(dòng)性及Zeta電位的影響。研究結(jié)果表明， 隨著羧甲基纖維素用量的增加，酸性乳飲料產(chǎn)品的粒徑減小，水分流動(dòng)性減弱，沉淀率降低，Zeta電位的絕對值升高，產(chǎn)品的粘度升高，羧甲基纖維素作為穩(wěn)定劑對酸性乳飲料有很好的穩(wěn)定效果，當(dāng)其用量為0.40%時(shí)，乳飲料可達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。

陳龍等[15]以納米微晶纖維素作為穩(wěn)定劑用于冰淇淋的生產(chǎn),研究了納米微晶纖維素的添加量對冰淇淋品質(zhì)的影響。納米晶體纖維素能明顯提高冰淇淋的抗融性，抑制冰晶生長，改善冰淇淋的品質(zhì)[16]。隨著納米晶體纖維素添加量的增加，冰淇淋的抗融性和保型性也顯著提高，當(dāng)納米晶體纖維素添加量為0.3%～0.4%時(shí)，冰淇淋的感官評分最高，冰淇淋更為柔潤與松軟，口感最細(xì)膩，品質(zhì)最佳。

4 改性纖維素在調(diào)味品加工中的應(yīng)用

調(diào)味品是指能增加菜肴的色、香、味，促進(jìn)食欲，滿足消費(fèi)者的感官需要，有益于人體健康的輔助食品。在一些調(diào)味品加工中加入改性纖維素，可以起到增稠和穩(wěn)定的作用，并且能夠防止加熱或煮沸過程中油質(zhì)和調(diào)味品的分離析出，提高調(diào)味品的品質(zhì)。

馮均元等[17]對冬瓜和紫薯為主要原料制備，冬瓜紫薯復(fù)合果醬，考察了復(fù)合果醬中加入羧甲基纖維素或海藻酸鈉對復(fù)合果醬感官性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，羧甲基纖維素或海藻酸鈉可以有效地改善復(fù)合果醬的口感，當(dāng)復(fù)合果醬中加入2%的羧甲基纖維素或4%的海藻酸鈉時(shí)復(fù)合果醬就變得非常粘稠，常溫下呈很好的凝膠狀態(tài)，涂抹性能良好。

王璐等[18]將葵盤果膠與羧甲基纖維素復(fù)配添加到蘋果果醬中，以蘋果果醬的感官品質(zhì)和凝膠強(qiáng)度為評價(jià)指標(biāo)，確定兩者在蘋果果醬中的最佳配方。研究結(jié)果表明，添加羧甲基纖維素可顯著提高復(fù)配凝膠的凝膠強(qiáng)度，復(fù)配凝膠應(yīng)用在蘋果果醬中的優(yōu)化配比為葵盤果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%，羧甲基纖維素鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%，制備得到的果醬感官品質(zhì)較優(yōu)，凝膠強(qiáng)度達(dá)到最大值(40.55±0.68) g/cm2。

衛(wèi)世乾等[19]以柚子皮和蘋果為原料，白砂糖、檸檬酸和羧甲基纖維素為配料制備柚子皮和蘋果復(fù)合果醬，通過單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)并以氣味、口感等為指標(biāo)，確定了最佳配比。研究結(jié)果表明，當(dāng)柚子皮與蘋果果漿的質(zhì)量比為50∶50，白砂糖的添加量為35%，檸檬酸的添加量為0.5%，羧甲基纖維素添加量為0.6%，時(shí)果醬組織狀態(tài)最好，細(xì)膩均勻，流動(dòng)性好，具有柚子清香與蘋果甜香，氣味和諧，口感最佳。

向延菊[20]以紅棗和番茄為主要原料，研究紅棗番茄復(fù)合低糖果醬的制備工藝，并以復(fù)合果醬的感官品質(zhì)為依據(jù)，確定了最佳工藝及配方。研究結(jié)果表明，當(dāng)紅棗漿與番茄漿配比為5∶5，添加白砂糖14%、檸檬酸0.7%、成品番茄醬4%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為羧甲基纖維素0.15%+海藻酸鈉0.15%，殺菌溫度100 ℃、殺菌時(shí)間10～15 min時(shí)，醬體呈棕紅色或淺棕紅色，均勻一致，香氣純正，且無異味，醬體呈半透明膠體，不流散，無雜質(zhì)，具有紅棗和番茄特有的滋味。

蘇燕等[21]以菱角為原料，加入羧甲基纖維素和檸檬酸等制作番茄醬，通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定了最佳工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，番茄醬制備的最佳工藝參數(shù)為：羧甲基纖維素1.9%、檸檬酸0.8%和白砂糖40%，菱角漿與番茄漿復(fù)合比為1∶1，在此工藝條件下制得的番茄醬的糖含量為25%，pH為3.7，符合生產(chǎn)要求，通過灌裝密封殺菌的成品在常溫下放置2個(gè)月，并沒有出現(xiàn)異常情況，風(fēng)味正常。

張軍等[22]對比研究了交聯(lián)羧甲基纖維素和瓜爾豆膠、黃原膠、卡拉膠、番茄纖維、大豆纖維作為番茄醬增稠劑的增稠效果和感官性質(zhì)。研究結(jié)果表明，添加瓜爾豆膠、黃原膠和卡拉膠的番茄醬細(xì)膩、有光澤和發(fā)亮，添加瓜爾豆膠、黃原膠、卡拉膠和番茄纖維的番茄醬黏手感強(qiáng)，添加大豆纖維的番茄醬有豆腥氣味。添加交聯(lián)羧甲基纖維素能夠保持番茄醬原有的粗糙和顆粒感等組織狀態(tài)和特征，增稠效果比較適合番茄醬的加工。

林金璇[23]以菲律賓蛤仔蒸煮液制成的濃縮液加入復(fù)合增稠劑復(fù)配制備調(diào)味汁，通過單因素實(shí)驗(yàn)研究濃縮液和復(fù)合增稠劑的復(fù)配比例對混合體系的觸變性和感官品質(zhì)的影響，研究結(jié)果表明，復(fù)配的最優(yōu)工藝條件為：羧甲基纖維素的添加量為0.85%，黃原膠的添加量為0.03%，變性淀粉的添加量為1.67%時(shí)，增稠體系觸變性達(dá)到最低值373 Pa·s；感官評分達(dá)到90，感官品質(zhì)較好。

趙瑩瑩[24]以大豆為原料，對方便豆腐腦粉及其調(diào)味料的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究，選擇單甘酯和蔗糖脂肪酸酯作為乳化劑，羧甲基纖維素作為增稠劑，檸檬酸鈉作為螯合劑進(jìn)行復(fù)配使用以提高大豆?jié){料的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)確定用 5%的精油乙醇溶液、0.15%的明膠、0.15%的金屬離子螯合劑焦磷酸鈉、1%的食鹽和1%的復(fù)配比為單甘酯∶蔗糖酯1∶2 的復(fù)合乳化劑制備乳化型復(fù)合香辛調(diào)味料。通過正交實(shí)驗(yàn)得到各食品添加劑的最佳添加量為：復(fù)合乳化劑(單甘酯∶蔗糖酯為1∶3)0.2%，羧甲基纖維素0.1%，檸檬酸鈉 0.06%，在此條件下，大豆?jié){料乳化穩(wěn)定性為 0.851。通過正交實(shí)驗(yàn)得到方便豆腐腦粉調(diào)味料的最佳配方質(zhì)量比為醬油∶辣椒油∶復(fù)合香辛料為6∶4∶1，在此條件下，豆腐腦產(chǎn)品的感官評定得分為 81.4分。

王榮[25]以濃縮辣椒醬為基礎(chǔ)原料，羧甲基纖維素和黃原膠做增稠劑，多種調(diào)味料為輔料，對甜辣醬的工藝配方和殺菌條件進(jìn)行了研究，并建立了甜辣醬的理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)。研究結(jié)果表明，甜辣醬配方優(yōu)化結(jié)果為：濃縮辣椒醬12%、蒸餾水43%、食鹽4%、白醋14%、大蒜 6%、蔗糖16%、羧甲基纖維素 0.4%、黃原膠 0.6%、其他3.46%。在100 ℃殺菌15 min，甜辣醬的色澤、風(fēng)味和狀態(tài)都比較好，產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

改性纖維素可以作為食品添加劑用于各類食品和調(diào)味品加工中，既可以改善食品和調(diào)味品的加工特性，簡化加工過程，又能夠降低產(chǎn)品成本，賦予產(chǎn)品良好的感官品質(zhì)。目前，應(yīng)用于食品和調(diào)味品加工的改性纖維素品種還較少，今后，要進(jìn)一步擴(kuò)大食用改性纖維素種類，加強(qiáng)改性纖維素與膠體復(fù)配以及在食品和調(diào)味品加工中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，研制各類食品和調(diào)味品專屬改性纖維素，為提高食品和調(diào)味品的品質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。