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1、細菌纖維素及其在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用研究 遲玉杰東北農(nóng)業(yè)大學食品學院 日期：2007-12-06 本專題其它文章?細菌纖維素及其在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用研究?大豆膳食纖維的應(yīng)用研究?膳食纖維的功能特性及在食品工業(yè)中的應(yīng)用...?膳食纖維在食品中的應(yīng)用前景?膳食纖維的應(yīng)用前景及發(fā)展趨勢?從國內(nèi)國際市場看膳食纖維的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)...??????細菌纖維素是經(jīng)液態(tài)含糖基質(zhì)發(fā)酵而產(chǎn)生的細胞外纖維素。細菌纖維素是由β-1，4葡聚糖連接而構(gòu)成的高分子化合物，由獨特帶狀纖維構(gòu)成，而且每一帶狀纖維又由很多微纖維構(gòu)成。細菌纖維素的直徑遠小于其它天然和人工纖維的直徑。它有著植
2、物纖維素所沒有的許多特點：（1）純度和結(jié)晶度很高，不含木質(zhì)素和半纖維素，因此提純十分簡單。它可以制成微小纖維產(chǎn)品。（2）纖維素經(jīng)處理后有很高的楊氏模量。（3）有很好的透氣性、透水性、持水性。（4）具有極好的可塑性和抗撕能力。（5）有較好的生物適應(yīng)性，可直接降解，生物合成易于調(diào)控，是一種理想的生物合成原料。這些都決定了細菌纖維素在聲音振動膜﹑高強度紙﹑紡織纖維﹑食品﹑新型傷口包扎材料﹑人造皮膚等方面有廣闊的商業(yè)化應(yīng)用前景。纖維素是一種儲量豐富的天然聚合體,是D-葡萄糖以β-1,4糖苷鍵連接而成的鏈狀高分子，具有(C6H10O5)ｎ的組成，廣泛存在于樹木
3、、棉花等植物中，也有少量存在于若干細菌和個別低級動物，如蝸牛中的被囊素即是動物纖維素，木醋桿菌（Acetobacterxylinum）能利用葡萄糖、蔗糖等合成細菌纖維素。天然植物纖維素通常分為木材纖維、草類纖維和韌皮纖維，常與木質(zhì)素、半纖維素、樹脂等伴生在一起。與自然界存在的植物纖維素和動物纖維素相比，細菌纖維素具有更優(yōu)越的特性，如高純度、高結(jié)晶度、高強度、較高的楊氏模量和很好的親水性，并且具有生物可降解性，是環(huán)境友好的產(chǎn)品。自S.Yamanaka等人發(fā)現(xiàn)細菌纖維素具有獨特的功能后，細菌纖維素作為一種生物材料受到科學界的廣泛關(guān)注。?細菌纖維素的性質(zhì)純
4、度和結(jié)晶度：細菌纖維素不含木質(zhì)素和半纖維素及果膠等雜質(zhì)，因此提純十分簡單。纖維素結(jié)晶度高，以單一纖維存在，可以制成微小纖維產(chǎn)品。克服了傳統(tǒng)微小纖維制品要從天然纖維出發(fā)，經(jīng)過一系列加工過程的麻煩。處理后揚氏模量：揚氏模量是工程材料的物理參數(shù)，它是指材料抵抗彈性形變的能力。細菌纖維素經(jīng)洗滌﹑干燥后，揚氏模量為10MPa,經(jīng)熱壓處理后，揚氏模量可達30Mpa,比有機合成的纖維高4倍，并且細菌纖維素的機械性能與生產(chǎn)纖維素的發(fā)酵方式和膜處理的方法無關(guān)。用細菌纖維素制成的膜有極好的形狀維持能力和抗撕拉能力。透水性﹑透氣性﹑持水性：有良好的透水﹑透氣性能，具有很強
5、的親水性，能吸收60-700倍于其干重的水分，即有非凡的持水性，通常情況下，持水率大于1：50，經(jīng)特殊處理可達1：700。并具有高濕強度，可反復干濕做吸水材料。生物適應(yīng)性：有較好的生物適應(yīng)性，可直接降解，生物合成易于調(diào)控，是一種理想的生物合成原料。細菌纖維素的應(yīng)用雖然細菌纖維素的發(fā)現(xiàn)至今已有一百多年的歷史，但由于生產(chǎn)成本高和對其物理特性了解不夠充分，以致其應(yīng)用受到限制。最近幾十年隨著對細菌纖維素生物合成機制的深入了解，以及發(fā)酵條件的改善，加速了細菌纖維素的工業(yè)應(yīng)用。目前，其主要應(yīng)用于附加值較高的領(lǐng)域。在聲音振動膜、高強度紙、新型傷口包扎材料等產(chǎn)品的研
6、制中已進入實用化階段，在其它方面也具有廣泛的商業(yè)化應(yīng)用潛力。在食品工業(yè)中的應(yīng)用：細菌纖維素具有很強的親水性、持水性、凝膠特性、穩(wěn)定性及完全不被人體消化的特點，使之成為一種很具吸引力的食品基料，可作為食品的增稠劑、成型劑、分散劑和結(jié)合劑等。0.4%細菌纖維素加0.1%羧甲基纖維素混合物的膠體具有比黃原膠更強的穩(wěn)定性。細菌纖維素和其他膠體（包括黃原膠在內(nèi)）具有共效作用。細菌纖維素可代替沙拉醬中的油脂；可添加到冰淇淋中，作為增稠劑使用，以提高冰淇淋的粘稠度，它與CMC、明膠搭配使用可明顯改善冰淇淋的組織結(jié)構(gòu)并使CMC、明膠的用量降低，口感更好；還可作為魚丸
7、子、肉丸子及香腸類制品的膠體添加劑，會賦予產(chǎn)品更加美好的口感。也可作為健康纖維食品，降低膽固醇。??????傳統(tǒng)發(fā)酵工藝中，由醋酸菌純種培養(yǎng)或醋酸菌和其它微生物混合培養(yǎng)，可產(chǎn)生含有豐富纖維素的發(fā)酵食品，如納塔(nata)和紅茶菌(blackfungus)等，在中國、日本、菲律賓和印度尼西亞等許多東亞、東南亞國家深受歡迎。由于逐漸認識到細菌纖維素具有一系列的獨特性質(zhì)及商業(yè)實用價值，這些傳統(tǒng)食品得到了進一步的開發(fā)和利用。??????納塔持水性好，具有獨特的凝膠狀半透明質(zhì)地，廣泛用于加工成各種納塔食品，如果凍、飲料、糖果、罐頭等。因納塔由纖維素構(gòu)成，完全不
8、為人體消化吸收，食后具有飽腹感，可減少食量而作為低熱量的減肥食品，并且可增加糞便體積，稀釋毒物，促進腸蠕動及
