柑橘纖維的理化性質及其在食品加工中的應用

摘 要：柑橘纖維源于對柑橘類皮渣中纖維副產物的綜合利用，來源天然，具有良好的吸水性、吸油性和加工性能，不僅是優質的膳食纖維來源，還可廣泛用于不同食品劑型中以改良質構、增強口感。本文就柑橘纖維的組成、水合性、吸附性進行了闡述，并介紹了柑橘纖維在酸奶、乳飲料、肉制品、冰淇淋以及烘焙等產品中的應用。

關鍵詞：柑橘纖維；吸水性；吸油性

Physicochemical Properties of Citrus Fiber and Its Application in Food Processing

ZHANG Guanya

（Shanghai Huanxin Food Technology Co.， Ltd.， Shanghai 201514， China）

Abstract： Citrus fiber， derived from the comprehensive utilization of fiber by-products in citrus peel residue， is natural in origin and has good water absorption， oil absorption and processing properties. Citrus fiber is not only good source of high-quality dietary fiber， but also widely used in different food applications to improving texture and enhancing taste. The composition， hydration and adsorbability of citrus fiber are described， and the applications of citrus fiber in yoghurt， milk drink， meat product， ice cream， bakery and other products are introduced as well.

Keywords： citrus fiber; water absorption; oil absorption

膳食纖維（Dietary Fiber，DF）是一類復雜的碳水化合物，不能被消化酶代謝，也無法像普通碳水一樣被小腸吸收。部分膳食纖維可以被大腸酵解，釋放小分子糖。顧名思義，膳食纖維是人們日常“膳食”中必需的營養成分，國內外已經有大量研究表明，膳食纖維可以預防肥胖、腸道疾病，具有緩解便秘、輔助降血壓、降血糖等多種益處[1]。

柑橘纖維來源天然，主要是從柑橘類皮渣中提取的膳食纖維。全球的柑橘年產量接近1.5億t，在柑橘加工工業生產中會產生大量的柑橘皮，充分利用柑橘皮中的副產物，不僅有利于環保，還能帶來高經濟附加值。然而目前關于柑橘纖維在食品工業中綜合應用的報道還相對較少，因此本文通過介紹柑橘纖維的物理化學特性以及在不同食品領域中的應用概況，為柑橘纖維的開發利用提供參考。

1 柑橘纖維性質

1.1 柑橘纖維的組成

柑橘纖維包含的主要成分有纖維素（葡萄糖以β-1，4糖苷鍵連接）、果膠（包含D-半乳糖醛酸、鼠李糖等）、半纖維素（主鏈為葡萄糖、甘露糖等，支鏈為半乳糖、葡萄糖醛酸等），同時還含有木質素、寡聚體以及植物基質等。按是否溶于水可以將其分為可溶和不可溶性膳食纖維，可溶性膳食纖維包含果膠和部分半纖維素，不可溶膳食纖維包括纖維素和木質素等[1]。

1.2 柑橘纖維的水合性質

相比于大豆纖維和玉米纖維[1]，柑橘纖維的總纖維含量較高，表現出更強的持水能力，可達到自身重量的5～25倍。除了持水性外，柑橘纖維還具有吸水膨脹能力和持油能力。這種性能并非一成不變的，與柑橘纖維的成分（尤其是果膠、粘物質）有關，也受到纖維的粒徑大小、溶液環境的影響。

1.3 柑橘纖維陽離子交換能力

由于柑橘纖維的側鏈具有羥基和羧基的弱酸性結構，能夠與酸奶中的陽離子結合，如與鈣離子結合。柑橘纖維還能夠與陽離子進行可逆交換，如柑橘纖維對鈉離子吸附能力比鉀離子更強，可以在消化道中吸附鈉離子與糞便一同排出體外，這是膳食纖維可降低心血管疾病發生的機理之一[2]。

1.4 柑橘纖維的吸附能力

除了陽離子，柑橘纖維還能對油脂分子進行吸附。例如，針對膽酸和膽固醇類，膳食纖維可利用活性基團將其包裹，減少對油脂的吸收。該能力在酸性條件下更突出，隨著pH值的增加而吸附能力降低[2]。

1.5 柑橘纖維的生理健康作用

柑橘纖維中的可溶性部分，可在腸道中發生不同程度的發酵降解，產生短鏈脂肪酸從而降低大腸中的pH值，可以促進維生素的吸收，抑制有害細菌，改善腸道健康。而不可溶性部分，由于在消化道中不被消化，可以為人體提供飽腹感，吸附代謝過程中產生的廢物，減少毒素堆積，對身體產生積極的影響。

2 柑橘纖維在食品工業中的應用

柑橘纖維不僅是天然的膳食纖維來源，可以作為功能性食品成分，提供豐富纖維素。同時其具有膠體特性，也能作為食品添加劑的替代物，制作符合“清潔標簽”概念的食品。這兩種屬性符合食品工業的發展方向，相信柑橘纖維的市場發展潛力不可限量。

2.1 柑橘纖維在酸奶中的應用

酸奶是近10年來增長最快速的乳制品品類之一，其中短保酸奶為了健康概念，逐漸以無添加作為概念宣傳，如光明乳業的“如實”酸奶。而長保酸奶為了保證在貨架期的黏度和穩定的狀態，一定要添加穩定劑。柑橘纖維具有膠體的性能，在吸水膨脹后纖維結構可以充分舒展，填充并加固牛奶中的酪蛋白空間空隙，提高體系的黏度和持水力，對酸奶體系起到穩定作用。相比于乳基酸奶，植物酸奶體系中對于控制析水的挑戰性更大，SHIN等[3]研究發現，在柑橘纖維作用下，物理處理后的植物酸奶在儲存期間沒有發生析水現象，黏度顯著增加。同時柑橘纖維屬于普通食品原料，無論在短?；蛘唛L保酸奶中，都可以達到“清潔標簽”的目的[4]。

2.2 柑橘纖維在含乳飲料中的應用

柑橘纖維可用于中性和酸性乳飲料的穩定劑，尤其是在酸性乳飲料的體系中，脂肪含量較低，體系的pH多在3.6～4.2，接近蛋白質的等電點，使得蛋白質非常容易發生聚集，甚至出現整體下沉分層的不穩定現象，影響產品在貨架期的外觀。為了控制這種現象，需要使用親水膠體，植物性膠體通常作為酸乳飲料中的穩定劑，如高酯果膠、大豆多糖、羧甲基纖維素鈉等。柑橘纖維可通過其自身的吸水膨脹形成弱凝膠結構，提供體系黏度，來維持體系蛋白的懸浮穩定性，控制析水和蛋白聚集、下沉的問題，保證體系形成均一穩定的溶液[5]。

2.3 柑橘纖維在肉制品中的應用

柑橘纖維的保水、保油特性可以使產品具有潤滑的口感，加之其熱量低，使得柑橘纖維可以成為脂肪的理想替代物。王健等[6]添加不同含量的膳食纖維到香腸中，并測量了成品的質構指標如硬度、咀嚼型、彈性等，發現相比于傳統香腸，口感并沒有顯著差別，這為以柑橘纖維為原料開發低脂高蛋白香腸提供了新思路。POWELL等[7]研究了用柑橘纖維替代三聚磷酸鈉對博洛尼亞豬肉香腸的感官特性、質地和脂質氧化的影響。結果發現，博洛尼亞香腸保持了大部分理化性質和感官特征，這種替代更符合“清潔標簽”的趨勢。柑橘纖維也可以應用于植物基產品，如植物肉、素肉等，這些產品普遍脂肪口感較弱，添加柑橘纖維后，植物肉的機械性能明顯提高，口感提升，更加多汁。借助掃描電鏡和激光共聚焦顯微鏡技術觀察，植物肉的纖維結構與層狀結構隨著柑橘纖維增加受到弱化，其硬度和咀嚼度明顯降低。

2.4 柑橘纖維在冰淇淋中的應用

冰淇淋是一種美味而又會造成內心負擔的食品，因為其高糖高脂，平均含有10%的脂肪，如果長期無節制食用，會引起肥胖、三高等風險，因此降低脂肪含量的同時保持良好口感是行業內亟待攻克的難題。柑橘纖維充分吸水后可以提供脂肪的口感，被認為是替代脂肪的一種理想方案。CAMILA等[8]在巧克力冰淇淋中添加了1.1%的橘皮纖維，并盡可能保持原有產品的顏色、氣味和紋理的屬性，通過消費者調研，有78%的人群能接受該纖維制備的冰淇淋，并且最終方案總能量值降低了25%以上。且如果能去除纖維中的橙子味，還可以進一步提高消費者接受度。

2.5 柑橘纖維在烘焙產品中的應用

烘焙食品在加工、儲存過程中，往往面臨著水分遷移、淀粉老化、感官下降等問題。通過添加親水膠體有助于改善水分的遷移速度，改善烘焙冷凍面團和終產品的品質。柑橘纖維的水結合能力在親水膠體中較為突出，通過添加0.5%的柑橘纖維到土司冷凍面團中，可與淀粉和蛋白質競爭性地吸收水分，幫助水分在體系中重新分布。面團在儲存期間，水活度變化不大，說明柑橘纖維能夠控制自由水的生成，控制冰晶大小，改善面團質構。經過加熱處理，土司終產品的挺立度提高，水分遷移速度減緩，產品貨架期延長[9]。

2.6 柑橘纖維在調味品中的應用

醬料調味品是一種高油、高鹽的體系，需要添加膠體來提高產品的穩定性和流動狀態。因此醬料中理想的膠體除了要能耐受高鹽環境、保持合適的黏度外，最好還能給體系帶來良好的口感。柑橘纖維擁有網絡結構和乳化特性，可提高對麻醬蘸料的穩定性，在充分溶解和攪拌后，柑橘纖維的持油性有助于維持體系結構，如果與其他乳化劑如蔗糖酯搭配，可進一步強化乳化劑的乳化性能[10]。

2.7 柑橘纖維在健康食品中的應用

膳食纖維可以廣泛用于保健食品，根據WHO推薦，每日的膳食纖維攝入量為25～35 g·d-1，而我國目前人均攝入量不足14 g·d-1，仍有很大的改善空間，而我國近幾年肥胖人數劇增、腸道疾病普發，或許也與膳食纖維攝入不足有一定聯系。近些年來，功能性食品一直強調功能因子的充分攝入，普通食品行業也在積極倡導休閑食品健康化[11]。低糖、低脂、高膳食纖維成為很多食品品牌的市場口號，如港榮的高纖維蒸蛋糕，纖維含量達到6.5%，keep推出的高纖維巧克力，主打體重控制人群。柑橘纖維不僅具有膳食纖維屬性，并且具有質構改良的性能，可以預見，在不久的將來，柑橘纖維可適用于更多的食品劑型，如果糕、果凍、能量棒等[12]。

3 結語

柑橘纖維是一種天然來源的膳食纖維，不僅具有膳食纖維的營養屬性，其良好的加工性能還可改善乳品、烘焙、肉制品等產品的質構，替代穩定劑的使用，開發“清潔標簽”食品，是真正能做到兼顧營養與美味的新型食品原料。同時，作為柑橘水果加工中的副產物，柑橘纖維具有來源廣、成本低的特點。因此，大力開發柑橘纖維在食品中的應用，可促進農產品的綜合利用，有助于可持續發展。

參考文獻

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[7]POWELL M J，SEBRANEK J G，PRUSA K J，et al.

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[10]劉曉成，魏俊桃，紀曉梅，等.柑橘纖維及乳化劑提高麻醬蘸料穩定性的研究[J].中國調味品，2022，47（3）：97-101.

[11]鄧光都.膳食纖維益生菌糖果研究開發[D].廣州：華南理工大學，2020.

[12]鄧光都.膳食纖維益生菌糖果研究開發[D].廣州：華南理工大學，2020.

作者簡介：張冠亞（1990—），男，江西上饒人，碩士，工程師。研究方向：功能食品原料與添加劑。