膳食纤维加工理论与技术

近年来，快速增长的各种慢性疾病（肠道疾病、糖尿病、心血管疾病和肿瘤等）已给全世界医疗卫生系统造成了严重的经济负担，这已引起科学家和各国政府的极大关注。目前大量科学研究表明，这种现象产生的主要原因与人们的饮食结构变化密切相关，而膳食纤维摄入严重不足被认为是其中的根源之一。

根据发达国家食品发展路径和我国居民生活水平状况，在未来相当长的一段时间内，我国的食品发展方向将由关注安全向更加重视营养健康转变。近年来，膳食纤维的开发利用日益受到国际食品界的高度重视，它又被称作“益生元”，是健康饮食中不可缺少的重要组成成分，具有许多突出的生理功能，在维持人体肠道健康、加速人体中有毒有害物质的排除、预防癌症和糖尿病以及各类心血管疾病等方面发挥着重要的作用。同时，膳食纤维也作为一种食品品质改良剂，赋予食品特殊的流变性，增强其保水性和乳化稳定性，改善其质地、涂抹性和口感，被广泛应用于功能食品、乳制品、肉制品、面制品、糖果、饮料、调味料、冷饮和甜点等。

针对民众由于饮食结构不合理而引发的健康问题，本书编写组成员在结合自己多年教学与科研经验的基础上，参阅了大量国内外相关文献资料，编写了《膳食纤维加工理论与技术》一书。本书力求全面而详实地介绍关于膳食纤维研究方面的新研究理论和技术，注重研究成果的理论化、系统化和实用化，对从事食品营养与健康行业方面的人员具有指导作用，也有利于普及大众对膳食纤维作用与功能的认识，从而为提高国民健康水平和实现2017—2030年国民营养计划起到积极的促进作用。

全书共12章，第1章和第6章第6.1节至6.3节由罗登林编写，第2章由罗登林、安颖、钱晓国编写，第3章和第7章由李璇编写，第4章由金伟平编写，第5章和第12章第12.8节和12.9节由望运滔编写，第8章和第9章由张康逸编写，第10章和第11章由李佩艳编写，第6章第6.4节和第12章第12.1节至12.7节由伍家发编写，全书由罗登林、张康逸和望运滔负责修订、统稿。此外，本书编写过程中还得到了河南工业大学黄继红教授、华南理工大学丘泰球教授等专家的支持与帮助，特此向他们表示感谢。熊笑苇、娄雪琪、李烜、苏孟开等研究生为本书的资料收集、图表和文字编排付出了大量劳动，在此一并致谢。后，还要感谢国家自然科学基金（31701665、31371832）和河南省自然科学基金（182300410068）对本书的资助。

由于作者水平有限，书中难免有许多不足甚至错误之处，敬请读者批评指正。

罗登林

luodenglin@163.com

《膳食纤维加工理论与技术》系统介绍了常见膳食纤维菊粉、抗性淀粉、魔芋葡甘聚糖、甲壳素与壳聚糖、β-葡聚糖、葡聚糖、小麦麸皮、稻谷米糠、大豆膳食纤维、果蔬类膳食纤维、树胶和其他胶类等的来源、结构、分类、理化性质、生理功能、生产方法和实际应用，力求兼顾理论基础、生产技术和实际应用。对膳食纤维的研究与应用有利于推动我国健康产业的消费升级，为实现我国“2017—2030年国民营养计划”贡献一份力量。

本书可供高等院校食品、轻工、化学与化工、生物学、医学与医药等专业教师和学生使用，也可为相关生产企业在新技术、新工艺和新产品的开发方面提供参考与借鉴。

罗登林，博士/教授，博士生导师，河南科技大校特聘教授，美国罗格斯大学访问学者、河南省教育厅学术技术带头人、河南省高校科技创新人才、河南省高等学校青年骨干教师、洛阳市杰出人才，国家“十三五”重点研发计划会评专家，河南省食品科学技术学会常务理事。长期从事食品营养与健康（膳食纤维）方面的研究，近年来主持国家自然科学基金2项，河南省高校科技创新人才、河南省高等学校青年骨干教师计划、河南省自然科学基金、河南省教育厅自然科学研究计划、河南科技大学校创新团队计划等共计12项，作为主要研究人员参与了国家自然科学基金、国家科技攻关计划项目、河南省科技厅重点攻关计划、广东省科技计划项目、湖北省自然科学基金等科研课题8项，在国内外期刊上发表学术论文150多篇，其中被SCI和EI收录60多篇，主（参）编著作5部，获发明专利27项和中国商业联合会科学技术一等奖1项。

1绪论001

1.1膳食纤维的定义002

1.2膳食纤维的分类003

1.2.1根据溶解性分类003

1.2.2根据来源分类009

1.3膳食纤维的理化性质和生理功能010

1.3.1理化性质010

1.3.2生理功能011

1.4膳食纤维的分析方法及剂量要求012

参考文献013

2菊粉015

2.1菊粉的来源、结构和分类017

2.1.1来源017

2.1.2结构018

2.1.3分类018

2.2菊粉的生理功能019

2.3菊粉的理化性质023

2.3.1菊粉的溶解性023

2.3.2菊粉的旋光性023

2.3.3菊粉溶液的pH值024

2.3.4菊粉溶液的黏度024

2.3.5菊粉的持水性和膨胀度024

2.3.6菊粉的吸附性025

2.3.7菊粉的吸湿性026

2.3.8菊粉的热稳定性028

2.3.9菊粉的酸稳定性029

2.3.10菊粉凝胶的性质031

2.4菊粉的生产方法036

2.5菊粉的安全性和应用037

2.5.1安全性037

2.5.2应用040

参考文献046

3抗性淀粉049

3.1抗性淀粉的来源、分类和结构051

3.1.1抗性淀粉的来源和分类051

3.1.2抗性淀粉的结构054

3.2抗性淀粉的理化性质和生理功能056

3.2.1理化性质056

3.2.2生理功能058

3.3抗性淀粉的形成机制及其影响因素062

3.3.1抗性淀粉的形成机制062

3.3.2制备抗性淀粉的淀粉资源种类062

3.3.3抗性淀粉形成的影响因素063

3.4抗性淀粉的生产方法067

3.4.1热处理法067

3.4.2脱支法068

3.5抗性淀粉的测定方法与研究手段070

3.5.1抗性淀粉的测定方法070

3.5.2抗性淀粉的研究手段071

3.6抗性淀粉的安全性和应用072

3.6.1抗性淀粉的安全性072

3.6.2抗性淀粉的应用073

参考文献079

4魔芋葡甘聚糖081

4.1魔芋葡甘聚糖的分子结构082

4.1.1魔芋葡甘聚糖分子的链结构082

4.1.2魔芋葡甘聚糖分子的近程结构083

4.1.3魔芋葡甘聚糖分子的远程结构083

4.1.4魔芋葡甘聚糖的聚集态结构085

4.2魔芋葡甘聚糖的理化性质和生理功能085

4.2.1理化性质085

4.2.2生理功能092

4.3魔芋葡甘聚糖的改性094

4.3.1物理改性095

4.3.2化学改性097

4.4魔芋葡甘聚糖及其衍生物在食品工业中的应用099

参考文献101

5甲壳素与壳聚糖103

5.1甲壳素的来源、结构和性质104

5.1.1甲壳素的来源104

5.1.2甲壳素的分子结构105

5.1.3甲壳素的性质106

5.2甲壳素在食品领域中的应用108

5.2.1甲壳素膜108

5.2.2甲壳素微球109

5.2.3纳米甲壳素109

5.3壳聚糖的性质115

5.3.1壳聚糖的成膜性115

5.3.2壳聚糖的增稠流变性质115

5.3.3壳聚糖的凝胶性质115

5.3.4壳聚糖的乳化性质117

5.3.5壳聚糖对糖尿病的治疗作用118

5.3.6壳聚糖调节脂质代谢118

5.3.7壳聚糖的减肥功能118

5.3.8壳聚糖的抑菌作用119

5.3.9壳聚糖及其衍生物的抗菌活性及应用120

5.4壳聚糖纳米粒128

5.4.1壳聚糖纳米粒的制备128

5.4.2壳聚糖纳米粒的研究与应用进展129

5.4.3壳聚糖纳米粒复合可食用包装膜的研究现状129

5.5壳聚糖低聚糖130

5.5.1壳聚糖低聚糖的性质130

5.5.2在食品方面的应用131

5.5.3壳聚糖低聚糖的制备方法132

5.6两亲性壳聚糖133

5.6.1两亲性壳聚糖的制备133

5.6.2两亲性壳聚糖的自组装134

5.6.3pH诱导壳聚糖胶束形成134

5.6.4两亲性壳聚糖胶束在食品中的应用135

参考文献136

6β-葡聚糖139

6.1β-葡聚糖的来源、结构及分类140

6.1.1β-葡聚糖的来源140

6.1.2β-葡聚糖的结构141

6.1.3β-葡聚糖的分类143

6.2β-葡聚糖的理化性质与生理功能144

6.2.1理化性质144

6.2.2生理功能146

6.3β-葡聚糖的生产方法149

6.3.1常见的生产方法149

6.3.2实际生产方法举例152

6.4β-葡聚糖的安全性和应用154

6.4.1安全性154

6.4.2应用155

参考文献165

7右旋糖酐169

7.1右旋糖酐的来源和结构170

7.2右旋糖酐的理化性质和生理功能172

7.2.1右旋糖酐的理化性质172

7.2.2右旋糖酐的理化性质172

7.3右旋糖酐的生产方法173

7.3.1右旋糖酐的合成机制173

7.3.2右旋糖酐的生产菌175

7.3.3右旋糖酐蔗糖酶177

7.3.4右旋糖酐的生产合成方法180

7.3.5右旋糖酐废液中果糖的提取188

7.3.6右旋糖酐的理化检测189

7.4右旋糖酐的应用191

7.4.1右旋糖酐在医药工业上的应用191

7.4.2右旋糖酐在食品工业上的应用192

7.4.3右旋糖酐在化工及其他方面的应用192

7.4.4右旋糖酐衍生物及其应用193

参考文献193

8小麦麸皮197

8.1小麦麸皮的来源、结构和分类199

8.2小麦麸皮的生理功能200

8.2.1膳食纤维的功能201

8.2.2蛋白质的功能203

8.2.3酚类化合物的作用203

8.2.4微量元素的功能204

8.2.5低聚糖的功能205

8.2.6小麦麦麸碱提物205

8.2.7戊聚糖的作用205

8.3小麦麸皮的理化性质206

8.3.1小麦麸皮的基本理化指标206

8.3.2小麦麸皮的其他理化性质208

8.4小麦麸皮的生产方法210

8.4.1一次性粉碎的小麦制粉方法210

8.4.2多次粉碎的小麦制粉方法211

8.4.3分层研磨的小麦制粉方法211

8.5小麦麸皮的安全性和应用212

8.5.1小麦麸皮的安全性212

8.5.2小麦麸皮的应用216

参考文献222

9稻谷米糠225

9.1米糠的来源、结构和分类227

9.2米糠的生理功能228

9.2.1米糠多糖的生理功能228

9.2.2米糠油的生理功能230

9.2.3米糠蛋白的生理功能231

9.2.4米糠谷维素的生理功能231

9.2.5米糠纤维素的生理功能232

9.2.6米糠植酸的生理功能232

9.2.7米糠其他成分的生理功能232

9.3米糠的理化性质232

9.3.1米糠蛋白233

9.3.2膳食纤维235

9.4米糠成分的生产方法237

9.4.1米糠油制备技术237

9.4.2米糠蛋白制备技术238

9.4.3米糠多糖制备技术238

9.4.4米糠植酸制备技术239

9.4.5米糠膳食纤维制备技术239

9.4.6米糠谷维素制备技术239

9.5米糠的安全性和应用239

9.5.1米糠安全评价239

9.5.2米糠在食品领域的应用240

9.5.3米糠在保健和医疗中的应用241

9.5.4米糠在饲料中的应用241

9.5.5米糠在发酵中的应用243

9.5.6米糠在其他方面的应用243

参考文献244

10大豆膳食纤维247

10.1大豆膳食纤维的来源和结构248

10.1.1大豆膳食纤维的来源248

10.1.2大豆膳食纤维的结构249

10.2大豆膳食纤维的生理功能249

10.2.1预防肥胖症250

10.2.2防治高血压、心脏病和动脉硬化250

10.2.3改善血糖，防治糖尿病252

10.2.4预防结肠癌的发生253

10.2.5对肠道菌群的调理254

10.3大豆膳食纤维的理化性质255

10.3.1膨胀性和持水力255

10.3.2阳离子结合和交换能力256

10.3.3有机化合物吸附螯合作用256

10.3.4发酵作用256

10.3.5增容作用256

10.3.6膳食纤维溶解性256

10.3.7乳化性256

10.3.8发泡性257

10.3.9黏度257

10.3.10热稳定性257

10.4大豆膳食纤维的提取方法257

10.4.1不溶性大豆膳食纤维提取方法257

10.4.2可溶性大豆膳食纤维的提取方法260

10.5大豆膳食纤维的改性方法264

10.5.1瞬时高压处理264

10.5.2超微粉碎处理267

10.5.3挤压处理270

10.5.4超高压处理273

10.5.5酶法改性274

10.6大豆膳食纤维的安全性和应用275

10.6.1安全性275

10.6.2应用275

参考文献282

11果蔬类膳食纤维285

11.1苹果膳食纤维286

11.1.1概述286

11.1.2苹果渣膳食纤维提取方法291

11.1.3苹果膳食纤维在食品中应用296

11.2香蕉皮膳食纤维300

11.2.1概述300

11.2.2香蕉皮膳食纤维提取方法301

11.2.3香蕉皮膳食纤维在食品中应用302

11.3马铃薯膳食纤维303

11.3.1概述303

11.3.2马铃薯膳食纤维提取方法304

11.3.3马铃薯膳食纤维在食品中应用305

11.4甘薯膳食纤维306

11.4.1概述306

11.4.2甘薯膳食纤维提取方法306

11.4.3甘薯渣膳食纤维在食品中应用310

11.5香菇膳食纤维312

11.5.1概述312

11.5.2香菇膳食纤维提取方法312

11.5.3香菇膳食纤维在食品中应用313

11.6番茄渣膳食纤维314

11.6.1概述314

11.6.2番茄渣膳食纤维提取方法315

11.6.3番茄渣膳食纤维在食品中应用316

参考文献316

12树胶和其他胶类319

12.1树胶概述320

12.1.1树胶的来源320

12.1.2树胶的结构322

12.1.3树胶的分类322

12.1.4树胶的分离提取工艺323

12.1.5树胶的应用323

12.1.6树胶的研究现状及发展趋势324

12.2阿拉伯胶325

12.2.1阿拉伯胶的来源、组成与结构325

12.2.2阿拉伯胶生理功能327

12.2.3阿拉伯胶的物理化学特性330

12.2.4阿拉伯胶生产方法332

12.2.5阿拉伯胶的安全性和应用333

12.3桃胶335

12.3.1桃胶的化学结构与组成335

12.3.2桃胶的生理功能336

12.3.3桃胶的物理化学特性337

12.3.4桃胶的加工方法337

12.3.5桃胶的安全性与应用339

12.4刺梧桐胶341

12.4.1刺梧桐胶的组成与化学结构342

12.4.2刺梧桐胶的物理化学特性343

12.4.3刺梧桐胶的生理功能344

12.4.4刺梧桐胶的制备344

12.4.5刺梧桐胶的安全性和应用344

12.5黄蓍胶346

12.5.1黄蓍胶的化学组成与结构346

12.5.2黄蓍胶的物化特性346

12.5.3黄蓍胶的生理功能与制备348

12.5.4黄蓍胶的安全性及应用349

12.6瓜尔胶350

12.6.1瓜尔胶的结构组成351

12.6.2瓜尔胶的物理化学特性351

12.6.3瓜尔胶的生理功能353

12.6.4瓜尔胶的制备353

12.6.5瓜尔胶在食品工业中的应用353

12.7田菁胶354

12.7.1田菁胶的物理化学特性355

12.7.2田菁胶的生理功能356

12.7.3田菁胶的制备356

12.7.4田菁胶在食品工业中的应用357

12.8卡拉胶358