可溶性膳食纤维概述
膳食纤维（DF）通常被认为是一类不能被人体消化酶消化的化合物，主要由可食用的植物细胞壁残留物（纤维素、半纤维素、木质素等）及其结合的相关物质组成。根据其可溶性，可分为水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。
常见的水溶性膳食纤维包括：菊粉、葡聚糖、抗性淀粉、壳聚糖、燕麦β-葡聚糖、瓜尔胶、海藻酸钠、真菌多糖等。大麦、豆类、胡萝卜、柑橘、亚麻、燕麦和燕麦麸等常见食物中都含有丰富的水溶性纤维。
相比之下，水溶性膳食纤维因其良好的加工性能和较好的生理功能，近年来在食品加工中作为增稠剂、膨胀剂、配方助剂和填充剂，广泛应用于低能耗食品和功能性食品的生产和开发，水溶性膳食纤维相关食品具有巨大的发展空间，市场前景广阔。
水溶性膳食纤维的理化性质和功能
1.高保水和膨胀功能
水溶性膳食纤维结构中有许多亲水基因，具有强吸水性、高保水性和高膨胀性。它能增加粪便量和排便速度，减轻直肠和泌尿系统的压力，缓解膀胱炎、膀胱结石、肾结石等泌尿系统疾病症状，使毒素迅速排出体外，预防便秘和直肠癌。
膳食纤维具有高保水性和高膨胀性，能延缓胃排空，使人的胃产生饱腹感，减少食物摄入，有利于预防肥胖和减肥。
2.吸附和沸腾的合作与作用
水溶性膳食纤维表面有许多活性基因，能吸附胆固醇、胆汁酸等有机分子，抑制总胆固醇浓度的升高，减少胆固醇及盐类的合成和吸收，降低血清和肝脏中的胆固醇，从而预防冠状动脉硬化和心血管疾病。
3.发酵和调整肠道微生物群功能
可溶性膳食纤维可被大肠中的有益菌发酵成醋酸、乳酸等有机酸，从而降低肠道酸碱度，促进肠道中有益双歧杆菌的生长，防止肠黏膜萎缩，维持肠道微生物平衡和健康。发酵产生的有机酸可以加速胃肠道的蠕动和食物的消化，促进粪便的排泄，防止肠道内有毒物质刺激肠壁和毒素停留时间过长，预防结肠癌。
4.非能量填充和脂肪预防功能
可溶性膳食纤维结合水分（吸水和持水）膨胀后体积变大，在肠道中会起到填充物的作用，容易引起饱腹感，同时，由于膳食纤维还会影响碳水化合物等成分在肠道中的利用、吸收和消化，也会使人难以产生饥饿感。所以膳食纤维对预防肥胖十分有益。
5.溶解度和粘度及其作用
可溶性膳食纤维具有粘性，对食物粘度影响很大。由于黏度增加，肠内容物与肠黏膜接触减少，从而减慢吸收速度，可使糖尿病患者进食后血糖水平趋于稳定，促进胰腺排出胰岛素，有利于糖的供应和代谢。增加食物中的膳食纤维，可以提高外周组织对胰岛素的接受能力，达到调节和控制糖尿病患者血糖水平的目的。
水溶性膳食纤维在食品中的应用
水溶性膳食纤维作为一种新型膳食纤维和增稠剂、膨胀剂、配方助剂、填充剂等，主要应用于低能量、高纤维等功能性食品。在低能量食品中，水溶性膳食纤维可以部分或完全替代糖和脂肪，在保持食品原有风味和口感的同时，降低食品的能量，带来令人满意的口感。除保健品外，水溶性膳食纤维因其良好的溶解性、稳定性、口感平和等特点，在饮料、乳制品、糖果、烘焙等食品领域也有广泛的应用。
1.水溶性膳食纤维在保健食品中的应用
(1) 在糖尿病人保健食品中的应用
糖尿病是由胰岛素绝对或相对不足引起的疾病，表现为碳水化合物、脂肪、蛋白质、水和电解质的代谢紊乱。水溶性膳食纤维能延缓胃排空，在胃肠中形成一种黏膜，减缓食物营养的消化吸收过程。这样，血液中的糖只能缓慢增加，或胰岛素稍有不足，也不会立即引起血糖浓度升高。
同时，水溶性膳食纤维还具有抑制胰高血糖素分泌的作用。研究表明：在饮食中添加膳食纤维后，空腹血糖从（9.84±3.51）mmol/L降至（6.82±2.65）mmol/L，餐后2h血糖从（1.3.08±5.12）mmol/L降至10.57±4.64mmol/L，P＜0.01。开发的产品有：水溶性膳食纤维软胶囊，研制的产品有：水溶性膳食纤维软胶囊、果葡糖浆等。
(2) 便秘患者保健食品的应用
水溶性膳食纤维是被广泛用于调节微生态平衡、润肠通便的保健食品，水溶性膳食纤维被服用后能促进肠道内双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌群的繁殖，同时产生大量的短链脂肪酸、如乙酸、醋酸、叶酸和乳酸等，改变肠道酸碱度，改善有益菌群的繁殖环境，从而加速肠道蠕动，使粪便顺利排出。
2.水溶性膳食纤维在乳制品中的应用
(1) 水溶性膳食纤维在奶粉中的应用
水溶性膳食纤维更适合添加在奶粉中，生产婴幼儿配方奶粉和中老年奶粉。婴幼儿和中老年人的消化道功能不是很好，容易缺钙。水溶性膳食纤维具有润肠通便的作用，还有降血脂、降血糖、促进矿物质吸收等功效。水溶性膳食纤维奶粉中水溶性膳食纤维的添加量为5%至10%，添加方法是将水溶性膳食纤维在浓缩奶中均质后再添加，其他工序不变；或者奶粉添加后直接搅拌、搅拌即可。
(2) 水溶性膳食纤维在发酵酸奶中的应用
酸奶是增长最快的乳制品之一，也是健康乳制品中即走、即饮类型中最受欢迎的乳饮料之一。近年来，高纤维酸奶产品大受欢迎。高纤维酸奶产品的配方如下：优质鲜牛奶 80%、全脂奶粉 3%、水果葡萄糖浆（71%）3%、蔗糖 2%、水 10%、水溶性膳食纤维 6%、发酵剂 2.5%、稳定剂 0.2%。
(3) 水溶性膳食纤维在风味乳饮料中的应用
风味乳饮料在国内外市场上已经出现多年，由于它除了具有奶香味外，还具有果香味，两种风味的融合使风味乳饮料风味独特，再加上具有一定的营养，因此受到广大消费者的欢迎，尤其受到儿童和年轻女性的欢迎。在风味乳饮料中添加水溶性膳食纤维，可以在很大程度上增加乳饮料的营养保健功能。
配方设计（以巧克力味牛奶饮料为例）如下：原料奶（奶粉）80%～90%（9%～12%），果糖浆（71%）6%～8%，蔗糖4%～6%，水溶性膳食纤维6%～8%，可可粉1%～2%，稳定剂0.2%、适量的香兰素、适量的香精、适量的色素。
(4) 水溶性膳食纤维在乳酸菌饮料中的应用
乳酸菌饮料，又称发酵酸性乳饮料，通常以牛奶或奶粉、植物蛋白奶（粉）、果蔬汁、糖为原料，添加或不添加 食品添加剂 和辅料，经过灭菌、冷却、接种乳酸菌发酵剂培养发酵，再经稀释制成活性（非巴氏杀菌）或非活性（灭菌）饮料。活性菌饮料虽然含有一定量的有益菌，但经过人体消化道后，有益菌所剩无几，其营养保健功能大打折扣。非活性菌饮料的营养保健功能更是有限。
如何提高乳酸菌饮料的营养成分和功能成分，是摆在每个乳饮料生产企业面前的一道难题。水溶性膳食纤维以其优越的保健功效为广大乳饮料生产企业提供了良好的选择，带来了新的希望。
配方设计：酸奶 30%、水果葡萄糖浆（71%）8%、蔗糖 2%、水溶性膳食纤维 6%、果胶 0.4%、果汁（6%）45%、乳酸 0.1%、香精 0.1%、水 47.4%。
3.水溶性膳食纤维在饮料中的应用
膳食纤维饮料是西方非常流行的功能性饮料。它既能解渴、补充水分，又能提供人体所需的膳食纤维。这类产品尤其是水溶性膳食纤维在欧美和日本等发达国家比较流行。如日本可口可乐公司生产的含膳食纤维的矿泉水，在日本盛行；此外，西欧国家和美国的高纤维橙汁、高纤维茶也很普遍；目前国内有汇源公司研制生产的高纤维果汁、北京三元乳业推出的高纤维牛奶等。
长期饮用可使肠道通畅，防止便秘，并能降低胆固醇，调节血脂、血糖，有助于减肥，特别适合中老年人、糖尿病患者和肥胖者饮用。在饮料应用中，其特点如下：A、饮用含水溶性膳食纤维的饮料，可使饮用者在吸收营养物质的同时，增强饱腹感，减少热量物质的摄入，长期饮用可明显帮助控制体重减轻，特别适合中青年肥胖者饮用；B、在饮料中使用水溶性膳食纤维后，可使饮料中的其他微粒均匀分布溶解，不易产生沉淀和分层现象。分层现象不易产生沉淀和分层。
4.在婴儿食品中的应用
婴幼儿，尤其是断奶后的婴幼儿，体内双歧杆菌突然减少，导致腹泻、厌食，发育迟缓，营养素利用率降低。食用水溶性膳食纤维食品可以提高营养素的利用率，促进钙、铁、锌等微量元素的吸收。
5.在糖果中的应用
糖果业未来的发展逐步趋向低糖、低脂，朝着既美味又营养的方向发展。在发达国家，低能量糖果的市场份额逐年增加，呈现出垄断整个糖果市场的强劲势头。水溶性膳食纤维作为一种主要的低能量食品配料，在糖果市场大有用武之地。
水溶性膳食纤维（聚葡萄糖）可用于所有糖果配方中，作为葡萄糖浆的替代品，也可与其他替代甜味剂结合使用，以取代蔗糖。
6.水溶性膳食纤维在肉制品中的应用
在肉制品中添加水溶性膳食纤维，膳食纤维与蛋白质通过盐和疏水键相互作用，形成热稳定凝胶，可溶性膳食纤维与蛋白质相互作用形成的复合物是一种新型胶凝体。
此外，膳食纤维还能吸收风味物质，防止风味物质挥发。此外，膳食纤维还是一种优良的脂肪替代品，可以生产出高蛋白、高膳食纤维、低脂肪、低盐、低热量的具有保健功能的火腿肠。
7.水溶性膳食纤维在面食产品中的应用
(1) 在面包、馒头、米饭和面条中的应用
面包已成为世界性的大众食品，销量巨大。在欧美国家，大多数面包中都不同程度地添加了膳食纤维，有研究表明，添加不同种类的膳食纤维还能增加和改善面包的色泽。在馒头中添加膳食纤维，一般添加 3% 至 6% 的面粉较为合适。添加膳食纤维可使面团筋性增强，出笼的馒头口感好，有特殊风味。
加在米饭中也有松软清香的好口感，这两种主食中一般添加膳食纤维都会有益于大众健康。在面条中添加膳食纤维，一般适量为 3%~6%。但不同种类的纤维效果不同，有的添加后生面条劲道减弱，可煮熟后劲道反而增加，一般添加加工后的面条韧性好，耐煮耐泡。面条添加技术的关键是掌握添加量和不同种类的膳食纤维。
(2) 饼干和糕点中的应用
饼干烘焙对面粉面筋的质量要求很低，又便于较大比例地添加膳食纤维，因此有利于制作以纤维功能为主的各种保健饼干。而糕点在制作过程中含有大量水分，在烘焙过程中会凝固成松软的产品，影响品质。在糕点中添加水溶性膳食纤维，可以保持产品柔软、湿润，增加保质期，延长货架期。
8.运动食品
膳食纤维具有较高的保水性，相对体积小，吸水量大，从而对肠道产生容积效应，产生饱腹感，还有就是膳食纤维的摄入可以降低血糖值，从而达到缓慢释放能量的目的，基于这两个特点制成的运动食品在健身或参加运动前后都可以食用。
9.冷冻食品
提高产品的成团性和保水性。添加方法：根据陷的总量约 1%，添加膳食纤维重量 3-5 倍的水，与陷一起搅拌即可。
10.酱制品
良好的吸水性和保水性，增加产品的果汁粘度，改善感官特性，均质，不分层。
生产饼干的原辅材料主要包括面粉、糖、油、淀粉、酵母、盐等。原辅材料的质量、预处理的方法和效果直接影响到产品的质量。
面粉
(I) 韧性饼干
生产韧性饼干的小麦粉，宜选用面筋弹性适中、延伸性好、面筋含量低的面粉，一般以湿面筋含量为21%至28%为宜。如果面筋含量高，面筋强，制作的饼干易收缩、变形、口感发酒、表面起泡，因此，面筋含量过高的小麦粉，宜加入适量的淀粉进行稀释、调整；如果面筋含量过低，面筋弱，饼干就会开裂、易破损。
(B) 香甜酥脆的饼干
生产香甜酥脆饼干的面粉需用软质小麦加工的弱筋面粉，要求湿面筋含量为 19% 至 22%，如果面筋过强，仍需用淀粉调整。
(iii) 发酵饼干
发酵饼干一般采用二次发酵生产工艺，两次投料面粉的选择也有一定的区别，在第一次面团发酵时，由于发酵时间较长，为了使面团能经受较长时间的发酵而不导致面团弹性过度降低，宜选用湿面筋含量在30%左右、筋性较强的面粉；第二次发酵的面团，时间较短，宜选用湿面筋含量在24%～26%，面筋含量稍弱的面粉。～第二次发酵的面团，时间较短时，宜选用湿面筋含量为 24% 至 26%、面筋含量稍弱的面粉。面筋过低，饼干显得酥而不脆；面筋过高，饼干易收缩变形，口感酥而不脆。
(D) 威化饼干
威化饼干选用的面粉湿面筋含量以23%～24%为宜。如果面筋太强，在搅拌过程中容易起筋，生产出来的饼干干硬不脆；相反，如果面粉的面筋不够，生产出来的饼干容易断裂，在制作过程中容易粘模。
面粉在使用前一般需要进行加工。一是过筛：既要去除杂质，又要保证面粉中混有一定量的空气，有利于饼干的酥脆；二是在过筛系统中安装磁铁，吸附磁性物质；三是根据不同季节、气温的变化，对面粉的温度要进行有效调节。一般来说，冬季使用面粉时，要提前将面粉运到车间，以提高面粉的温度；夏季则要将面粉存放在通风、低温干燥的地方，以利于降低面粉的温度。
淀粉
当小麦粉的面筋含量过高时，就需要添加淀粉来稀释面筋蛋白，降低面团的面筋含量。通常添加的淀粉有小麦淀粉、玉米淀粉和马铃薯淀粉。淀粉在使用前的处理方法与面粉大致相同。
油脂
饼干的生产需要选择具有极佳酥性和高稳定性的油脂，而不同品种的饼干对油脂的要求也不尽相同。
(1) 韧性饼干的生产用油较少，常用奶油、人造奶油、精炼猪油等。由于韧性饼干通常在操作过程中加入的亚硫酸盐改良剂会促进油脂酸败，因此不适合使用不饱和脂肪酸较高的植物油，如花生油、葵花籽油等。
(2）酥脆饼干和甜酥饼类饼干的制作需要大量的油脂，既要考虑油脂的优良稳定性，起酥效果较好，又要求选用熔点较高的油脂，否则极易造成面团温度过高或油脂熔点过低导致油脂分散度增大，发生 "走油 "现象。最适合制作高脂产品的油脂是人造黄油和植物起酥油。
(3) 生产发酵饼干所用的油脂既需要起酥油，又需要稳定性，尤其是起酥油的要求比韧性饼干更高。精炼猪油起酥油最有利于制作细腻、酥脆的发酵饼干。植物起酥油虽然在提高饼干的层次上有较好的效果，但蓬松度稍差，所以我们可以使用植物起酥油和上好的猪油来达到互补的效果。
酵母提取物
在发酵饼干的生产过程中，酵母的质量是整个过程中的重要因素。如果酵母的性能不好，就会给饼干生产带来无法弥补的损失。因此，在生产前应确定和选择酵母的质量。
(1）注意生产日期，选择保质期内的酵母；
(2）选择包装坚硬的酵母，活性干酵母往往是真空包装，如果包装袋变软，说明有空气进入，活力会大打折扣；
(3）注意酵母类型的选择，酵母有高糖型和低糖型两种，通常在包装袋上印有 "高糖型 "或 "低糖型 "字样。
使用前的酵母处理：速溶活性干酵母可直接放入面粉中进行发酵，但鲜酵母和活性干酵母在使用前必须进行活化处理。