活性多糖
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《焙烤工业实用手册》第221页（4725字）
活性多糖是指具有某些特殊生理功能的多糖类化合物，包括膳食纤维、真菌多糖、壳聚糖、香菇多糖、聚葡萄糖等。
(一)膳食纤维
膳食纤维又称食物纤维，是指不被人体吸收的多糖类碳水化合物和木质素。它包括纤维状碳水化合物(纤维素)、基料碳水化合物(果胶类物质、半纤维素和果胶类化合物)、填充类化合物(木质素)3个部分。各种来源不同的膳食纤维制品，其化学成分组成与含量亦不相同。
膳食纤维对人体正常的生理代谢是必不可少的，其生理功能主要是预防便秘与结肠癌；降低血清胆固醇，预防由冠状动脉硬化引起的心脏病；改善末梢神经对胰岛素的感受性，调节糖尿病人的血糖水平；改变食物消化过程，增加饱腹感；另外，膳食纤维的缺乏与间歇式疝、阑尾炎、胆结石、肾结石、膀胱结石、静脉血管曲张、十二指肠溃疡、溃疡性结肠炎、骨盆静脉石、Crohn氏疾病、痔疮、胃食道逆流、深静脉管血栓形成等疾病的发病率及发病程度有很大关系。充足的膳食纤维可以保护机体免遭这些疾病的侵害。
事实上，并不是所有的膳食纤维都具有上述功能，只有作为生理活性物质的高品质膳食纤维，才具有促进机体健康的营养功能；而普通的膳食纤维主要是用做无能量的填充剂。在膳食纤维中的不溶性成分主要作用于肠道产生机械蠕动效果，而可溶性成分则更多地发挥代谢功能，如影响可利用碳水化合物和脂类的代谢。因此，可溶性纤维在总膳食纤维中要占一定的比例，才能确保其生理活性。
只有经过活化处理的膳食纤维，才算得上是生理活性物质，可以在功能性食品中使用。膳食纤维的活化处理就是应用现代食品工程高新技术对纤维内部组成成分进行优化与重组；对纤维内部某些基团的包埋，以避免这些基团与矿物元素相结合，影响人体内矿物质代谢的平衡、改善膳食纤维在食品生产中可以使用的方法有挤压蒸煮技术、气流膨化技术、局部爆炸技术、湿热处理技术、酸热处理技术、酸处理技术和维生素转化技术等。
未经活化处理的膳食纤维，充其量只属于无能量填充剂，其生理功能很差。如将其添加到面团食品中，就会稀释面粉中的蛋白含量，减少面团中能形成框架结构的面筋含量，引起面团网络结构的疏散或弱化，导致面团流变学特性恶化，面包焙烤品质与面条烹煮品质的恶化。特别是当添加量较大时，恶化程度尤为明显。
在焙烤食品、膨化食品中使用的膳食纤维有谷物纤维、豆类种子与种皮纤维、果蔬纤维、其他天然纤维(如甘蔗纤维)。
1．谷物纤维
谷物纤维有小麦纤维、燕麦纤维、大麦纤维、玉米纤维和米糠纤维。
小麦纤维是以面粉厂的副产物麸皮为原料制成的粒状产品。含有果胶类物质4%、半纤维素35%、纤维素18%、木质素13%、蛋白质≤8%、脂肪≤5%、矿物质≤2%和植酸≤0．5%，膳食纤维总量在80%以上。这种产品的持水力为670%，对20℃水的膨胀力为4．7mL／g并保持17h不变。在焙烤食品中，小麦纤维能改善面包质构，提高产品的持水性并延长其货架寿命。小麦纤维制品可添加在面包、饼干、糕点等食品中，制成强化膳食纤维的功能性食品。
米糠纤维除含有丰富的膳食纤维外，还含有较丰富的油脂、蛋白质、维生素B2、维生素E和铁等。米糠纤维粉可添加在面包、饼干、糕点、早餐食品中。
燕麦纤维是一种高级纤维，水溶性燕麦纤维对降低胆固醇和预防心血管疾病效果特别明显，可应用于面包、饼干等食品中。
黑麦纤维通常是作为焙烤食品的风味剂而加入的。
玉米纤维味淡而清香，在日本的应用最为广泛，可添加到糕点、饼干、面包和膨化食品中，还可作为汤料、卤汁的增稠剂与强化剂。
麦芽谷物纤维是以啤酒大麦、大米和玉米混合物的发酵残渣为原料制成的产品，又称发酵谷物纤维产品。将它添加于食品中，既能提高膳食纤维的含量，又能增加蛋白质与矿物质元素的含量。麦芽谷物纤维具有明显的麦芽芳香风味与温和的谷物焙烤香味，能提高焙烤食品的特有香味，同时能减少甜味剂的使用量。
2．豆类纤维
豆类纤维以豌豆纤维、大豆纤维和蚕豆纤维为主要代表。豌豆纤维色白、味淡，是一种理想的食用纤维。大豆纤维则很适合于加工低能量食品，包括酥脆的早餐谷物食品、焙烤食品等。
豆类种皮纤维是以豌豆和大豆的外种皮为原料制成。可添加在面包、饼干等食品中。
多功能纤维添加剂(MFA)是由大豆种子的内部成分组成，与通常来自种子外覆盖物或麸皮的普通纤维明显不同，MFA含有68%的总膳食纤维和20%的优质植物蛋白，添入食品中既能有效地提高产品的纤维含量，又有利于提高蛋白质含量。较少添加量的多功能纤维添加剂对中、低筋力面粉来说，是一种很实用的品质改良剂。
MFA有良好的功能持水性，可吸收相当于自重7倍的水分。其高持水性引起面团吸水增大，导致面包保水性增强，会对面包产品的感官特性、新鲜度、货贺寿命和抗微生物特性产生影响。
多功能纤维添加剂可应用在早餐食品、焙烤食品以及焙烤食品填充馅中。
3．果蔬纤维
果蔬纤维中有胡萝卜纤维、葡萄纤维、苹果纤维和杏仁纤维等。葡萄干是一种很好的天然纤维源，同时含有多种维生素和矿物质，将葡萄干粉添加到面包、糕点、饼干和挤压食品中，能明显提高其膳食纤维含量。
4．高活性蔗渣膳食纤维添加剂
高活性蔗渣膳食纤维添加剂(HABF)的工业化制备流程包括原料清理、粗粉碎、浸泡漂洗、异味脱除、二次漂洗、漂白脱色、脱水干燥、细粉碎、功能活化和极细粉碎等几个主要工序。其水溶性膳食纤维含量高达11．13%，膳食纤维内部组成得以调整与重组，有利于充分发挥其生理功能。而未经功能活化的蔗渣膳食纤维其水溶性纤维仅含4．1%。
HABF的物化性质测定数据为：阳离子交换能力0．63mmolOH－／g、持水力3．6mL／g、结合水力4．7mL／g、膨胀力5．3mL／g。相对而言，HABF的持水性和结合力较大，这将有利于被添加产品形成组织结构，以防脱水收缩。它在焙烤食品中可减少水分损失而延长产品的货架寿命，可应用于谷物早餐食品、小吃食品、面条制品、焙烤食品、焙烤食品填充馅中。
5．改性聚葡萄糖
改性聚葡萄糖是白色至乳白色的非结晶性粉末，由聚葡萄糖深加工而得，其酸味和苦味较一般的聚葡萄糖产品低，口味和色泽均得到很大的改进。改性聚葡萄糖既是一种优质的水溶性膳食纤维，又是一种独特的低能量填充剂，仅有部分参与人体的新陈代谢，其所产生的能量只有4．18kJ／g。当它充当填充剂取代食品原料中的其他糖分或脂肪时，所提供的能量分别为糖类的25%、脂肪的11%。
改性聚葡萄糖在20℃时的溶解度为80%，在无水状态下的熔点为110℃，具有降低冰点和保湿特性。改性聚葡萄糖是用途很广的新食品配料，可用以取代其他糖类和脂肪，为食品提供更理想的质地和口感。在焙烤食品中，改性聚葡萄糖的水分活性较低，具有良好的保湿性，因而可通过保持水分或防止水分迁移，保持或延长产品的货架寿命。这种聚葡萄糖还能减少面筋的形成，保持面团的“酥性”质感。另外，它也能增加面团冻结／解冻的稳定性，减少面团表面受冻损的机会。
(二)壳聚糖(Chitosan)
壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰基化反应得到的产物。甲壳素又名几丁质、甲壳质或壳多糖，是一种广泛分布于自然界的多糖类有机聚合物，其贮藏量仅次于纤维素。同时，甲壳素也是自然界中除蛋白质外数量最大的含氮天然有机高分子。甲壳素是许多动物特别是节肢动物如虾、蟹、昆虫等外壳的重要成分，也存在于低等植物如菌藻类和真菌的细胞壁中。
甲壳素是2－乙酰氨基－2－脱氧－D－葡萄糖经β(1→4)糖苷键连接的聚合物，脱除乙酰基后的多糖化合物2－氨基－2－脱氧－D－葡萄糖的β(1→4)聚合物即为壳聚糖，化学名为(1，4)－2－氨基－2－脱氧－β－D－葡聚糖，其结构类似于纤维素。
由于现有技术原因，尚不能将甲壳素全部脱去乙酰基成为壳聚糖，况且也很不容易将两者完全分开。所以，现在的壳聚糖商品通常是甲壳素与壳聚糖的混合物，作为功能性食品配料的壳聚糖要求其含量在85%以上。目前工业化生产的甲壳素都是以水产加工厂的虾、蟹加工下脚料为原料，经脱盐、脱蛋白、脱色素而得到。甲壳素和壳聚糖及由此改性后的衍生物具有比纤维素及其衍生物更加丰富的功能性质，除在食品工业中的许多用途外，在医药、化工、生物、农业、环保等众多领域中均有重要的用途。
壳聚糖具有膳食纤维的一些特性，如保水性、膨胀性、吸附性和难消化吸收性等，能够促进消化道蠕动，吸附有毒物质，增加排便容积，降低腹压及肠内压、改善便秘，预防大肠癌的发生等。壳聚糖能降低人体内血清胆固醇水平，尤其是LDL胆固醇。壳聚糖可调节肠道菌群，使肠内代谢物产生良性变化，还可以防治消化性溃疡和胃酸过多症。通过动物试验和人体观察发现壳聚糖具有降血压作用，它可防止因摄入食盐而引起的血压升高和血液的其他生化变化，这会给需要限制食盐摄入的心脏病或肾脏病患者带来方便。动物试验证明，壳聚糖具有直接抑制肿癌细胞活性的作用。此外，壳聚糖对细菌还有广泛的抑制作用，但对霉菌和酵母的抑制效果就较为局限。
壳聚糖在食品中的应用表现在3个方面，作为膳食纤维产生生理学方面的作用；作为添加剂改良食品的物化性质；具有抗菌作用，延长食品的货架期。壳聚糖具有降低胆固醇作用的有效摄入量为0．5～3．0g／d，可添加到面条、面包、糕点和汤料等食品中。
按我国GB 2760－1996《食品添加剂使用卫生标准》规定，甲壳素(几丁质)可作为增稠剂使用，在氢化植物油中的最大使用量为2．0g／kg，在果酱中的最大使用量为5．0g／kg。