膳食纤维主要包括纤维素、半纤维素、果胶、菊粉和木质素等，也包含皂苷、蜡质、角质和抗消化蛋白等相关的植物类物质，可分为水溶性和不溶性膳食纤维两类，膳食纤维是食品的主要功能成分或生物活性化合物之一，被称为“第七大营养素”、“肠道清道夫”。
竹笋是禾本科竹亚科植物的雏芽，膳食纤维含量丰富，每100g竹笋含0.58g粗纤维素，而淀粉、糖和脂肪含量较低，有“素食第一品”的美称。竹笋膳食纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素和多糖等组成，具有比其他膳食纤维更好的水油保持能力，开发利用竹笋膳食纤维具有广阔的前景。
竹笋膳食纤维的改性
竹笋膳食纤维通过改性，可以使其中的大分子连接键断裂，形成为小分子物质，使不溶性膳食纤维部分转化为可溶性膳食纤维，提高竹笋膳食纤维的溶解度和功能性，如持水能力、结合水能力、溶胀能力等，从而增加竹笋膳食纤维在食品工业中的利用率。
常用的改性方法有化学改性、生物改性、物理机械降解改性和联合改性法等。改性方法的应用是制备高活性高功能性膳食纤维的关键步骤，联合改性技术是目前研究最多，也是未来发展的方向之一。
1、化学改性
化学改性也称化学修饰。竹笋膳食纤维主链和支链结构上存在许多羟基和其他的活泼官能团，可以通过酸碱作用降解纤维的高分子化合物，使其化学键断裂、聚合度降低，与酸碱中的官能团重新结合成一种新的聚合物，可明显提高水溶性膳食纤维的含量。化学改性方法包括甲基化、羧甲基化、乙酰化、硫酸化以及部分降解等，化学改性法被广泛运用到纤维、多糖、果胶的改性中。
研究表明，化学改性后的竹笋膳食纤维表面有明显的裂纹及沟壑，结晶度和聚合度下降，从而增强其膨胀力、持水力及结合水力。虽然化学改性能明显提高竹笋中可溶性膳食纤维的含量，但化学试剂也可能会破坏膳食纤维的分子结构，降低膳食纤维的生理活性。
2、生物改性
生物改性通常包括酶法改性和发酵改性。
酶法改性通常使用纤维素酶、木聚糖酶和淀粉酶等，发酵改性一般使用乳酸菌。酶法改性即利用各种酶分解竹笋膳食纤维中的不溶性成分，使其结构变疏松，比表面积增大，并且将部分不可溶性膳食纤维降解转化为可溶性膳食纤维，改善其物理特性，酶法改性后可使膳食纤维孔隙、比表面积、游离酚含量增加，提高抗氧化能力，雷竹笋纤维经体外发酵后能提高乙酸、丙酸和丁酸的含量，表明改性后的竹笋膳食纤维对肠道健康有着更加积极的影响。
发酵改性即利用微生物长时间发酵产生的有机酸类代谢产物营造酸性环境，酸性条件下提供的质子使竹笋纤维素的糖苷键断裂，竹笋膳食纤维的大分子聚合物分解成小分子化合物，从而增加水溶性膳食纤维的含量。通过发酵不仅可以提高竹笋膳食纤维的功能特性，而且乳酸菌发酵产生的代谢产物会部分残留在其中，使得产品风味口感更加宜人，膳食纤维在肠道中的微生物发酵程度越高，生理活性也越强。
3、物理机械降解改性
物理机械降解法包括高压均质、亚临界水、超声波、微波、超微粉碎和挤压蒸煮改性等。机械降解法是在热力场、机械能场以及高压作用下，通过破坏竹笋膳食纤维束状结构的氢键致使其致密空间网络结构转变为疏松网络空间结构，克服物料内部凝聚力使物料粒径减小，从而提高膳食纤维素的溶解性、持水力和膨胀力。
在机械降解的方法中，超细粉碎被认为是重要的技术，它影响着食品的理化性质。随着食品颗粒尺寸的减小，水化性能增加，进而将纤维成分从不溶性部分重新分配到可溶性部分。研究表明，超细粉碎可减小膳食纤维颗粒尺寸，增加可溶性膳食纤维，提高其持水力、持油力和膨胀力。
重压研磨和气流粉碎都属于微粉碎改性，研究发现，膳食纤维的粒径大小对胆汁酸吸附力有重大影响，经气流粉碎改性后的竹笋膳食纤维对胆汁酸吸附量为普通粉碎的12倍，而且由于竹笋膳食纤维粒径的降低，包裹在竹笋膳食纤维内部的亲水基团暴露，单糖组分相对含量发生改变，热稳定性增强。
此外，超声波改性和微波改性实验结果表明，超声波改性法优于微波改性，其原因在于膳食纤维中的半纤维素和木质素等极性分子吸收超声波后化学键断裂，小分子质量的化学物质急剧挥发，产生压力，促使微孔隙形成，导致膳食纤维比表面积增大，可溶性成分增加，结合水的能力增强。
挤压蒸煮是机械降解改性的新技术，温度、压力等因素是影响改性效果的主要因素。研究表明高温可以有效促进纤维的降解，挤压蒸煮能显著提高竹笋的水溶性膳食纤维水平，其原理是竹笋在受到挤压过程中，由于热量和水分的作用，使膳食纤维中的果胶物质溶解降解，导致纤维素含量下降，同时在挤压过程中，膳食纤维的糖苷键断裂，导致不溶性纤维的增溶。
4、联合改性
竹笋膳食纤维联合改性均为物理法和生物法的结合，有挤压-纤维素酶改性、高温高压-纤维素酶改性、高速剪切-酶改性法等。
有学者应用挤出-纤维素酶改性处理南竹笋，挤出纤维素酶联合改性后，竹笋膳食纤维中的水溶性膳食纤维含量高达22.17%，这可能是由于纤维素酶不溶性纤维素和半纤维素水解为可溶性细胞壁多糖和在挤出过程中的转糖基化所致。
高温结合纤维素酶处理后，竹笋膳食纤维颗粒的数量增加，溶于水后颗粒膨润、伸展，产生更大的容积，但高温高压和纤维素酶处理会严重破坏竹笋膳食纤维结构，竹笋膳食纤维的成分发生重新分配。
研究发现，高速剪切-木聚糖酶和纤维素酶联合处理后的膳食纤维颗粒大小从383.90μm下降到30.65μm，处理后的竹笋中暴露的羟基、亚甲基和芳香族化合物较多，且通过扫描电镜观察到了竹笋膳食纤维的蜂窝状结构，显著降低了葡萄糖溶液的扩散速度，导致葡萄糖吸附能力提高。
竹笋膳食纤维的应用
随着人们对自我健康的关注度提升，膳食纤维日益受到关注，被广泛应用到各种食品、保健品和医药制品中。作为膳食纤维重要来源的竹笋膳食纤维也被应用在面制品、保健品和乳制品中。
1、在面制品中的应用
研究发现，在面粉中添加竹笋膳食纤维能提高面粉的粉质、面团的吸水率，改善面筋的网络结构，增加面团稳定时间，提升面团的黏性、弹性，改善面团经反复冷冻出现的裂口和缺乏韧性等问题，减少面团中的水分损失从而改良面团品质。用竹笋膳食纤维粉制成的饼干不仅纤维含量高，而且味道香甜，适于便秘、肥胖人群和老人小孩食用。在口感香甜软糯的蛋糕中添加竹笋膳食纤维，可提高蛋糕口感，降低其血糖生成指数，适合“三高”人群食用。
2、在肉制品中的应用
竹笋膳食纤维具有良好的持水持油性，在肉制品中添加竹笋膳食纤维可增强肉制品的乳化稳定性，同时改善口感。将竹笋膳食纤维添加到香肠等肉糜制品中，能增强其凝胶特性，降低蒸煮损失及失水率，改善肉制品的感官特性。有研究以2:2:1比例的猪皮、水和改性南竹笋可溶性膳食纤维混合制成凝胶代替脂肪用于中式香肠中，猪皮中的高蛋白质含量与可溶性膳食纤维较强的水结合能力能降低香肠蒸煮损失率，增加香肠中蛋白质和水分含量，提高香肠的物理性能和稳定性。在鱼丸中添加竹笋膳食纤维可以提高产品的硬度和咀嚼性等。
3、在乳制品中的应用
添加膳食纤维的乳制品不但改善了营养价值，扩大了使用范围，还满足了人体所需的各种营养成分。研究发现，添加改性的笋头膳食纤维不仅能显著提高酸奶的粘度和持水力，还可以减少乳清析出，且不会对酸奶香气造成影响。
此外，竹笋膳食纤维在饮料、果蔬果酱、油炸食品中也有一定应用，并且竹笋膳食纤维良好的降血脂、降血糖和改善肠道功能特性，使其在保健食品和功能性食品中的应用也具有广阔前景。
参考资料：
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作者简介
小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究。
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