马铃薯渣膳食纤维的研究与应用现状

王金亭

（聊城大学东昌学院，山东 聊城 252000）

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是茄科一年生草本植物，俗称土豆、山药蛋，是继水稻、小麦、玉米后的世界第四大粮食作物。中国马铃薯种植面积和总产量均居世界第一，2018年约占世界总量的27%和24%[1]。马铃薯渣是淀粉加工的副产物，每获得1.0 t淀粉可产生0.8 t马铃薯渣，我国淀粉年产量在35万吨左右，每年可产生马铃薯渣28万吨[2]。目前，马铃薯渣主要用于4个方面：发酵生产饲料、发酵生产酒精、提取果胶和膳食纤维以及制备活性炭，其中提取膳食纤维综合应用价值最高[3]。

膳食纤维（dietary fiber，DF）被称为“第七营养素”，包括水溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）和水不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）两大类，IDF主要用于刺激肠道蠕动，SDF对机体代谢功能影响较大，功能型产品SDF要求在10%以上。马铃薯渣含膳食纤维27.72%～43.16%，其中果胶含量范围在11.62%～15.39%，SDF含量高，因此对马铃薯渣开展深入研究和综合开发意义重大[4]。

1 马铃薯渣膳食纤维的制备

制备马铃薯渣膳食纤维（potato residue dietary fiber，PDF）主要有化学法、生物酶法、酶化学法和生物发酵法。

1.1 化学法

化学法主要是酸解法。张建利等[5]以夏波蒂马铃薯干渣为原料，以1.5%硫酸溶液为提取剂，在料液比1∶15（g/mL）、温度 55 ℃时酸解 55 min，冷却、抽滤、水洗（至中性）、干燥，总膳食纤维（total dietary fiber，TDF）为72.18%，其中SDF较低，为2.38%。TDF中蛋白质含量仅为2.77%，与其它提取方法相比含量最低；含淀粉16.43%相对较高，可能是由于组织细胞未完全破碎，部分淀粉被包裹或嵌于细胞中。酸解法具有工艺简单、操作方便、去除蛋白质较为干净等优点，不过对SDF的破坏也很严重，应用日趋减少。

1.2 生物酶法

生物酶法是利用酶解去除淀粉、蛋白质获得较纯的膳食纤维，常用淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、蛋白酶等。梅新等[6]采用α-淀粉酶+糖化酶制备PDF，料液比1∶10（g/mL）、100 ℃糊化 10 min，冷却后加入 1.0%的 α-淀粉酶，在pH5、温度60℃下酶解30 min，之后灭酶、离心、沉淀加水至原体积，加入1.0%糖化酶，在pH4.5、温度60℃下酶解30 min，此条件下TDF得率最高，为81.17%，淀粉含量为3.01%、蛋白质含量为3.65%。以淀粉酶+蛋白酶复合酶法[5]提取TDF，可以提高SDF含量，但去杂效果不理想，蛋白质含量为4.51%、淀粉含量为16.07%。响应面法优化复合酶法[7]，淀粉酶解过程中时间与酶量交互作用显著，蛋白质酶解过程中时间与温度交互作用显著（P＜0.01），适当延长酶解时间制备效率会更高。如果用纤维素酶预处理马铃薯渣，可以释放出被纤维素包裹的淀粉，经复合酶解处理可以有效提高SDF产率，最高达25.87%[8]。

1.3 酶化学法

酶化学法是将酶法与化学法结合使用，常用的是酶碱法，酶解淀粉、碱除蛋白质。张建利等[5]采用酶碱法制备 PDF，酶解条件：料液比 1∶15（g/mL）、α-淀粉酶（60℃、pH7）酶量 0.9%、75 min；碱处理条件：料液比1∶5（g/mL）、NaOH 浓度 1.5%、温度 60℃、时间 60 min，TDF得率为74.72%，SDF得率为7.10%。在酶解过程中采用超声辅助提取，提取时间大为缩短[9]。超声波的作用可能与酶活性的提高有关[10]。生物方法制备PDF，条件温和、无污染、产品易回收，不同试验条件对PDF的组成影响较大，还需要加强规模化制备工艺的研究。

1.4 生物发酵法

生物发酵法使微生物产酶与酶解过程合二为一，可以节省酶制剂、提高产率、优化结构、改善性能，已普遍用于膳食纤维的制备[11]。利用米根霉和白地霉发酵马铃薯渣[12]，比较研究固体发酵和液体发酵的效果。固体发酵后，米根霉发酵TDF得率39.6%、白地霉发酵TDF得率29.8%、对照组TDF得率22.8%；液体发酵后测定TDF得率，依次为米根霉44.4%、白地霉22.8%、对照19.7%，发酵明显提高了PDF得率，且米根霉优于白地霉；发酵后PDF持水力、吸胀力提高，液体发酵优于固体发酵。利用白腐菌株C13和D31液体法混合发酵效率低，PDF含量为27.37 g/L。采用分步发酵法：以2 d菌龄C13菌株发酵4 d、灭活，再以菌株D31发酵2 d，PDF含量为35.28 g/L，其中SDF为 6.31 g/L；在发酵体系中，C13降解淀粉转化为可溶性糖，D31促进可溶性糖转化为PDF；继续发酵至第8天，淀粉含量由第4天的2%降为0，可溶性糖由47.05 g/L降至25.93 g/L[13]。微生物发酵过程中，纤维素酶、果胶酶、蛋白酶活性大幅提高[14]，不仅能够提高DF的产量，也能够改善纤维的品质性能，因此进一步加强生物发酵制备PDF的工艺研究很有必要。

2 膳食纤维的改性

对膳食纤维进行改性以改善PDF的品质、理化特性和生理功效，改性的方法有物理改性、化学改性和生物改性。

2.1 物理改性

物理改性常用超微粉碎法和高温挤压法，具有产品杂质少、提取率高的优点。

超微粉碎法是将物料粉碎至100 μm以下，破坏细胞壁、增加DF比表面积，提高SDF产率。湿法超微粉碎工艺[15]改性 IDF：料液比 l∶60（g/mL）、胶体磨齿间距 8.00 μm、转速 3 000 r/min、时间 5 min，改性后 SDF得率为18.33%。

高温挤压法是在高温高压状态下，通过螺旋杆的强烈搅拌、混合和剪切等，产生热能、促使物料发生变化，提高纤维溶解性。双螺杆挤压法改性研究表明[16]，在粒度80目、加水量128%（相对物料体积）、螺杆转速320 r/min、挤出温度163℃的条件下，测得SDF得率为34.83%。

CO2辅助挤压作为一种新型改性技术近年也有所应用[17]。以柠檬酸与碳酸氢钠1∶1（g/g）为CO2发生剂，在螺杆转速170 r/min、挤压温度185℃、物料含水量25%条件下，CO2发生剂添加量30%时，SDF得率为13.83%，是普通挤压的2.19倍。这与其他文献[18]中数值差异较大，可能与试验条件差异有关，其中含水量、螺旋杆转速对提取率影响较大，还需要进一步试验研究进行确定。

2.2 化学改性

化学改性通过酸、碱处理手段，使DF大分子的糖苷键断裂转化成可溶性多糖，提高SDF的含量。

采用碱法改性 IDF，在料液比 1∶30（g/mL）、NaOH溶液0.6%、温度83℃、时间40 min时，可得SDF得率为17.01%，膨胀力为11.64 mL/g，持水力为3.81 g/g[19]。使用六偏磷酸钠改性[20]，在料液比 1∶30（g/mL）、0.5%六偏磷酸钠溶液、pH6.5、沸水浴2.5 h条件下，SDF产率为35.0%；如果加入VC助剂，SDF产率可提高到43.4%，且产品颜色、口感、持水力、膨胀力均有所改善。六偏磷酸钠在弱酸性溶液中为多价螯合剂，对果胶类多糖有较强的螯合保护作用，可以促进糖苷键水解，促进纤维素、半纤维素降解，增强溶解性。

酸、碱法改性，对设备要求较高、工艺复杂，SDF转化率较低，有时会引入阴阳离子、处置难度较大，限制了其应用。采用物理-化学组合法对IDF进行改性，胶体磨微粉化改性，SDF得率由15.7%提高到25.4%；微粉化+0.6%的植酸盐处理，SDF得率为38.5%，微粉化+0.6%植酸盐+微波处理，SDF得率高达47.6%，因此单一方法改性SDF提取率提升有限，组合方法改性处理效果更明显[21]。

2.3 生物技术改性

利用微生物发酵或添加生物酶，如纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶等，将大分子分解成可溶的小分子，提高SDF的得率，进而改善其生理活性，此法温和高效、工艺简单，但成本较高。

用纤维素酶预处理马铃薯渣，可以释放出被纤维素包裹的淀粉，经淀粉酶酶解去除淀粉，可以有效提高SDF产率，制备工艺为[8]纤维素酶量30 U/g、温度45℃、pH5、酶解2.5 h，灭酶后采用高温α-淀粉酶酶解（温度90℃、pH6.5）1.0 h，再灭酶进行蛋白酶解（温度60℃、pH6.0）30 min，灭酶、抽滤、干燥、95%乙醇沉淀，SDF得率高达25.87%。利用纤维素酶来改性PDF，在料液比1∶12（g/mL）、酶量 20 U/g、pH5.0、温度 40℃，酶解2h，测得SDF得率达30.28%；改性后TDF水合性提高，持水力、吸胀力、结合水力分别由5.4 g/g、5.35 mL/g、2.22 g/g 提高到 8.73 g/g、7.31 mL/g、6.38 g/g；持油力、阳离子交换力也得到改善，分别由2.85 g/g、0.27 mL/g提高到3.62 g/g和0.64 mL/g[16]。

3 PDF的化学组成

马铃薯渣主要由水、细胞及碎片、残余淀粉颗粒等组成。含有丰富的DF，与豆渣、玉米麸皮纤维相比，PDF结构好，对生物体内有害重金属吸附能力强[22]，持水力、吸胀力也高于国际标准谷物麸皮纤维[23]，是一种优质膳食纤维。

3.1 主要化学成分

鲜马铃薯渣含水高达90%，主要化学成分包括淀粉、纤维素、半纤维素、果胶、游离氨基酸、寡肽、多肽及灰分[24]。

干马铃薯渣一般含水1.65%～8.59%、膳食纤维27.72%～43.16%、淀粉35.54%～57.5%、蛋白质 4.26%～9.44%、脂肪 0.19%～0.56%、灰分1.18%～1.68%[4]。不同品种马铃薯、不同制备工艺，PDF成分含量不同。韩克等[4]测定了夏波蒂等6个品种的PDF组成，结果显示：纤维素13.57%～21.3%、半纤维素4.32%～10.01%、果胶5.21%～12.81%、木质素 5.43%～10.28%、淀粉 13.92%～19.91%。分别用酸解法、复合酶法、酶碱法制备夏波蒂PDF，复合酶法较优，产品中淀粉含量低至11.7%，TDF最高达74.72%，其中IDF较低为67.61%、SDF最高为7.10%[5]。

PDF主要成分是半乳聚糖，在主链的C-3和C-4上带有支链，由半乳糖在多个方向按照一定的方式连接成网状结构[25]。红外光谱技术分析显示，具有典型的糖类特征峰C=O键、C-H键、COOR和游离的-OH，单糖结构中有α-型吡喃环；SDF中含有糖醛酸和羧酸二聚体，单糖主要是阿拉伯糖、木糖和葡萄糖；IDF中含有半纤维素，单糖主要是阿拉伯糖、木糖、葡萄糖和半乳糖；黏度法测定PDF的平均相对分子质量Mr为170 333、聚合度Dp为1 051，相对其他谷物DF较低[26]。纤维素酶改性后，SDF含量提高且组分也有变化，主要成分为果胶和β-葡聚糖，单糖中半乳糖醛酸含量最高，葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖次之，木糖含量极低[27]。

3.2 测定方法

20世纪60年代以来，DF的检测方法比较成熟，国家出台了相应的检测标准，当前执行GB/T 22224—2008《食品中膳食纤维的测定酶重量法和酶重量法-液相色谱法》和GB 5009.88—2014《食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定》两个标准。

经典方法有洗涤法、酶-重量法和酶-化学法。洗涤法又称非酶重量法，最初用来测定粗纤维，目前仅在饲料工业中还有应用。酶-化学法需要对样品进行酶解、酸碱解，主要用来测定非淀粉多糖，不太适合于常规分析。酶-重量法是模拟肠道内的化学反应进行检测，用于谷类、蔬菜、保健品中TDF、SDF和IDF的检测，可自动化批量处理样品，是目前普遍采用的方法。

随着现代分析仪器的发展，出现了近红外光谱技术和三维滤袋技术[28]。近红外光谱技术适于谷物、豆类DF的检测，可以实现在线检测，具有快速、无损、不消耗试剂的优点。三维滤袋技术是采用TDF和IDF专用三维滤袋，借助DF分析仪，在线自动进行酶解、沉淀、清洗和过滤等操作，减少人为误差，增加了重复性和稳定性[28]。聂小林等[29]比较分析了酶-重量法和三维滤袋法，后者精密度更好，尤其是自动化操作更加适用于当前的检测，符合行业发展的趋势。

关于PDF测定的研究报道不多。岳晓霞等[30]应用耐热α-淀粉酶法提取PDF，参照GB/T 5009.88—2008《食品中膳食纤维的测定》测得IDF含量为64.23%；姚琦[3]应用中温α-淀粉酶和糖化酶法提取马铃薯渣的PDF，参照GB/T5009.88—2014，测得TDF含量为76.92%，纤维素酶改性后SDF含量为25.13%。莎日娜[16]复合酶法制备PDF，纤维素酶改性，参照AOAC 993.19酶-重量法（磷酸缓冲液）测得SDF含量为30.28%。今后，随着对DF研究的不断深入，新的膳食纤维成分不断被发现，还要建立并完善与DF定义相符合的测定方法。

4 PDF的理化特性和生理活性

4.1 理化特性

主要包括溶解性、稳定性、吸胀力、持水力、持油力、吸附能力和阳离子交换作用等，不同制备方法、不同品种的马铃薯渣TDF、SDF、IDF含量各有差异，测得的理化特性也不一致，所列举数据仅供参考。

4.1.1 性状和溶解性、稳定性

去除淀粉、蛋白质后，PDF主要成分是IDF，白色至浅黄色粉末。扫描电镜观察显示结构疏松、呈层状、片状，有褶皱和空洞[4]。热稳定性好，200℃以下稳定。经过改性处理，可大幅提高SDF的含量，获得高纯度的SDF，用活性剂六偏磷酸钠改性提取，SDF得率为35.0%，在pH7、温度37℃时水溶性为56.1%，70℃时水溶性最高为72.05%[20]。

4.1.2 吸胀力、持水力

PDF化学结构中含有-OH、-COOH等亲水基团，结合水分子称为结合水力，吸水增重称为持水力，吸水膨胀称为吸胀力。姚琦[3]采用酶法提取PDF，得率为76.92%，纤维素酶改性SDF含量为25.22%，改性前后PDF的持水力分别为6.179 g/g和6.459 g/g，吸胀力分别为3.87 mL/g和4.14 mL/g。

提取方法对PDF持水性、吸胀力影响不大，分别用酸解法、复合酶法、酶碱法提取PDF，测得持水性分别为6.55、6.45g/g和6.58g/g，吸胀力分别为7.45、7.04mL/g和6.66 mL/g[5]。

不同品种PDF的持水性和吸胀力存在显著差异（p＜0.05）[4]。改性可以提高持水性和吸胀力，张海芳等[31]酶法改性后测得持水力增加115.22%，而且不同酶改性，持水性强弱次序为复合酶改性＞木聚糖酶改性＞纤维素酶改性。

粒度对持水性和吸胀力也有影响，一般随粒径减小而增加，在75 μm（200目）时较高[32]。温度和 pH值对持水性和吸胀力也有影响，酸性条件下PDF持水力在pH2时最高、吸胀力在pH6时最高，随着pH值的升高PDF持水性降低、吸胀力升高；随着温度的升高，PDF持水性、吸胀力均呈上升趋势，100℃以下最高分别为 11.64 g/g、8.20 mL/g[6]。

4.1.3 持油力和吸附性

DF表面的活性基团对有机物、致癌物、有毒物质具有吸附能力。通常检测纤维对油脂、胆固醇、亚硝酸盐、重金属离子的吸附能力。

4.1.3.1 持油力

PDF吸附油脂表现为持油力，不同品种PDF持油力范围为1.19 g/g～1.65 g/g[4]。改性可以提高持油力，酶法改性前后分别为2.13 g/g和2.77g/g，可能是改性促进PDF暴露亲油基团；不同酶改性提升效果不同，复合酶＞纤维素酶＞木聚糖酶，可能是木聚糖酶水解作用较高，对PDF空间网络结构有破坏[31]。PDF对猪油的吸附力[3]普遍高于大豆油、花生油及玉米油，对猪油的吸附力为4.69 g/g，改性后下降为2.79 g/g，需要进一步证实。

4.1.3.2 吸附胆固醇

胆固醇的吸附以蛋黄-磷酸缓冲液为试剂，模拟胃（pH2）、肠（pH7）环境进行吸附试验。PDF对胆固醇的吸收主要发生在小肠，胃中吸附次之；对胆固醇的吸附随时间延长增加，分别在12 h达到平衡[5]；在pH2.0和pH7.0时，对胆固醇的吸附力分别为17.25mg/g和20.00 mg/g；改性后吸附力提高，在pH2.0和pH7.0时分别为28.14 mg/g和29.99 mg/g[3]。

4.1.3.3 吸附硝酸盐

亚硝酸盐吸附试验以NaNO3-磷酸缓冲液为试剂，PDF对NO2-吸附发生在胃中，可能是PDF上的-OH与NO2-结合成“膳食纤维-NO2-”络合物，表现为对 NO2-的吸附作用，且对NO2-的吸附随时间延长增加，在2 h趋于平衡；在碱性条件下，络合物发生解离，在小肠中检测不到对NO2-的吸附[5]。改性后，PDF对NO2-清除能力显著提升，NO2-可与胺反应形成强致癌物质亚硝胺，应重点关注亚硝酸盐的吸附清除作用[3]。

4.1.3.4 葡萄糖束缚力

PDF松散的结构，可以使葡萄糖分子进入网络结构内部，与功能基团结合而表现出对葡萄糖的束缚力。PDF吸附葡萄糖，可以控制小肠内葡萄糖的浓度，抑制餐后血糖的快速升高。PDF的葡萄糖束缚力为90.15 mg/g，改性后升高为190.21 mg/g，这与改性后SDF含量提高相关，此研究表明SDF具有降低血糖的重要活性[3]。

4.1.3.5 金属离子螯合力

PDF尤其是SDF中的果胶可以和二价、六价金属离子结合，作为解除人体毒性的吸附剂。试验表明：PDF 对 Pb2+、Hg2+、Cu2+、Zn2+、Ca2+均有吸附作用，对 Pb2+的吸附作用最强[22]。PDF是Pb2+、Hg2+的有效吸附剂，吸附量高、吸附速度快；pH值对吸附影响较大，在pH3～5时吸附最佳[33]。模拟人体胃（pH 2）、肠（pH7）环境进行吸附试验，Pb2+螯合力分别为0.43、0.44 mg/g，说明胃肠对Pb2+均有吸附能力，而且pH值对吸附有影响；不同品种PDF对 Pb2+螯合力不同，pH 2时为0.42 mg/g～0.44 mg/g，pH7 时为 0.43 mg/g～0.51 mg/g，说明在中性环境螯合力优于酸性环境[4]。

4.1.4 阳离子交换作用

离子交换作用是指DF化学结构中包含的-COOH、-NH2和-OH等基团，可与阳离子进行可逆交换。通过阳离子交换作用，PDF可以和小肠中的Na+、K+结合排出，降低因Na+、K+摄入过多引起的疾病[5]。改性可以使更多的基团暴露，提高阳离子交换力，酶法改性前后阳离子交换力变化很大，分别为0.22 mL/g和0.60 mL/g，不同酶改性阳离子交换力强弱次序为复合酶改性＞木聚糖酶改性＞纤维素酶改性[31]。

4.2 生理活性

DF可以预防肥胖、便秘、心血管和肠道疾病等，具有多种有益人体的功能。PDF的生理活性与其理化特性相关，主要表现[3，34-35]：一是较高的持水力和吸胀力，可使肠道内容物增大变软，促进肠胃蠕动，防止便秘、降低肠道疾病发生率。二是较高的持油力和对胆固醇的吸附作用，可以降低甘油三酯、胆固醇水平；对血浆葡萄糖较高的束缚力，可以调节血糖浓度，有效减少心血管疾病。三是较好的发酵作用，产生的低分子β-葡聚糖促进乳酸杆菌、双歧杆菌增殖，产生的短链脂肪酸为肠道菌群提供能量，影响肠道微生物的组成和丰度，调节肠道微环境，降低胃肠疾病发病率。四是PDF 对金属离子的螯合作用，与 Hg2+、Pb2+、Cd2+等进行可逆交换，减少人体对有害金属的吸收，保护人体免受其损伤和毒害。另外，PDF 对·OH、DPPH·、O2-·有良好的清除效果，对机体具有抗氧化作用。目前关于PDF的生理活性方面的研究很少，今后应加强此类研究。

5 马铃薯渣膳食纤维的应用

5.1 马铃薯渣膳食纤维添加到主食中

将PDF添加到馒头、面条、面包中，可以改善食品的品质，提高其保健功效。

PDF在油/水体系比较稳定，可以促进油/水的混合，用于食品加工领域。加入PDF的面团和肉制品，面团手感好、弹性高、黏性低、不回缩，蒸熟或烘烤后结构细腻、质地柔软、口感更好；制成冷冻鱼丸解冻时不会渗出水分，鱼丸煮熟后肉质湿滑、弹性口感都很好[36]。

以高筋面粉为原料制作PDF面包，在PDF添加量4.3%、奶油6.15%、改良剂1.97%时，烘烤的面包比容6.01 mL/g、硬度1 785.228、咀嚼度1 149.66、弹性0.897、回复性0.281，具有特殊的烘烤香味、较好的弹性和回复性[37]。

中温α-淀粉酶+糖化酶法制备PDF（含IDF48.74%、SDF 4.94%），掺入高筋面粉制作热干面，PDF＞12%时生鲜面条断条率升高，PDF＜22%时蒸煮损失率低于10%，随着添加PDF的增多，面条的剪切力、拉伸力整体上逐渐减小，添加PDF为5%～12%时可以改善热干面品质[38]。

5.2 制作高纤维饮料

饮料中添加SDF活性多糖可改善其品质、风味，IDF可制作粉末冲剂，高纤维饮料因其独特、高效的保健作用，备受消费者欢迎。目前，高膳食纤维饮料研究资料很多，众多食品业巨头也推出了相应的饮品[39-40]。姚琦[3]研制了PDF功能性口服醋（SDF含量25.13%），在原醋74.55%、PDF添加4.65%、蜂蜜4.00%、白砂糖3.77%时感官评分为88，产品具有特殊醋香、亮琥珀色、酸甜适中、柔和爽口；测定醋饮料对DPPH自由基、O2-自由基和OH自由基的清除效果，清除率分别为20.04%、69.25%和6.19%；测得总菌落数20 CFU/mL、大肠杆菌低于3 MPN/100 mL，主要卫生指标符合国家标准。

5.3 作为脂肪替代物

为满足人们对低能量、高膳食纤维食品的需求，可以用PDF替代部分脂肪，制作休闲食品或肉制品。

5.3.1 制作休闲馍片

馍片是西北特产，要求酥脆感。中温α-淀粉酶法制备PDF，以H2O2脱色，PDF白度54.1，加入5%～10%的PDF可相应减少3%～7%的油脂，感官评分下降0.45，其中色泽、口感、风味、组织状态分别降低了1.68%、3.16%、1.51%和3.26%。添加适量的PDF可以减少油脂用量，改善膜片的营养品质，而不会明显影响馍片的感官质量[41]。

5.3.2 制备低脂肉丸

按照瘦肉70%、肥肉24%、PDF 6%的比例，以总量计添加淀粉16%、大豆分离蛋白2.5%、水30%调制肉馅，搅拌混匀后制成丸子，熟制后与普通肉丸对照评价；肉丸中脂肪降低了39%，其他营养成分变化很小；肉丸硬度4 189.14 g、咀嚼性921.24 g、弹性0.70、黏聚性0.45，总评分由86.75分提高到90.73分。产品具有猪肉固有色泽、肉味鲜嫩爽口、筋道有弹性，品质有明显改善[42]。

5.4 其它方面用途

5.4.1 处理废水残余染料

郭峰等[43]用自制的PDF作为吸附剂，静态吸附量为22.8 mg/g，处理天水某纺织厂含普拉黄的染料废水，可使废水完全脱色，达到国家二级排放标准，而且吸附的染料可用40%乙醇洗脱。处理含阳离子红染料的废水，静态吸附量为11.1 mg/g，动态吸附量相对要大[44]。PDF的吸附脱色与活性炭相比吸附量有限，但原料广泛、价格低廉，且无需对染料废水做预处理，应该具有较好的应用前景。

5.4.2 制备水凝胶

用水蒸气爆破和氧化法制备PDF[45]，在蒸汽爆破下半乳聚糖长链断裂，经氧化半乳糖醛基生成羧基，PDF比表面积增大、吸附位点增多，可与聚乙烯醇混合制成水凝胶，再与等体积的细胞色素C磷酸缓冲液充分混合，均匀涂布在玻璃电极表面。PDF与聚乙烯醇有很好的生物相容性，细胞色素C在电极表面能够保持其生物活性，对H2O2有很好的催化活性，可用以研制新型生物传感器。

另外，膳食纤维在高纤维嚼片、高纤维冰激凌、可食性内包装以及调味品领域也有应用，只是关于PDF在这些方面的应用未见报道，今后可以尝试进行相关研究。

6 结语

PDF来源广、价格低，制备简单、无毒无害。与其它谷物皮渣中提取的DF相比，持水力、吸胀力、持油力高，对胆固醇、葡萄糖、金属离子吸附作用强，还有良好的抗氧化性，是优质的膳食纤维资源。当前，对PDF的提取、物性研究较多，在其生理活性、应用开发方面还远远不足，国内外市场上PDF产品也不多见。在今后的研究中，一是加强其生理活性研究，逐步建立PDF在控制血脂、血糖水平、调节肠道菌群及其相关疾病等方面的数据库；二是深入研究PDF规模化制备技术，加快设施、创新技术和产品评价标准建设；三是积极开发感官品质好、营养价值高、深受消费者欢迎的PDF系列产品，进一步提高马铃薯渣及PDF的附加值，提升社会经济效益。开发纤维食品是国内、外食品结构调整的方向，PDF凭借其良好的物理特性、生理活性及产品外观，消费市场前景广阔。