纖維素是自然界中資源極為豐富的可再生性高分子有機(jī)物，是食草動(dòng)物及昆蟲(chóng)的主要能量來(lái)源，從而間接的為人類(lèi)提供源源不斷的資源供應(yīng)。由于人類(lèi)并不能直接消化纖維素，其一直沒(méi)有得到有效重視，造紙成了纖維素最廣為人知的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著工業(yè)革命的興起，纖維素才得以在更多領(lǐng)域發(fā)揮價(jià)值，纖維素現(xiàn)在已經(jīng)成為食品、藥品、化工等領(lǐng)域常見(jiàn)的原輔料之一，尤其對(duì)食品行業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。

目前，單一的纖維素在食品工業(yè)中被作為食品添加劑使用，具有抗結(jié)、穩(wěn)定、凝固、增稠等多種作用。但由于物理加工性質(zhì)已經(jīng)不能滿(mǎn)足日益提高的加工要求，改性纖維素逐漸成為纖維素在添加劑行業(yè)的進(jìn)階產(chǎn)品，羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、微晶纖維素等得以廣泛應(yīng)用，其中微晶纖維素是期望值較高的品類(lèi)之一。微晶纖維素是以植物為原料，經(jīng)與無(wú)機(jī)酸搗成漿狀，制成α-纖維素，再經(jīng)處理使纖維素作部分解聚，然后再除去非結(jié)晶部分并提純而得的食品添加劑微晶纖維素。與其他改性相比，微晶纖維素更接近于"天然"產(chǎn)品，在天然、清潔等主流趨勢(shì)的影響下，微晶纖維素有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

通常認(rèn)為，只有植物能夠合成纖維素，但這一理論隨后被推翻，某些微生物也能夠產(chǎn)生纖維素。在微晶纖維素被發(fā)現(xiàn)并命名的十年后，1886年A.J. Brown就發(fā)布了木醋桿菌能夠合成胞外凝膠狀物質(zhì)的報(bào)告，但由于技術(shù)條件的限制，該物質(zhì)一直未得到重視，但這種物質(zhì)后來(lái)被證實(shí)為細(xì)菌纖維素。隨著纖維素研究及應(yīng)用的不斷深入，纖維素的"納米化"已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)，而效能更好的細(xì)菌纖維素也一躍成為當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。

細(xì)菌纖維素的生產(chǎn)具有顯著的條件性，目前僅有醋酸菌屬、土壤桿菌屬、假單胞桿菌屬、無(wú)色桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、氣桿菌屬、固氮菌屬、根瘤菌屬和八疊球菌屬等菌屬的某些細(xì)菌才能合成纖維素。由細(xì)菌合成的纖維素在分子結(jié)構(gòu)上與植物纖維素相似，但其純度更高，不含木質(zhì)素、半纖維素、果膠等復(fù)雜成分，其具有比微晶纖維素更好的性能表現(xiàn)。

首先，細(xì)菌纖維素的結(jié)晶度高，結(jié)晶度是指結(jié)晶區(qū)占纖維素的比例，是衡量纖維素性能的重要指標(biāo)。細(xì)菌纖維素的結(jié)晶度可達(dá)95%以上，而普通植物纖維素僅有65%左右，微晶纖維素也只能達(dá)到80%左右；其次，細(xì)菌纖維素的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，細(xì)菌纖維素纖維是由直徑3～4 納米的微纖組合成40～60 納米粗的纖維束，并相互交織形成發(fā)達(dá)的超精細(xì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，是植物纖維的十倍以上；第三，生物相容性更好，細(xì)菌纖維素對(duì)人體更為友好，不易產(chǎn)生生物排斥反應(yīng)。

由于細(xì)菌纖維素生產(chǎn)的技術(shù)含量高、產(chǎn)量低，導(dǎo)致其價(jià)格異常昂貴，其早期主要被用作附加值較高的醫(yī)藥行業(yè)。在醫(yī)藥方面的優(yōu)勢(shì)也非常明顯，在潮濕情況下機(jī)械強(qiáng)度高、對(duì)液、氣及電解物有良好的通透性、與皮膚相容性好，無(wú)刺激性，并且也是非常好的藥物緩釋載體。早在1991年，日本就首次以細(xì)菌纖維素成功制備出人工血管。而作為食品添加劑使用，細(xì)菌纖維素的優(yōu)勢(shì)則更為明顯，其穩(wěn)定性、持水能力顯著優(yōu)于其他纖維素類(lèi)產(chǎn)品。同時(shí)，細(xì)菌纖維素具有極好的流動(dòng)性，能大大提高產(chǎn)品的質(zhì)地。并且作為"天然"的產(chǎn)品，細(xì)菌纖維素也更符合大眾的消費(fèi)需求。

作為一種納米級(jí)的膳食纖維，細(xì)菌纖維素在生理功能的體現(xiàn)上更為顯著。膳食纖維能夠通過(guò)吸水膨脹、延緩食物消化速度、促進(jìn)脂肪排泄等途徑起到降脂、降糖等作用，對(duì)于減肥的人群效果較為明顯。細(xì)菌纖維素由于粒徑很小，其比表面積很大，擁有更好的吸水性、膨脹性和包裹性，在功能體現(xiàn)上更加優(yōu)異。有研究指出，在四氧嘧啶建模糖尿病小鼠的降糖作用研究中，細(xì)菌纖維素的使用可以達(dá)到正常小鼠的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于膽固醇和肥胖的調(diào)控作用也較為明顯，是優(yōu)質(zhì)的高性能膳食纖維。

此外，細(xì)菌纖維素還被用于細(xì)胞壁研究中的建模材料。由于細(xì)菌纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與植物纖維素相同，并且其與半纖維素、果膠等多糖的結(jié)合方式與植物初生細(xì)胞壁中的多糖交聯(lián)過(guò)程類(lèi)似，再加上細(xì)菌纖維素的可調(diào)控性，其已被廣泛應(yīng)用于對(duì)植物初生細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與功能的研究中，對(duì)于研究植物性成分的功能體現(xiàn)有重要作用。

不過(guò)，細(xì)菌纖維素在當(dāng)下仍然不是"親民"的原料，其實(shí)際應(yīng)用的范圍還比較狹窄，尋找合適的菌種及發(fā)酵方式將是未來(lái)細(xì)菌纖維素行業(yè)的"重頭戲"。

關(guān)鍵詞：纖維素  細(xì)菌纖維素  食品添加劑

作者簡(jiǎn)介：Huer，從事熟肉制品產(chǎn)品研發(fā)10年，糕點(diǎn)生產(chǎn)線產(chǎn)品開(kāi)發(fā)多年。