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

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、穩(wěn)定、凝固、增稠等多種作用。但由于物理加工性質已經(jīng)不能滿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用，其中微晶纖維素是期望值較高的品類之一。微晶纖維素是以植物為原料，經(jīng)與無機酸搗成漿狀，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、清潔等主流趨勢的影響下，微晶纖維素有著得天獨厚的優(yōu)勢。

通常認為，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的報告，但由于技術條件的限制，該物質一直未得到重視，但這種物質后來被證實為細菌纖維素。隨著纖維素研究及應用的不斷深入，纖維素的"納米化"已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，而效能更好的細菌纖維素也一躍成為當下的研究熱點。

細菌纖維素的生產(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菌才能合成纖維素。由細菌合成的纖維素在分子結構上與植物纖維素相似，但其純度更高，不含木質素、半纖維素、果膠等復雜成分，其具有比微晶纖維素更好的性能表現(xiàn)。

首先，細菌纖維素的結晶度高，結晶度是指結晶區(qū)占纖維素的比例，是衡量纖維素性能的重要指標。細菌纖維素的結晶度可達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到80%左右；其次，細菌纖維素的結構穩(wěn)定性高，細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)達的超精細網(wǎng)絡結構，其結構強度高，是植物纖維的十倍以上；第三，生物相容性更好，細菌纖維素對人體更為友好，不易產(chǎn)生生物排斥反應。

由于細菌纖維素生產(chǎn)的技術含量高、產(chǎn)量低，導致其價格異常昂貴，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)勢也非常明顯，在潮濕情況下機械強度高、對液、氣及電解物有良好的通透性、與皮膚相容性好，無刺激性，并且也是非常好的藥物緩釋載體。早在1991年，日本就首次以細菌纖維素成功制備出人工血管。而作為食品添加劑使用，細菌纖維素的優(yōu)勢則更為明顯，其穩(wěn)定性、持水能力顯著優(yōu)于其他纖維素類產(chǎn)品。同時，細菌纖維素具有極好的流動性，能大大提高產(chǎn)品的質地。并且作為"天然"的產(chǎn)品，細菌纖維素也更符合大眾的消費需求。

作為一種納米級的膳食纖維，細菌纖維素在生理功能的體現(xiàn)上更為顯著。膳食纖維能夠通過吸水膨脹、延緩食物消化速度、促進脂肪排泄等途徑起到降脂、降糖等作用，對于減肥的人群效果較為明顯。細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，細菌纖維素的使用可以達到正常小鼠的標準，對于膽固醇和肥胖的調(diào)控作用也較為明顯，是優(yōu)質的高性能膳食纖維。

此外，細菌纖維素還被用于細胞壁研究中的建模材料。由于細菌纖維素的化學結構與植物纖維素相同，并且其與半纖維素、果膠等多糖的結合方式與植物初生細胞壁中的多糖交聯(lián)過程類似，再加上細菌纖維素的可調(diào)控性，其已被廣泛應用于對植物初生細胞壁結構與功能的研究中，對于研究植物性成分的功能體現(xiàn)有重要作用。

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

關鍵詞：纖維素  細菌纖維素  食品添加劑

作者簡介：Huer，從事熟肉制品產(chǎn)品研發(fā)10年，糕點生產(chǎn)線產(chǎn)品開發(fā)多年。