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膳食纤维(Dietary fiber,DF)是一类来源于植物、动物、微生物等不被人体消化系统消化吸收但具有重要生理功能的物质,主要包括纤维素、木质素、果胶等物质。一般高品质DF中可溶性膳食纤维(SDF)含量为30%-50%。常规制备DF的方法有化学法、物理法、生物法等。化学法、物理法制备过程中会产生大量废水,对产品产量及产物性能无明显的改善作用,生物酶法适用于淀粉及蛋白质含量较高的原料,而微生物发酵法能够显著提高产品中SDF的含量,使其功效更加均衡,从而受到业界人士的关注。柑橘皮渣是柑橘加工业的副产物,含有丰富的果胶、纤维素、Vc及黄酮类化合物,生产中皮渣残留率高达50%,是制备DF的良好来源。固态发酵法提高柑橘皮渣中SDF含量的研究较少,且没有专用的发酵菌株。本研究从发霉的柑橘果实表面分离得到1株适宜在柑橘皮渣固态发酵培养基生长的青霉菌,并对其安全性做了初步评价,优化了发酵法提高柑橘皮渣中SDF含量的工艺,对比了发酵前后柑橘皮渣的主要物质组成及性能。研究结果如下:(1)以自然发霉的柑橘果实为原料,筛选得到1株在刚果红-纤维素筛选培养基上产生透明圈较明显,纤维素酶活力较高,传代稳定性高,适宜在柑橘皮渣固态发酵培养基中生长的霉菌菌株。经形态学观察及18SrDNA序列分析,将其鉴定为青霉属菌株,命名为Penicilliumsp.CIs16。小鼠经口急性毒性实验结果表明,经Penicilliumsp.CIs16发酵的柑橘皮渣发酵液(带活菌)属无毒类物质。初步发酵试验结果表明,该菌株发酵柑橘皮渣所得产物中SDF产率为23.52%,显著高于未发酵皮渣(P<0.01);总膳食纤维(TDF)产率为83.24%,显著高于未发酵皮渣(P<0.01),SDF/TDF为27.62%,显著高于未发酵皮渣(P<0.01),提示Penicillium sp.CIs16可以作为提高柑橘皮渣中SDF含量的发酵菌株。(2)研究了种子培养基的扩增方式,与常用绿色木霉对比以及各种发酵条件对产率的影响,确定较佳发酵条件为:以Penicilliumsp.CIs16为发酵菌株,通过固态方式扩增种子培养基,发酵培养基中柑橘皮与渣比例为2:1,发酵温度28℃,时间3 d,接种量20%(g/g),所得产物中SDF产率为36.56%,TDF为70.34%,显著高于未发酵皮渣(P<0.01),SDF/TDF为51.97%,显著高于未发酵柑橘皮渣(P<0.01)。(3)柑橘皮渣的性能实验表明,发酵后柑橘皮渣的持水力为7.21 g/g,显著高于未发酵皮渣5.74 g/g(P<0.01);溶胀性为9.65 mL/g,显著高于未发酵皮渣7.27mL/g(P<0.05);阳离子交换能力显著高于未发酵柑橘皮渣(P<0.05);其体外吸附亚硝酸根离子和胆固醇的效果未得到改善;发酵后柑橘皮渣对DPPH和ABTS自由基的清除率高于未发酵的柑橘皮渣,其对DPPH和ABTS自由基清除50%即IC50的浓度分别为4.700 mg/mL和7.278 mg/mL,高于未发酵皮渣(5.378 mg/mL和8.312mg/mL),但前者的浓度与自由基清除率的相关性不及后者。