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柠檬皮渣是柠檬加工利用后的副产品,占比接近柠檬果实的一半,多被当做废弃物处理。但其富含膳食纤维,如不加以利用,不仅会造成大量资源浪费,而且会造成环境污染。膳食纤维作为第七大营养素,对人体有调节肠道功能,预防疾病等诸多重要的生理作用,是人们日常饮食中不可或缺的一部分。本文以柠檬为原料,制备柠檬皮渣膳食纤维,并通过微生物发酵改性的方式,提高柠檬皮渣中可溶性膳食纤维（Soluble dietary fiber,SDF）含量,并分析微生物改性对柠檬皮渣膳食纤维的影响,主要研究内容和结果如下:（1）蒸汽灭酶后干燥及热风灭酶干燥实验结果:柠檬皮渣采用蒸汽灭酶8min即可;在不同温度下（60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃）进行热风灭酶,用时分别为320min、180min、125min、115min、85min、75min,灭酶效率不如蒸汽灭酶;柠檬皮渣干燥动力学实验结果表明,蒸汽灭酶后热风干燥以及热风灭酶干燥两种处理方式柠檬皮渣样品在干燥过程中,随着温度的上升,干燥速率加快,在60～70℃时约在300min或以上,90～110℃的较高温度下干燥用时较短,约在200min或以内,110℃下耗时最短约为150min;能耗随着干燥温度的上升而降低,60℃时能耗最高,110℃干燥则能耗最低,约为5.78kw·h;干燥温度对两种灭酶方式对柠檬皮渣总膳食纤维（Total dietary fiber,TDF）含量影响不大,但不溶性膳食纤维（Insoluble dietary fiber,IDF）含量均随着烘干温度升高逐渐下降,SDF随烘干温度升高逐渐升高,蒸汽灭酶各处理SDF均高于烘干灭酶,110℃时,SDF含量最高约为27.0%;热风灭酶处理柠檬皮渣果胶含量随温度的升高呈先升后降的趋势,蒸汽灭酶处理果胶含量随干燥温度上升而增加,110℃时柠檬皮渣果胶含量达峰值,约为18.7%;蒸汽灭酶后不同温度干燥处理果胶含量均高于热风烘干灭酶。综合考虑后,选择蒸汽灭酶10min后经110℃干燥135min制备柠檬皮渣膳食纤维原粉作为后续实验得原料。（2）柠檬皮渣原粉生物改性工艺优化及改性柠檬皮渣膳食纤维理化特性比较分析实验结果:经单因素实验得到各因素水平合适范围后,在发酵初始p H为自然p H的条件下,设计了三因素三水平正交优化试验,以SDF和IDF为响应值,确定了三种真菌发酵柠檬皮渣膳食纤维的最佳工艺分别为:（1）毛霉（M）发酵改性:接种7%的毛霉在29℃的温度下发酵84h,在此优化工艺条件下,柠檬皮渣SDF含量最高为35.45%;（2）米曲霉（M‘）发酵改性:接种8%的米曲霉在31℃的温度下发酵48h,在此优化工艺条件下,柠檬皮渣SDF含量最高为36.96%;（3）黑曲霉（H）发酵改性:接种7%的黑曲霉在29℃的温度下发酵72h,在此优化工艺条件下,柠檬皮渣SDF含量最高为37.35%。以得到的最优真菌发酵改性柠檬皮渣膳食纤维为基底,以植物乳杆菌分别进行二次发酵,得到真菌联合乳酸菌改性后的柠檬皮渣膳食纤维。比较几种不同改性方式柠檬皮渣DF的理化特性发现,经微生物发酵改性的柠檬皮渣膳食纤维中脂肪、蛋白质和水分等基础营养成分均下降;真菌联合植物乳杆菌发酵改性柠檬皮渣膳食纤维的SDF、总酸、还原糖和总黄酮含量均明显高于单独真菌发酵改性和柠檬皮渣原粉（CK）,以黑曲霉+植物乳杆菌（HR）联合发酵较好,SDF、总酸、还原糖和总黄酮含量分别为39.26%、23.85%、2.3%和16.61mg/g;改性柠檬皮渣膳食纤维总抗氧化能力提升,以H和HR发酵改性处理柠檬皮渣膳食纤维总抗氧化能力最强,分别为55.16±0.23mg/ml和45.32±0.21mg/ml。粒径及显微观察显示,微生物发酵改性可不同程度降低柠檬皮渣DF的粒径,使柠檬皮渣膳食纤维颗粒表面呈现蜂窝状结构,真菌联合植物乳杆菌发酵改性优于单一真菌发酵改性,并以HR处理柠檬皮渣膳食纤维颗粒粒径最小约为47.45μm,结构更为疏松、蜂窝状更明显。综上,微生物发酵改性可有效改善柠檬皮渣膳食纤维理化特性,真菌联合植物乳杆菌效果更好,并以HR联合发酵更佳。（3）微生物改性柠檬皮渣膳食纤维食品化学特性比较分析及在饼干中的应用研究:食品化学特性分析显示改性使柠檬皮渣DF的持水力、膨胀性和水溶指数等水合性质均不同程度提高;改性柠檬皮渣膳食纤维在模拟人体胃液环境（p H=1.5）和小肠环境（p H=7.6）下对亚硝酸根离子和胆固醇的吸附能力升高,对NO2-的吸附主要在酸性环境下进行,以M对NO2-吸附能力最强,约为27.61μg/g,对胆固醇的吸附能力在中性环境下强于酸性环境,以HR对胆固醇的吸附能力最高,约为31.40mg/g。这些变化可为改性柠檬皮渣膳食纤维应用于食品产品和健康食品开发提供支持。为此,对改性柠檬皮渣膳食纤维在饼干中的应用进行了初步研究,结果显示添加柠檬皮渣膳食纤维对饼干碱度无影响,并可在不同程度提高面团的弹性和黏性,以H和HR最佳;添加真菌联合植物乳杆菌发酵改性的柠檬皮渣膳食纤维制备饼干持水力高于单独真菌发酵改性柠檬皮渣膳食纤维,且均高于CK,以HR持水力最高,约为160.40%。添加改性膳食纤维不但能改善饼干的质构特性,增加饼干的硬度,降低饼干脆度。同时对改善饼干感官品质也有帮助。综上,真菌联合植物乳杆菌发酵生物改性柠檬皮渣膳食纤维优于单一真菌改性,其中又以黑曲霉联合植物乳杆菌发酵相对更好。