膳食纤维发展研究

膳食纤维发展研究

摘要人类进入21世纪后,经济和工业高速发展,人民生活水平大幅度提高,饮食日趋精细,因营养过剩和营养失调而产生的种种文明病严重影响了人类健康。因此具有调节人体机能、防止疾病和促进健康的功能性食品已经备受关注。膳食纤维正是因其突出的保健功能而被广泛认识，本文主要阐述了膳食纤维的基本概念,从膳食纤维的制备技术和功能特性两个方面综述了膳食纤维研究现状,并概括了膳食纤维研究的发展趋势,对膳食纤维的研究和开发能起到一定的借鉴作用。 关键词膳食纤维；制备技术；功能特性；

膳食纤维被称为继水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素之外的“第七大营养素”[1]。营养调查资料表明,膳食纤维能有效减少和预防冠心病、糖尿病、高血压、肥胖症、心肌梗塞、结肠炎、等疾病的发生[2-3]。随着社会的进步,人们对食品的消费观念也发生了变化,对食品的要求不仅仅停留在感官和口感上,而是越来越讲究其功能性。因此,人们对于膳食纤维的关注程度日益增加。我国是农业产品生产和消费大国,但农副产品经济价值不高,这主要是因为不能够有效提高农副产品的附加值。对于膳食纤维的研究开发,可以大幅度提高农副产品的经济价值,对提高我国人民的健康水平和农业经济效益具有十分深远的意义。

一 膳食纤维基本概念

膳食纤维是一种复杂混合物的总称。随着人们对膳食纤维认识的不断提高,对其定义也不断地变化。联合国粮农组织共同确立的膳食纤维的定义是“能用公认的定量方法测定的,人体消化器官固有的消化酶不能水解的食用动植物的构成成分”,即指不被人体消化吸收的多糖类、碳水化合物和木质素,它包括以下几个部分:纤维状碳水化合物——纤维素;基料碳水化合物——果胶类化合物和半纤维素等;填充类化合物——木质素。美国化学家协会给膳食纤维的最新定义是:膳食纤维是植物的可食部分或类似的碳水化合物,在人类的小肠中难以消化吸收,但在大肠中会全部发酵分解。

目前,对膳食纤维比较全面的定义如下:膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收,而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和,包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。以上定义明确规定了膳食纤维的主要成分:膳食纤维是一种可以食用的植物性成分,而非动物性成分,主要包括纤维素、半纤维素、果胶及亲水胶体物质如树胶和海藻多糖等组分,另外,还包括植物细胞壁中所含有的木质素,不被人体消化酶所分解的物质如抗性淀粉、抗性糊精、抗性低聚糖、改性纤维素、黏质、寡糖,以及少量相关成分如蜡质、角质和软木脂等。

一般来说,膳食纤维可按溶解性分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)两大类,水溶性膳食纤维主要有植物细胞内的储存物质和分泌物,另外还包括部分微生物多糖和合成多糖,其组成主要有一些胶类物质,如果胶、阿拉伯胶、角叉胶、卡拉胶、黄原胶、琼脂等以及半乳甘露聚糖、葡聚糖、海藻酸盐、CMC和真菌多糖等;按膳食纤维的来源分,可分为植物来源膳食纤维、动物性来源膳食纤维、海藻多糖类膳食纤维、微生物多糖、合成半合成类膳食纤维等,来源不同的膳食纤维其化学本质差异很大,但基本组成成分则较为相似,相互之间的区别主要表现在各组成成分的相对含量、分子的糖苷链、聚合度以及支链。 水溶性膳食纤维的主要功能是减少血液中的胆固醇水平,调节血糖水平,从而降低心脏病的危险,改善糖尿病,其来源主要是水果、蔬菜、大豆和燕麦,它包括果胶等亲水胶体物质和部分半纤维素。水不溶性膳食纤维主要成分是纤维素、半纤维素、木质素、原果胶、壳聚糖和植物蜡等。水不溶性膳食纤维主要功能是膨胀,可以调节肠的功能,防止便秘,保持大肠健康,它包括纤维素、木质素和部分半纤维素。

二 膳食纤维的制备技术与测定方法

制约膳食纤维资源开发的关键是制取方法。应该研究膳食纤维的提取方法和改性方法,使制取的膳食纤维中含有的可溶性膳食纤维增加,这样就可将极其广泛的可食用植物资源,进一步开发成为对人体有积极作用的膳食纤维。膳食纤维的提取方法与原料的成分及性质密切相关,大致可分为4类,即化学分析法、化学试剂—酶结合分离法、膜分离法和发酵法[4]。

1化学分析法。指将粗产品或原料干燥、磨碎后采用化学试剂提取而制备各种

膳食纤维的方法,主要有直接水提法、酸法、碱法和絮凝剂法等。

2化学试剂—酶结合分离法。在采用化学处理的同时也应用各种酶去降解膳食纤维的杂质成分。

3膜分离法。利用天然或人工制备的具有选择透过性膜,以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯浓缩的方法。 4发酵法。采用微生物发酵制取膳食纤维是一种比较新颖的途径。发酵法的原理是:选用适当的菌种,原料采用发酵的技术提取膳食纤维,然后水洗至中性,干燥得膳食纤维。如用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌处理果皮生产膳食纤维。 膳食纤维的测定方法

膳食纤维的不同测定方法因其测定原理不同结果差异较大。自20世纪60年代初以来,分析化学家们建立起大量的检测方法,这些方法的主要目的是模拟消化过程用酶除去食物中可消化部分,获得不被消化的部分。这些测定方法可以概括为4类,即洗涤剂法、酶—重量法、酶—化学法和其他补充方法。 1洗涤剂法。由于所用溶剂和提取条件的不同,洗涤剂法中又有多种具体方法,包括粗纤维(CF)法、酸性洗涤剂纤维(ADF)法和中性洗涤剂纤维(NDF)法。CF方法检测到木质素和纤维素;ADF法检测到木质素、纤维素和酸不溶性半纤维素;NDF方法检测到木质素、纤维素和中性洗涤剂不溶性半纤维素[5-6]。 2酶—重量法。其中的Prosky法是最具代表性的,是AOAC、AACC等权威机构接受的标准检测方法,也是目前公认的总膳食纤维、可溶性膳食纤维、不可溶膳食纤维含量的测定方法。

3酶—化学法。首先对食物样品进行酶消解和分离,分离出的DF用酸水解,使纤维分解为葡萄糖、糖醛酸等单糖,这些物质再用不同的化学方法检测 三 膳食纤维的功能特性

1益生元 双歧因子 膳食纤维因不被消化而进入大肠后，被肠道内的有益菌如双歧杆菌、乳酸杆菌等选择性吸收利用，促进了有益菌的增殖，调节肠道菌群平衡，还有使肠道内pH下调，利于矿物质的吸收等健康功效，充分地体现了益生元的作用。

2改善血糖生成反应、预防糖尿病 许多研究证明某些水溶性纤维可降低餐后血糖和血胰岛素升高反应。这是因为膳食纤维中的果酸可延长食物在胃肠内的停

留时间，延长胃排空时间，减慢人体对葡萄糖的吸收速度，使人体进餐后的血糖值不会急剧上升。并降低人体对胰岛素的需求， 从而有利于糖尿病病情的改善。 3控制体重、有利于减肥 膳食纤维吸水后体积增大，易使人产生饱腹感，减少食物的摄入量。同时膳食纤维还可以减少食物中三大营养素的生物利用率，因而对肥胖者控制体重很有帮助。还可加强肠道蠕动，对防止肠道疾病有一定作用。 4降低龋齿和牙周炎的发病率 有报道龋齿、拔牙、添充牙齿和牙周炎发病率，与低膳食纤维增加咀嚼和唾液分泌、增加缓冲酸碱能力有关。

膳食纤维一方面有益于人体健康，另一方面摄入过多将影响人体对维生素和微量元素的吸收。因此，在安排膳食时要保持平衡，粗细杂粮合理搭配。多吃蔬菜水果，适当食用菌藻类。这些建议鼓励人们选择高纤维的食物，如选择水果而不是果汁、选择全谷类而不是碾磨的谷物等，并根据实际情况调整好膳食营养结构，以达到促进身体健康的目的。 四 膳食纤维的市场现状及趋势

早在20世纪80年代，膳食纤维在发达国家已经取得了迅猛的发展。目前国内外应用的膳食纤维主要有：谷物、竹类，木类，豆类及其它天然纤维和合成、半合成纤维，计30多个品种，其中实际应用于生产已有10余种。目前美、波、英、德、法已形成较大的膳食纤维生产规模。另外，波兰已有开发研究膳食纤维的专门机构和大型公司均在制造并销售各类膳食纤维产品。国内膳食纤维的研究生产和应用起步略晚，但膳食纤维在食品工业中的应用的趋势被看好，尤其是欧美国家的超市或便利店中含膳食纤维的香肠、面包、饮料、饼干、乳制品等比比皆是。年销售160亿美元的方便谷物食品中，约20%是富含膳食纤维功能食品。日本同欧美一样也十分盛行膳食纤维食品，1996年膳食纤维食销售额达100亿美元，其中70%以上的功能饮品含有膳食纤维。全球膳食纤维类食品多达600余种，仅近几年推出的新品就达400多种。日本市场出现了众多添加膳食纤维的肉制品、面包、饼干、纤维饮料、低能量巧克力和营养棒、运动饮料、乳酸菌饮料、奶片等。日本以外的国际市场上也涌现了不少创新纤维强化食品，如低碳水化合物冰淇淋、果伴、酸奶、饼干、低能量速溶咖啡等。推出这些新品的大都为国际著名食品公司如雀巢、达能、卡夫、联合利华等。国内的膳食纤维市场仍主要集中在保健食品中，普通食品中所占的份额相对较少。最近两年我国食品巨头企业

如蒙牛、伊利、光明、娃哈哈、农夫山泉等纷纷推出富含膳食纤维的健康食品，但大都集中在饮料领域，其他食品领域还需要加大纤维新品的开发力度。 目前全球食品的结构正朝着纤维食品的方向调整。在发达国家，针对三高症、超体重的普遍性，食品企业十分重视低碳水化合物、低热量、低脂肪食品的开发。同样地，国内食品企业也开始重视膳食纤维类食品的开发。国内的超重和血脂异常人群都在急剧上升，膳食纤维摄入的不足成为引起现代疾病的重要原因之一。在这种情势下，我们更加要重视膳食纤维食品的开发。膳食纤维食品不再是人们印象中的口感粗糙、味道索然，取而代之的是能为食品提供良好口味和质感的新一代的高品质纤维食品。国外市场已有明显趋势，特别是发达国家的高品质膳食纤维逐渐增多，而普通膳食纤维食品渐渐淡出市场。除了口感上的改善外，高品质膳食纤维的加工性能也大大提升，如稳定性高、更易溶解，添加到饮料中不会影响饮料的颜色、透明度、保质期；添加到面包中可以带来更优越的质构特性；添加到冰淇淋中，能起到替代脂肪、糖类的作用，保持丰厚的脂肪感；高品质的膳食纤维就是要能更容易地添加到食品中，不再影响食品特性，而是为食品带来更优秀的品质。

结束语 随着人们生活水平的不断提高,食物日趋精细,饮食中缺乏膳食纤维的情况也日趋严重,膳食纤维的研究与应用必然会成为开发研究的热门课题之一,同时也具有重要的现实意义和广阔的市场前景。因此,有理由相信,膳食纤维将成为21世纪最具开发潜力的营养素之一。 参考文献

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