膳食纤维分类和作用膳食纤维

膳食纤维分类和作用膳食纤维定义：膳食纤维（dietaryfiber,DF）是不被人体消化道分泌的消化酶所消化的、且不被人体吸收利用的多糖和木质素。（一）膳食纤维分类DF包括一大类具有相似生理功能的物质，按溶解性可将膳食纤维分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。可溶性膳食纤维主要是①植物细胞壁内的储存物质和分泌物、②部分半纤维素、③部分微生物多糖④合成类多糖，如果胶、魔芋多糖、瓜儿胶、阿拉伯糖等；不溶性膳食纤维包括①半纤维素②不溶性半纤维素③木质素④抗性淀粉⑤一些不可消化的寡糖⑥美拉德反应的产物⑦虾、蟹等类动物表皮中所含的甲壳素⑧植物细胞壁的蜡质与角质⑨不消化的细胞壁蛋白。1．纤维素（cellulose）在化学结构上与淀粉相似，是以β-1，4糖苷键连接的直链聚合物，不能被人类肠道淀粉酶所分解。草食动物由于其瘤胃中微生物能产生纤维素酶，故可以利用纤维素功能。2．半纤维素（hemicellulose）与纤维素一样主要以β-1，4糖苷键连接，也存在β-1，3糖苷键，根据主链和支链上所含的单糖不同可分为木聚糖、半乳聚糖、甘露聚糖和阿拉伯糖的多聚体。有的还含有半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。3．木质素虽然木质素包括在粗纤维和不可利用碳水化物的范畴内，但它并不是真正的碳水化物，而是苯基-丙烷衍生物的复杂聚合物，它与纤维素、半纤维素共同构成植物的细胞壁。4．果胶（pectin）果胶主链成分为半乳糖醛酸酯，典型的侧链为半乳糖和阿拉伯糖，是存在与蔬菜和水果软组织中的无定形物质。它可在热溶液中溶解，而在酸性溶液中遇热形成凝胶，在食品加工中做为增稠剂使用。5．抗性淀粉（RS）包括改性淀粉和经过冷却加热处理的淀粉。抗性淀粉在生理功能上与膳食纤维极为相似，故归入膳食纤维。它属于不溶性膳食纤维，但通常兼具可溶性膳食纤维的特点，可用做葡萄糖的缓释剂，用于降低餐后血糖。有动物研究表明，在体内和体外试验中抗性淀粉都可促进益生菌的生长，增加大肠双歧杆菌的数目。6．不可消化寡糖具有生理调节作用的不可消化寡糖（non-digestibleoligosaccharide，NDO）是有3~9个单聚糖合成的短链多糖。这些多糖可能由相同或不同的单体聚合、并经不同的键连接而成。NDO是某些植物如豆科籽实、谷物中的天然成分（棉子糖—存在于蜂蜜、也是大豆低聚糖的成分之一、水苏糖）。此外，还可以生产NDO作为饲料和食品中的功能性添加剂，例如可以通过部分水解菊粉制备低聚果糖（FOS），由乳糖制备低聚半乳糖（TOS）。NDO的生理功能和化学性质均取决与其化学组成。NDO大多可溶于水，乙醇及体液，但在体内PH条件下却相当稳定，NDO的营养功能源于其独特的发酵品质，也被称为双歧因子。纤维素、半纤维素不具有类似的功能，这可能是由于异质性造成的，NDO对外源性的非特异性刺激作用可以阻止不良微生物区系的建立。7．树胶（gum）和粘胶（mucilage）是由不同的多糖及其衍生物组成。阿拉伯胶（arabicgum）、瓜儿胶（guargum）属于这类物质，可用于食品加工作为稳定剂。（二）膳食纤维的营养功能1．膳食纤维的理化特性（1）持水性：DF的化学结构中含有很多亲水基团，因此具有很强的吸水膨胀能力。DF膨胀可填充胃肠道，增加饱腹感。不同DF的持水性也不同，可溶性DF比不溶性DF持水性强。可溶性DF吸水后，重量能增加到原自身重量的30倍，并能形成溶胶和凝胶，增加胃肠中内容物的粘度，延缓胃中食糜的排空速度。可溶性DF可使胃排空时间明显延长，而不溶性DF则无此作用。（2）结合和交换离子：DF化学结构中包含一些羧基、醛基及羟基类侧链基团，呈现弱酸性阳离子交换树脂的作用，可与钙、镁、锌等阳离子结合，使钠离子与钾离子交换，特别是与有机离子进行可逆的交换。（3）发酵特性：DF能被肠内微生物不同程度地发酵分解。不同来源的DF被分解的程度也不同，这与其持水性、多糖结构等有关。（4）吸附螯合有机化合物：DF表面带有很多活性基团，可以吸附螯合胆汁酸、胆固醇、变异原等有机分子，其中对胆汁酸的吸附能力以木质素较强，纤维素弱些。同时，DF还能吸附肠道内的有毒物质，并促进它们排出体外。2．膳食纤维的生理作用（1）增加饱腹感，降低对其他营养素的吸收：DF进入消化道内，在胃中吸水膨胀，增加胃的蠕动，延缓胃中内容物进入小肠的速度，也就降低了小肠对营养素的吸收速度。同时使人产生饱胀感，对糖尿病和肥胖症患者减少进食有利。从胃进入小肠的DF，几乎不能被消化酶分解，便继续向肠道下部移动。其间，DF对肠内容物的水合作用、脂质的乳化作用、消化酶的消化作用都产生一定的影响，对食物块的消化以至于营养素的吸收都有一定的阻碍，其中能形成高粘度溶胶和凝胶的水溶性膳食纤维的这种作用更强。与阳离子有结合能力的DF能使无机盐在肠道的吸收受阻，而具有离子交换能力的藻酸（属可溶DF）等，能吸附钠盐，随粪便排出体外，从而具有降低血压的作用。（2）降低血胆固醇，预防胆结石、高脂血症和心血管疾病：DF能阻碍中性脂肪和胆固醇的吸收，对饮食性高血脂症有预防作用。DF可减少胆汁酸的再吸收量，该变食物消化速度和消化道分泌物的分泌量，起到预防胆结石的作用，防治高脂血症和心血管疾病。（3）预防糖尿病：可溶性DF的粘度能延缓葡萄糖的吸收，可抑制血糖的上升，改善糖耐量。DF还能增加组织细胞对胰岛素的敏感性，降低对胰岛素的需要量，从而对糖尿病预防具有一定效果。（4）改变肠道菌群：进入大肠的DF能部分地、选择性地被肠内细菌分解与发酵，从而改变肠内微生物菌群的构成与代谢，诱导有益菌群大量繁殖。（5）促进排便、预防肠癌和乳腺癌：由于微生物的发酵作用而生成的短链脂肪酸能降低肠道pH值，这不仅能促进有益菌群的繁殖，而且这些物质能够刺激肠道黏膜，从而促进粪便排泄。由于DF吸水，可增加粪便体积和重量，促进肠道蠕动，减少粪便硬度，增加排便频率，减轻直肠内压力，降低粪便在肠道中停留的时间，可以预防憩室症与便秘，以及长时间便秘引起的痔疮和下肢静脉曲张。同时也减轻了泌尿系的压力，缓解膀胱炎、膀胱结石和肾结石等泌尿系统疾病的症状。由于DF的通便作用，可以使肠内细菌的代谢产物，以及一些由胆汁酸转换成的致癌物，如脱氧胆汁酸、石胆酸和突变异原物质等能随DF排出体外。（6）美容养颜由于它能够吸水膨胀，使肠内代谢物变软变松，通过肠道时会更快，与此同时还能促进肠道蠕动，减少有害物质的吸收，清除体内毒素，可改善上火、口臭、面部暗疮、青春痘、皮肤粗糙、色素沉淀等“面子问题”。有研究表明，不同类型的膳食纤维具有不同的辅助治疗作用。JoannelSlain的研究表明来源于水果、蔬菜、谷物的不溶性膳食纤维可用于治疗便秘，燕麦和亚麻籽中的水溶性膳食纤维可降低胆固醇，而小麦麸中的膳食纤维在预防结肠癌方面比其他纤维都有效。当人们出现便秘、消化不良、痔疮、糖尿病、肥胖、动脉硬化、高血压、胆结石等症状和疾病时，应注意增加膳食纤维素的摄入。（三）膳食纤维的食物来源和供给1．食物来源膳食纤维主要存在于谷、薯、豆类、蔬菜及水果中、谷物食品含膳食纤维最多，全麦粉含6%、精面粉含2%、糙米含1%、精米含0.5%、蔬菜含3%、水果含2%左右。但由于加工方法、食入部位及品种的不同，膳食纤维的含量也不同。粗粮、豆类高于细粮；胡萝卜、芹菜、菠菜、韭菜等高于西红柿、茄子等；菠萝、草莓高于香蕉、苹果等；同种蔬菜边皮含纤维量高于中心部位，同种水果果皮纤维量高于果肉。如果食用时将蔬菜的边皮或水果的外皮去掉的话，就会损失部分膳食纤维。水果汁和渣应一起食用，一个柑橘的膳食纤维量约等于橘汁的6倍，所以人们合理搭配粗细粮，多吃蔬菜及水果，这样膳食纤维的供给一般就能满足人体需要。2．供给世界卫生组织提出，成年人每日应摄入的总膳食纤维量为27~40g。我国膳食调查证明，我国每人每日平均摄入的膳食纤维已由过去的26g下降至17.4g，原因是人们吃得越来越精，很多人只吃精加工的米面，对粗粮很少问津；只注意蛋白质的摄入量，对水果蔬菜的摄入不太重视。膳食纤维摄入量的减少导致原来在发达国家常见的“富贵病”在我国的发病率上升，成为威胁我国人民健康的大敌。我国目前尚未提出明确的膳食纤维推荐摄入量标准。中国营养学会2000年推出的DRIs中，暂定中国居民摄取DF的适宜推荐量为：低、中、高能量膳食[分别摄入1800kcal、2400kcal、2800kcal分别为25、30、35g/d。在日本，每日DF摄入量规定20~30g。在DF的摄入中还应注意不溶性纤维和可溶性纤维的比例，美国供给量专家委员会推荐膳食纤维的摄入比例以70%~75%为不可溶性纤维，25%~30%为可溶性纤维为宜。那么，吃多少克新鲜水果蔬菜才含有30克膳食纤维素呢？例如：2240克苹果，2250克香蕉，2100克芹菜，4000克番茄，4300克白菜等。3、膳食纤维摄入过量的副作用：过量摄入膳食纤维会有一些副作用，如腹泻、腹胀、腹痛，较少见的副作用有肠道内形成纤维粪石引起肠梗阻，需要手术治疗，这一点对老年人或极度消瘦的病人应该特别注意，所以应提倡逐步增加膳食纤维的摄入量。同时摄入过多的膳食纤维会影响维生素和微量元素的吸收。另外，患有急性慢性肠炎、伤寒、痢疾、结肠憩室炎、肠道肿瘤、消化道出血、肠道手术前后、肠道狭窄、食道静脉曲张等疾病的人应控制膳食纤维的摄入量。三、开发和应用列为继糖、蛋白质、脂肪、水、矿物质和维生素之后的第七大营养素。专家们一致认为：纤维食品将是21世纪主导食品之一。功能性饮料市场和膳食纤维的应用：最近几年，功能性或营养性的饮料市场在日本已经稳步增长。由于药用饮品的普及和流行，现在日本消费者认为，饮料并不仅仅用来解渴，而且将它看作如维生素一样的好的营养源，营养饮品在日本就好似“维生素片”对美国消费者那样重要和受到欢迎。1988年，日本大众制药公司向市场推出一种饮料，叫做“Fiber—Mini”，它是聚葡萄糖，一种可溶性膳食纤维，作为食用纤维成分的一种纤维饮料。由于它成功的销售策略，尤其指出它是一种对健康有好处的饮品，所以一上市就受到普遍欢迎。在“Fiber—Mini”未推出以前，营养饮品被认为是一些对男人有滋补作用的饮品，而“Fiber—Mini”这种含膳食纤维的饮品，却吸引了许许多多的日本年轻妇女，形成了一个“女人饮品”风味的市场。在日本，有11种最畅销的功能性饮品，其中6种含有膳食纤维。事实上，在总的功能性饮品销售中，超过70％的饮品含有膳食纤维。调查发现一个公司几乎有一半妇女有便秘倾向或经常性便秘。患有便秘，不仅有不舒服的感觉，并且会引起皮肤问题，这是年轻妇女最关心的问题。因此，美容与通便可能还有一定关系。纤维食品有“生命绿洲”之称，近年国际食品结构正朝着纤维食品的方向调整。日本、美国的消费需求每年以10％速度增长。在欧美市场，将可溶性膳食纤维加入食品中已经流行了许多年，在日本、台湾、韩国加入可溶性膳食纤维的食品销量不断增加。在中国，已有一些饮品中添加了可溶性膳食纤维。可以肯定，在不久的将来，膳食纤维饮品或保健食品将在中国得到进一步发展。