膳食纤维的分类和作用

膳食纤维的分类和作用

蛋白质、糖、脂肪、维生素、无机盐、水是人体所必需的六种营养素，在人们的生命活动中起着至关重要的作用，也是人们进行合理饮食搭配的主要考虑因素。我国原来是以植物性食品为主食的国家，但是近年来随着人民生活水平的逐渐提高，人们的饮食习惯已发生了很大的改变，随之而来的是肥胖症、糖尿病、动脉硬化、冠心病和恶性肿瘤等疾病的发病率有所增加，这些疾病不仅在老年人群中很常见，在中青年人群中也开始增加，甚至少年儿童的成人病发病率有所上升，研究发现食物中脂肪和糖类摄取量过多而植物性食物摄取量不足是导致这一现象发生的重要原因。植物性食物中含量较多的是纤维素，食物纤维素包括粗纤维、半粗纤维和木质素。食物纤维素是一种不被消化吸收的物质，过去认为是“废物”，现在认为它在保障人类健康，延长生命方面有着重要作用。因此，称它为“白金”第七种营养素。由此，纤维素这一物质越来越引起人们的注意，也开始成为众多食品研究者和大众的关注热点。

膳食纤维

定义：膳食纤维（dietary fiber,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

(一)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-digestible oligosaccharide，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）根据来源不同，膳食纤维可分为以下六类。

1、谷物类纤维。主要包括小麦、燕麦、玉米和米糠纤维等，其中燕麦纤维是被公认的最优质膳食纤维，能显著降低血液中胆固醇的含量，从而降低心脏病和中风的发病率。

2、豆类纤维。比较常用的有大豆纤维、豌豆纤维、瓜儿豆胶和刺槐豆胶。

3、水果类纤维。水果纤维一般存在于果皮和果渣以及果胶中，主要用于高纤维果味饮料、果冻以及果味饮料的制作。

4、蔬菜类纤维。研究较多的有甜菜渣、胡萝卜渣、芋头及茭白纤维等，同时还有芹菜等各种蔬菜粉和蔬菜汁。

5、生化合成和转化类纤维。主要包括改性纤维素、抗性糊精、水解瓜尔胶、微晶纤维素和聚葡萄糖等。它是食品领域中主要应用的纤维。

6、其它膳食纤维。主要指真菌类纤维、海藻类纤维及一些黏质和树胶，此外，还有一些纤维植物种子中含有的纤维，例如亚麻粕中的可食用纤维。

（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。