膳食纤维的功能及其研究进展

膳食纤维的生理功能及国内外研究进展

杨飞宇

（食品212-1班1268141101 ）

摘要：本文主要综述了膳食纤维的功能及国内外的研究现状和发展趋势。

关键词：膳食纤维，生理功能，改性

Abstrac t：This paper Summary the Features and research status and development trend of domestic dietary fiber.

Key word：Dietary fiber，Physiological functions，Modified

随着人们生活水平及食品文化的提高，对饮食的要求从原来的“色，香，味，形俱佳”向着“为健康、长寿而吃”的保健和功能性食品的转变。膳食纤维作为除水、碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质之外的“第七大营养素”也受到人们的广泛关注。随着膳食纤维应用的不断开发，将会有越来越广阔的市场。本文主要对膳食纤维的定义、功能、改性等进行介绍。

1膳食纤维的定义

1953年Hipsplay第一次提出膳食纤维的概念：膳食纤维是人体内不能消化的植物细胞壁成分，包括纤维素、半纤维素和木质素[1]。随着时间的推移和对其研究的深入，不同组织包括欧洲食品安全局、国际食品规范委员会、中国营养学会、国际生命科学会、国际食品法

典委员会都对其进行了不同的定义。2009 年6 月，国际食品法典委员会对膳食纤维进行最新的定义：膳食纤维是指具有10个或以上单体链节的碳水化合物，不能够被人体小肠内生酶水解，且属于天然存在于消费食物中的可食用的碳水化合物、由食物原料经物理、酶或化学法获得的碳水化合物、对健康表现出有益的生理作用的人造碳水化合物的聚合物[2] .

2 膳食纤维的生理功能

医学研究表明，膳食纤维虽然对人体没有什么营养价值，但是它却有着极为特殊的重要生理功能，膳食中纤维素的摄入直接关系到人体的健康，它们是一种天然抗病、防病和强身长寿的物质。

2.1缓解便秘,预防肠道疾病

可溶性膳食纤维可被肠内的部分细菌分解,并使粪便保持一定的水分和体积。微生物发酵产生的低级脂肪酸还能降低肠道ｐＨ值,促进双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的大量繁殖,刺激肠道黏膜,加快粪便的排泄。膳食纤维的持水力越高,就越有利于增加粪便排泄量。膳食纤维还能缩短食物及其残渣通过胃肠道的运转时间,加快肠腔内毒物的通过,从而减少致癌物与组织接触时间。同时由于膳食纤维的化学结构中包含一些呈弱酸性阴离子的侧链基团,能够吸附肠道中的阳离子(特别是有机阳离子),使粪便中的有害物质能够及时排出体外,大大减少肠道癌和痔疮等疾病的发病率。膳食纤维的摄入有益于保持肠道正常生理功能,修复和改善受损肠道环境对于维护肠道健康有重要意义。[3,4] .

2.2降低胆固醇水平,预防冠心病

血清甘油三酯和高胆固醇是心血管疾病的诱发因子,而膳食纤维具有降低血脂、胆固醇的作用。胆固醇的代谢途径主要是通过粪便,而胆汁酸又是胆固醇的代谢产物。由于可溶性膳食纤维在小肠中能形成胶状物质把胆汁包围,这样胆酸便不能通过小肠肠壁被吸收再回到肝脏,而是直接通过消化道被排出体外。而为了消化肠内的食物时,肝脏只能靠吸收血液中的胆固醇来补充消耗的胆酸,从而降低了血液中的胆固醇,达到了预防冠心病的效果[5,6]。

2.3预防糖尿病

膳食纤维所形成的粘液在胃中形成胶基层,降低胃的排空率.在肠内阻碍消化酶与食物的接触,减缓小肠收缩,影响葡萄糖的吸收,束缚葡萄糖,降低肠液葡萄糖的有效浓度,影响α-淀粉酶对淀粉的降解作用,降低肠液中葡萄糖的释放速度,改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低机体对胰岛素的作用,使葡萄糖的吸收率下降.通过对大鼠的研究发现,燕麦膳食纤维可提高大鼠的糖耐量,从而降低糖尿病的发生. [7] 2.4降低血压

膳食纤维中的酸性多糖类具有较强的阳离子交换功能,在与Ｃａ2+、Ｚｎ2+、Ｃｕ2+等离子交换时,能改变阳离子的瞬间浓度,故对消化道的PH值、渗透压及氧化电位产生影响,形成一个

理想的缓冲环境。而且它能与肠道中的Na+、K+进行交换,促使血液中的Na+、K+比值降低,直接产生降血压的作用[8].

2.5抑制碳水化合物的消化吸收,防治肥胖

一方面膳食纤维不能被人体所消化、吸收,且有较高的持水性,可以增加排便的速度和体积,还有较好的膨胀性,易产生饱腹感;另一方面膳食纤维在结肠内易被某些微生物所发酵降解,产生短链脂肪酸(被代谢或成为细胞的主要能源物质,其净能量基本为零);而且膳食纤维可将脂肪吸附排出体外,减少脂肪的吸收,故其摄入有利于防治肥胖. [7] 2.6消除外源有害物质[9]

膳食纤维对汞、砷、福和高浓度的铜都具有清除能力,可使它们的浓度由中毒水平降低至安全水平。[9]

2.7其它生理功能

除上述功能外, 膳食纤维由于能减少体内某些激素, 因而可以防治乳腺癌、子宫癌和前列腺癌。此外，还可以保健口腔，促进生长发育，提高机体免疫力等功能。[7~9]

3膳食纤维的改性

美国Leitz等学者建议，膳食纤维组成中SDF 含量达到10%以上才是高品质膳食纤维，否则只能被称作填充料型膳食纤维.[10]膳食纤维的生理活性和功能性质归根结底是由膳食纤维的结构决定的.膳食纤维的改性是使其中大分子组份连接键断裂，转变成小分子成分，使部分不溶性成分转变成可溶性成分：使致密空间网状结构转变为疏松网状空间结构，能更好的发挥其生理功能。[11]膳食纤维改性处理方法主要包括：化学处理法、超高压处理法、和微生物发酵与酶法，或几种方法结合混合处理法。

3.1化学处理法

化学方法采用较为普遍，通过调整PH温度等反应条件，使糖苷键断裂产生新的还原性末端，并使纤维大分子的聚合度下降，部分转化为非消化性的多糖而具有较优良性质和较强的生理功能。由于酸碱处理存在反应时间长、副反应较多、工艺过程复杂、温度较高、对设备的要求较高等不足，因此在一定程度上限制了该方法的使用。[10~11]

3.2超高压处理法

超高压食品处理技术（ultra high pressure, UHP）是指将食品放入液体介质，在100MPa~1000MPa压力下处理,超高压处理过程是一个纯物理过程，物料在液体介质中体积被压缩,超高压产生的极高的静压能使形成的生物高分子立体结构的氢键、离子键和疏水键等非共价键发生变化，使蛋白质凝固、淀粉等变性。[10~11]

3.3微生物发酵与酶法

利用酶法或者微生物发酵可以提高制品中SDF的含量,这些可溶性成分由于其溶解性好，分子表面活性基团多，新增和强化了原先没有或即使有但很微弱的功能特性，包括有益于人体健康的生理功能和有利于应用在食品中的工艺特性两个方面.酶法改性，条件温和，反应速度快，专一性强，改性后所得产品纯度高，色泽浅，无异味，被认为是一种很有潜力的改性方法。发酵法是利用微生物发酵消耗原料中可发酵的碳源、氮源等成分的方式来制取膳食纤维，从而