1膳食纤维研究现状及发展趋势摘要阐述了膳食纤维的概念,从膳食纤维的提取与测定 2 方面综述了膳食纤维国内外研究现状,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;研究现状;发展趋势 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、便秘等疾病的发生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。 1 膳食纤维概述 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2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、瓜儿豆胶、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。32 膳食纤维国内研究现状 2.1 膳食纤维的提取方法 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。 2.1.1 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。 2.1.2 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。 2.1.3 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、提纯和浓缩的方法。 2.1.4 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,干燥得到膳食纤维。如用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌处理果皮原料生产膳食纤维。 2.2 膳食纤维的测定 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。 42.2.1 洗涤剂法。也称非酶重量法,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。2.2.2 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。 2.2.3 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。 3 膳食纤维的发展趋势 虽然目前对于膳食纤维的研究和认识已经相当的普遍,但是针对于膳食纤维的研究和发展还存在一些不足。为此,膳食纤维研究的发展趋势主要有以下几点: 3.1 提高人们对膳食纤维的认识 由于人们对膳食纤维的认识不足,对其功能不能充分的理解,目前仍有很多人认为吃粗粮、蔬菜是贫穷的标志,而且我国膳食纤维的人均摄入量降低只被作为人们生活水平提高的证据,却没有被作为人们营养失衡的征兆引起政府和相关部门的重视8-9。因此,加强膳食纤维知识的宣传是重中之重。 3.2 膳食纤维资源的进一步开发 一方面,对现有资源的进一步利用;另一方面,对未发掘的资源进行调查与开发。 3.3 加强对膳食纤维生理功能、作用机理的深层次研究 对于膳食纤维的生理功能出现一些报道,但是膳食纤维的一些生理功能机理,如抗氧化作用和清除自由基的活性作用是否能进入血液循环对人体生理过程产生5影响、膳食纤维的解毒机理及膳食纤维其他一些理化特性与人体的生理关系等,都需要进一步深入研究。 3.4 膳食纤维用途的进一步拓展 由于膳食纤维的各种独特理化性质、生理功能使得其使用范围非常广泛,但为了更加有效的使用膳食纤维,使其资源充分利用,有待于今后对其用途作进一步探索。 3.5 膳食纤维工业化生产的研究开发需要进一步提高 如何将膳食纤维这一宝贵资源充分利用起来,不仅要求其应用范围的拓宽,更要求将膳食纤维产品以工业化规模开发出来,使之有经济上的可行性,提高膳食纤维开发利用的经济价值10。但目前膳食纤维的开发更多的只是停留在理论研究上,专门生产膳食纤维的企业很少,而且生产企业的产品较单一,市场上大多数产品是作为药品使用,没有普及到食品中为大众所享用,这说明理论研究与生产实践严重脱节,因此这也是今后的研究方向之一。 4 结语 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。 5 参考文献 1 郑健仙.低能量食品M.北京:轻工业出版社,2001. 2 李建民,候玉泽.膳食纤维的功能与应用进展J.河南科技大学学报:农学版,2003(2):75-78. 3 欧仕益,高孔荣.膳食纤维研究进展J.粮食与饲料工业,1997(2):39-40. 4 何锦风,郝利民,等.论膳食纤维J.食品与发酵工业,1997(5):63-68. 65 谢世其,何小维,黄强,等.膳食纤维测定方法研究进展J.食品科技,2006,9(3):108-112. 6 杜崇旭,牛铭山.膳食纤维改性与应用的研究进展J.大连民族学院学报,2005,7(9):18-21. 7 郑学玲,李利民.小麦加工副产品麸皮的综合利用研究J.粮食与饲料工作,2001(12):38. 8 张晨,杨文杰.豆渣水溶性膳食纤维的最新应用J.中国食品添剂,2005(3):78-82. 9 邵佩兰,徐明.麦麸膳食纤维荞麦面条的工艺条件优化J.农业科学研究,2006,27(4):38-40. 10 宋欢,明建,赵国华.添加膳食纤维对面团及面制品品质的影响J.食品科学,2008,29(2):493-496.