第八章第八章 膳食纤维膳食纤维8.1概述概述1 膳食纤维的定义膳食纤维的定义 近年来，随着人们生活水平的提高，膳食结构的变化，由于营养过剩或不平衡所造成的超重、肥胖、糖尿病、动脉粥样硬化、冠心病等所谓的“文明病”的发病率逐年增高。 因此膳食纤维在食品营养上和临床医学上的重要作用已受到人们的普遍关注，膳食纤维已经成为人类第七大营养素。 n膳食纤维被定义为膳食纤维被定义为“凡是不能被人体内凡是不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素以及相关物质的总和木质素以及相关物质的总和”。n这一定义包括了食品中的大量组成成分，如纤维素、半纤维素、木质素、胶质、改性纤维素、黏质、寡糖、果胶，还包括了少量组成成分，如蜡质、角质、软木脂等。 n膳食纤维的概念不同于常用的粗纤维（crude fiber）的概念，传统意义上的粗纤维粗纤维是指植物经特定浓度的酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残渣。强烈的溶剂处理导致几乎100水溶性纤维、50%60%半纤维素和10%30%纤维素被溶解损失掉。n因此，对于同一种产品，其粗纤维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异，两者之间没有一定的换算关系。 2膳食纤维与粗纤维的区别膳食纤维与粗纤维的区别8.2膳食纤维的分类和主要化学组膳食纤维的分类和主要化学组成成分成成分1膳食纤维的分类膳食纤维的分类（1）根据膳食纤维（dietary fiber，DF）的溶解性可以把DF分成可溶性膳食纤维可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）和不溶性膳食纤维不溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）。 nIDF是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水的那部是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水的那部分膳食纤维分膳食纤维，它主要是细胞壁的组成成分，包括纤维素（CEL）、半纤维素（HC）、木质素和植物蜡（wax）等。nSDF是指不被人体消化道酶消化，但可以溶于温水或是指不被人体消化道酶消化，但可以溶于温水或热水且其水溶液又能被热水且其水溶液又能被4倍体积的乙醇再沉淀的那部倍体积的乙醇再沉淀的那部分膳食纤维分膳食纤维，它主要指植物细胞内的储存物质和分泌物，还包括部分微生物多糖和合成类多糖，如果胶（Pectin）、瓜尔豆胶、海藻酸盐、葡聚糖和真菌多糖。 （2）根据在大肠内的发酵程度分类）根据在大肠内的发酵程度分类 nDF可以被人体大肠内的菌群所发酵，但不同的DF被发酵的程度不一样，可分为部分发酵类纤维部分发酵类纤维和完全发酵完全发酵类纤维类纤维。n部分发酵类纤维部分发酵类纤维包括：纤维素（CEL）、半纤维素（HC）、木质素、植物蜡和角质等。n完全发酵类纤维完全发酵类纤维包括：葡聚糖、果胶、瓜尔豆胶、阿拉伯胶、海藻胶和菊粉等。一般来说，完全发酵类纤维多属于SDF，而部分发酵类纤维多属于IDF。但也有一些例外，如梭甲基纤维素（以下简称CMC），它虽然易溶于水，但几乎不被大肠内的菌群所发酵。 (3)根据来源的不同分类根据来源的不同分类 n根据来源的不同，可以将膳食纤维分为植物性来源植物性来源、动物性来源动物性来源、微生物性来源微生物性来源、海藻多糖类和合成类膳食纤维。n植物性来源的膳食纤维包括：纤维素、半纤维素、木质素、果胶、阿拉伯胶、愈创胶、半乳甘露聚糖、明胶、甘露聚酸等。n动物性来源的包括：甲壳质、壳聚糖、胶原等。n微生物性来源的包括：黄原胶等。n海藻多糖类的包括：海藻酸盐、卡拉胶、琼脂等。n合成类的包括：羧甲基纤维素、甲基纤维素等。n其中，植物体是膳食纤维的主要来源，也是研究和应其中，植物体是膳食纤维的主要来源，也是研究和应用最多的一类。用最多的一类。 (4)根据定义分类根据定义分类 n2001年1月，膳食纤维定义委员会提交给AACC一份名为The Definition of Dietary Fiber的报告，报告中根据定义将DF分为：非淀粉多糖和抗消化的低聚糖类非淀粉多糖和抗消化的低聚糖类，包括CEL、HC（阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳聚糖）、果聚糖（菊粉、低聚果糖）、树胶、黏浆和果胶；相似相似的糖类化合物类的糖类化合物类，包括抗消化糊精（抗消化的麦芽糊精和土豆淀粉糊精）、合成的糖类化合物类糖类化合物类（葡聚糖、甲基纤维素）；木质素木质素；相关植物次生物质类相关植物次生物质类，包括蜡质、肌醇六磷酸、角质、皂角苷、软木脂和单宁。 (5)根据品质分类根据品质分类n根据膳食纤维的品质可以将膳食纤维分成两类，即普普通膳食纤维通膳食纤维和高品质膳食纤维高品质膳食纤维。 n普通膳食纤维只是一种无能量填充剂，其中可溶性成分很低，一般在3以下，这也是其生理活性较低的原因所在。普通的玉米皮不经任何改性处理即为这种膳食纤维，因此不具备较好的加工特性、生理活性和保健功能。 n高品质膳食纤维的可溶性成分含量应该达到 10以上，膨胀力大于 10 mL.g-1，持水力不小于 7 g.g1，结合水力不低于 5 g.g1。因此，其生理活性较强，具有明显的保健作用，可以作为各种食品的添加剂以及用于生产保健食品。 2膳食纤维主要化学组成成分膳食纤维主要化学组成成分 (1)主要化学成分主要化学成分 1）糖类化合物）糖类化合物 n植物纤维原料中最主要的化学成分是糖类化合物，其含量因原料的不同而异，常占原料质量的 6090。 纤维素纤维素 纤维素（cellulose，CEL）是构成植物细胞壁的主要材料，也是膳食纤维的最基本的化学成分。原料的纤维素含量的高低，是评价膳食纤维原料价值的基本依据之一。 半纤维素半纤维素 半纤维素（hemicellulose，HC）是植物细胞壁中除 CEL和木质素之外的另一类重要组分，由于总是与CEL共同存在于植物细胞壁内,因而得名。2）木质素）木质素n木质质素具有非常复杂的三维结构，它是由苯基丙烷结构单元（即C6一C3单元）通过醚键、碳碳键连接而成的芳香族高分子化合物，而不属于多糖化合物。由于是多聚芳香族苯丙烷化合物，因而能使细胞壁保持一定的韧性。n它亲水性差，是植物结构整体物质，几乎不受生物化学分解。n木质素作为一种抗氧化剂，具有与铁、锌结合的能力。 （2）少量成分）少量成分 n原料中的少量物质，一般包括部分无机盐、糖类、植物碱、单宁、色素、黏液、淀粉、果胶质、脂肪、脂肪酸、树脂、树脂酸、萜烯、酚类物质、甾醇、蜡、香精油等。n这些物质可以在不同的溶剂中溶解，各种物质的溶解程度是不相同的，因此可以采用不同溶剂而将其分离。 （3）灰分）灰分 n在膳食纤维原料中，除碳、氢、氧等基本元素外，还有许多种其他元素。这些元素是植物细胞生命活动中不可缺少的物质，如氮、硫、磷、钙、镁、铁、钾、钠、铜、锌、锰、氯等。n随着植物的种类不同，生长环境的不同，植物所含的元素种类及含量也会有很大差异。n这些元素一般以离子形式存在，是植物的根从土壤或水中吸收的。n此外，植物中可能含有对植物和人有毒害作用的砷和大多数重金属离子。 （4）果胶质）果胶质 n果胶酸是聚半乳糖醛酸，它不溶于水，果胶酸中的羟基 80以上被甲基酯化，一部分被中和成盐，使其变成部分可溶于水的物质，称为果胶质。n由于多价金属离子（如Ca2+，Mg2+等）与存在于果胶质中未酯化的羟基作用，将果胶质的链分子连接成网状结构，使之成为不溶于水的果胶质。 3各种食物中膳食纤维的含量各种食物中膳食纤维的含量 8.3膳食纤维的功能作用膳食纤维的功能作用1膳食纤维的特性膳食纤维的特性 （1）具有很高的持水性）具有很高的持水性 膳食纤维的这一物化特性，使其具有吸水功能与预防肠道疾病的作用。水溶性膳食纤维持水性高于非水溶性膳食纤维。麦麸纤维可以吸收是本身质量23倍的水，而果胶则可以吸收其质量45倍的水。膳食纤维可以用于预防便秘、肠憩室症、横隔膜症及痔疮等肠道疾病，降低了肠癌的发病率。（2）对有机化合物有鳌合作用）对有机化合物有鳌合作用 对有机化合物有螫合作用使膳食纤维具有吸附有机物的功能与预防心血管疾病的作用。因为膳食纤维具有吸附胆汁酸、胆固醇、变异原等有机分子的功能，所以膳食纤维对降低人体和动物血浆和肝脏组织胆固醇水平有着显著的作用。因此，膳食纤维可以直接扼制和预防胆石症、高血脂、肥胖症、冠状动脉硬化等心血管系统的疾病。 （3）对阳离子有结合和交换能力）对阳离子有结合和交换能力n膳食纤维对阳离子有结合和交换能力，使它具有离子交换功能和降血压作用。据有关资料报道，膳食纤维尤其是酸性多糖类，具有较强的阳离子交换功能，膳食纤维可以与钙、锌、铜、铅等阳离子进行交换，且此类交换为可逆性的，并优先交换铅等有害离子。所以，吸附在膳食纤维上的有害离子可以随粪便排出，从而产生解毒作用。n据医学研究表明，血液中的 Na+、K+比值的大小直接影响血压的高低。当食用膳食纤维食品后，在进行离子交换时，改变了阳离子的瞬间浓度，起到了稀释作用，故可以对消化道PH、渗透压以及氧化还原电位产生影响，营造了一个理想的缓冲环境。更为重要的是一些膳食纤维能与胃肠道中的Na+、K+进行交换，使尿中的K+ 和粪便中的Na+大量排出体外，血液中的Na+、K+比值随之降低可以使血压降低。 （4）具有调解代谢功能与降低血糖作用）具有调解代谢功能与降低血糖作用n膳食纤维能抑制糖尿病患者餐后血糖浓度的急剧上升和日平均血糖浓度的升高，但对空腹患者效果不明显。此外，膳食纤维还能改善外周组织对胰岛素的敏感性，进一步增强降血糖作用。 （5）可改变肠道系统中微生物群系的组成）可改变肠道系统中微生物群系的组成 n膳食纤维可改变肠道系统中微生物群系的组成，因而它具有改善肠内菌群功能及加速有毒物质的排泄和解毒作用。由非淀粉多糖组成的膳食纤维经过食道到达小肠后，由于它不被人体消化酶分解吸收而直接进人大肠，在大肠内繁殖有100200种总量约为1 108个细菌，其中相当一部分是有益菌，在提高机体免疫力和抗病变方面有着显著的功效。2膳食纤维的生理功能膳食纤维的生理功能 （1）控制体重）控制体重 膳食纤维以在大肠内发酵的方式代谢，提供的能量低于普通碳水化合物，它具有较强的吸水功能和膨胀功能，在食物中吸水膨胀并形成高黏度的溶胶或凝胶，容易产生饱腹感。膳食纤维能抑止进食，降低人体对淀粉、蛋白质和脂肪的吸收，减少食物的消化率，减慢了胃排空时间。 （2）防治便秘）防治便秘 长期便秘对人体危害很大，大量毒性物质在人体内积聚，如果超出肝脏的解毒能力，就会引起直肠脱垂、乙状结肠扭转、肠梗阻、尿潴留等并发症，产生口苦、口臭、恶心、腹痛、腹胀等不适感。膳食纤维能在肠道内促进肠壁的有效蠕动，使肠的内容物迅速通过肠道并排出体外，减少了食物在肠道中的停留时间。同时，膳食纤维在大肠内经过细菌发酵，可以直接增加纤维中所含的水分，大便变软变稀，从而起到了通便作用。 （3）防治结肠癌）防治结肠癌 结肠中的一些腐生菌能产生致癌物质，而肠道中的一些有益微生物能够利用膳食纤维产生短链脂肪酸，这类脂肪酸特别是乙酸能抑制腐生菌的生长。胆汁中的胆酸和鹅胆酸可以被细菌代谢为次生胆汁酸石胆酸和脱氧胆酸，两者都是致癌剂的突变剂。膳食纤维能束缚胆酸和次生胆汁酸，将其排出体外，因此可以大大降低结肠中次生胆汁酸的含量。膳食纤维能促进肠道的蠕动，增加粪便体积，缩短排空时间，从而减少致癌物与结肠的接触机会。膳食纤维还能为肠道的有益微生物分解产生丁酸，而丁酸能抑制肿瘤细胞的生长增殖，诱导肿瘤细胞向正常细胞转化，并控制致癌基因的表达。 （4）防治糖尿病、高血压、心脏病和动脉硬化）防治糖尿病、高血压、心脏病和动脉硬化 在脂质代谢过程中，膳食纤维可以通过某种作用，抑制或延缓胆固醇与甘油三酯（即三酰甘油）在淋巴中的吸收，从而维持体内血脂和脂蛋白代谢的正常进行。能降低血清和肝中的胆固醇，从而防治高血压、心脏病和动脉硬化。能延缓糖分的吸收，抑制血糖生成和血胰岛素的上升，而且能改善末梢神经组织对胰岛素的要求量，使胰岛素的分泌下降，从而达到调节糖尿病患者的血糖水平的目的。膳食纤维对阳离子的强结合力，使无机盐在肠道中的吸收受阻，如藻酸具有离子交换能力，能吸收钠离子并随粪便排出体外，从而起到降低血压的作用。（5）清除外源有害物质）清除外源有害物质 膳食纤维对矿物质的束缚吸附作用的研究一直是食品工作者所关注的研究领域之一。近来，大量的研究表明，膳食纤维是靠自身的某些基团与矿物质相互作用的。一些环境污染物质摄入人体后，膳食纤维能将其清除，目前已经报道的有N02和镉。最近采用离体试验发现，膳食纤维对汞、铅、镉和高浓度的铜、锌都具有清除能力，可以使它们的浓度由中毒水平达到安全水平。最新的科学研究表明，女性容颜衰老的一个重要原因是由肠原性毒素进人了血液引起的，这些肠原性毒素多数是由于大肠杆菌分解食物中的某些成分造成，被称为美容大敌。膳食纤维具有超强吸附毒素和水分的功能帮助人体每天正常代谢杂质和废物，保持肠胃干净清新，从而可以改善上火、口臭、面部暗疮、青春痘、皮肤粗糙、色素沉淀等“面子问题”。可预见，膳食纤维将成为时尚女性的首选产品。 （6）其它生理功能）其它生理功能 近年来，随着研究工作的深人和临床医学的调查发现，膳食纤维的缺乏还与阑尾炎、间歇性疝、膀胱结石等疾病的发病率和发病程度有很大关系。除上述功能外，膳食纤维由于能减少体内某些激素，因而能防治乳腺癌、子宫癌和前列腺癌。据推测，某些膳食纤维具有抗氧化能力，能延缓人体衰老。 3膳食纤维在人体中的消化作用膳食纤维在人体中的消化作用 n有人认为，膳食纤维仅仅是一种食品的填充料，在消化道内通过时，它既不能被消化也不能被人体利用，最后形成渣滓排出体外。但研究结果证明，膳食纤维是膳食的重要组成成分，在肠道内能被分解，与人体的营养和某些疾病有着密切关系。 4膳食纤维与某些疾病的关系膳食纤维与某些疾病的关系 （1）膳食纤维对糖类代谢及与糖尿病的关系 20世纪70年代初，根据多项流行病学调查的结果，有人把糖尿病列人膳食纤维摄人不足的疾病之一。研究表明，膳食纤维具有明显的降血糖功能，可以作为搪尿病患者的食疗辅助措施。 李长贵等结果表明：多纤维餐能明显降低轻、中度肥胖型NIDDM患者餐后的高血糖，同时降低餐后胰升糖素水平，但不刺激胰岛素的过量分泌；单纯性肥胖者进食多纤维早餐后，胰岛素的峰值明显下降，胰升糖素、血糖下降不明显。因此，食用纤维对轻、中度肥胖型NIDDM患者的代谢紊乱有显著的改善作用对单纯性肥胖者高胰岛素血症有治疗作用。 （2）膳食纤维对脂类代谢及与高脂血症的关系）膳食纤维对脂类代谢及与高脂血症的关系n一切膳食纤维都能抑制或延缓胆固醇和甘油三酯的吸收。它通过缩短食糜在小肠内滞留；吸附胆汁酸，降低它对脂类的乳化、消化速度；阻抑脂质分子向小肠壁移动来实现的。因此，只要注意膳食结构中配合适量的纤维素和脂类，就可以减少甘油三酯、胆固醇的吸收。实验证明，纤维素可以降低血清LDL和胆固醇，控制实验性动脉粥样硬化的形成，其中果胶、愈创胶、角豆胶、卡拉胶等水溶性多糖的效果均好。n非水溶性多糖食物中，燕麦、荞麦和豆类对非水溶性多糖食物中，燕麦、荞麦和豆类对降低血浆中降低血浆中LDL和胆固醇有较好的效果。和胆固醇有较好的效果。 （3）膳食纤维在消化道中的作用及与大肠）膳食纤维在消化道中的作用及与大肠癌的关系癌的关系膳食纤维可以稀释随食物和水进人肠内的多环芳烃、霉菌毒素、亚硝酸铵等致癌物质和其他有毒物质的浓度，同时又能促进肠道的蠕动，缩短了上述物质在结肠内停留的时间，因此诱发结肠癌的机会就将被减少。膳食纤维的木质素可以使巨噬细胞吞噬细菌及癌细胞的活力提高23倍。 根据英国营养学家的调查，欧美国家每人每天从食物中摄取的膳食纤维量仅为非洲人的16，其结肠结肠癌癌每年的发病率为非洲人的14倍多。 5膳食纤维的摄入量膳食纤维的摄入量 （1）膳食纤维的推荐摄入量）膳食纤维的推荐摄入量 n 膳食纤维是国外十分活跃的研究课题，被列为继蛋白质、可利用碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质和水之后的第七大营养素，它对人体正常的代谢是必不可少的。n世界卫生组织（World Health Organization，WHO）建议总膳食纤维的摄入量的下限为每人每天每人每天27.0 g，上限为每人每天上限为每人每天40.0 g。n1992年，中国预防医学科学院营养与食品研究所进行了第三次全国性营养调查，结果表明，全国平均每人日摄入膳食纤维为 13.3g;低收人组为 15.1g；中收入组为 13.2g；高收人组为 11.5 g。（2）过量摄入膳食纤维可能引起的副作用）过量摄入膳食纤维可能引起的副作用 1）过量摄人膳食纤维可能影响人体对矿物质和一些微量元素的吸收 n由于膳食纤维化学结构中有羟基或碳基，它们能螫合食品中的矿物元素。在一定的条件下形成非水溶性的膳食纤维矿物质复合物，进而对肠道内微量矿物质的生物利用率（bioavailability）产生影响。n不过，膳食纤维的束缚作用是否足以影响矿物质元素的代谢还有争论。 2）过量摄人膳食纤维可能影响人体对某些维生）过量摄人膳食纤维可能影响人体对某些维生素的吸收和利用素的吸收和利用n研究表明，果胶、树胶和大麦、小麦、燕麦、羽扇豆等的膳食纤维对维生素A和维生素E及胡萝卜素都有不同程度的束缚作用。可见，膳食纤维对脂溶性维生素的有效性有一定的影响。但也有些实验表明，摄人适量膳食纤维会使维生素的吸收量大大增加。这方面的情况还有待于进一步的深入研究。 3）过量摄入膳食纤维可能引起不良生理反应）过量摄入膳食纤维可能引起不良生理反应 n过量摄入膳食纤维，尤其是摄入凝胶性强的水溶性膳食纤维，如瓜尔豆胶等，会有腹胀、大便次数减少、便秘等现象发生。当然，这些症状基本是适应性反应，反应程度也常因人而异。在需要增加膳食纤维摄入时，应该逐渐增加，以便使机体有足够的时间去适应。 n当然，过量摄入膳食纤维也可能影响到人体对其他营养物质的吸收。例如，膳食纤维会对氮代谢和生物利用率产生一些影响，但损失量很少。在营养上几乎没起很大作用。总的来说，各种不同膳食纤维具有不同的功能或同时具有多种功能。因此，膳食纤维可以被广泛应用在各类食品中，以改善食品的营养和功能。8.4膳食纤维在食品工业中的应用膳食纤维在食品工业中的应用1 在主食食品中的应用在主食食品中的应用 DF 可 用 于制做馒头、面条等主食。n馒头中加入面粉量6%的DF，成品颜色及味道如同全麦粉做成的馒头，并且有特殊香味。口感良好，无发干和粗糙之感。n面条中加人5%的DF，面条煮熟后其强度反而增加，韧性良好，耐煮耐泡，比普通面条更为清爽，口味正常。在米饭中添加班也有蓬松清香的良好口感。2 在焙烤食品中的应用在焙烤食品中的应用DF 在在 焙焙 烤食品中的应用比较广泛。烤食品中的应用比较广泛。丹麦自1981年就开始生产高DF面包，并逐渐增加其品种。DF添加于面包中可明显改善面包的蜂窝状组织和口感。同样，DF还可用于生产饼干、蛋糕、桃酥、番饼、罗汉饼等焙烤食品。饼干在配制中糖油用量较多，水分含量相对低，更显得需要添加DF。而且焙烤饼干对面粉筋力质量要求很低，也便于较大比例地添加DF，故可用于制作以纤维功能为主的多种保健饼干。糕点在制作中含有大量水分，焙烤时会发生凝固而影响产品质量。添加入DF，因DF具有较高WHC，可吸附大量水份，利于产品形成合理的质构。DF的用量一般为面粉含量的5%一10%，如其用量超过10%，将使面团醒发速度减慢。在焙烤食品中DF不能简单代替面粉，对于如何添加DF、添加比例、添加后烘培条件如何改变等都需要进行研究。3在馅料、汤料食品中的应用在馅料、汤料食品中的应用n将 DF 与 焦糖色素、动植物油脂、山梨酸、水溶性维生素、微量元素等营养成分以及木糖醇、甜菊贰(dai)等甜味剂棍合后，加热制成DF馅料，可用于牛肉馅饼、点心馅、汉堡包等面食制品，效果较好。此外，也可在普通汤料中加人1%的DF后一同食用，同样能达到补充DF之目的。4在饮料制品中的应用在饮料制品中的应用 DF 饮 料 于10年前就己盛行欧洲。并于1988年风靡美国。日本养禾多、大家制药和雪印等公司从1986年起先后推出了DF饮料或酸奶，每100g饮料含2.5-3.8gDF，其销量势头良好。台湾多家食品公司也陆续生产出DF饮料，并在台湾饮料市场上异军突起。此外，也可将DF用乳酸杆菌发酵处理后制成乳清饮料。我国市场上的粒粒橙，就是将黄原胶作为果汁的稳定剂，并与CMC一起使柑橘果肉产生悬浮。上海光明乳业最近也推出了强化SDF的乳制品，如麦风香麦风味奶等。5在果冻、布丁、冰淇淋及调味品上的应用在果冻、布丁、冰淇淋及调味品上的应用n果胶 、卡拉胶和阿拉伯胶可用作果冻、布丁的成胶剂。卡拉胶和瓜儿豆胶的混合物可作为冰淇淋的稳定剂。瓜儿豆胶、卡拉胶和阿拉伯胶可加在调味品(如酱油)中做增稠剂和稳定剂，能提高产品的稠度，防止组分的分离，改进附着力和调整口味;也可用于调制西餐的色拉等。6在微波炉烹煮食品中的应用在微波炉烹煮食品中的应用在微 波 炉 烹煮的食品中.水分含量不均常常是一个问题。因为DF具有较强的WHC和WBC，添加于食品中可以减慢水分流失的速度，使水分在食品中的分布更为均匀，使烹煮出来的食物不出现干硬水分含量低)酥烂(水分含量高)的不均的情况。7在低能量食品中的应用在低能量食品中的应用用不 可 利 用碳水化合物(如DF)来部分替代食品中的油脂已有好多年历史了，在一些食品中已经应用部分植物胶来提供奶油状、滑腻的口感特性。这类模拟脂肪的主要特性是它们的持水性较高，在水中能形成凝胶，并能增加水相的戮度。一些经过加工的豌豆DF和谷物DF能结合多量的水产生类似油脂的质构，用来代替部分油脂制作食品可以不增加食品的能量，但同样可以提供浓厚感和光滑的口感。由于 D F 体积大而能量低，故可以作为低能量填充剂用来替代食品中的淀粉和脂肪等能源物质。目前，DF己成为生产低能量食品的关键配料之一。多功能大豆纤维(MultifunctionalSo ybeanF iber,M SF),聚葡萄糖和植物多糖胶质在一定范围内添加到食品中，可以增大产品的体积，降低热量，保持产品的质构。8.5膳食纤维的研究现状及发展趋势膳食纤维的研究现状及发展趋势1膳食纤维的研究进展（1）国外的研究情况国外对于膳食纤维的研究工作开展得比较早，而且比较全面。近几年来，其研究得主要方向集中在两个方面：一方面是继续研究由不同原料制备膳食纤维工艺的改进;另一方面更多的是探讨膳食纤维对人体生理的作用机理。在美国60亿美元的方便谷物食品中，20是高纤维食品，并且仍有上升趋势。膳食纤维被广泛用于各种食品中，强化膳食纤维的功能食品在日本及欧美等发达国家盛行.（2）国内的研究情况我国对膳食纤维的制备技术的研究、应用技术的研究和生产都还处于起步阶段。在膳食纤维的制备和应用方面主要进行了一下几个方面的研究工作。(1)膳食纤维制备原料的研究 在我国，有着丰富的纤维素原料，可以用于制备膳食纤维的原料很多。根据文献报道，目前用于制备膳食纤维的原料有小麦麸皮、玉米皮、玉米芯、柿子皮、大豆、米糠、土豆、豆腐渣、蔗渣、梨渣。椰子渣、甜菜、花生壳、锦橙皮、胡萝卜、油菜、芹菜、竹笋、苜蓿、香菇、马尾藻、玫瑰茄废渣、麒麟菜、黎篙和车前草等约25种。(2)膳食纤维制备方法的研究 国内关于膳食纤维制备的研究报道中，大多是采用化学分离法或化学试剂和酶结合的方法来制备膳食纤维。(3)膳食纤维改性的研究 不可溶性膳食纤维可以采用一些物理化学方法进行处理改性，以提高可溶性膳食纤维的含量。化学处理法是使用化学试剂，控制适当的PH。温度等参数，使纤维类大分子糖苷键断裂，聚合度下降，不可溶性膳食纤维转化成可溶性多糖。化学处理法的转化率低，要求条件苛刻，而且会引入大量残留物。所以，目前采用最多的是机械挤压的方法，即使物料在挤压筒内受到强烈的剪切作用后。所以，目前采用最多的是机械挤压的方法，即使物料在挤压筒内受到强烈的剪切作用后，部分纤维素大分子转化成可溶性分子。(4)膳食纤维在食品加工中的应用研究 据报道，膳食纤维主要应用于果汁、面包、面条、面粉、麦片、饼干等饮料和食品中。 在膳食纤维的生产方面，国内众多科研机构和生产厂家推出多项膳食纤维加工技术和产品。例如，山西博奥科技有限公司与山西医科大学、山西省农业科学研究院、山西农业大学等研制开发的篙复合纤维食品；杭州商学院研制的高纤维营养保健食品麦宝；宁波宝鼎公司研发的新型海洋生物膳食纤维保健食品；河南科龙保健食品厂以谷物为原料开发的纯天然保健食品膳食纤维纷。(5)膳食纤维生理功能的研究 主要开展了膳食纤维对治疗糖尿病、肠道疾病等方面的研究工作，探讨了膳食纤维与血糖、脂肪代谢和其他营养素的关系。 小麦麸膳食纤维成套设备n纵观我国在膳食纤维方面的研究，可以发现，开发膳食纤维的关键是开拓资源和改进提取方法，这也是现阶段我国面临的资源可持续利用的问题。目前的大多数研究工作仍停留在实验室拿出小样的阶段，而且现在的研究中还存在很多问题，需要更进一步额研究和解决。(1)膳食纤维的形式及物理性质对生理作用的影响n抗性淀粉是否影响营养素在小肠中的吸收；不同的膳食纤维组分的能量值；蒸煮及其他食品加工过程对不同膳食纤维组分的特性及功能的影响；抗性淀粉在大肠中对大肠有哪些影响，那些因素决定其发酵性，其发酵产物有何作用；膳食纤维的化学结构、物理特性及生理作用之间如何相互作用；如果已经知道了它们之间的作用机理，是否可以与之其他已经存在的和新的膳食纤维的作用；在消化系统的不同部位，不同组分的膳食纤维的物理性质如何影响吸收和发酵；新的蒸煮和食品加工方法对不同组分的膳食纤维的性质及功能有哪些影响。 (2)膳食纤维对常量营养素消化和吸收的影响 膳食纤维如何影响肠道内营养素的物理特性；抗性淀粉与非淀粉多糖对常量营养素在小肠中消化及吸收的影响是否相同；膳食纤维在单独和混合膳食中是否有相似的影响。(3)膳食纤维对微量营养素消化和吸收的影响 膳食纤维减少矿物质及维生素生理利用率的机理是什么；从短期和长期来看，富含膳食纤维的膳食对不同人群（婴儿、儿童、青年、孕妇、老人）对矿物质的吸收、营养状况及健康有哪些影响；人类是否能长期适应高纤维膳食，如果能，其机理如何，矿物质吸收率是否提高，这种适应期所需的时间有多长；膳食纤维、抗性物质（植酸和单宁）在矿物质生物利用中所起的作用；是否应该改进研究膳食纤维和微量元素相互作用的方法，是否应该发展同位素技术；抗性淀粉与非淀粉多糖对微量营养素消化和吸收的作用是否相同。2当前膳食纤维研究领域中的热点问题当前膳食纤维研究领域中的热点问题(4)膳食纤维和细菌的相互作用 膳食纤维对结肠和回肠内细菌组合的影响；粪便细菌的生态学变化如何，那种类型的膳食纤维对其变化的影响最大，哪些新技术可以用于粪便细菌代谢的研究；肠道细菌的不同组成如何与可发酵的膳食纤维相互作用，这些相互作用是否与防止结肠功能紊乱有关。(5)膳食纤维对血糖指数（GI）的影响 在混合膳食中，影响血糖指数的因素；血糖指数如何标准化及反映真是生活状况；血糖指数与胰岛素指数之间的关系；当正常人、高血脂患者、糖尿病患者使用高纤维膳食时，膳食纤维化学组成和物理性质对其有何长期影响。(6)膳食纤维对糖尿病患者的临床影响 在糖尿病患者的膳食中，使用非淀粉多糖和淀粉的理想比例；有哪些简单的碳水化合物能加到高膳食纤维食品中，而不改变其代谢和长期影响；糖尿病患者的心血管疾病的减少与高膳食纤维的关系。(7)膳食纤维与肥胖症 膳食纤维在食品中的形成和结构对食欲及咀嚼性的影响；食品的抵消化性在能量平衡中的影响，其消化率与体重增加的关系；高膳食纤维的膳食对体重控制和减肥的长期影响。(8)膳食纤维和胆石症 膳食纤维减少胆石血浆胰岛素水平及脱氧胆石酸水平的实际证据；不同组分的膳食纤维防治胆石病的机理；抗性淀粉防治胆石病的作用机理。(9)膳食纤维与心脏病 可溶性膳食纤维的降脂作用是否长期的可持续的；可溶性膳食纤维的降脂机理，与其他因素（低脂、低能量）比较，其影响有多大。(10)膳食纤维对应激性肠道综合症、便秘的临床影响 膳食纤维在肠道中的发酵与生理功能的关系；长期的研究是否能证明肠道内的压力与衰老的关系。(11)膳食纤维与食品不耐症 某一种类的膳食纤维组成是否相对应与某一类的症状；肠道中细菌的变化是不是引起某一症状的原因；某一症状是有细菌本身还是由发酵产物引起的。3我国今后膳食纤维的研究方向。 （1）膳食纤维资源的开发 1）对现有资源的进一步利用； 2）对为发掘资源的调查和开发。（2）膳食纤维提取方法的研究（3）膳食纤维生理功能的研究 1）膳食纤维的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，从而对人体生理过程产生影响； 2）膳食纤维的解毒机理及能力； 3）膳食纤维中的单糖与醛酸与由它们构成的膳食纤维生理功能之间确定的关系； 4）膳食纤维其它一些理化性质与人体的关系。（4）膳食纤维工业化生产的研究（5）膳食纤维用途进一步拓宽的研究8.6内蒙古特色莜麦麸皮膳食纤维的研究内蒙古特色莜麦麸皮膳食纤维的研究莜麦及其麸皮的化学组成莜麦及其麸皮的化学组成酶法制备膳食纤维的工艺流程酶法制备膳食纤维的工艺流程n原料预处理蒸煮- 淀粉酶水解灭酶离心沉淀碱解抽滤水洗干燥粉碎脱色干燥粉碎膳食纤维成品； 化学法制备膳食纤维的工艺流程化学法制备膳食纤维的工艺流程不同方法对不同莜麦品种麸皮和莜面SDF得率的影响不同方法对不同莜麦品种麸皮不同方法对不同莜麦品种麸皮- 葡聚糖得率的影响葡聚糖得率的影响 膳食纤维测定仪膳食纤维测定仪