摘要：本文對膳食纖維組成成分、分類、生理功能以及國內(nèi)外的相關研究現(xiàn)狀進行了綜述，為進一步研究膳食纖維特性和研制新型膳食纖維打下基礎。 　　關鍵詞：膳食纖維；生理特性
　　中圖分類號：TS201.4 文獻標識碼：A
　　
　　什么是膳食纖維？1976年，Trowell等人將那些不被人體消化吸收的多糖類碳水化合物與木質素統(tǒng)稱為膳食纖維。據(jù)此，基于分析上的方便，通常就將存在膳食中的非淀粉類多糖與木質素部分稱為“膳食纖維”。在有些情況下，也將那些不被人消化吸收的，在植物體內(nèi)含量較少的成分，如糖蛋白、角質、蠟和多酚酯等，包括在廣義的膳食纖維的范圍內(nèi)。
　　
　　1 膳食纖維的組成成分
　　
　　膳食纖維是細胞壁物質扣除灰分所剩余的部分，它由三部分組成：1、纖維狀碳水化合物（纖維物），2、基料碳水化合物（果膠、半纖維素和糖蛋白）、3、填充物質（木質素）
　　膳食纖維是一種復雜的混合物，按其常用特性，可分為水不溶性膳食纖維（IDF）和水溶性膳食纖維（SDF）。根據(jù)溶解特性的不同，可將其分為水溶性膳食纖維（簡稱SDF）和不溶性膳食纖維（簡稱IDF）兩大類。IDF是指不被人體消化道酶消化且不溶于熱水的那部分膳食纖維，是構成細胞壁的主要成分，包括纖維素、半纖維素、木質素、原果膠和動物性的甲殼素和殼聚糖，其中木質素不屬于多糖類，是使細胞壁保持一定韌性的芳香族碳氫化合物。SDF是指不被人體消化酶消化，但可溶于溫水或熱水且其水溶性又能被4倍體和乙醇再沉淀的那部分膳食纖維。主要包括存在于蘋果、桔類中的果膠，植物種子中的膠，海藻中的海藻酸、卡拉膠、瓊脂和微生物發(fā)酵產(chǎn)物黃原膠，以及人工合成的羧甲基纖維素鈉鹽等。
　　
　　2 膳食纖維的分類
　　
　　國內(nèi)外現(xiàn)已研究的膳食纖維共6大類，包括：谷物纖維、豆類種子與種皮纖維、水果、蔬菜纖維、微生物纖維、其他天然纖維和合成、半合成纖維等。
　　
　　2.1 谷物膳食纖維
　　小麥纖維、燕麥纖維、大麥纖維、黑麥纖維、玉米纖維和米糠纖維為其主要代表，其中小麥纖維和黑麥纖維長期以來一直作為食品的天然纖維源。在焙烤食品中，小麥纖維能改善面包質構，提高產(chǎn)品的持水性并延長其貨架壽命。在肉類食品中，小麥纖維能提高持水性并降低產(chǎn)品中脂肪與熱能的含量。燕麥纖維是一種高級纖維。水溶性燕麥纖維對降低膽固醇和預防心血管病效果特別明顯。美國的一項研究表明，每天攝入含水溶性燕麥纖維的食品，可使血液中膽固醇含量降低3%，使冠心病死亡率減少3%。黑麥纖維能賦予食品特殊的風味，通常是作為焙烤食品的風味劑而加人的。玉米纖維味淡而清香，可添加到糕點、餅干、面包和膨化食品中，還可作為湯料、鹵汁的增稠劑與強化劑大麥纖維是以啤酒發(fā)酵后的殘渣為原料加工而得，含有3%的水溶性纖維和67%的不溶性纖維，適合于加工低能量焙烤食品。
　　
　　2.2 豆類膳食纖維
　　豌豆纖維、大豆纖維和蠶豆纖維為其主要代表。大豆纖維是一種優(yōu)質纖維，一般以豆渣為原料提取制得，具有較明顯的降血脂和穩(wěn)定血糖的作用，很適合用來生產(chǎn)低能量食品。以豆渣為原料，經(jīng)過特殊的濕熱處理轉化內(nèi)部成分活化膳食纖維的生理功能，再經(jīng)脫腥、干燥粉碎，可制得一種乳白色的多功能大豆纖維。豌豆纖維色白味淡，是一種理想的食用纖維。美國有很多專利就是圍繞豌豆膳食纖維。
　　
　　2.3 果蔬膳食纖維
　　研究較多的有橘子纖維、番茄纖維、蘋果纖維、胡蘿卜纖維、桃纖維、葡萄纖維和杏仁纖維等。橘子纖維顆粒較粗，易于懸浮，能使冷飲、橘汁和其他飲料呈現(xiàn)出橘子色澤，即使在冷凍狀態(tài)下也能保持其外觀質里。胡蘿卜纖維是榨取胡蘿卜汁所剩殘渣加工而得的，風味獨特，很受歡迎。葡萄干是一種很好的天然纖維源，同時含有多種維生素和礦物質。
　　
　　2.4 其他天然纖維
　　己經(jīng)開發(fā)的有甘蔗纖維、香菇纖維、馬鈴薯纖維、竹筍纖維、魔芋纖維等。尤其是在甘蔗纖維開發(fā)上，已經(jīng)做了很多工作。以甘蔗制精后所剩蔗渣為原料制得的，其總膳食纖維含量為85~90%，纖維素、半纖維素和木質素含有分別為40~45%、20~25%和15~20%。甘蔗纖維的膨脹性好，持水力為500%，生理功能良好。
　　
　　2.5 微生物纖維
　　微生物在一定的外部條件下，由生長代謝過程而產(chǎn)生的粘性多糖。其品種較多，但目前已得到商業(yè)開發(fā)利用的僅有黃原膠等少數(shù)幾種。
　　
　　2.6 合成、半合成纖維
　　葡聚糖屬于合成或半合成的水溶性纖維，能懸浮固體顆粒，控制粘度，利于膨脹，呈現(xiàn)出奶油狀口感，提高對微波或其他熱處理的穩(wěn)定性，改善產(chǎn)品質構以及提高稠度等，應用于冰淇淋、飲料、糕點等多種食品中。
　　
　　3 膳食纖維的生理功能
　　
　　根據(jù)近年來國內(nèi)外大量研究證實，膳食纖維對人體有很重要的生理功能。其水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維的生理效應是不同的，但總體來說，膳食纖維的生理功能包括以下幾方面：
　　
　　3.1 對糖尿病患者有降血糖的效果
　　我國糖尿病的患病率已從1980年的0.9％上升到1995年的2.5%，而且還在逐漸上升。糖尿病發(fā)病率高的一個重要原因是膳食纖維的攝入量太少。研究表明，糖尿病的患病率和膳食纖維的攝入量呈負相關，而且高膳食纖維攝入可以治療和改善糖尿病患者的病情，甚至可以減少降糖藥物的服用量。增加食物中膳食纖維的含量，可以改善末梢組織對胰島素的感受性，降低對胰島素的要求，從而達到調(diào)節(jié)糖尿病患者的血糖水平。
　　
　　3.2 預防便秘與結腸癌
　　膳食纖維能使糞便變軟并增加糞便排出量，同時能與腸道內(nèi)致癌物結合后隨糞便排出。纖維還能改變腸道內(nèi)微生物群的構成與代謝，誘導有益的好氣菌的大量繁殖。由于膳食纖維的通便作用還有益于腸內(nèi)壓的下降，可預防腸憩室及長時間便秘而引起的痔瘡及下肢靜脈曲張。
　　
　　3.3 治療肥胖癥
　　膳食纖維沒有改變脂肪和脂肪酸的消化和吸收過程，也不是增加了人體內(nèi)源脂肪的排出，而是由于膳食纖維與部分脂肪酸結合，這種結合使得當脂肪酸通過消化道時，不被吸收。Heaton將膳食纖維減肥機理進行了歸納，認為膳食纖維取代了食物中的一部分營養(yǎng)成分的數(shù)量，而使食物總攝入量減少；其次由于增加了咀嚼，延緩了進食速度并減少了食物的攝取，促進并增加了唾液和消化液的分泌，由于對胃的填充作用而產(chǎn)生飽腹感；同時減少了小腸對脂肪的吸收率。
　　
　　3.4 防治冠心病
　　血清膽固醇含量的升高會導致冠心病。而試驗研究表明，水溶性膳食纖維對降低膽固醇有明顯的影響。而水不溶性膳食纖維的影響則較小或無。
　　
　　3.5 預防高血壓
　　國外科學家對多種膳食纖維降壓效果進行了研究，發(fā)現(xiàn)膳食纖維確實有降壓作用，但究竟是膳食纖維的直接作用還是間接作用，仍有待進一步研究。
　　
　　3.6 消除外源有害物質
　　一些環(huán)境污染物攝入人體后，膳食纖維能將其清除。目前已報道的有Cd和亞硝酸根。最新離體試驗發(fā)現(xiàn)，麥麩膳食纖維對Pb、Cd、Hg和高濃度的Zn、Cu都具有消除功能，可使他們的濃度由中毒水平降為安全水平。
　　
　　3.7 其它生理功能
　　除上面所述功能外，某些膳食纖維具有抗氧化的能力。這一功能和自由基清除活性可能與人體衰老有關。在一些文獻上還提到膳食纖維的缺乏與不足還與膽結石、腎結石、膀胱結石、闌尾炎、潰瘍性結腸炎、十二指腸潰瘍、間歇性疝等疾病的發(fā)病率與發(fā)病的程度有很大關系。
　　
　　4 膳食纖維的研究現(xiàn)狀
　　
　　近年來，膳食纖維因其在食品營養(yǎng)和臨床醫(yī)學上的重要作用而受到人們的普遍關注。1991年，世界衛(wèi)生組織（WHO）專家組在日內(nèi)瓦將膳食纖維推薦人“人群膳食營養(yǎng)目標”，發(fā)達國家已有開發(fā)研制膳食纖維的專門機構，如美國的膳食纖維協(xié)會（USDA）。美國的Archer Daniels Midland Co. ， National OatsCo.，A.E. Staley Mfg. Co. ，Janes River Corp.，Nliller Brewing Co等公司的已制造和銷售各類膳食纖維產(chǎn)品。膳食纖維被廣泛應用于各種食品中，強化膳食纖維的功能食品在歐美、日本等發(fā)達國家盛行。如美國的無熱量添加物，日本的糟渣食品，纖維面包，普拉面等。在日本，利用可溶性膳食纖維制成的功能性飲料（包括碳酸飲料、乳酸飲料、果汁飲料等）是八十年代后期開發(fā)生產(chǎn)的功能食品之一。目前日本膳食纖維生產(chǎn)廠家有三十多個，所采用的原料有木漿、米糠、麥數(shù)、甜菜渣、玉米、大豆、麻、果皮、種子多糖、魔芋、甲殼素等十幾種。隨著膳食纖維研究的深人和多種產(chǎn)品的問世，膳食纖維療法也開始進人臨床。我國以植物性食品為主食，一般居民不會缺乏膳食纖維。但近些年來，人們的飲食習慣已發(fā)生了很大的改變，大中城市特別是發(fā)達的城市，已出現(xiàn)了膳食纖維攝入不足的現(xiàn)象，加上過多攝取高脂肪、高糖類食物，肥胖癥、糖尿病、動脈硬化、冠心病和惡性腫瘤的發(fā)病率有所增加。這些疾病不僅在老年人群中很常見，在中青年人群中也增加，甚至少年兒童的成人病發(fā)病率有所上升。雖然造成的原因是多方面的，但膳食纖維攝人量的不足也是其中一個重要原因。因此，在這種背景下膳食纖維的營養(yǎng)功能及其研究和開發(fā)是我國一個十分重要的課題。我國在膳食纖維研究與開發(fā)上起步較晚，一些市場上的相關產(chǎn)品主要依賴進口，但我國膳食纖維來源廣闊，數(shù)量很大，如米糠、豆腐渣、蘋果渣、酒糟、玉米皮、山芋渣、柑桔皮等，所以我國膳食纖維的開發(fā)前景十分廣闊，對于提高我國人民的健康水平具有極其深遠的現(xiàn)實意義。
　　國內(nèi)外目前對膳食纖維的研究現(xiàn)狀體現(xiàn)在膳食纖維的組成與分類、分離制備、理化性質、分析鑒定生理功能、改性和開發(fā)利用等方面。
　　膳食纖維的分離制備方法目前大致可分為四類：一是粗分離法，比如懸浮法和氣流分級法，適合于原料的預處理；二是化學分離法，采用化學試劑來分離膳食纖維，主要有酸法、堿法和絮凝劑法等；三是膜分離法，通過改變膜的分子截留量來制備不同分子量的膳食纖維，避免了化學分離法的有機殘留；四是化學試劑和酶結合分離法，在采用化學處理的同時也應用各種酶去降解膳食纖維的雜質成分。
　　膳食纖維分離制備方法的研究，由于不同的加工方法對膳食纖維產(chǎn)品的理化性質和生理功能有明顯影響，如反復用水浸泡沖洗和頻繁的熱處理會明顯減少膳食纖維終產(chǎn)品的持水力和膨脹力，這樣不僅會惡化其工藝特性，而且會影響其生理功能的發(fā)揮。因此，采用較為溫和的工藝方法和高新技術提取分離膳食纖維是今后膳食纖維的研究方向之一。
　　由于水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維不同的生理功能，水溶性膳食纖維能更多地發(fā)揮其代謝作用，而許多膳食纖維中水溶性膳食纖維所占比例很少，因此國內(nèi)外對膳食纖維的改性作了一些工作，但報道不多，主要的方法是化學處理法和機械降解處理法，也有應用兩種手段同時處理以獲得較高含量的水溶性膳食纖維，膳食纖維的改性是膳食纖維研究趨勢的重點之一。膳食纖維資源的開發(fā)一方面是對現(xiàn)有的資源（如米糠、麥麩、豆渣、蘋果渣等）的進一步利用，另一方面是對未發(fā)掘的資源進行調(diào)查與開發(fā)也是膳食纖維研究趨勢之一。
　　
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