膳食纤维的功能及其产品开发 |
| 发布时间：2005-08-11 |
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膳食纤维是人体内不被小肠消化吸收，但能在大肠被发酵的可食用植物性成分、碳水化合物及相类似物质的总称，被誉为第七大营养素，是21世纪功能性食品时代的健康食材，膳食纤维的开发令国际注目，应用也越来越广泛深入。
一、膳食纤维的分类
根据溶解性不同，膳食纤维分为水溶性和不溶性膳食纤维两大类，按理化特性和生理功能分为不溶性纤维、可溶性纤维、不消化低聚糖和抗性淀粉类。
不溶性纤维是一种高分子细胞壁的组成部分，能与蛋白质形成聚合物，如不溶性膳食纤维素与半纤维素，特别是谷物中不溶性的戊聚糖和不溶性的β-1,3和1,4葡聚糖及果蔬中的不溶性原果胶和果胶、不溶性揉质和不溶性植酸。一些植物中含有多聚糖、戊糖和（木聚糖、阿拉伯聚糖）和葡萄糖等结构，如半乳聚糖、甘露聚糖等。这些糖类可被微生物降解，并可在结肠和大肠中被部分发酵，而不溶性纤维中的木质素、细胞壁蜡质等不能被发酵。
可溶性纤维包括大部分能与乙醇发生沉淀的高分子低聚糖及不能与乙醇发生沉淀的分子低聚糖和多支链分子（如阿拉伯聚糖），高分子低聚糖包括戊聚糖、β-1,3和1,4葡聚糖及可溶性原果胶和果胶、不消化性低聚糖等。
抗性淀粉是膳食纤维中的特殊类，在小肠中会产生几种水解形式作为发酵基质进入大肠，在发酵时会产生防肠癌的丁酸，对人体健康也有重要意义。
二、膳食纤维的特性及生理功能
1.高保水力与高膨胀性及功能：膳食纤维结构中有很多亲水性基因，有很强的吸水性、高保水性、高膨胀性。可增加粪便体积及排便速度，减轻直肠内及泌尿系统压力、缓解膀胱炎膀胱结石，肾结石等泌尿系统疾病症状，并能使毒素迅速排出体外，防便秘、防直肠癌。膳食纤维的高保水力与高膨胀性能延缓胃排空，使人胃部产生饱食感减少食物摄入量，有利防肥胖与减肥。
2.吸附熬合作用及功能：膳食纤维表面有很多活性基因，可以熬合吸附胆固醇、胆汁酸等有机分子，抑制总胆固醇浓度升高，降低人胆固醇及盐类的合成与吸收，降低人血清及肝脏中的胆固醇，从而能防止冠状动脉硬化及预防心血管疾病。机理之一是胆汁酸是胆固醇的代谢产物，为了补充被纤维吸附而排出体外的那部分胆汁酸，就需要有更多的胆固醇代谢，体内胆固醇含量因而显著下降，在增加膳食纤维摄入同时还能增加机体对脂肪的吸收，也能降低体内胆固醇。由于膳食纤维可以吸附胆汁酸排出体外，使人体能减少胆汁酸吸收量，改变食物消化速度和消化道激素的分泌量，可预防胆结石。膳食纤维还能吸附肠毒素、化学毒素并促使其排出体外。
3.调整肠道微生物群功能：膳食纤维可被大肠内有益菌发酵成乙酸、乳酸等有机酸，降低肠道PH，促进肠内有益菌双歧杆菌生长，防止肠道黏膜萎缩，维持肠道微生物平衡与健康。发酵产生的有机酸能加快食物在胃肠的蠕动与消化 ，促进粪便排泄，防止肠内有毒物刺激肠壁及毒素的过长停留，防止结肠癌。因纤维素的通便作用，有益于肠道内压下降，可预防便秘及由长期便秘引起的痔疮及下肢静脉曲张，肠内细菌代谢产物及由胆汁酸转换成的致癌物脱氧胆汁酸和变异源物质也随纤维排出体外，缩短毒物与肠黏膜接触时间，起预防肠癌作用。
4其他功能:可溶性食物纤维有黏性，对食物黏度有很大影响。由于黏度增加，肠内容物与肠黏膜接触减少，从而延缓吸收速度，能使糖尿病人进食后血糖含量变得平稳，促进胰腺排出胰岛素，有利于糖的供应与代谢。增加食物中的膳食纤维，可以改善末梢组织对胰岛素的感受性，达到调节与控制糖尿病者血糖水平。上述纤维素可非常有效地降低血清中的低密度胆固醇，增加高密度胆固醇，能有效防治糖尿病人并发高血脂、心血管病。据法国报导，膳食纤维还可抗乳腺癌、十二指肠溃疡、溃疡性结肠炎等疾病。
三、膳食纤维的开发
1.黑麦膳食纤维:黑麦含有很高的可溶性纤维，其中约2-3~3-4为戊聚糖（阿拉伯木聚糖）。黑麦还含有2%的果聚糖，高于其他谷物中的果聚糖。可溶性黑麦纤维是一种纯天然的分离物，还含低分子碳水化合物单糖、二糖、水溶性VB族、水溶性的矿物质及多酚、植物雌激素、鞣质、蛋白质。食用后可降低血糖、降低胆固醇。可用于强化烘焙食品，制面包使含水提高、松软、体积增大，作饲料添加剂可降低猪肉的胆固醇含量。
2.燕麦膳食纤维:燕麦含10.5%的膳食纤维，其中水溶性组分较多，约为40%（β-葡聚糖等），有较高的膨胀力，具有黏性，可阻碍淀粉、蛋白质等消化吸收、降低血糖、胆固醇、防血管硬化及保持血液循环通畅等功效。用于焙烤食品中，可改善食品质地、口感、水分。
美国的燕麦纤维由燕麦加工，品种多。有高级燕麦纤维，可使焙烤制品增大面团强度与体积，高持水性，不受冷冻及高温影响；还有Snowite燕麦纤维，口感、吸水性、焙烤性、加工稳定性长、货架寿命长，能阻止焙烤制品贮存中老化；β-葡聚糖含量高、总膳食纤维量高达35%的燕麦纤维等。
3.麸皮膳食纤维：麸皮纤维以小麦麸皮中制取。据测定含果胶类物质4%、纤维素35%，纤维素18%，木质素13%，蛋白质≤8%，脂肪≤5%，矿物质≤2%，植酸≤0.5，总膳食纤维含量80%以上，持水力67%，对20度水的膨胀力4.7ml/g,并能保持17小时不变，产品为0.2-2mm颗粒，可作食疗纤维制品直接口服，还能与酸奶、面包等食品一起食用及粉碎成粉状作食品添加剂。添加在面包、饼干、面类、糕点和谷物食品等中做品质改良剂及膳食纤维强化剂。
4.麦芽谷物膳食纤维:美国益公司利用三种谷物（啤酒大麦、大米、玉米）混合物的发酵残渣为原料，经热水冲洗除去残留淀粉、再脱水、干燥、粉碎后得到价值高的麦芽谷物纤维。含有42%-48%的膳食纤维、22%蛋白质、8%脂肪（以亚油酸为主），4%水分，还富含钙、磷、钾、镁、铁等矿物元素，具有明显的麦芽芳香风味和温和的谷物焙烤香味，能提高焙烤食品的特有香味，减少甜味剂用量（该产品有甜味），添加食品中不仅能提高膳食纤维含量，又能增加蛋白质与矿物元素含量。
5.大麦膳食纤维:大麦富含膳食纤维，主要在皮层中。含纤维素、半纤维素、麦胶物质（β－葡聚糖）、戊聚糖。
大麦发芽制备麦汁后的麦糟可生产大麦膳食纤维。美国碾磨酿造公司生产的大麦纤维粉含35％～65％的纤维（主要是不溶性纤维）和18％～35％的蛋白质。它用作食品添加剂，添加在焙烤食品中可产生良好的温度效应，赋予食品香味，强化食物纤维。
6.米糠膳食纤维:精米加工主要副产品米糠中富含膳食纤维，还富含丰富的油脂、VB2、VE、铁等营养，具有非常高的持水能力、自然甜味和轻微的坚果味。可添加到面包、汉堡包、谷物制品、饼干、甜鲜饼及快餐食品中，降胆固醇效果比麦麸高2倍多。
7.大豆膳食纤维:大豆中不仅含丰富的蛋白质，还含4倍于燕麦中含量的膳食纤维，主要存在于豆皮中，含量为干物质的77％，是构成豆渣的主要成分，大豆膳食纤维组成中，有葡聚糖、阿拉伯糖、半乳糖和糖醛酸的聚合物，其持水力为自身重量的7倍。美国蛋白质技术国际公司生产的大豆纤维含有75％的膳食纤维，广用于焙烤制品、草莓饮料、果汁、热可口、番茄酱、面条、调味料、干汤料、谷物制品、快餐小吃中。
8.豆渣膳食纤维:豆渣是很好的膳食纤维,含水溶性纤维有良好的乳化性与增稠性，可提高食品的持水性、保形性。产品含膳食纤维可达60％以上，蛋白质17.6％，持水力7倍，膨胀力（20℃水）7ml／g并保持24小时，作食品添加剂强化食物纤维与蛋白质，可作点心、膨化小食品、面包、糕点、馅芯等食品配料用。
9.苹果渣膳食纤维:美国利用苹果榨汁后的苹果渣加工成高果胶、高保水性的苹果纤维粉。苹果渣膳食纤维是将苹果渣经超微粉碎、干燥而成，可按产品需要加工成不同目数。苹果纤维粉为淡褐色，具有柔和的苹果香风味，为高质量可溶性膳食纤维，含水5.5％，总膳食纤维42.85％（其中11.13％可溶，31.72％不溶），粗纤维17.1％，总果胶19％（6.3％可溶，12.7％不溶），可加入到番茄调味酱、实心面调味料、面包及馅饼的裱面料中，可增加稠度，改善涂抹性，减少番茄固形物而不改善风味，能强化甜味，并形成满意的浆状结构。
10．葡萄渣膳食纤维：俄罗斯利用葡萄汁加工或酿造葡萄酒后的产物葡萄渣提取食用纤维。产品含多聚糖、木质素、含氮物质，性能接近于小麦麦麸食用纤维，可广泛应用于饮料与糕点生产。
11．柑橘皮膳食纤维：以新鲜柑橘皮为原料，采用酒精凝析法可制取膳食纤维。
12：甜菜渣膳食纤维：甜菜制糖后的渣中含纤维素80％，主要成分是纤维素（20％），半纤维素（25％）、果胶（25％）及少量蛋白质、木质素、灰分，可提取食用纤维作食品添加剂应用。
13：酱渣膳食纤维：日本熊本县工业技术中心利用酱油酿造后的酱渣提取食物纤维，产品为白色粉末，含食物纤维80％。每吨酱渣可得200公斤食物纤维，可用于各种食品，保健食品、饮料等加工中。
14．NATA可食性生物纤维：菲律宾、我国海南先后开发出以椰子汁为原料，按微生物木醋糖菌（Axgllnum）木醋酸菌发酵，形成菌体，内菌体细胞分泌代谢产物形成生物纤维素的技术，称之为NATA生物纤维，为各种规格的颗粒状纤维果肉。NATA纤维主要特性为超纯（100％）纤维素，超细（纳米级）、超强、高吸水率（1:50以上），高化学衍生活性。它不含木质素、半纤维素，可作食物食用，不被消化吸收，却能最大限度协助胃肠蠕动，有防便秘、清肠胃、排毒、降低胆固醇、减肥等功效，可作人造肉、人造鱼、香肠、火腿肠中等食品成型剂、增稠剂、分散剂。冰淇淋中的抗熔化剂、口感改善剂、肠衣等食品的骨架等，NATA为优秀的膳食纤维，前景看好。
( 中国保健食品网 )
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