膳食纤维
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膳食纤维(Dietary Fiber,DF)
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什么是膳食纤维[1]
膳食纤维是指不被人体消化的多糖类碳水化合物和木质素的总称。根据其溶解性的不同，可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成分为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。其在结构上一般具有较多的分支，使其具有与人体肠道内有害物质结合的能力；同时，在肠道内能被部分有益微生物作为自身营养物而降解利用。水不溶性膳食纤维主要成分是纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和壳聚糖等，其结构紧密，不能为肠道微生物所利用，其作用主要表现在促进肠道蠕动。
膳食纤维具有重要的生理功能，能有效减少和预防冠心病、糖尿病、高血压、心脑血管病、肥胖症、心肌梗塞、动脉硬化、结肠炎、便秘及肠道癌等疾病的发生，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” 。随着人们膳食结构的改变和“文明病”的出现，膳食纤维的重要性逐渐被认识，20世纪80年代后期，在世界范围内掀起了一股膳食纤维热。西方发达国家已将其作为一门热门的研究课题进行广泛研究，并把许多研究成果应用到食品工业。
膳食纤维的特性[2]
1.具有很高的持水力
膳食纤维化学结构中含有很多亲水基因，因此具有很强的持水性，变化范围大致在自身重量的1．5～2．5倍之间。
2.对有机化合物有吸附螯合作用
膳食纤维表面带有很多活性基因，可以螯合吸附胆固醇、胆汁酸之类有机分子及肠道内的有毒物质，从而抑制人体对它们的吸收，促进它们排出体外。
3.具有填充剂的容积作用
膳食纤维的体积较大，吸水之后的体积可增大15～25倍，对肠道产生容积作用，易引起饱腹感。
膳食纤维的提取工艺[2]
在早期，膳食纤维的提取方法主要有粗分离法、化学分析法、膜分离法及化学试剂和酶结合分离法 。随着人们对膳食纤维的研究进展，膳食纤维的提取工艺不断进步。当今的膳食纤维提取方法有热水提法、化学法、酶法、Prosky法、酶化法、超声波法、高压蒸煮法、发酵法、酸碱法和挤压法等。现在的膳食纤维提取方法朝着工艺简单、提取纯度高、提取率高、投资少、污染少和耗能少等方向发展。
膳食纤维的保健功能[3]
1.预防肥胖症
水溶性膳食纤维具有较高的吸水性，吸水后体积可膨胀增大几十倍，对肠道产生容积作用，使人产生饱腹感，由此抑制食欲，导致进食量下降。同时，膳食纤维还可影响机体对食物中其它营养成分的消化吸收，避免营养过剩，从而预防肥胖症的发生。
2.预防痔疮和便秘
水溶性膳食纤维能有效提高粪便的持水能力，使粪便保持一定的体积和水分，有利于增加粪便的排泄量；不溶性膳食纤维则能填充肠胃腔，刺激肠壁蠕动，促进粪便的排泄，减少有毒物质在肠胃道的停留时间。两者双管齐下，可达到预防痔疮、便秘等疾病。
3.预防肠道疾病
膳食纤维在大肠内发酵后会产生大量短链脂肪酸，改善有益菌群的繁殖环境，促进双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的繁殖，抑制腐生菌生长。另一方面，这些短链脂肪酸还能抑制肿瘤细胞的生长增殖，诱导它们向正常的细胞转化，控制致癌基因的表达，有效预防肠道疾病。
4.预防糖尿病
水溶性膳食纤维可在胃肠道中形成一种黏膜，使食物营养素的消化吸收进程减慢，延缓胃排空时间；水不溶性膳食纤维能吸附葡萄糖，减慢人体对葡萄糖的吸收速度，进餐后人体的血糖值不致急剧上升，有助于糖尿病患者控制症状。DF还能降低人体对胰岛素的需求，提高人体耐糖的程度，有利于糖尿病的治疗和康复。
5.降低胆固醇水平。预防心血管疾病
血清甘油三酯和高胆固醇是心血管疾病的诱因，膳食纤维具有降低胆固醇和血脂的作用。膳食纤维能够吸收胆汁酸直接排出体外，而胆汁酸是胆固醇的代谢产物，为了消化肠内食物，肝脏只能靠吸收血液中的胆固醇代谢产生胆汁酸，来补充被膳食纤维吸附而排出体外的那部分胆汁酸，血液中胆固醇含量也因此而下降，从而预防心血管疾病。
6.防治高血压
膳食纤维具有较强的吸附阳离子功能，如对Ca2 + 、pb2 + 、Zn2 + 、Cu2 + 等离子的吸附，能改变其瞬间浓度，起到稀释作用，从而对消化道的pH值、渗透压和氧化电位等产生影响，形成一个较理想的缓冲环境，缓解重金属中毒。更重要的是，它还可以吸附肠道中的Na + 、K + ，促使Na + 、K + 。通过尿液和粪便大量排出体外，从而降低血液中的Na + ／K + 比，产生降压作用。
膳食纤维的应用特性和发展前景[1]
1.在焙烤食品中的应用
在焙烤食品中加入膳食纤维，能改变制品的质构，提高其柔软度和疏松度，可以保持水分或防止水分迁移来控制食品含水量的不利变化，延长产品的货架期。以饼干为例，在饼干加入2．5％～3．0％的膳食纤维，其口感、风味均较好，且断面结构均匀无色变，而且稳定性和起酥性均得到提高。
2.在主食食品中的应用
在馒头、挂面等主食中加入膳食纤维，能使产品口感良好，面筋的韧性增加，强度增强。在我国的主食馒头中添加3％～6％的膳食纤维，可强化馒头面筋，出笼馒头口感良好，有特殊纤维香；米饭中添加3％ ～6％膳食纤维，米饭有蓬松清香的良好口感；面条中加膳食纤维，煮熟后其强度增加，韧性良好，耐煮耐泡，比单用面粉制作的面条更为爽口。
3.在油炸食品中的应用
由于油炸食品中油脂含量比较高，而且易氧化腐败，而膳食纤维具有抗氧化作用，添加后可明显延长其保存期。如将3％膳食纤维加入到丸子配方中，油炸成丸子或油条；豆渣膳食纤维添加到油炸食品中，可以得到油炸膳食纤维点心等。
4.在馅料、汤料食品中的应用
将膳食纤维与肉类混合制成馅料，不仅可增强面食制品的外观品质，而且会使产品具有丰厚、润滑的口感，是理想的模仿脂肪感官特征的脂肪代用品。Garcia研究表明当在脂肪质量分数为10％的发酵香肠中添加1．5％的桃子、苹果、柑橘等水果类纤维，尤其是柑橘纤维时，发酵香肠的感官性质和高脂肪产品最为接近；在普通汤料中加入1％的膳食纤维可以起到增稠作用，从而改变汤类食品的外观。
5.在饮料制品中的应用
在饮料制品中加入膳食纤维，不仅可以补充饮料中所含有的营养素，还可以增加饮料的固形物含量，明显提高食品的稳定性、分散性、防止结块，以及改善及丰富口感。
6.在乳制品中的应用
在乳制品中加入膳食纤维，使乳制品的营养价值进一步提高，消费人群的范围也进一步扩大。印伯星等人倒以水溶性膳食纤维及低聚木糖为功能因子，生产保健酸奶。试验证明，膳食纤维添加量为1．5％，低聚木糖添加量为0．3％，白砂糖6．0％，复合稳定剂0．6％，并采用微波杀菌技术，制成的膳食纤维保健酸奶据有营养和保健双重功效。
7.在其他食品中的应用
除上述应用，膳食纤维还可用于膨化食品、糖果、肉脯、调味料品等食品。目前随着人们对环境保护和农副产品综合利用的日益重视，利用各种农产品加工副产物研究和开发具有特殊功能的新型膳食纤维也取得了很大进展，如利用马铃薯渣、茭白壳、豆渣、米糠、甘蔗渣、玉米秸芯、苹果渣、梨渣和香菇柄等，将其进一步开发制成多种保健食品。
目前，人们的饮食中严重缺乏膳食纤维，膳食纤维的研究与应用必然会成为功能性食品的研究热点之一。膳食纤维的研究发展趋势：
(1)加强对现有膳食纤维资源的高度利用，同时加大力度开发新的膳食纤维资源。
(2)深化膳食纤维的生理功能和理化性质研究。
(3)改进生产工艺和生产技术，生产出符合国际市场标准的膳食纤维保健食品。
膳食纤维是人体健康必不可少的一类重要营养素，其资源丰富，价格低廉，因此有着广泛的应用前景。
