膳食纖維

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膳食纖維(Dietary Fiber,DF)

　　膳食纖維是指不被人體消化的多糖類碳水化合物和木質素的總稱。根據其溶解性的不同，可分為水溶性膳食纖維(SDF)和水不溶性膳食纖維(IDF)兩大類。水溶性膳食纖維主要成分為植物細胞內的儲存物質和分泌物，另外還包括部分微生物多糖和合成多糖。其在結構上一般具有較多的分支，使其具有與人體腸道內有害物質結合的能力；同時，在腸道內能被部分有益微生物作為自身營養物而降解利用。水不溶性膳食纖維主要成分是纖維素、半纖維素、木質素、原果膠和殼聚糖等，其結構緊密，不能為腸道微生物所利用，其作用主要表現在促進腸道蠕動。

　　膳食纖維具有重要的生理功能，能有效減少和預防冠心病、糖尿病、高血壓、心腦血管病、肥胖症、心肌梗塞、動脈硬化、結腸炎、便秘及腸道癌等疾病的發生，稱為繼水、蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素之外的“第七大營養素” 。隨著人們膳食結構的改變和“文明病”的出現，膳食纖維的重要性逐漸被認識，20世紀80年代後期，在世界範圍內掀起了一股膳食纖維熱。西方發達國家已將其作為一門熱門的研究課題進行廣泛研究，並把許多研究成果應用到食品工業。

　　1.具有很高的持水力

　　膳食纖維化學結構中含有很多親水基因，因此具有很強的持水性，變化範圍大致在自身重量的1．5～2．5倍之間。

　　2.對有機化合物有吸附螯合作用

　　膳食纖維錶面帶有很多活性基因，可以螯合吸附膽固醇、膽汁酸之類有機分子及腸道內的有毒物質，從而抑制人體對它們的吸收，促進它們排出體外。

　　3.具有填充劑的容積作用

　　膳食纖維的體積較大，吸水之後的體積可增大15～25倍，對腸道產生容積作用，易引起飽腹感。

　　在早期，膳食纖維的提取方法主要有粗分離法、化學分析法、膜分離法及化學試劑和酶結合分離法 。隨著人們對膳食纖維的研究進展，膳食纖維的提取工藝不斷進步。當今的膳食纖維提取方法有熱水提法、化學法、酶法、Prosky法、酶化法、超聲波法、高壓蒸煮法、發酵法、酸鹼法和擠壓法等。現在的膳食纖維提取方法朝著工藝簡單、提取純度高、提取率高、投資少、污染少和耗能少等方向發展。

　　1.預防肥胖症

　　水溶性膳食纖維具有較高的吸水性，吸水後體積可膨脹增大幾十倍，對腸道產生容積作用，使人產生飽腹感，由此抑制食欲，導致進食量下降。同時，膳食纖維還可影響機體對食物中其它營養成分的消化吸收，避免營養過剩，從而預防肥胖症的發生。

　　2.預防痔瘡和便秘

　　水溶性膳食纖維能有效提高糞便的持水能力，使糞便保持一定的體積和水分，有利於增加糞便的排泄量；不溶性膳食纖維則能填充腸胃腔，刺激腸壁蠕動，促進糞便的排泄，減少有毒物質在腸胃道的停留時間。兩者雙管齊下，可達到預防痔瘡、便秘等疾病。

　　3.預防腸道疾病

　　膳食纖維在大腸內發酵後會產生大量短鏈脂肪酸，改善有益菌群的繁殖環境，促進雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的繁殖，抑制腐生菌生長。另一方面，這些短鏈脂肪酸還能抑制腫瘤細胞的生長增殖，誘導它們向正常的細胞轉化，控制致癌基因的表達，有效預防腸道疾病。

　　4.預防糖尿病

　　水溶性膳食纖維可在胃腸道中形成一種黏膜，使食物營養素的消化吸收進程減慢，延緩胃排空時間；水不溶性膳食纖維能吸附葡萄糖，減慢人體對葡萄糖的吸收速度，進餐後人體的血糖值不致急劇上升，有助於糖尿病患者控制癥狀。DF還能降低人體對胰島素的需求，提高人體耐糖的程度，有利於糖尿病的治療和康復。

　　5.降低膽固醇水平。預防心血管疾病

　　血清甘油三酯和高膽固醇是心血管疾病的誘因，膳食纖維具有降低膽固醇和血脂的作用。膳食纖維能夠吸收膽汁酸直接排出體外，而膽汁酸是膽固醇的代謝產物，為了消化腸內食物，肝臟只能靠吸收血液中的膽固醇代謝產生膽汁酸，來補充被膳食纖維吸附而排出體外的那部分膽汁酸，血液中膽固醇含量也因此而下降，從而預防心血管疾病。

　　6.防治高血壓

　　膳食纖維具有較強的吸附陽離子功能，如對Ca^{2 +} 、pb^{2 +} 、Zn^{2 +} 、Cu^{2 +} 等離子的吸附，能改變其瞬間濃度，起到稀釋作用，從而對消化道的pH值、滲透壓和氧化電位等產生影響，形成一個較理想的緩衝環境，緩解重金屬中毒。更重要的是，它還可以吸附腸道中的Na ⁺ 、K ⁺ ，促使Na ⁺ 、K ⁺ 。通過尿液和糞便大量排出體外，從而降低血液中的Na ⁺ ／K ⁺ 比，產生降壓作用。

　　1.在焙烤食品中的應用

　　在焙烤食品中加入膳食纖維，能改變製品的質構，提高其柔軟度和疏鬆度，可以保持水分或防止水分遷移來控制食品含水量的不利變化，延長產品的貨架期。以餅干為例，在餅干加入2．5％～3．0％的膳食纖維，其口感、風味均較好，且斷面結構均勻無色變，而且穩定性和起酥性均得到提高。

　　2.在主食食品中的應用

　　在饅頭、掛麵等主食中加入膳食纖維，能使產品口感良好，麵筋的韌性增加，強度增強。在我國的主食饅頭中添加3％～6％的膳食纖維，可強化饅頭麵筋，出籠饅頭口感良好，有特殊纖維香；米飯中添加3％ ～6％膳食纖維，米飯有蓬鬆清香的良好口感；麵條中加膳食纖維，煮熟後其強度增加，韌性良好，耐煮耐泡，比單用麵粉製作的麵條更為爽口。

　　3.在油炸食品中的應用

　　由於油炸食品中油脂含量比較高，而且易氧化腐敗，而膳食纖維具有抗氧化作用，添加後可明顯延長其保存期。如將3％膳食纖維加入到丸子配方中，油炸成丸子或油條；豆渣膳食纖維添加到油炸食品中，可以得到油炸膳食纖維點心等。

　　4.在餡料、湯料食品中的應用

　　將膳食纖維與肉類混合製成餡料，不僅可增強麵食製品的外觀品質，而且會使產品具有豐厚、潤滑的口感，是理想的模仿脂肪感官特征的脂肪代用品。Garcia研究表明當在脂肪質量分數為10％的發酵香腸中添加1．5％的桃子、蘋果、柑橘等水果類纖維，尤其是柑橘纖維時，發酵香腸的感官性質和高脂肪產品最為接近；在普通湯料中加入1％的膳食纖維可以起到增稠作用，從而改變湯類食品的外觀。

　　5.在飲料製品中的應用

　　在飲料製品中加入膳食纖維，不僅可以補充飲料中所含有的營養素，還可以增加飲料的固形物含量，明顯提高食品的穩定性、分散性、防止結塊，以及改善及豐富口感。

　　6.在乳製品中的應用

　　在乳製品中加入膳食纖維，使乳製品的營養價值進一步提高，消費人群的範圍也進一步擴大。印伯星等人倒以水溶性膳食纖維及低聚木糖為功能因數，生產保健酸奶。試驗證明，膳食纖維添加量為1．5％，低聚木糖添加量為0．3％，白砂糖6．0％，複合穩定劑0．6％，並採用微波殺菌技術，製成的膳食纖維保健酸奶據有營養和保健雙重功效。

　　7.在其他食品中的應用

　　除上述應用，膳食纖維還可用於膨化食品、糖果、肉脯、調味料品等食品。目前隨著人們對環境保護和農副產品綜合利用的日益重視，利用各種農產品加工副產物研究和開發具有特殊功能的新型膳食纖維也取得了很大進展，如利用馬鈴薯渣、茭白殼、豆渣、米糠、甘蔗渣、玉米秸芯、蘋果渣、梨渣和香菇柄等，將其進一步開發製成多種保健食品。

　　目前，人們的飲食中嚴重缺乏膳食纖維，膳食纖維的研究與應用必然會成為功能性食品的研究熱點之一。膳食纖維的研究發展趨勢：

　　(1)加強對現有膳食纖維資源的高度利用，同時加大力度開發新的膳食纖維資源。

　　(2)深化膳食纖維的生理功能和理化性質研究。

　　(3)改進生產工藝和生產技術，生產出符合國際市場標準的膳食纖維保健食品。

　　膳食纖維是人體健康必不可少的一類重要營養素，其資源豐富，價格低廉，因此有著廣泛的應用前景。