膳食纤维概述

《膳食纤维、益生元与菊粉健康知识汇编》

第一部分

膳食纤维

1-1 膳食纤维的基本概念

1-1-1 “膳食纤维”的名称由来

膳食纤维(dietary fiber ,DF)一词在1970年以前的营养学中尚不曾出现,当时只有“粗纤维”之说,用以描述不能被消化吸收的食物残渣,且仅包括部分纤维素与木质素。当时通常认为粗纤维对人体不具有营养作用,甚至吃多了还会影响人体对食物中营养素,尤其就是对微量元素的吸收,对身体不利,一直未被重视。

此后,通过一系列的调查研究,特别就是近来人们发现,并认识到那些不能被人体消化吸收的“非营养”物质,却与人体健康密切有关,而且在预防人体某些疾病如冠心病、糖尿病、结肠癌与便秘等方面起着重要作用,与此同时,也认识到“粗纤维”一词概念已不适用,因而将其废弃改称为膳食纤维。

1-1-2 膳食纤维的定义

我国《食品营养标签管理规范》指出:“膳食纤维就是指植物中天然存在的、提取的或合成的碳水化合物的聚合物,其聚合度DP ≥ 3、不能被人体小肠消化吸收、对人体有健康意义的物质。包括纤维素、半纤维素、果胶、菊粉及其她一些膳食纤维单体成分等。”

1-1-3 膳食纤维的分类

膳食纤维通常被认为就是一类不能被人体消化酶类消化,主要由可食性植物细胞壁残余物(纤维素、半纤维素、木质素等)及与之缔合的相关物质组成的化合物。依据其溶解度情况,可分为水溶性膳食纤维与不溶性膳食纤维两种。相比而言,水溶性膳食纤维因其具有良好的加工性能与更优的生理功能而被广泛应用(如菊粉)。

1-1-4 常见的膳食纤维

1-1-4-1 常见食物中的大麦、豆类、胡萝卜、柑橘、亚麻、燕麦与燕麦糠等食物都含有丰富的水溶性膳食纤维。水溶性膳食纤维可减缓消化速度与最快速排泄胆固醇,有助于调节免疫系统功能,促进体内有毒重金属的排出。所以可让血液中的血糖与胆固醇控制在最理想的水准之上,还可以帮助糖尿病患者改善胰岛素水平与三酸甘油脂。

1-1-4-2 菊粉就是最常见的水溶性膳食纤维补充剂,由于菊芋可生长种植于贫瘠土壤,不需要添施化肥,而且没有病虫害,不需要施农药;有的高科技企业如英纽林(北京)科技有限公司

就是采用纯物理方法提取菊粉工艺,生产过程无任何化学添加成分,就是天然的绿色有机膳食纤维,因而深受人们的好评。

1-1-4-3 非水溶性纤维包括纤维素、木质素与一些半纤维素以及来自食物中的小麦糠、玉米糠、芹菜、果皮与根茎蔬菜。非水溶性纤维可以预防便秘与憩室炎,同时可经由吸收(附)食物中有毒物质,并且减低消化道中细菌排出的毒素,起到降低患肠癌的风险的作用。

1-1-4-4 大多数植物都含有水溶性与非水溶性纤维,所以饮食均衡摄取水溶性与非水溶性纤维可以获得不同的益处。

1-1-5 膳食纤维的安全性

1-1-5-1 有报道说,纯的膳食纤维可能降低某些维生素与矿物质的吸收率,但实验的结果表明,影响很小。相反,膳食纤维能够延缓与减少重金属等有害物质的吸收,减少与预防有害化学物质对人体的毒害作用。。

1-1-5-2 过多的摄食膳食纤维会致腹部不适,如增加肠蠕动与增加产气量等,适当减量或数日后即可自动恢复正常。

1-1-5-3 目前我国国民从日常食物中摄取的膳食纤维量严重不足,只能达到8-12克/日,急需补充。由于膳食纤维来源于食品,归类为食品配料,所以有着与普通食品同样的安全性。

1-2 膳食纤维的特性

膳食纤维的化学组成特性,奠定了它的一些独特性质。概括地说,其特性主要包括以下方面。1-2-1 具有很高的吸水膨胀力与持水力

膳食纤维化学结构中含有很多亲水基团,因此具有很强的持水性。能吸收相当于自身质量数倍的水分,表现出较高的吸水膨胀力与持水力。

膳食纤维有膨胀力与持水力因其来源、测定方法与制备形式不同而有差异。

美国专利标准规定膳食纤维的膨胀力应达到17mg/g,持水力应达到23、5g/g;果胶、黏质物与半纤维素具有高的持水力;野菜膳食纤维的持水力比栽培蔬菜膳食纤维的持水力高。此外,膳食纤维持水力随膳食纤维颗粒减小而降低。

很多研究表明,膳食纤维的持水性可以增加人体排便的体积与速度,减轻直肠内压力,同时也减轻了泌尿系统的压力,从而缓解了诸如膀胱炎、膀胱结石与肾结石这类泌尿系统疾病的症状,并能使毒物迅速排出体外。

1-2-2 对阳离子有结合与交换能力

膳食纤维化学结构中包含一些羟基侧链基团,呈现一个弱酸性阳离子交换树脂的作用,可与阳离子,特别就是有机阳离子进行可逆的交换。纤维对阳离子的作用就是可逆性的交换,它不就是单纯结合而减少机体对离子的吸收,而就是改变离子的瞬间浓度,一般就是起稀释作用并延长它们的转换时间,从而对消化道的PH值、渗透压以及氧化还原电位产生影响,并出现一个更缓冲的环境以利于消化吸收。当然膳食纤维也因此必然影响到人体内某些矿物质元素的代谢。

阳离子交换能力高的膳食纤维可以提高粪便中胆汁酸排泄能力,改善胆汁酸的代谢,在小肠内延迟对脂类的吸收,具有降低血液中胆固醇的作用。膳食纤维的阳离子交换能力与膳食纤维的来源、种类、颗粒大小、成分及制备方法有关。J、A、Marlett等报道,碱液浸提纤维具有较高的阳离子交换能力,而酸浸提纤维的阳离子交换能力较低。

1-2-3 对有机化合物有吸附螯合作用

20世纪60年代开始的许多实验业已表明,由于膳食纤维表面带有很多活性基团可以螯合吸附胆固醇与胆汁酸之类有机分子,从而抑制了人体对它们的吸收,这就是膳食纤维能够影响体内胆固醇类物质代谢的重要原因。同时,膳食纤维还能吸附肠道内的有毒物质(内源性有毒物)、化学药品与有毒医药品(外源性有毒物)等,并促进它们排出体外。

膳食纤维具有吸附有机质与离子的能力,这就是它具有保香性的根本原因。膳食纤维能吸附油类、香气成分、致癌物等有机物质,因而赋予食品应有的香气、风味与防止致癌物通过肠道时被人体吸收,降低癌症发病率。此外,膳食纤维还能与Ca2+ 、Zn2+ 等阳离子结合,使Na+ 与K+ 交换,并吸附Na+ ,使之随粪便排出体外,降低因Na+ 摄入过量而引起的许多疾病(如心血管病等)的发病率。膳食纤维对矿物质离子的吸附作用,原因在于矿物质离子与膳食纤维形成水不溶性复合物所致。Jeltema对二十几种不同来源的膳食纤维与Ca2+ 的相互作用进行了研究,发现膳食纤维的化学组成与对Ca2+ 的吸附能力存在密切关系,膳食纤维对Ca2+ 的吸附量与各种来源的膳食纤维中的糖醛酸含量高度相关。

1-2-4 具有类似填充剂的容积作用

膳食纤维的体积较大,缚水之后的体积更大,对肠道产生容积作用,易引起饱腹感。同时,由于膳食纤维的存在,影响了机体对食物其她成分(可利用碳水化合物等)的消化吸收,人不易产生饥饿感。因此,膳食纤维对预防肥胖症大有益处。

1-2-5 可改变肠道系统中的微生物群系组成,不易被肠内细菌分解

肠系统中流动的肠液与寄生菌群对食物的蠕动与消化有重要作用。肠道内膳食纤维含量多时,会诱导出大量好氧菌群来代替原来存在的厌氧菌群,这些好氧菌很少产生致癌物,比较来说

厌氧菌产生较多的致癌性毒物。即使有这些毒物产生,也能快速地随膳食纤维排出体外,这就是膳食纤维能预防结肠癌的重要原因之一。

人体肠内细菌大多数不含分解纤维素的酶,因而膳食纤维不易被人体消化与吸收,但膳食纤维可被肠内部分细菌发酵,促进肠内有益菌繁殖,所以膳食纤维的净能量并不等于零。可溶性膳食纤维被发酵降解的程度与膳食纤维的结构与持水力有关。挪威AFBC食品研究机构认为:肠道细菌可分解部分甜菜纤维,从而使它可被机体吸收,其产生的能量约为等量碳水化合物的一半,这可能与其可溶性膳食纤维含量高有关。

1-3 膳食纤维的生理功能

膳食纤维虽然不能被人体消化吸收,但膳食纤维在体内具有重要的生理作用,就是维持人体健康必不可少的一类营养素。由于膳食纤维在预防人体胃肠道疾病与维护胃肠道健康方面功能突出,因而有“肠道清道夫”的美誉。

1-3-1 防止便秘

膳食纤维的吸水溶胀性能有利于增加食糜的体积,刺激胃肠道的蠕动,并软化粪便,防止便秘,促进排便与增加便次,起到一种导泄的作用,减少粪便在肠道中的停滞时间及粪便中有害物质与肠道的接触,保持肠道清洁,从而减少与预防胃肠道疾病。

1-3-2 预防高脂血症与高血压

血管硬化就是引起心脑血管疾病的直接原因;而高血脂与高血压就是导致血管硬化的诱因,膳食纤维能够抑制胆固醇的吸收,从而预防高脂血症与高血压。

美国哈佛大学医学院对膳食纤维与心脏病的关系进行了两次大型研究,结果表明,高纤维膳食的人群比低纤维膳食的人群患上心脏病的概率要小40% 。

具体来说,膳食纤维有两种主要途径来降低血液中的胆固醇:第一,由它促进产生的便意会加速食物中的胆固醇与甘油三酯等排出体外,这就减少了肠道对这些脂类的吸收;第二,膳食纤维还能同肠道中分泌的胆汁结合,而减少其中胆固醇的重吸收。

1-3-3 排毒作用

膳食纤维能够延缓与减少重金属等有害物质的吸收,减少与预防有害化学物质对人体的毒害作用。

1-3-4改善肠道微生态环境

膳食纤维可以改善肠道菌群,有利于某些营养素的合成。

1-3-5控制体重