食品营养学研究进展

2021年2月27日发(作者：梁碧华)

食品营养学研究进展

题目：膳食纤维的生理功能及其在食品开发中的应用

日期：
2016
年
12
月
30
号


摘要

膳食纤维特殊的理化性质和生理功能使它在生理代谢过程和预防疾病 等方
面扮演重要的角色。
要保障人体健康，
需要适量摄入膳食纤维。
本文综述 了膳食
纤维的定义，
膳食纤维的分类及其生理功能，
并且简单介绍了目前国内外膳食纤
维的提取方法以及膳食纤维在食品开发中的应用。

Abstract

The
special
physical
and
chemical
properties
and
physiological
functions of dietary fiber make it
play an
important role in
the process
of
physiological
metabolism
and
disease
prevention.
To
protect
the
health
of
the
human
body,
the
need
for
adequate
intake
of
dietary
fiber.
In
this
paper,
the
definition
of
dietary
fiber,
the
classification
and
physiological
function
of
dietary
fiber
were
reviewed,
and
the
extraction
methods of dietary fiber and the application of dietary fiber in food
development were introduced.

关键字：
膳食纤维

生理功能

应用

前景

随着人们生活水平的提高，
对食品的要求越来越精细，
所摄入 的食物中，
粗
纤维的含量越来越少，现代“文明病”诸如便秘、肥胖症、动脉硬化、心脑血管< br>疾病、
糖尿病等，
严重地威胁着现代人的身体健康，
在人们的食物中补充膳食纤
维已成为当务之急。膳食纤维被公认为是蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、
矿物质和水之后 的第七大营养素。因此膳食纤维是健康饮食不可缺少的。此外，
膳食纤维作为一种极其重要的食品成分，
也已经成为功能性食品领域研究的热门
课题。



一，膳食纤维的定义及分类

1.1
膳食纤维的定义

膳食 纤维是一般不易被消化的食物营养素，含纤维素、木质素、半纤维素、
树脂、
果胶等。
国际食品法典委员会
(CAC)
将膳食纤维具有的特征归纳为
:
降低通
过时间和增加粪便量
;
促进结肠发酵作用
;
降低血总胆固醇或
LD L
胆固醇水平，
降
低餐后血糖或胰岛素水平。
当前关于膳食纤维的定义相对权 威的一个概念是美国
谷物化学学会
(AACC)
成立的膳食纤维专门委员会提出的[1]
，
他们从生理学角度出
发，
将其定义为在小肠中不能被消化吸收，
而在大肠中可部分或全部发酵的可食
的植物成分、碳水化合物和类似物质的总和，包括多糖、寡 糖、纤维素、半纤维
素、果胶、树胶、蜡质、木质素等，此定义明确规定了膳食纤维的范畴，是可食的植物成分，而非动物成分。

1.2
膳食纤维的分类

膳食纤 维的分类方法很多。
根据其在热水或温水中溶解性的不同，
分为可溶
性膳食纤维
SDF
和不可溶性膳食纤维
IDF
。按照来源分为植物源、动物源、海藻
源 、
微生物多糖类和合成糖。
我国营养学会将其分为总的膳食纤维、
可溶性膳食
纤维和水溶性膳食纤维、
非淀粉多糖
[2]
。
SDF
主要指植物细胞 壁内存物和分泌物，
也包括微生物分解的多糖和合成多糖，
既能溶解于水，
又能吸水膨 胀，
并能被大
肠中微生物降解，
常存在于植物的细胞液和细胞间质中，
主要成 分为胶类和糖类，
能够在小肠内消化吸收。
它可在水中稳定分散，
在肠道内结合水、< br>吸收矿物质阳
离子
[2]
。
IDF
主要指纤维素、
半 纤维素和木质素等，
几乎能在小肠内吸收和代谢。
并且它具有预防肥胖、结肠癌、高血压、心脏 病和动脉硬化等生理功能，主要在
乳制品、保健品、肉制品等产业中应用较为广泛。



二，膳食纤维的生理功能

膳食纤维作为一种特殊的营养素，
对人 体的功能是不容忽视的。
它含有独特
的生物活性物质混合物，包括抗性淀粉、维生素、矿物质、 植物化学物质和抗氧
化成分。
近年来，
随着大量学者对膳食纤维研究的逐渐深入，膳食纤维对人体健
康的重要功能也逐渐被人们所熟知。
例如膳食纤维具有很高的持水性，< br>对阳离子
有结合和交换能力，
对有机化合物有吸附鳌合作用，
可改变肠道系统中 的微生物
菌系组成和提高免疫能力等
[3]
。
膳食纤维具有调节人体对脂肪等 营养物质吸收的
功能，
对人体营养平衡具有重要意义。
经常补充膳食纤维，
不 仅能保持健康的体
质，
还能有效预防冠心病、
糖尿病等多种疾病。
具体来说膳 食纤维的生理功能主
要包括
:

2.1
膳食纤维可以降低血脂

[4]
流行病学研究表明，可溶性膳 食纤维与高脂血症预防密切相关
。玉米皮、
米糠、麦鼓和燕麦鼓，糖用甜菜纤维、番石榴，等天 然膳食纤维己被证实在动物
实验中具有降血脂，
减轻高脂血并发症的能力。
可溶性膳食 纤维还能通过调控基
因表达参与抗高脂血症，
如可溶性膳食纤维能影响脂质相关代谢基因表达等 。
膳
食纤维能使血清中胆固醇、
甘油三酯、
低密度脂蛋白水平降低，
高密度脂蛋白水
平升高。
其主要机制为通过减少膳食中胆固醇的吸收、
影响机体中胆固 醇的代谢、
促进胆固醇的排泄等降低血浆中胆固醇水平
[3]
。
通过增加食物 在肠道内的过渡时
间、
延缓胃排空、
减缓或降低脂肪的吸收等机制降低血浆中甘油三酯 水平。
食物
中某些物质能与膳食纤维相互作用，
互相影响吸收或生理功能。
膳 食纤维能针对
高血脂这个高危因素，
通过一系列机制降血脂，
有助于预防高脂血症、< br>心血管疾
病、脑血管意外等的发病。



2.2
膳食纤维对血糖方面的影响

在降低血糖方面，
可溶性膳食纤 维粘稠吸水膨胀形成的粘液在胃中形成胶基
层，在肠内阻碍消化酶与食物的接触，减缓小肠收缩，影响葡 萄糖的吸收，降低
肠液葡萄糖的有效浓度，
影响淀粉酶对淀粉的降解作用，
降低肠液中 葡萄糖的释
放速度，
改善末梢组织对胰岛素的感受性，
降低机体对胰岛素的作用，使葡萄糖
的吸收率下降
.
可截留消化酶
[5]
，抑制碳水化合物 的消化，阻止葡萄糖的扩散，
防止餐后血糖的快速上升。膳食纤维还可减少碳水化合物在小肠中和肠壁的 接
触，改变末梢组织对胰岛素的感受性。

2.3
膳食纤维可以改善肠道菌群

肠道不仅是人体消化的重要场所，
同时也是人体不可或缺的免疫器官，
维持
着正常的免疫防御功能。而肠道微生物则是人体的重 要“微生物器官”，与人体
的免疫、
营养代谢及诸多生理功能息息相关。
近年许多研究 表明，
人体肠道中存
在大量细菌，
既包括有益菌群，
也生活着有害菌群。正因为有害菌会产生大量毒
素，抑制有益菌的生长，破坏肠道微生态平衡
[7]
。 所以人体肠道有害菌和有益菌
的平衡对健康极为关键，
人体所摄入的食物纤维大部分不能被消化 而被送入大肠
中，食物纤维的吸附性、保水性、离子交换作用以及凝胶的形成等影响
[6]，结肠
内的一些有益菌将膳食纤维降解产生短链脂肪酸，
尤其是产生丁酸，
降低肠 道内
的
pH
值，肠内的腐生菌易在高
pH
值环境中生长
.< br>从而抑制了腐生菌的生长，加
上肠道内的细菌产生的消化酶将其分解可产生少量的泛酸对肠道菌群 的数量和
种类都具有一定的调节作用，
为人体的健康提供了可靠的保证。
一般来说，< br>每日
摄入足量的膳食纤维会使肠道内的双歧杆菌数量大大增加，
有助于
B
族维生素和
其它维生素的合成。膳食纤维在促进肠道有益菌增殖的同时还可以抑制有害菌，
使 人体肠道菌群的种类和数量维持在正常水平，
避免因肠道菌群比例的破坏而导

致胃肠蠕动缓慢，
引起便秘及有害菌产生有害物质危害人体健康。
进食膳食纤维
后 ，双歧杆菌可以在大肠内迅速繁殖，抑制腐生细菌生长。

2.4
膳食纤维可以提高机体免疫力

有研究报道提到
[7]
，从香菇、金针菇、灵芝、蘑和获菩等食用真菌提取的膳
食纤维中的多糖组分可以增加巨噬细胞的数量 ，
刺激抗体的产生，
达到提高人体
免疫能力的生理功能。
果胶摄入后，
肠内蛋白的合成明显高于对照组。
也有人认
为果胶的摄入降低了婴儿的食物量和生长速度。< br>此外，
膳食纤维还是脂类合成和
细胞膜合成所需的乙酞辅酶
A
的主要来 源，以及维持细胞膜完整性必需的物质。
在膳食中加入膳食纤维，可以很好地改善术后病人的营养，提高 机体免疫力。

2.5
膳食纤维有预防癌症的作用

膳食纤维不仅有 以上功能，
它还可以预防癌症，
最主要的是预防结肠癌和乳
腺癌。在预防结肠癌方面， 膳食纤维发酵产生短链脂肪酸，可降低肠道
pH
，抑
制腐生菌的生长，也减少了致癌物 的产生
;
膳食纤维增加食团的含水量，稀释了
可能存在的一些对人体有害物质，
降低了致癌因子的浓度，
同时，
膳食纤维还有
助于降低结肠内参与生成致癌物质的酶 活力，使肠道内致癌物质的产生量减少
;
它又能吸附一些有害的重金属使之一起排出体外
;
膳食纤维能促进肠蠕动，增加
粪便体积，从而减少致癌物与结肠接触机会。有研究表明，膳 食纤维对
Pb,
Cd,
Hg
和高浓度的
Zn, Cu
等 重金属都具有清除的功能
[8]
。减少次生胆汁酸的产生，
胆汁中的胆酸和鹅胆酸可被 细菌代谢为次生胆汁酸和脱氧胆酸，
这两者都是致癌
剂和致突变剂。
膳食纤维束缚胆酸 和次生胆汁酸，
将其排出体外。
还可以产生丁
酸抑制肿瘤细胞的生长增殖，
诱 导肿瘤细胞向正常细胞转化，
并控制致癌基因的
表达。其预防乳腺癌的机制是
:
雌激素作为乳腺癌发生的可确定因素
[7]
，在乳癌