32迟来的营养素--膳食纤维简介

迟来的营养素——膳食纤维的简介小组成员：陈海燕佘秋洁王雨嘉杨芳膳食纤维的定义，分类膳食纤维的成分特性膳食纤维与营养学定义1999年7月26日，IFT年会就此问题在芝加哥举行了专门的论坛；同年11月2日，在第84届AACC年会上举行专门会议对膳食纤维定义进行了讨论，昀后确定定义如下：膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收，而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。膳食纤维具有润肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂等一种或多种生理功能。分类总膳食纤维（TDF）：包括所有的组份在内如非淀粉多糖、木质素、抗性淀粉（包括回生淀粉和改性淀粉）以及美拉德反应产物等。可溶性膳食纤维（SDF）：包括果胶等亲水胶体物质和部分半纤维素。不可溶膳食纤维（IDF）：包括纤维素、木质素和部分半纤维素。非淀粉多糖：食物样品中除去淀粉后，残渣用酸水解成中性糖，然后用气相色谱（GLC）或高效液相色谱（HPLC）定量检测其总和，即为非淀粉多糖，或用酶解方法检测，包括纤维素、半纤维素、果胶及可溶性非纤维素的多糖。膳食纤维的成分特性纤维素（Cellulose）半纤维素（Hemicellulose）果胶（Pectin）阿拉伯胶（Gum）木质素（Lignin）抗性淀粉（ResistantStarch）纤维素（Cellulose）纤维素化学结构与直链淀粉相似，由（１－４）――D－吡喃葡萄糖基单位的直链所组成的。OHOHOHHHOHCH2OHHHOOHOHHHOHCH2OHHHOOHOHHHOHCH2OHHHOOHOHHHOHCH2OHHHOH纤维素分子的结构人体内的淀粉酶只能水解α-1，4糖苷键而不能水解β-1，4键。因此纤维素不能被人体胃肠道的酶所消化。纤维素具有亲水性，在消化道内可以大量吸收水分。纤维素基本上是线性的分子，这就使它们之间易于从侧面强烈的结合，这种方式的结合广泛的存在于天然的植物纤维素中，特别是在树或其它植物的木质部分。纤维素同时含有无定形区和结晶区，结晶区是由大量氢键连接而成，结晶区之间由无定型区隔开，无定形区首先受到溶剂和化学试剂的作用。根据这两个区域的不同反应能力，可以制造微晶纤维素，此时，无定型区被酸水解，留下的是微小的，耐酸的结晶区，商业上将此产品称为Avicel,它是作为不能代谢的、体积和流变控制剂而被加入低热量的食品中。当纤维素剧烈地化学改性后，可用它制备纤维素食物胶。使用昀普遍的纤维素衍生物是羧甲基纤维素钠（CMC）.它是用氢氧化钠－氯乙酸处理纤维素而制备的。OCH2OHOHOHO1)NaOH2)ClCH2COOHOCH2OCH2CO2NaOHOHOn纤维素甲基纤维素由于CMC有助于增溶一般食品蛋白，没有毒性和不能被消化，所以DS为０．７～１．０的CMC常用于增加食品的黏度。半纤维素（Hemicellulose）半纤维素hemicellulose是由多种糖基组成的一类多糖，是植物细胞壁构成纤维素小纤维间的间质。其主链上由木聚糖、半乳聚糖或甘露糖组成，在其支链上带有阿拉伯糖或半乳糖。半纤维素多糖能一方面与纤维素形成非共价的氢键连接，而另一方面在还原性末端通过糖苷键与果胶多糖共价结合。在人的大肠内半纤维素比纤维素易于被细菌分解，它有结合离子的作用。半纤维素中的某些成份是可溶的，在谷类中可溶的半纤维素被称之为戊聚糖，它们可形成粘稠的水溶液并具有降低血清胆固醇的作用。半纤维素大部分为不可溶性，它也起到一定的生理作用。半纤维素的组成可以包括下列几种类型：（一）D-木聚糖这类半纤维素在一年生陆地植物和硬木组织中的含量可达30%，软木组织中约7-12%,它经常与脂质.木质素.果胶.纤维素等紧密结合在一起。D-木聚糖经部分酸解，主要生成物是木二糖、木三糖以及一系列的高级寡聚木质糖。甲基化研究表明，这些汤类分子都是由β-1，4-键合的D-吡喃木糖残基所组成L-阿拉伯糖，通过β-1，3-键合与主链的D-木糖残基作为侧链，含甲基的D-葡萄糖醛酸侧链，常常键合与主链D-木糖残基的C-2上。（二）D-葡萄-D-甘露聚糖经裂解和甲基化分析表明，这种聚糖是β-1，4键合的线性大分子。（三）D-半乳-D-葡萄-D-甘露聚糖这类多糖主链由1→4键合的β-D-葡萄糖和β-D-甘露糖残基所组成，在这两种残基的C-6上，连接一个D-半乳糖残基作为侧链。（四）L-阿拉伯-D-半乳聚糖阿拉伯半乳聚糖据结构可分为第I型和第II型。第I型通常是β-1，4-D-吡喃半乳糖残基构成的主链，或多或少的L-呋喃阿拉伯糖残基连接在侧链上。（五）D-木葡萄聚糖它们是以β-（1→4）键合的D-呋喃葡萄糖残基组成主链，连接α-D-吡喃木糖残基作为侧链。这类多糖，由于它与碘成蓝色，有时称为“类淀粉”而不作为半纤维素。（六）D-甘露聚糖和D-半乳聚糖D-甘露聚糖是由α-1，4-D-吡喃甘露糖残基组成的线性分子，通常不溶于水。D-半乳聚糖的主链由β-1→4键合的D-吡喃半乳糖残基组成，同时也有一部分1→6键合的D-半乳吡喃糖残基。（七）D-半乳甘露聚糖通常是以D-吡喃甘露糖残基β-D-（1→4）连接的骨骼，具有D-吡喃半乳糖基α-D-（1，6）连接的侧链。这类多糖可以食用，有些在食品工业作为增稠剂。果胶（Pectin）OCOHOHOOCH3OOCOHOHOOHOOCOHOHOOHOOCOHOHOOCH3O果胶的代表性结构果胶主链上的糖基是半乳醛酸，其侧链上是半乳糖和阿拉伯糖。它是一种无定形的物质，存在于水果和蔬菜的软组织中，可在热溶液中溶解，在酸性溶液中遇热形成胶态。果胶也具有与离子结合的能力。果胶物质主要是由（1→4）-α-D-吡喃半乳糖醛酸基单位组成的直链分子。天然果胶存在于所有陆生植物的细胞壁和细胞中间层，它是一种比较复杂的分子，用酸提取可以转化成商业产品。商品果胶是从甘橘皮和苹果渣中提取得到的，柠檬和甜柠檬的果胶易于分离提取，而且其质量昀高。果胶具有独特的性能，它在糖和酸或钙离子存在的情况下形成可涂抹的凝胶，在这类应用中，果胶几乎是唯一的具有此用途的胶。果胶的化学组成和性质虽不同来源、加工条件以及后处理有很大差别，用温和的酸进行提取时，造成一些水解解聚和甲酯基的水解。因此，果胶代表为一族化合物，而且是被称为果胶的更大一族的部分。在一般意义上使用果胶这个术语，它代表具有不同的甲酯基含量的中和度，并具有形成凝胶能力的水溶性半乳糖醛酸聚合物。在所有的天然果胶中，一些羧基是甲酯化的，由于分离条件不同，与下的游离羧酸可以是部分或完全被中和，即部分或完全成为羧酸钠、羧酸钾或羧酸铵，一般是以钠盐形式存在。根据定义，在果胶制剂中，超过一半以上的羧基以甲酯型存在则称为高甲氧基（HM）果胶；而余下的羧基以游离酸和盐的混合物存在。在果胶制剂中，低于一半羧基是甲酯型，则称为低甲氧基（LM）果胶。羧基被甲醇酯化的百分数为酯化度（DE）。果胶制剂经铵的醇溶液处理时，有些甲酯基转化成羧酰铵（15%-25%），在此过程中，形成了底甲氧基（LM），这些产品称为酰铵化LM果胶。阿拉伯胶（Gum）在从植物分泌的多糖中，阿拉伯胶是昀老和昀有名的，它是从阿拉伯树皮切口中流出的油滴产生的。故意将树皮除去能刺激胶的产生，这一点类似于从松树皮收获松油。很遗憾，阿拉伯胶的生产可能会下降，这是因为劳动代价太高，然而，类似的替代物质又很难找到。阿拉伯胶是一种复杂的杂葡聚糖，其分子量为25万~100万道尔顿。阿拉伯胶一般含有少量的L-阿拉伯糖和L-鼠李糖。分子以短而硬的螺旋存在，其长度取决于分子所带的电荷并在1050~2400?范围内变动。阿拉伯胶易溶解于水而产生低黏度的溶液。阿拉伯胶的溶解度能达到50%W/W，此时形成了高固体含量的凝胶，它类似于从淀粉形成的凝胶。当溶液的浓度低于40%时，它呈现牛顿流变性质；当溶液浓度超过40%时，此分散体系是假塑性的。高质量的阿拉伯形成无色无味的溶液。由于阿拉伯胶带有离子电荷，因此，它的溶液的粘度随pH的改变而改变。在pH低或高时，黏度是低的，在pH为6~8时，黏度达到昀大值。加入电解质会引起粘度下降，此效应与电解质的阳离子的价数和浓度成比例。阿拉伯胶与一些食品高聚物例如明胶和藻酸钠是不相容的，但是它与大多数其它的胶是相溶的。木质素（Lignin）木质素不是多糖物质，而是苯基类丙烷的聚合物，具有复杂的三维结构。因为木质素存在于细胞壁中难以与纤维素分离，故在膳食纤维的组成份中包括了木质素。人和动物均不能消化木质素。抗性淀粉（ResistantStarch）抗性淀粉包括改性淀粉和淀粉经过加热后又经冷却的淀粉，它们在小肠内不被吸收，但在大肠中可被大肠菌丛发酵利用的淀粉，它包括改性淀粉和淀粉经过加热后又经冷却的淀粉。食物中存在的抗性淀粉分三类：（1）物理包埋淀粉、如部分碾磨过的谷类、种子或外皮破裂后，淀粉才溢出；（2）抗性淀粉颗，如青香蕉、未煮过的土豆、豌豆等；（3）已老化的淀粉。食物中抗性淀粉含量昀高的是工业制造纯抗性淀粉（含量72．6％）、高直链玉米淀粉（含68．8％）、生土豆淀粉（含量64．9％）、青香蕉（含量57％），含量大于15％的还有生豆、直链玉米淀粉、老化后的直链淀粉等，未经加工过的小麦粒等。抗性淀粉主要应用于低湿食品中作膳食纤维营养素。为高食物纤维与低热量食品配料，比单纯的食物纤维对人类健康具有更广泛的益处，是健康食品的独特食品配料与营养添加剂（第六营养素膳食纤维），又能赋予食品好的口感与质地。返回膳食纤维与营养学虽然营养学界对膳食纤维的研究开展较早，但先前的资料主要关注这种食物成份对其他营养素吸收的不利影响以及粗纤维对消化系统的损伤。近年有关膳食纤维的研究不仅肯定了它有益于人体健康的保健功能，而且一些国家在膳食调查的基础上提出建议的摄入量。1970年前营养学中没有膳食纤维这个词，而只有粗纤维。粗纤维曾被认为是对人体不起营养作用的一种非营养成份。营养学家考虑的是粗纤维吃多了会影响人体对食物中的营养素，尤其是微量元素的吸收不利。然而通过近20多年来的调查和研究，发现并认识到这种非营养素与人体健康密切相关，它在预防人体的某些疾病方面起着重要的作用，同时也认识到这种非营养素的概念已不适用，因而将粗纤维一词废弃，改为膳食纤维。结语膳食纤维是营养素的一种，甚至被人们称为继六大人体必需营养素之后的第七大必须营养素。对于膳食纤维的研究方兴未艾，在这个领域还有许多未解之谜，等待我们去研究，去解决，向着人类健康的明天努力。小组成员：陈海燕佘秋洁王雨嘉杨芳