第三章活性多糖 本章要点 1.膳食纤维的定义与分类 膳食纤维的化学组成与物化性质 3.膳食纤维的生理功能 4.膳食纤维的副作用 5.膳食纤维的加工、应用及推荐摄入量 6.真菌多糖的物理性质与功效的关系 7.真菌多糖的生理功能 多糖是由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子。多糖是所有生命有机体的 重要组成成分并与维持生命所必需的多种功能有关,大量存在于藻类、真菌、高等陆生植 物中。具有生物学功能的多糖又被称为“生物应答效应物”( biological response modifier, BRM或活性多糖( active polysaccharides)。很多多糖都具有抗肿瘤、免疫、抗补体、降血 脂、降血糖、通便等活性。 第一节膳食纤维 膳食纤维的定义与分类 (一)膳食纤维的定义 1.膳食纤维的定义 膳食纤维( Dietary fiber)这一名词是在1972年, Trowell等人在测定食品中各种营养成 分时给出了膳食纤维的定义,即食物中不被消化吸收的植物成分。1976年 Trowell博士又 将膳食纤维的定义扩展为“不被人体消化吸收的多糖类碳水合物和木质素”。主要是指那 些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素,以及植物体内含量较少的成分如糖蛋
1 第三章 活性多糖 本章要点 1. 膳食纤维的定义与分类 2. 膳食纤维的化学组成与物化性质 3. 膳食纤维的生理功能 4. 膳食纤维的副作用 5. 膳食纤维的加工、应用及推荐摄入量 6. 真菌多糖的物理性质与功效的关系 7. 真菌多糖的生理功能 多糖是由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子。多糖是所有生命有机体的 重要组成成分并与维持生命所必需的多种功能有关，大量存在于藻类、真菌、高等陆生植 物中。具有生物学功能的多糖又被称为“生物应答效应物”(biological response modifier， BRM)或活性多糖（active polysaccharides）。很多多糖都具有抗肿瘤、免疫、抗补体、降血 脂、降血糖、通便等活性。 第一节 膳食纤维 一、膳食纤维的定义与分类 （一）膳食纤维的定义 1. 膳食纤维的定义 膳食纤维(Dietary fiber)这一名词是在 1972 年，Trowell 等人在测定食品中各种营养成 分时给出了膳食纤维的定义，即食物中不被消化吸收的植物成分。1976 年 TroweII 博士又 将膳食纤维的定义扩展为“不被人体消化吸收的多糖类碳水合物和木质素”。主要是指那 些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素，以及植物体内含量较少的成分如糖蛋
白、角质、蜡等。 1979年第93届美国职业分折化学家学会(AOAC)年会上 Prosky和 Harland提出,希望 能统一膳食纤维的定义和分类方法,同时为了营养改良及食品标签而定量膳食纤维的目 的,他也着手从事于符合膳食纤维定义的分析方法的统一工作。并听取了世界范围内100 多位科学家的意见。1981年在加拿大渥太华进行的春季工作会议上,按照 Trowel等在1976 年提出的定义,就膳食纤维定量方法达成共识。其中Asp、 Furda和 Schweizer等提出的测 定方法被认为是较好的研究方法,在 Prosky的倡导下,这些研究者(包括 Devries和 Harland) 建立了一种适合国际间合作研究的简单方法,约有29个国家的43个实验室成功地完成这 项研究。这种方法被AOAC首次采纳作为测定总膳食纤维的方法(AOAC985.29食品中总 膳食纤维的酶一重量法)。基于同样成功的实验室间的合作研究,同年美国谷物化学家学会 (AACC)也采纳了该方法(AACC32-05)。 1999年7月26日IFI( the Institute of Food Techno logists)年会在芝加哥就膳食纤维的定 义举行了专门的论坛;1999年11月2日在84 th aacc年会上举行专门会议对膳食纤维的 定义进行了讨论 膳食纤维定义为“凡是不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素 以及相关物质的总和”。这一定义包括了食品中的大量组成成分如纤维素、半纤维素、木 质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及少量组成成分如蜡质、角质、软木质。 AOAC985.29/AACC3205,AOAC991.43/AACC32-07法被作为一种事实上的定义方法。 膳食纤维的测定方法可分为两大类即重量法和化学法 重量法较简单,主要测定总膳食纤维、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。重量法 中目前应用较多的是酶法。一般分别用ACC32-07、ACC32-06方法测定总膳食纤维、可 溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。 化学法则可定量地测定其中每一种中性糖和总的酸性糖(糖醛酸),还可单独测定木质 素。但化学法受仪器设备制约,因而不适用于常规的膳食纤维分析 总之,目前膳食纤维的定义与测定方法之间仍然存在一定的差距,包含所有膳食纤维 组成成分的测定方法有待于进一步建立 2.膳食纤维与粗纤维的区别 不同于常用的粗纤维( Crude fiber)的概念,传统意义上的粗纤维是指植物经特定浓度的 酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残渣。强烈的溶剂处理导致几乎100%水溶性纤维、 50%~60%半纤维素和10%~30%纤维素被溶解损失掉。因此,对于同一种产品,其粗纤 维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异,两者之间没有一定的换算关系。 虽然膳食纤维在人体口腔、胃、小肠内不被消化吸收,但人体大肠内的某些微生物仍 能降解它的部分组成成分。从这个意义上说,膳食纤维的净能量并不严格等于零。而且 膳食纤维被大肠内微生物降解后的某些成分被认为是其生理功能的一个起因。 (二)膳食纤维的分类 膳食纤维有许多种分类方法,根据溶解特性的不同,可将其分为不溶性膳食纤维和水 溶性膳食纤维两大类。不溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水的那部分 膳食纤维,是构成细胞壁的主要成分,包括纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和动物性 的甲壳素和壳聚糖,其中木质素不属于多糖类,是使细胞壁保持一定韧性的芳香族碳氢化
2 白、角质、蜡等。 1979 年第 93 届美国职业分折化学家学会(AOAC)年会上 Prosky 和 Harland 提出，希望 能统一膳食纤维的定义和分类方法，同时为了营养改良及食品标签而定量膳食纤维的目 的，他也着手从事于符合膳食纤维定义的分析方法的统一工作。并听取了世界范围内 100 多位科学家的意见。1981 年在加拿大渥太华进行的春季工作会议上，按照 Trowell 等在 l976 年提出的定义，就膳食纤维定量方法达成共识。其中 Asp、Furda 和 Schweizer 等提出的测 定方法被认为是较好的研究方法，在 Prosky 的倡导下，这些研究者(包括 Devries 和 Harland) 建立了一种适合国际间合作研究的简单方法，约有 29 个国家的 43 个实验室成功地完成这 项研究。这种方法被 AOAC 首次采纳作为测定总膳食纤维的方法(AOAC985.29 食品中总 膳食纤维的酶—重量法)。基于同样成功的实验室间的合作研究，同年美国谷物化学家学会 (AACC)也采纳了该方法(AACC32-05)。 1999年7月26日IFT(the Institute of Food Techno1ogists)年会在芝加哥就膳食纤维的定 义举行了专门的论坛；1999 年 11 月 2 日在 84th AACC 年会上举行专门会议对膳食纤维的 定义进行了讨论。 膳食纤维定义为“凡是不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素 以及相关物质的总和”。这一定义包括了食品中的大量组成成分如纤维素、半纤维素、木 质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及少量组成成分如蜡质、角质、软木质。 AOAC985.29／AACC32-05，AOAC991.43／AACC32-07 法被作为—种事实上的定义方法。 膳食纤维的测定方法可分为两大类即重量法和化学法。 重量法较简单，主要测定总膳食纤维、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。重量法 中目前应用较多的是酶法。一般分别用 AACC32-07、AACC32-06 方法测定总膳食纤维、可 溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。 化学法则可定量地测定其中每一种中性糖和总的酸性糖(糖醛酸)，还可单独测定木质 素。但化学法受仪器设备制约，因而不适用于常规的膳食纤维分析。 总之，目前膳食纤维的定义与测定方法之间仍然存在一定的差距，包含所有膳食纤维 组成成分的测定方法有待于进一步建立。 2.膳食纤维与粗纤维的区别 不同于常用的粗纤维(Crude fiber)的概念，传统意义上的粗纤维是指植物经特定浓度的 酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残渣。强烈的溶剂处理导致几乎 100%水溶性纤维、 50%～60%半纤维素和 10％～30％纤维素被溶解损失掉。因此，对于同一种产品，其粗纤 维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异，两者之间没有一定的换算关系。 虽然膳食纤维在人体口腔、胃、小肠内不被消化吸收，但人体大肠内的某些微生物仍 能降解它的部分组成成分。从这个意义上说，膳食纤维的净能量并不严格等于零。而且， 膳食纤维被大肠内微生物降解后的某些成分被认为是其生理功能的一个起因。 （二）膳食纤维的分类 膳食纤维有许多种分类方法，根据溶解特性的不同，可将其分为不溶性膳食纤维和水 溶性膳食纤维两大类。不溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水的那部分 膳食纤维，是构成细胞壁的主要成分，包括纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和动物性 的甲壳素和壳聚糖，其中木质素不属于多糖类，是使细胞壁保持一定韧性的芳香族碳氢化
合物。水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶消化,但溶于温水或热水且其水溶性又能被4 倍体的乙醇再沉淀的那部分膳食纤维。主要包括存在于苹果、桔类中的果胶,植物种子中 的胶,海藻中的海藻酸、卡拉胶、琼脂和微生物发酵产物黄原胶,以及人工合成的羧甲基 纤维素钠盐等。 按来源分类,可将膳食纤维分为植物来源、动物来源、海藻多糖类、微生物多糖类和 合成类 植物来源的有:纤维素、半纤维素、木质素、果胶、阿拉伯胶、愈疮胶和半乳甘露聚 糖等:动物来源的有:甲壳素、壳聚糖和胶原等:海藻多糖类有:海藻酸盐、卡拉胶和琼 脂等;微生物多糖如黄原胶等。 合成类的如羧甲基纤维素等。其中,植物体是膳食纤维的主要来源,也是研究和应用 最多的一类。 中国营养学会将膳食纤维分为:总的膳食纤维、可溶膳食纤维和水溶膳食纤维、非淀 粉多糖 膳食纤维的化学组成与物化性质 (一)膳食纤维的化学组成 膳食纤维的化学组成包括三大类: ①纤维状碳水化合物(纤维素)。 ②基质碳水化合物(果胶类物质等)。 ③填充类化合物(木质素)。 其中,①、②构成细胞壁的初级成分,通常是死组织,没有生理活性。来源不同的膳 食纤维,其化学组成的差异可能很大。 1.纤维素 纤维素是β-Glcp(吡喃葡萄糖)经β-(1→4)糖苷键连接而成的直链线性多糖,聚合度 大约是数千,它是细胞壁的主要结构物质。在植物细胞壁中,纤维素分子链由结晶区与非 结晶区组成,非结晶结构内的氢键结合力较弱,易被溶剂破坏。纤维素的结晶区与非结晶 区之间没有明确的界限,转变是逐渐的。不同来源的纤维素,其结晶程度也不相同 通常所说的“非纤维素多糖”( Noncellulosic polysaccharides)泛指果胶类物质 β-葡聚糖和半纤维素等物质 2.半纤维素 半纤维素的种类很多,不同种类的半纤维素其水溶性也不同,有的可溶于水,但绝大 部分都不溶于水。不同植物中半纤维素的种类、含量均不相同,其中组成谷物和豆类膳食 纤维中的半纤维素有阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖、半乳糖甘露聚糖和β-(1-3,1-4)葡聚糖 等数种。 3.果胶及果胶类物质 果胶主链是经α-(1→4)糖苷键连接而成的聚GalA(半乳糖醛酸),主链中连有(1→ 2)Rha(鼠李糖),部分GalA经常被甲基酯化。果胶类物质主要有阿拉伯聚糖、半乳聚糖和 阿拉伯半乳聚糖等。果胶能形成凝胶,对维持膳食纤维的结构有重要的作用。 4木质素 本质素是由松柏醇、芥子醇和对羟基肉桂醇3种单体组成的大分子化合物。天然存在
3 合物。水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶消化，但溶于温水或热水且其水溶性又能被 4 倍体的乙醇再沉淀的那部分膳食纤维。主要包括存在于苹果、桔类中的果胶，植物种子中 的胶，海藻中的海藻酸、卡拉胶、琼脂和微生物发酵产物黄原胶，以及人工合成的羧甲基 纤维素钠盐等。 按来源分类，可将膳食纤维分为植物来源、动物来源、海藻多糖类、微生物多糖类和 合成类。 植物来源的有：纤维素、半纤维素、木质素、果胶、阿拉伯胶、愈疮胶和半乳甘露聚 糖等；动物来源的有：甲壳素、壳聚糖和胶原等；海藻多糖类有：海藻酸盐、卡拉胶和琼 脂等；微生物多糖如黄原胶等。 合成类的如羧甲基纤维素等。其中，植物体是膳食纤维的主要来源，也是研究和应用 最多的一类。 中国营养学会将膳食纤维分为：总的膳食纤维、可溶膳食纤维和水溶膳食纤维、非淀 粉多糖。 二、膳食纤维的化学组成与物化性质 （一）膳食纤维的化学组成 膳食纤维的化学组成包括三大类： ①纤维状碳水化合物(纤维素)。 ②基质碳水化合物(果胶类物质等)。 ③填充类化合物(木质素)。 其中，①、②构成细胞壁的初级成分，通常是死组织，没有生理活性。来源不同的膳 食纤维，其化学组成的差异可能很大。 1.纤维素 纤维素是β-Glcp(吡喃葡萄糖)经β-(1→4)糖苷键连接而成的直链线性多糖，聚合度 大约是数千，它是细胞壁的主要结构物质。在植物细胞壁中，纤维素分子链由结晶区与非 结晶区组成，非结晶结构内的氢键结合力较弱，易被溶剂破坏。纤维素的结晶区与非结晶 区之间没有明确的界限，转变是逐渐的。不同来源的纤维素，其结晶程度也不相同。 通常所说的“非纤维素多糖”（Noncellulosic polysaccharides）泛指果胶类物质、 β-葡聚糖和半纤维素等物质。 2.半纤维素 半纤维素的种类很多，不同种类的半纤维素其水溶性也不同，有的可溶于水，但绝大 部分都不溶于水。不同植物中半纤维素的种类、含量均不相同，其中组成谷物和豆类膳食 纤维中的半纤维素有阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖、半乳糖甘露聚糖和β-(1-3,1-4)葡聚糖 等数种。 3.果胶及果胶类物质 果胶主链是经α-(1→4)糖苷键连接而成的聚 GalA(半乳糖醛酸)，主链中连有(1→ 2)Rha(鼠李糖)，部分 GalA 经常被甲基酯化。果胶类物质主要有阿拉伯聚糖、半乳聚糖和 阿拉伯半乳聚糖等。果胶能形成凝胶，对维持膳食纤维的结构有重要的作用。 4.木质素 本质素是由松柏醇、芥子醇和对羟基肉桂醇 3 种单体组成的大分子化合物。天然存在
的木质素大多与碳水化合物紧密结合在一起,很难将之分离开来。木质素没有生理活性。 (二)膳食纤维的物化特性 从膳食纤维的化学组成来看,其分子链中各种单糖分子的结构并无独特之处,但由这 些并不独特的单糖分子结合起来的大分子结构,却赋予膳食纤维一些独特的物化特性,从 而直接影响膳食纤维的生理功能 1.高持水力 膳食纤维化学结构中含有很多亲水基团,具有很强的持水力。不同品种膳食纤维其化 学组成、结构及物理特性不同,持水力也不同。 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、膀胱结石和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 2.吸附作用 膳食纤维分子表面带有很多活性基团,可以吸附螯合胆固醇、胆汁酸以及肠道内的有 毒物质(内源性毒素)、化学药品和有毒医药品(外源性毒素)等有机化合物。膳食纤维的这 种吸附整合的作用,与其生理功能密切相关。 其中研究最多的是膳食纤维与胆汁酸的吸附作用,它被认为是膳食纤维降血脂功能的 机理之一。肠腔内,膳食纤维与胆汁酸的作用可能是静电力、氢键或者疏水键间的相互作 用,其中氢键结合可能是主要的作用形式 3.对阳离子有结合和交换能力 膳食纤维化学结构中所包含的羧基、羟基和氨基等侧链基团,可产生类似弱酸性阳离 子交换树脂的作用,可与阳离子,尤其是有机阳离子进行可逆的交换,从而影响消化道的 pH、渗透压及氧化还原电位等,并出现一个更缓冲的环境以利于消化吸收 4.无能量填充剂 膳食纤维体积较大,遇水膨胀后体积更大,易引起饱腹感。同时,由于膳食纤维还会 影响可利用碳水化合物等成分在肠内的消化吸收,使人不易产生饥饿感。所以,膳食纤维 对预防肥胖症十分有利。 5.发酵作用 膳食纤维虽不能被人体消化道内的酶所降解,但却能被大肠内的微生物所发酵降解, 产生乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸,使大肠内p降低,从而影响微生物菌群的生长和 增殖,诱导产生大量的好气有益菌,抑制厌气腐败菌。 不同种类的膳食纤维降解的程度不同,果胶等水溶性纤维素几乎可被完全酵解,纤维 素等水不溶性纤维则不易为微生物所作用。同一来源的膳食纤维,颗粒小者较颗粒大者更 易降解,而单独摄入的膳食纤维较包含于食物基质中的更易被降解。 膳食纤维的发酵作用由于好气菌群产生的致癌物质较厌气菌群少,即使产生也能很快 随膳食纤维排出体外,这是膳食纤维能预防结肠癌的一个重要原因。另外,由于菌落细胞 是粪便的一个重要组成部分,因此膳食纤维的发酵作用也会影响粪便的排泄量 溶解性与粘性 膳食纤维的溶解性、粘性对其生理功能有重要影响,水溶性纤维更易被肠道内的细菌 所发酵,粘性纤维有利于延缓和降低消化道中其他食物成分的消化吸收
4 的木质素大多与碳水化合物紧密结合在一起，很难将之分离开来。木质素没有生理活性。 (二)膳食纤维的物化特性 从膳食纤维的化学组成来看，其分子链中各种单糖分子的结构并无独特之处，但由这 些并不独特的单糖分子结合起来的大分子结构，却赋予膳食纤维一些独特的物化特性，从 而直接影响膳食纤维的生理功能。 1.高持水力 膳食纤维化学结构中含有很多亲水基团，具有很强的持水力。不同品种膳食纤维其化 学组成、结构及物理特性不同，持水力也不同。 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、膀胱结石和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。 2.吸附作用 膳食纤维分子表面带有很多活性基团，可以吸附螯合胆固醇、胆汁酸以及肠道内的有 毒物质(内源性毒素)、化学药品和有毒医药品(外源性毒素)等有机化合物。膳食纤维的这 种吸附整合的作用，与其生理功能密切相关。 其中研究最多的是膳食纤维与胆汁酸的吸附作用，它被认为是膳食纤维降血脂功能的 机理之一。肠腔内，膳食纤维与胆汁酸的作用可能是静电力、氢键或者疏水键间的相互作 用，其中氢键结合可能是主要的作用形式。 3.对阳离子有结合和交换能力 膳食纤维化学结构中所包含的羧基、羟基和氨基等侧链基团，可产生类似弱酸性阳离 子交换树脂的作用，可与阳离子，尤其是有机阳离子进行可逆的交换，从而影响消化道的 pH、渗透压及氧化还原电位等，并出现一个更缓冲的环境以利于消化吸收。 4.无能量填充剂 膳食纤维体积较大，遇水膨胀后体积更大，易引起饱腹感。同时，由于膳食纤维还会 影响可利用碳水化合物等成分在肠内的消化吸收，使人不易产生饥饿感。所以，膳食纤维 对预防肥胖症十分有利。 5.发酵作用 膳食纤维虽不能被人体消化道内的酶所降解，但却能被大肠内的微生物所发酵降解， 产生乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸，使大肠内 pH 降低，从而影响微生物菌群的生长和 增殖，诱导产生大量的好气有益菌，抑制厌气腐败菌。 不同种类的膳食纤维降解的程度不同，果胶等水溶性纤维素几乎可被完全酵解，纤维 素等水不溶性纤维则不易为微生物所作用。同一来源的膳食纤维，颗粒小者较颗粒大者更 易降解，而单独摄入的膳食纤维较包含于食物基质中的更易被降解。 膳食纤维的发酵作用由于好气菌群产生的致癌物质较厌气菌群少，即使产生也能很快 随膳食纤维排出体外，这是膳食纤维能预防结肠癌的一个重要原因。另外，由于菌落细胞 是粪便的一个重要组成部分，因此膳食纤维的发酵作用也会影响粪便的排泄量。 6.溶解性与粘性 膳食纤维的溶解性、粘性对其生理功能有重要影响，水溶性纤维更易被肠道内的细菌 所发酵，粘性纤维有利于延缓和降低消化道中其他食物成分的消化吸收
在胃肠道中,这些膳食纤维可使其中的内容物粘度增加,增加非搅动层(ω unstirred layer)厚度,降低胃排空率,延缓和降低葡萄糖、胆汁酸和胆固醇等物质的吸收 、膳食纤维的生理功能 关于膳食纤维的生理功能,美国 Graham早在1839年和英国的 Allinson在1889年就 已提出, Allinson认为假如食物中完全不含膳食纤维或麸皮,不但易引起便秘,而且还会 引起痔疮、静脉血管曲张和迷走神经痛等疾病。1923年 Kellogg博士论述了小麦麸皮的医 疗功能,可是这些早期的研究工作当时均未得到人们的重视。直到20世纪60年代,在大 量的研究事实与流行病调査结果基础上,膳食纤维的重要生理功能才为人们所了解,并逐 渐得到公认,现在它已被列入继蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物元素和水之后 的第七营养素 (一)调整肠胃功能(整肠作用) 膳食纤维能使食物在消化道内的通过时间缩短,一般在大肠内的滞留时间约占总时间 的9%,食物纤维能使物料在大肠内的移运速度缩短40%,并使肠内菌群发生变化,增加 有益菌,减少有害菌,从而预防便秘、静脉瘤、痔疮和大肠癌等,并预防其它合并症状 1.防止便秘 膳食纤维使食糜在肠内通过的时间缩短,大肠内容物(粪便)的量相对增加,有助于大 肠的蠕动,增加排便次数,此外,膳食纤维在肠腔中被细菌产生的酶所酵解,先分解成单 糖而后又生成短链脂肪酸。短链脂肪酸被当作能量利用后在肠腔内产生二氧化碳并使酸度 增加、粪便量增加以及加速肠内容物在结肠内的转移而使粪便易于排出,从而达到预防便 秘的作用 2.改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用 膳食纤维能改善肠内的菌群,使双歧杆菌等有益菌活化、繁殖,并因而产生有机酸, 使大肠内酸性化,从而抑制肠内有害菌的繁殖,并吸收掉有害菌所产生的二甲基联氨等致 癌物质。粪便中可能会有一种或多种致癌物,由于膳食纤维能促使它们随粪便一起排出, 缩短了粪便在肠道内的停留时间,减少了致癌物与肠壁的接触,并降低致癌物的浓度。此 外,膳食纤维尚能清除肠道内的胆汁酸,从而减少癌变的危险性 已知膳食纤维能显著降低大肠癌、结肠癌、乳腺癌、胃癌、食管癌等癌症的发生 3.缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻 当肠内有中毒菌和其所产生的各种有毒物质时,小肠腔内的移动速度亢进,营养成分 的消化、吸收降低,并引起食物中毒性腹泻。而当有膳食纤维存在时可缓和中毒程度,延 缓在小肠内的通过时间,提高消化道酶的活性和对营养成分正常的消化吸收。 4.膳食纤维在消化道中可防止小的粪石形成,减少此类物质在阑尾内的蓄积,从而减 少细菌侵袭阑尾的机会,避免阑尾炎的发生。 (二)调节血糖值 膳食纤维中的可溶性纤维,能抑制餐后血糖值的上升,其原因是延缓和抑制对糖类的 消化吸收,并改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低对胰岛素的要求。水溶性膳食纤维随 着凝胶的形成,阻止了糖类的扩散,推迟了在肠内的吸收,因而抑制了糖类吸收后血糖的 上升和血胰岛素升高的反应。此外,膳食纤维能改变消化道激素的分泌,如胰汁的分泌减 少,从而抑制了糖类的消化吸收,并减少小肠内糖类与肠壁的接触,从而延迟血糖值的上
5 在胃肠道中，这些膳食纤维可使其中的内容物粘度增加，增加非搅动层(unstirred layer)厚度，降低胃排空率，延缓和降低葡萄糖、胆汁酸和胆固醇等物质的吸收。 三、膳食纤维的生理功能 关于膳食纤维的生理功能，美国 Graham 早在 1839 年和英国的 Allinson 在 1889 年就 已提出，Allinson 认为假如食物中完全不含膳食纤维或麸皮，不但易引起便秘，而且还会 引起痔疮、静脉血管曲张和迷走神经痛等疾病。1923 年 Kellogg 博士论述了小麦麸皮的医 疗功能，可是这些早期的研究工作当时均未得到人们的重视。直到 20 世纪 60 年代，在大 量的研究事实与流行病调查结果基础上，膳食纤维的重要生理功能才为人们所了解，并逐 渐得到公认，现在它已被列入继蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物元素和水之后 的第七营养素。 （一）调整肠胃功能(整肠作用) 膳食纤维能使食物在消化道内的通过时间缩短，一般在大肠内的滞留时间约占总时间 的 97%，食物纤维能使物料在大肠内的移运速度缩短 40%，并使肠内菌群发生变化，增加 有益菌，减少有害菌，从而预防便秘、静脉瘤、痔疮和大肠癌等，并预防其它合并症状。 1.防止便秘 膳食纤维使食糜在肠内通过的时间缩短，大肠内容物(粪便)的量相对增加，有助于大 肠的蠕动，增加排便次数，此外，膳食纤维在肠腔中被细菌产生的酶所酵解，先分解成单 糖而后又生成短链脂肪酸。短链脂肪酸被当作能量利用后在肠腔内产生二氧化碳并使酸度 增加、粪便量增加以及加速肠内容物在结肠内的转移而使粪便易于排出，从而达到预防便 秘的作用。 2.改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用 膳食纤维能改善肠内的菌群，使双歧杆菌等有益菌活化、繁殖，并因而产生有机酸， 使大肠内酸性化，从而抑制肠内有害菌的繁殖，并吸收掉有害菌所产生的二甲基联氨等致 癌物质。粪便中可能会有—种或多种致癌物，由于膳食纤维能促使它们随粪便一起排出， 缩短了粪便在肠道内的停留时间，减少了致癌物与肠壁的接触，并降低致癌物的浓度。此 外，膳食纤维尚能清除肠道内的胆汁酸，从而减少癌变的危险性。 已知膳食纤维能显著降低大肠癌、结肠癌、乳腺癌、胃癌、食管癌等癌症的发生。 3.缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻 当肠内有中毒菌和其所产生的各种有毒物质时，小肠腔内的移动速度亢进，营养成分 的消化、吸收降低，并引起食物中毒性腹泻。而当有膳食纤维存在时可缓和中毒程度，延 缓在小肠内的通过时间，提高消化道酶的活性和对营养成分正常的消化吸收。 4.膳食纤维在消化道中可防止小的粪石形成，减少此类物质在阑尾内的蓄积，从而减 少细菌侵袭阑尾的机会，避免阑尾炎的发生。 （二）调节血糖值 膳食纤维中的可溶性纤维，能抑制餐后血糖值的上升，其原因是延缓和抑制对糖类的 消化吸收，并改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的要求。水溶性膳食纤维随 着凝胶的形成，阻止了糖类的扩散，推迟了在肠内的吸收，因而抑制了糖类吸收后血糖的 上升和血胰岛素升高的反应。此外，膳食纤维能改变消化道激素的分泌，如胰汁的分泌减 少，从而抑制了糖类的消化吸收，并减少小肠内糖类与肠壁的接触，从而延迟血糖值的上
升。因此,提高可溶性膳食纤维的摄入量可以防止Ⅱ型糖尿病的发生。但对Ⅰ型糖尿病的 控制作用很小。 三)调节血脂 可溶性膳食纤维可螯合胆固醇,从而抑制机体对胆固醇的吸收,并降低血浆胆固醇 5%~10%,且都是降低对人体健康不利的低密度脂蛋白胆固醇,而高密度脂蛋白胆固醇降 得很少或不降。相反,不溶性纤维很少能改变血浆胆固醇水平。此外,膳食纤维能结合胆 固醇的代谢分解产物胆酸,从而会促使胆固醇向胆酸转化,进一步降低血浆胆固醇水平 流行病学的调查表明,纤维摄入量高与冠心病死亡的危险性大幅度降低有关。 (四)控制肥胖 大多数富含膳食纤维的食物,仅含有少量的脂肪。因此,在控制能量摄入的同时,摄 入富含膳食纤维的膳食会起到减肥的作用。粘性纤维使碳水化合物的吸收减慢,防止了餐 后血糖的迅速上升并影响氨基酸代谢,对肥胖病人起到减轻体重的作用。膳食纤维能与部 分脂肪酸结合,使脂肪酸通过消化道,不能被吸收,因此对控制肥胖症有一定的作用 (五)消除外源有害物质 膳食纤维对汞、砷、镉和高浓度的铜、锌都具有清除能力,可使它们的浓度由中毒水 平减低到安全水平 可溶性和不溶性膳食纤维的各种性能比较见表3-1。 表3-1可溶性和不溶性膳食纤维在生理作用方面的差别 生理作用 不溶性膳食纤维 可溶性腊食纤维 咀嚼时间 延长 缩短 胃内滞留时间 略有延长 延长 对肠内p值的变化 无 降低 与胆汁酸的结合 结合 不结合 可发酵性 极弱 较高 肠粘性物质 偶有增加 增加 大便量 增加 关系不大 血清胆固醇 不变 下降 食后血糖值 不变 抑制上升 对大肠癌 有预防作用 不明显 四、膳食纤维的缺点 过量摄入可能造成的一些副作用 1.束缚Ca2和一些微量元素。 许多膳食纤维对Ca、Cu、Zn、Fe、Mn等金属离子都有不同程度的束缚作用,不过 是否影响矿物元素代谢还有争论 2.束缚人体对维生素的吸收和利用 研究表明:果胶、树胶和大麦、小麦、燕麦、羽扇豆等的膳食纤维对维生素A、维生 素E和胡萝卜素都有不同程度的束缚能力。由此说明膳食纤维对脂溶性维生素的有效性有 定影响
6 升。因此，提高可溶性膳食纤维的摄入量可以防止Ⅱ型糖尿病的发生。但对Ⅰ型糖尿病的 控制作用很小。 （三）调节血脂 可溶性膳食纤维可螯合胆固醇，从而抑制机体对胆固醇的吸收，并降低血浆胆固醇 5%～10%，且都是降低对人体健康不利的低密度脂蛋白胆固醇，而高密度脂蛋白胆固醇降 得很少或不降。相反，不溶性纤维很少能改变血浆胆固醇水平。此外，膳食纤维能结合胆 固醇的代谢分解产物胆酸，从而会促使胆固醇向胆酸转化，进一步降低血浆胆固醇水平。 流行病学的调查表明，纤维摄入量高与冠心病死亡的危险性大幅度降低有关。 （四）控制肥胖 大多数富含膳食纤维的食物，仅含有少量的脂肪。因此，在控制能量摄入的同时，摄 入富含膳食纤维的膳食会起到减肥的作用。粘性纤维使碳水化合物的吸收减慢，防止了餐 后血糖的迅速上升并影响氨基酸代谢，对肥胖病人起到减轻体重的作用。膳食纤维能与部 分脂肪酸结合，使脂肪酸通过消化道，不能被吸收，因此对控制肥胖症有一定的作用。 （五）消除外源有害物质 膳食纤维对汞、砷、镉和高浓度的铜、锌都具有清除能力，可使它们的浓度由中毒水 平减低到安全水平。 可溶性和不溶性膳食纤维的各种性能比较见表 3-1。 表 3-1 可溶性和不溶性膳食纤维在生理作用方面的差别 生理作用 不溶性膳食纤维 可溶性膳食纤维 咀嚼时间 延长 缩短 胃内滞留时间 略有延长 延长 对肠内 pH 值的变化 无 降低 与胆汁酸的结合 结合 不结合 可发酵性 极弱 较高 肠粘性物质 偶有增加 增加 大便量 增加 关系不大 血清胆固醇 不变 下降 食后血糖值 不变 抑制上升 对大肠癌 有预防作用 不明显 四、膳食纤维的缺点 过量摄入可能造成的一些副作用： 1.束缚 Ca2+和一些微量元素。 许多膳食纤维对 Ca、Cu、Zn、Fe、Mn 等金属离子都有不同程度的束缚作用，不过， 是否影响矿物元素代谢还有争论。 2.束缚人体对维生素的吸收和利用。 研究表明：果胶、树胶和大麦、小麦、燕麦、羽扇豆等的膳食纤维对维生素 A、维生 素 E 和胡萝卜素都有不同程度的束缚能力。由此说明膳食纤维对脂溶性维生素的有效性有 一定影响
3.引起不良生理反应。 过量摄入,尤其是摄入凝胶性强的膳食纤维,如瓜尔豆胶等会有腹胀、大便次数减少 便秘等副作用 另外过量摄入膳食纤维也可能影响到人体对其它营养物质的吸收。如膳食纤维会对氮 代谢和生物利用率产生一些影响,但损失氮很少,在营养上几乎未起很大作用。 五、膳食纤维的推荐摄入量 鉴于对人体有利的一面,过量摄入也可能有副作用,为此许多科学工作者对膳食纤维 的合理摄入量进行了大量细致的研究。美国FDA推荐的成人总膳食纤维摄入量为20~ 35g/d。美国能量委员会推荐的总膳食纤维中,不溶性膳食纤维占70%~75%,可溶性膳食 纤维占25%~30%。 我国低能量摄入(7.5M)的成年人,其膳食纤维的适宜摄入量为25g/d。中等能量摄人 的(10M)为30g/d,高能量摄入的(12MJ为35g/d。但对患病者来说剂量一般都有所加大 膳食纤维生理功能的显著性与膳食纤维中的比例有很大关系,合理的可溶性膳食纤维和不 溶性膳食纤维的比例大约是1:3 六、膳食纤维的加工 膳食纤维的资源非常丰富,现已开发的膳食纤维共6大类约30余种。这6大类包括: 谷物纤维、豆类种子和种皮纤维、水果和蔬菜纤维、微生物、其他天然纤维以及合成和半 合成纤准。然而,目前在生产实际中应用的只有10余种,利用膳食纤维最多的是烘焙食 膳食纤维依据原料及对其纤维产品特性要求的不同,其加工方法有很大的不同,必 需的几道加工工序为包括原料粉碎、浸泡冲洗、漂白脱色、脱水干燥和成品粉碎、过筛等。 不同的加工方法对膳食纤维产品的功能特性有明显的影响。反复的水浸泡冲洗和频繁 的热处理会明显减少纤维终产品的持水力与膨胀力,这样会恶化其工艺特性,同时影响其 生理功能的发挥,因为膳食纤维在增加饱腹感预防肥胖症、增加粪便排出量预防便秘与结 肠癌方面的作用,与其持水力、膨胀力有密切的关系,持水力与膨胀力的下降会影响膳食 纤维这方面功能的发挥。高温短时的挤压机处理会对纤维产品的功能特性产生良好的影 响。有试验表明,小麦与大豆纤维经挤压机处理后,由于高温、高剪切挤压力的作用,大 分子的不溶性纤维组分会断裂部分连接键,转变成较小分子的可溶性组分,变化幅度达 %~15%(依挤压条件的不同而异),这样就可增加产品的持水力与膨胀力。而且,纤维原 料经挤压后可改良其色泽与风味.并能钝化部分引起不良风味的分解酶,如米糠纤维。 (一)小麦纤维( Wheat bran fiber) 小麦麸俗称麸皮,是小麦制粉的副产物。麸皮的组成因小麦制粉要求的不同而有很大 差异,在一般情况下,所含膳食纤维约为45.5%,其中纤维素占23%,半纤维素占65%,木 质素约6%,水溶性多糖约5%,另含一定量的蛋白质、胡萝卜素、维生素 Fe、Zn、Se等多种营养素,某一分析结果见表3-2。在当今食品日趋精细时,不失为粗粮 佳品。 加工方法: 原料预处理→浸泡漂洗→脱水干燥→粉碎→过筛→灭菌→包装→成品。 麸皮受小麦本身及贮运过程中可能带来的污染。往往混杂有泥沙、石块、玻璃碎片
7 3.引起不良生理反应。 过量摄入，尤其是摄入凝胶性强的膳食纤维，如瓜尔豆胶等会有腹胀、大便次数减少、 便秘等副作用。 另外过量摄入膳食纤维也可能影响到人体对其它营养物质的吸收。如膳食纤维会对氮 代谢和生物利用率产生一些影响，但损失氮很少，在营养上几乎未起很大作用。 五、膳食纤维的推荐摄入量 鉴于对人体有利的一面，过量摄入也可能有副作用，为此许多科学工作者对膳食纤维 的合理摄入量进行了大量细致的研究。美国 FDA 推荐的成人总膳食纤维摄入量为 20～ 35g/d。美国能量委员会推荐的总膳食纤维中，不溶性膳食纤维占 70%～75%，可溶性膳食 纤维占 25%～30%。 我国低能量摄入(7.5MJ)的成年人，其膳食纤维的适宜摄入量为 25g/d。中等能量摄人 的(10MJ)为 30g/d，高能量摄入的(12MJ)为 35g/d。但对患病者来说剂量一般都有所加大。 膳食纤维生理功能的显著性与膳食纤维中的比例有很大关系，合理的可溶性膳食纤维和不 溶性膳食纤维的比例大约是 1:3。 六、膳食纤维的加工 膳食纤维的资源非常丰富，现已开发的膳食纤维共 6 大类约 30 余种。这 6 大类包括： 谷物纤维、豆类种子和种皮纤维、水果和蔬菜纤维、微生物、其他天然纤维以及合成和半 合成纤准。然而，目前在生产实际中应用的只有 10 余种，利用膳食纤维最多的是烘焙食 品。 膳食纤维依据原料及对其纤维产品特性要求的不同，其加工方法有很大的不同，必 需的几道加工工序为包括原料粉碎、浸泡冲洗、漂白脱色、脱水干燥和成品粉碎、过筛等。 不同的加工方法对膳食纤维产品的功能特性有明显的影响。反复的水浸泡冲洗和频繁 的热处理会明显减少纤维终产品的持水力与膨胀力，这样会恶化其工艺特性，同时影响其 生理功能的发挥，因为膳食纤维在增加饱腹感预防肥胖症、增加粪便排出量预防便秘与结 肠癌方面的作用，与其持水力、膨胀力有密切的关系，持水力与膨胀力的下降会影响膳食 纤维这方面功能的发挥。高温短时的挤压机处理会对纤维产品的功能特性产生良好的影 响。有试验表明，小麦与大豆纤维经挤压机处理后，由于高温、高剪切挤压力的作用，大 分子的不溶性纤维组分会断裂部分连接键，转变成较小分子的可溶性组分，变化幅度达 3%～15%(依挤压条件的不同而异)，这样就可增加产品的持水力与膨胀力。而且，纤维原 料经挤压后可改良其色泽与风味．并能钝化部分引起不良风味的分解酶，如米糠纤维。 （一）小麦纤维（Wheat bran fiber） 小麦麸俗称麸皮，是小麦制粉的副产物。麸皮的组成因小麦制粉要求的不同而有很大 差异，在一般情况下，所含膳食纤维约为 45.5%，其中纤维素占 23%，半纤维素占 65%，木 质素约 6%，水溶性多糖约 5%，另含一定量的蛋白质、胡萝卜素、维生素 E、Ca、K、Mg、 Fe、Zn、Se 等多种营养素，某一分析结果见表 3-2。在当今食品日趋精细时，不失为粗粮 佳品。 加工方法： 原料预处理→浸泡漂洗→脱水干燥→粉碎→过筛→灭菌→包装→成品。 麸皮受小麦本身及贮运过程中可能带来的污染。往往混杂有泥沙、石块、玻璃碎片
金属屑、麻丝等多种杂质,加工前的原料预处理中去杂是一个重要步骤。其处理手段一般 有筛选、磁选、风选和漂洗等。 因麸皮中植酸含量较高,植酸可与矿物元素螫合,从而影响人体对矿物元素的吸收, 因此,对麸皮的植酸脱除成了小麦纤维加工的重要步骤 先将小麦麸皮与50~60℃的热水混合搅匀,麸皮与加水量之比为(0.1~0.15):1,用 硫酸调节p至5.0,搅拌保持6h,以利用存在于麸皮中的天然植酸酶来分解其所含有的 植酸。随后,用NaOH调节pH至6.0,在水温为55℃条件下加入适量中性或碱性蛋白酶分 解麸皮蛋白,时间2~4h。然后升温至70~75℃,加入α-淀粉酶保持0.5~3h以分解去 除淀粉类物质,再将温度提高至95~100℃,保持0.5h,灭酶同时起到杀菌的作用。之后 分数次清洗、过滤和压榨脱水,再送到干燥机烘干至所需要的水分,通常是7%左右。洗 涤步骤有时也可在升温灭酶之前进行。 这样制得的产品为粒状,80%的颗粒大小为0.22m范围内。其化学成分是:果胶类物 质4%、半纤维素35%、纤维素18%、木质素13%、蛋白质≤8%、脂肪≤5%、矿物质≤2% 和植酸≤0.5%,膳食纤维总量在80%以上。这种产品对20℃水的膨胀力为4.7mL/g并保 持17h不变。该产品颗粒适宜,可直接食用也可与酸奶、面包等一起食用;若要加工成食 品添加剂,只需再经粉碎过筛即可 小麦纤维在加工制备时,考虑到其吸水(潮)性较强。因而生产过程必须连续,且容器 的密闭性要求高,尤其是南方地区湿度较高,需对生产环境的相对湿度作一些特殊处理 以免产品吸潮过量而影响产品质量。 (二)大豆纤维 1.大豆皮膳食纤维 工艺流程:大豆皮→粉碎→筛选→调浆→软化→过滤→漂白→离心→干燥→粉碎→成 以大豆的外种皮为原料,为增加外种皮的表面积,以便更有效地除去不需要的可溶 性物质(如蛋白质),可用锤片粉碎机将原料粉碎至大小以全部通过30~60目筛为适度。 然后加入20℃左右的水使固形物浓度保持在2%~10%之间,搅打成水浆并保持6~8min, 以使蛋白质和某些糖类溶解,但时间不宜太长,以免果胶类物质和部分水溶性半纤维素溶 解损失掉。浆液的p值保持在中性或偏酸性,p值过髙易使之褐变,色泽加深,p值低 色泽浅,柔和。 将上述处理液通过带筛板(325目)振动器进行过滤,滤饼重新分散于25℃、pH为6.5 的水中,固形物浓度保持在10%以内,通入0.01%的过氧化氢进行漂白,25min后经离心机 或再次过滤得白色的湿滤饼,干燥至含水分8%左右,用高速粉碎机使物料全部通过100目 筛为止,即得天然豆皮纤维添加剂。这个过程纤维最终得率为70%~75%左右 2.多功能纤维 工艺流程:豆渣→湿热处理→脱腥亠干燥→粉碎→筛选→成品 多功能纤维( Multifunction fiber additive,MFA)是由大豆种子的内部成分组成,与通 常来自种子外覆盖物或麸皮的普通纤维明显不同。这种纤维是由大豆湿加工所剩的新鲜不 溶性残渣为原料,经过特殊的湿热处理转化内部成分而达到活化纤维生理功能的作用,再 经脱腥、干燥、粉碎和过筛等工序而制成,其外观呈乳白色,粒度小于面粉
8 金属屑、麻丝等多种杂质，加工前的原料预处理中去杂是一个重要步骤。其处理手段一般 有筛选、磁选、风选和漂洗等。 因麸皮中植酸含量较高，植酸可与矿物元素螫合，从而影响人体对矿物元素的吸收， 因此，对麸皮的植酸脱除成了小麦纤维加工的重要步骤。 先将小麦麸皮与 50～60℃的热水混合搅匀，麸皮与加水量之比为(0.1～0.15)：l，用 硫酸调节 pH 至 5.0，搅拌保持 6h，以利用存在于麸皮中的天然植酸酶来分解其所含有的 植酸。随后，用 Na0H 调节 pH 至 6.0，在水温为 55℃条件下加入适量中性或碱性蛋白酶分 解麸皮蛋白，时间 2～4h。然后升温至 70～75℃，加入α-淀粉酶保持 0.5～3h 以分解去 除淀粉类物质，再将温度提高至 95～100℃，保持 0.5h，灭酶同时起到杀菌的作用。之后 分数次清洗、过滤和压榨脱水，再送到干燥机烘干至所需要的水分，通常是 7％左右。洗 涤步骤有时也可在升温灭酶之前进行。 这样制得的产品为粒状，80%的颗粒大小为 0.22mm 范围内。其化学成分是：果胶类物 质 4%、半纤维素 35%、纤维素 18%、木质素 13%、蛋白质≤8%、脂肪≤5%、 矿物质≤2% 和植酸≤0.5%，膳食纤维总量在 80%以上。这种产品对 20℃水的膨胀力为 4.7mL／g 并保 持 17h 不变。该产品颗粒适宜，可直接食用也可与酸奶、面包等一起食用；若要加工成食 品添加剂，只需再经粉碎过筛即可。 小麦纤维在加工制备时，考虑到其吸水(潮)性较强。因而生产过程必须连续，且容器 的密闭性要求高，尤其是南方地区湿度较高，需对生产环境的相对湿度作一些特殊处理， 以免产品吸潮过量而影响产品质量。 （二）大豆纤维 1.大豆皮膳食纤维 工艺流程：大豆皮→粉碎→筛选→调浆→软化→过滤→漂白→离心→干燥→粉碎→成 品 以大豆的外种皮为原料，为增加外种皮的表面积，以便更有效地除去不需要的可溶 性物质(如蛋白质)，可用锤片粉碎机将原料粉碎至大小以全部通过 30～60 目筛为适度。 然后加入 20℃左右的水使固形物浓度保持在 2%～10%之间，搅打成水浆并保持 6～8min， 以使蛋白质和某些糖类溶解，但时间不宜太长，以免果胶类物质和部分水溶性半纤维素溶 解损失掉。浆液的 pH 值保持在中性或偏酸性，pH 值过高易使之褐变，色泽加深，pH 值低 色泽浅，柔和。 将上述处理液通过带筛板(325 目)振动器进行过滤，滤饼重新分散于 25℃、pH 为 6.5 的水中，固形物浓度保持在 10%以内，通入 0.01%的过氧化氢进行漂白，25min 后经离心机 或再次过滤得白色的湿滤饼，干燥至含水分 8%左右，用高速粉碎机使物料全部通过 100 目 筛为止，即得天然豆皮纤维添加剂。这个过程纤维最终得率为 70%～75%左右。 2.多功能纤维 工艺流程：豆渣→湿热处理→ 脱腥 → 干燥 →粉碎→筛选→成品 多功能纤维（Multifunction Fiber Additive ,MFA）是由大豆种子的内部成分组成，与通 常来自种子外覆盖物或麸皮的普通纤维明显不同。这种纤维是由大豆湿加工所剩的新鲜不 溶性残渣为原料，经过特殊的湿热处理转化内部成分而达到活化纤维生理功能的作用，再 经脱腥、干燥、粉碎和过筛等工序而制成，其外观呈乳白色，粒度小于面粉
表3-2多功能纤维添加剂的氨基酸组成(% 氨葚酸Am8 hu Gh Ala Cvs Val Met 化学 9984585461466582446066554146分析表明, 氨基酸| e Leu Tyr Phe Lys His Arg Hyp Pro FA含有 含量40885024251254230250420448268%的总膳 食纤维和 20%的优质植物蛋白,添入食品中既能有效地提高产品的纤维含量又有利于提高蛋白含量。 所以,更确切地说应称之为“纤维蛋白粉”。下表为其氨基酸分析结果(见表3-3) MFA有良好的功能特性,可吸收相当于自身重量7倍的水分,也就是吸水率达到700% 比小麦纤维的吸水率400%高出很多。由于MFA的持水性高,有利于形成产品的组织结构, 以防脱水收缩。在某些产品如肉制品中,它能使肉汁中的香味成分发生聚集作用而不逸 散。此外,高持水特性可明显提高某些加工食品的经济效益,如在焙烤食品中添加它可 减少水分损失而延长产品的货架寿命。这种多功能纤维添加剂能在很多食品中得到应用 并能获得附加的经济效益。 (三)甜菜纤维 新鲜甜菜废粕洗净去杂质并挤干,分别用自来水、1.5%柠檬酸、95%乙醇浸泡Ih,然 后用匀浆器打碎。用自来水冲洗,4层尼龙布过滤至滤液变清。挤去水分,50℃下烘干,再 用粉碎机磨成粉末 该方法生产的产品食物纤维含量达到76%~80%,持水能力为61~78g水/g干纤维 与一般食物纤维相比,甜菜纤维具有中等水平的持水能力,吸油能力为1.51~1.77g油/g干 千维。 (四)玉米纤维 利用玉米淀粉加工后的下脚玉米皮为原料,用枯草芽孢杆菌α-淀粉酶(0.02g/50g) 及少量蛋白酶,在60℃下酶解90min后过滤,干燥而得。酶法生产比酸法、碱法操作简单 设备要求低,产品中无机物含量低。也可由玉米秸经碱、酸水解后精制而得 产品为乳白色粉末,无异味,含半纤维素70%、纤维素25%、木质素5%。80℃时可吸 水6倍。 (五)新型纤维 1.壳聚糖 壳聚糖( Chitosan)是以甲壳类物质为原料,脱险Ca、P、蛋白质、色素等制备成甲壳素 ( Chitin),进一步脱去分子中的乙酰基而获得的一种天然高分子化合物,其化学结构是β -1,4-D萄糖胺的聚合物,在结构上与纤维素很相似。由于这种特殊的化学结构,致使壳 聚糖有高分子性能、成膜性、保湿性、吸附性、抗辐射线和抑茵防霉作用,对人体安全无 毒,且具备可吸收性能。壳聚极不仅具有一般膳食纤维的生理功能,且更具有一般膳食纤 隹所不具备的特性,如它是地球上至今为止发现的膳食纤维中唯一阳离子高分子集团,并 且具有成膜性、人体可吸收性、抗辐射线和抑茵防霉作用等。这些特性使壳聚糖作为膳食 纤维具备更优越的生理功能 2.菊粉( Inulin) 菊粉是由D-呋喃果糖分子以β-2,1糖苷键连接而成的果聚糖。菊粉在自然界中分布
9 表 3-2 多功能纤维添加剂的氨基酸组成(％) 化学 分析表明， MFA 含有 68%的总膳 食纤维和 20％的优质植物蛋白，添入食品中既能有效地提高产品的纤维含量又有利于提高蛋白含量。 所以，更确切地说应称之为“纤维蛋白粉”。下表为其氨基酸分析结果(见表 3-3). MFA有良好的功能特性，可吸收相当于自身重量 7倍的水分，也就是吸水率达到 700%， 比小麦纤维的吸水率 400%高出很多。由于 MFA 的持水性高，有利于形成产品的组织结构， 以防脱水收缩。在某些产品如肉制品中，它能使肉汁中的香味成分发生聚集作用而不逸 散。此外，高持水特性可明显提高某些加工食品的经济效益，如在焙烤食品中添加它可 减少水分损失而延长产品的货架寿命。这种多功能纤维添加剂能在很多食品中得到应用 并能获得附加的经济效益。 （三）甜菜纤维 新鲜甜菜废粕洗净去杂质并挤干，分别用自来水、1.5％柠檬酸、95％乙醇浸泡 1h，然 后用匀浆器打碎。用自来水冲洗，4 层尼龙布过滤至滤液变清。挤去水分，50℃下烘干，再 用粉碎机磨成粉末。 该方法生产的产品食物纤维含量达到 76%～80%，持水能力为 6.1～7.8g 水／g 干纤维， 与一般食物纤维相比，甜菜纤维具有中等水平的持水能力，吸油能力为 1.51～1.77g 油/g 干 纤维。 （四）玉米纤维 利用玉米淀粉加工后的下脚玉米皮为原料，用枯草芽孢杆菌α-淀粉酶(0.02g／50g) 及少量蛋白酶，在 60℃下酶解 90min 后过滤，干燥而得。酶法生产比酸法、碱法操作简单， 设备要求低，产品中无机物含量低。也可由玉米秸经碱、酸水解后精制而得。 产品为乳白色粉末，无异味，含半纤维素 70%、纤维素 25%、木质素 5%。80℃时可吸 水 6 倍。 （五）新型纤维 1.壳聚糖 壳聚糖(Chitosan)是以甲壳类物质为原料，脱险 Ca、P、蛋白质、色素等制备成甲壳素 (Chitin)，进一步脱去分子中的乙酰基而获得的一种天然高分子化合物，其化学结构是β -1,4-D-萄糖胺的聚合物，在结构上与纤维素很相似。由于这种特殊的化学结构，致使壳 聚糖有高分子性能、成膜性、保湿性、吸附性、抗辐射线和抑茵防霉作用，对人体安全无 毒，且具备可吸收性能。壳聚极不仅具有一般膳食纤维的生理功能，且更具有一般膳食纤 维所不具备的特性，如它是地球上至今为止发现的膳食纤维中唯一阳离子高分子集团，并 且具有成膜性、人体可吸收性、抗辐射线和抑茵防霉作用等。这些特性使壳聚糖作为膳食 纤维具备更优越的生理功能。 2.菊粉(Inulin) 菊粉是由 D-呋喃果糖分子以β-2,1 糖苷键连接而成的果聚糖。菊粉在自然界中分布 氨基酸 Asp Thr Ser Glu Gly Ala Cys Val Met 含量 9.98 4.58 5.46 14.66 5.82 4.46 0.66 5.54 1.46 氨基酸 Ile Leu Tyr Phe Lys His Arg Hyp Pro 含量 4.08 8.50 2.42 5.12 5.42 3.02 5.04 2.04 4.82
很广,某些真菌和细菌中含有菊粉,但其主要来源是植物。菊粉是一种水溶性膳食纤维 具有膳食纤维的营养功能 菊粉主要从菊芋或菊苣块茎中提取,这两种植物来源丰富,菊粉含量髙,占其块茎干 重的70%以上 生产工艺流程: 菊芋块茎→清洗→切片→沸水提取→过滤→石灰乳除杂→阴离子交换树脂脱色→阳 离子交换树脂脱盐→真空浓缩→喷雾干燥→菊粉成品 菊粉粗提液中通常含有蛋白质、果胶、色素等杂质,需要进一步纯化处理。参照制 糖工艺,在提取液中添加石灰乳,可以有效去除非菊粉杂质,通过离子交换树脂去除提取 液中各种离子成分,从而达到最终纯化菊粉提取液的目的。 食品中添加菊粉可以改善低能量冰淇淋的质构和口感;保持饮料稳定,增强饮料体积 和口感:替代焙烤食品中的脂眆和糖分,提高焙烤食品的松脆性:改善肉制品的持水性 保持低能量涂抹食品的品质稳定性。 七、膳食纤维的应用 1.在焙烤食品中的应用。膳食纤维在焙烤食品中的应用比较广泛。丹麦自1981年就 开始生产高膳食纤维面包、蛋糕、桃酥、饼干等焙烤食品,用量一般为面粉含量的5%~10% 如其用量超过10%,将使面团醒发速度减慢。因膳食纤维吸水性特强,故配料时应适当增 加水量 2.在果酱、果冻食品中的应用。此类食品主要添加水溶性膳食果胶,所用果蔬原料主 要是苹果、山植、桃、杏、香蕉和胡萝F等。 3.在制粉业中的应用。利用特殊加工工艺,含麸量达50%~60%的面粉,适口性稍差于 精白粉,但蛋白质含量、热量优于精白粉,粗脂肪低于精白粉,面粉质地疏松,可消化的 蛋白量优于精白粉。国内市场仍处于开发和起步阶段 4.在制糖业中的开发应用。采用酶法生产工艺生产双歧杆菌的增殖因子一—低聚糖, 对双歧杆菌增殖效果明显,生产成本低,低热值,用途广,可实现工业化生产 5.在馅料、汤料食品中的应用。为了改变膳食纤维面食制品中外观质量,人们将膳 食纤维与焦糖色素、动植物油脂、山梨酸、水溶性维生素、微量元素等营养成分以及木糖 醇、甜菊甙等甜味剂混合后,加热制成膳食纤维馅料,可用于牛肉馅饼、点心馅、汉堡包 等面食制品,效果较好。此外,也可在普通汤料中加入1%的膳食纤维后一同食用,同样能 达到补充膳食纤维之目的 6.在油炸食品中的应用。取豆渣膳食纤维1kg,加水0.5kg,淀粉5kg,混匀后蒸煮 3min,再加入食盐90g、糖100g、咖喱粉50g,混匀、成型,干燥至含水量15%左右,油 炸后得油炸膳食纤维点心。也可在丸子中加入30%膳食纤维,混匀,油炸制成油炸丸子或 油条 7.在饮料制品中的应用。膳食纤维饮料于10年前就已盛行欧洲。并于1988年风靡 美国。日本雪印等公司从1986年起先后推出了膳食纤维饮料或酸奶,每100g饮料含2.5 3.8g膳食纤维,其销量势头良好。台湾多家食品公司也陆续生产出膳食纤维饮料,膳食纤 维并在台湾饮料市场上异军突起。此外,也可将膳食纤维用乳酸杆菌发酵处理后制成乳清 饮料
10 很广，某些真菌和细菌中含有菊粉，但其主要来源是植物。菊粉是一种水溶性膳食纤维， 具有膳食纤维的营养功能。 菊粉主要从菊芋或菊苣块茎中提取，这两种植物来源丰富，菊粉含量高，占其块茎干 重的 70%以上。 生产工艺流程： 菊芋块茎→清洗→切片→沸水提取→过滤→石灰乳除杂→阴离子交换树脂脱色→阳 离子交换树脂脱盐→真空浓缩→喷雾干燥→菊粉成品 菊粉粗提液中通常含有蛋白质、果胶、色素等杂质，需要进一步纯化处理。参照制 糖工艺，在提取液中添加石灰乳，可以有效去除非菊粉杂质，通过离子交换树脂去除提取 液中各种离子成分，从而达到最终纯化菊粉提取液的目的。 食品中添加菊粉可以改善低能量冰淇淋的质构和口感；保持饮料稳定，增强饮料体积 和口感；替代焙烤食品中的脂肪和糖分，提高焙烤食品的松脆性；改善肉制品的持水性； 保持低能量涂抹食品的品质稳定性。 七、膳食纤维的应用 1.在焙烤食品中的应用。膳食纤维在焙烤食品中的应用比较广泛。丹麦自 1981 年就 开始生产高膳食纤维面包、蛋糕、桃酥、饼干等焙烤食品，用量一般为面粉含量的 5%～10%， 如其用量超过 10%，将使面团醒发速度减慢。因膳食纤维吸水性特强，故配料时应适当增 加水量。 2.在果酱、果冻食品中的应用。此类食品主要添加水溶性膳食果胶，所用果蔬原料主 要是苹果、山植、桃、杏、香蕉和胡萝 F 等。 3.在制粉业中的应用。利用特殊加工工艺，含麸量达 50%～60%的面粉，适口性稍差于 精白粉，但蛋白质含量、热量优于精白粉，粗脂肪低于精白粉，面粉质地疏松，可消化的 蛋白量优于精白粉。国内市场仍处于开发和起步阶段。 4.在制糖业中的开发应用。采用酶法生产工艺生产双歧杆菌的增殖因子——低聚糖， 对双歧杆菌增殖效果明显，生产成本低，低热值，用途广，可实现工业化生产。 5.在馅料、汤料食品中的应用。为了改变膳食纤维面食制品中外观质量，人们将膳 食纤维与焦糖色素、动植物油脂、山梨酸、水溶性维生素、微量元素等营养成分以及木糖 醇、甜菊甙等甜味剂混合后，加热制成膳食纤维馅料，可用于牛肉馅饼、点心馅、汉堡包 等面食制品，效果较好。此外，也可在普通汤料中加入 1%的膳食纤维后一同食用，同样能 达到补充膳食纤维之目的。 6.在油炸食品中的应用。取豆渣膳食纤维 1kg，加水 0.5kg，淀粉 5 kg，混匀后蒸煮 30min，再加入食盐 90g、糖 100g、咖喱粉 50g，混匀、成型，干燥至含水量 15%左右，油 炸后得油炸膳食纤维点心。也可在丸子中加入 30%膳食纤维，混匀，油炸制成油炸丸子或 油条。 7.在饮料制品中的应用。膳食纤维饮料于 10 年前就已盛行欧洲。并于 1988 年风靡 美国。日本雪印等公司从 1986 年起先后推出了膳食纤维饮料或酸奶，每 100g 饮料含 2.5～ 3.8g 膳食纤维，其销量势头良好。台湾多家食品公司也陆续生产出膳食纤维饮料，膳食纤 维并在台湾饮料市场上异军突起。此外，也可将膳食纤维用乳酸杆菌发酵处理后制成乳清 饮料