食品營養(yǎng)學(xué)研究進(jìn)展

1、食品營養(yǎng)學(xué)研究進(jìn)展題目：膳食纖維的生理功能及其在食品開發(fā)中的應(yīng)用日期：2016年12月30號(hào)摘要膳食纖維特殊的理化性質(zhì)和生理功能使它在生理代謝過程和預(yù)防疾病等方面扮演重要的角色。要保障人體健康，需要適量攝入膳食纖維。本文綜述了膳食纖維的定義，膳食纖維的分類及其生理功能，并且簡單介紹了目前國內(nèi)外膳食纖維的提取方法以及膳食纖維在食品開發(fā)中的應(yīng)用。AbstractThespecialphysicalandchemicalpropertiesandphysiologicalfunctionsofdietaryfibermakeitplayanimportantroleintheprocessofphy

2、siologicalmetabolismanddiseaseprevention.Toprotectthehealthofthehumanbody,theneedforadequateintakeofdietaryfiber.Inthispaper,thedefinitionofdietaryfiber,theclassificationandphysiologicalfunctionofdietaryfiberwerereviewed,andtheextractionmethodsofdietaryfiberandtheapplicationofdietaryfiberinfooddevel

3、opmentwereintroduced.關(guān)鍵字：膳食纖維生理功能應(yīng)用前景隨著人們生活水平的提高，對(duì)食品的要求越來越精細(xì)，所攝入的食物中，粗纖維的含量越來越少，現(xiàn)代“文明病”諸如便秘、肥胖癥、動(dòng)脈硬化、心腦血管疾病、糖尿病等，嚴(yán)重地威脅著現(xiàn)代人的身體健康，在人們的食物中補(bǔ)充膳食纖維已成為當(dāng)務(wù)之急。膳食纖維被公認(rèn)為是蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質(zhì)和水之后的第七大營養(yǎng)素。因此膳食纖維是健康飲食不可缺少的。止匕外，膳食纖維作為一種極其重要的食品成分，也已經(jīng)成為功能性食品領(lǐng)域研究的熱門課題。一，膳食纖維的定義及分類1.1 膳食纖維的定義膳食纖維是一般不易被消化的食物營養(yǎng)素，含纖維素、木質(zhì)素、

4、半纖維素、樹脂、果膠等。國際食品法典委員會(huì)（CACX等膳食纖維具有的特征歸納為：降低通過時(shí)間和增加糞便量；促進(jìn)結(jié)腸發(fā)酵作用；降低血總膽固醇或LDL膽固醇水平，降低餐后血糖或胰島素水平。當(dāng)前關(guān)于膳食纖維的定義相對(duì)權(quán)威的一個(gè)概念是美國谷物化學(xué)學(xué)會(huì)（AACC成立的膳食纖維專門委員會(huì)提出的1,他們從生理學(xué)角度出發(fā)，將其定義為在小腸中不能被消化吸收，而在大腸中可部分或全部發(fā)酵的可食的植物成分、碳水化合物和類似物質(zhì)的總和，包括多糖、寡糖、纖維素、半纖維素、果膠、樹膠、蠟質(zhì)、木質(zhì)素等，此定義明確規(guī)定了膳食纖維的范疇，是可食的植物成分，而非動(dòng)物成分。1.2 膳食纖維的分類膳食纖維的分類方法很多。根據(jù)其在熱水或

5、溫水中溶解性的不同，分為可溶性膳食纖維SDF和不可溶性膳食纖維IDF。按照來源分為植物源、動(dòng)物源、海藻源、微生物多糖類和合成糖。我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)將其分為總的膳食纖維、可溶性膳食纖維和水溶性膳食纖維、非淀粉多糖2。SDF主要指植物細(xì)胞壁內(nèi)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，又能吸水膨脹，并能被大腸中微生物降解，常存在于植物的細(xì)胞液和細(xì)胞間質(zhì)中，主要成分為膠類和糖類，能夠在小腸內(nèi)消化吸收。它可在水中穩(wěn)定分散，在腸道內(nèi)結(jié)合水、吸收礦物質(zhì)陽離子2。IDF主要指纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，幾乎能在小腸內(nèi)吸收和代謝。并且它具有預(yù)防肥胖、結(jié)腸癌、高血壓、心臟病和動(dòng)脈硬化等生理功能，主要

6、在乳制品、保健品、肉制品等產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。二，膳食纖維的生理功能膳食纖維作為一種特殊的營養(yǎng)素，對(duì)人體的功能是不容忽視的。它含有獨(dú)特的生物活性物質(zhì)混合物，包括抗性淀粉、維生素、礦物質(zhì)、植物化學(xué)物質(zhì)和抗氧化成分。近年來，隨著大量學(xué)者對(duì)膳食纖維研究的逐漸深入，膳食纖維對(duì)人體健康的重要功能也逐漸被人們所熟知。例如膳食纖維具有很高的持水性，對(duì)陽離子有結(jié)合和交換能力，對(duì)有機(jī)化合物有吸附鰲合作用，可改變腸道系統(tǒng)中的微生物菌系組成和提高免疫能力等3。膳食纖維具有調(diào)節(jié)人體對(duì)脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)吸收的功能，對(duì)人體營養(yǎng)平衡具有重要意義。經(jīng)常補(bǔ)充膳食纖維，不僅能保持健康的體質(zhì)，還能有效預(yù)防冠心病、糖尿病等多種疾病。具體

7、來說膳食纖維的生理功能主要包括：2.1 膳食纖維可以降低血脂流行病學(xué)研究表明，可溶性膳食2r維與高脂血癥預(yù)防密切相關(guān)4。玉米皮、米糠、麥鼓和燕麥鼓，糖用甜菜纖維、番石榴，等天然膳食纖維己被證實(shí)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中具有降血脂，減輕高脂血并發(fā)癥的能力?？扇苄陨攀忱w維還能通過調(diào)控基因表達(dá)參與抗高脂血癥，如可溶性膳食纖維能影響脂質(zhì)相關(guān)代謝基因表達(dá)等。膳食纖維能使血清中膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白水平降低，高密度脂蛋白水平升高。其主要機(jī)制為通過減少膳食中膽固醇的吸收、影響機(jī)體中膽固醇的代謝、促進(jìn)膽固醇的排泄等降低血漿中膽固醇水平30通過增加食物在腸道內(nèi)的過渡時(shí)間、延緩胃排空、減緩或降低脂肪的吸收等機(jī)制降低血漿

8、中甘油三酯水平。食物中某些物質(zhì)能與膳食纖維相互作用，互相影響吸收或生理功能。膳食纖維能針對(duì)高血脂這個(gè)高危因素，通過一系列機(jī)制降血脂，有助于預(yù)防高脂血癥、心血管疾病、腦血管意外等的發(fā)病。2.2 膳食纖維對(duì)血糖方面的影響在降低血糖方面，可溶性膳食纖維粘稠吸水膨脹形成的粘液在胃中形成膠基層，在腸內(nèi)阻礙消化酶與食物的接觸，減緩小腸收縮，影響葡萄糖的吸收，降低腸液葡萄糖的有效濃度，影響淀粉酶對(duì)淀粉的降解作用，降低腸液中葡萄糖的釋放速度，改善末梢組織對(duì)胰島素的感受性，降低機(jī)體對(duì)胰島素的作用，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，阻止葡萄糖的擴(kuò)散，防止餐后血糖的快速上升。膳食纖維還可減

9、少碳水化合物在小腸中和腸壁的接觸，改變末梢組織對(duì)胰島素的感受性。2.3 膳食纖維可以改善腸道菌群腸道不僅是人體消化的重要場所，同時(shí)也是人體不可或缺的免疫器官，維持著正常的免疫防御功能。而腸道微生物則是人體的重要“微生物器官”，與人體的免疫、營養(yǎng)代謝及諸多生理功能息息相關(guān)。近年許多研究表明，人體腸道中存在大量細(xì)菌，既包括有益菌群，也生活著有害菌群。正因?yàn)橛泻鷷?huì)產(chǎn)生大量毒素，抑制有益菌的生長，破壞腸道微生態(tài)平衡7。所以人體腸道有害菌和有益菌的平衡對(duì)健康極為關(guān)鍵，人體所攝入的食物纖維大部分不能被消化而被送入大腸中，食物纖維的吸附性、保水性、離子交換作用以及凝膠的形成等影響6,結(jié)腸內(nèi)的一些有益菌將膳

10、食纖維降解產(chǎn)生短鏈脂肪酸，尤其是產(chǎn)生丁酸，降低腸道內(nèi)的pH值，腸內(nèi)的腐生菌易在高pH值環(huán)境中生長.從而抑制了腐生菌的生長，加上腸道內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生的消化酶將其分解可產(chǎn)生少量的泛酸對(duì)腸道菌群的數(shù)量和種類都具有一定的調(diào)節(jié)作用，為人體的健康提供了可靠的保證。一般來說，每日攝入足量的膳食纖維會(huì)使腸道內(nèi)的雙歧桿菌數(shù)量大大增加，有助于B族維生素和其它維生素的合成。膳食纖維在促進(jìn)腸道有益菌增殖的同時(shí)還可以抑制有害菌，使人體腸道菌群的種類和數(shù)量維持在正常水平，避免因腸道菌群比例的破壞而導(dǎo)致胃腸蠕動(dòng)緩慢，引起便秘及有害菌產(chǎn)生有害物質(zhì)危害人體健康。進(jìn)食膳食纖維后，雙歧桿菌可以在大腸內(nèi)迅速繁殖，抑制腐生細(xì)菌生長。2.4

11、 膳食纖維可以提高機(jī)體免疫力有研究報(bào)道提到7,從香菇、金針菇、靈芝、蘑和獲菩等食用真菌提取的膳食纖維中的多糖組分可以增加巨噬細(xì)胞的數(shù)量，刺激抗體的產(chǎn)生，達(dá)到提高人體免疫能力的生理功能。果膠攝入后，腸內(nèi)蛋白的合成明顯高于對(duì)照組。也有人認(rèn)為果膠的攝入降低了嬰兒的食物量和生長速度。止匕外，膳食纖維還是脂類合成和細(xì)胞膜合成所需的乙獻(xiàn)輔酶A的主要來源，以及維持細(xì)胞膜完整性必需的物質(zhì)。在膳食中加入膳食纖維，可以很好地改善術(shù)后病人的營養(yǎng)，提高機(jī)體免疫力。2.5膳食纖維有預(yù)防癌癥的作用膳食纖維不僅有以上功能，它還可以預(yù)防癌癥，最主要的是預(yù)防結(jié)腸癌和乳腺癌。在預(yù)防結(jié)腸癌方面，膳食纖維發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，可降低腸

12、道pH,抑制腐生菌的生長，也減少了致癌物的產(chǎn)生；膳食纖維增加食團(tuán)的含水量，稀釋了可能存在的一些對(duì)人體有害物質(zhì)，降低了致癌因子的濃度，同時(shí)，膳食纖維還有助于降低結(jié)腸內(nèi)參與生成致癌物質(zhì)的酶活力，使腸道內(nèi)致癌物質(zhì)的產(chǎn)生量減少；它又能吸附一些有害的重金屬使之一起排出體外；膳食纖維能促進(jìn)腸蠕動(dòng)，增加糞便體積，從而減少致癌物與結(jié)腸接觸機(jī)會(huì)。有研究表明，膳食纖維對(duì)Pb,Cd,Hg和高濃度的Zn,Cu等重金屬都具有消除的功能8。減少次生膽汁酸的產(chǎn)生，膽汁中的膽酸和鵝膽酸可被細(xì)菌代謝為次生膽汁酸和脫氧膽酸，這兩者都是致癌劑和致突變劑。膳食纖維束縛膽酸和次生膽汁酸，將其排出體外。還可以產(chǎn)生丁酸抑制月中瘤細(xì)胞的生長

13、增殖，誘導(dǎo)月中瘤細(xì)胞向正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化，并控制致癌基因的表達(dá)。其預(yù)防乳腺癌的機(jī)制是：雌激素作為乳腺癌發(fā)生的可確定因素7,在乳癌細(xì)胞增殖過程中起著重要的作用，膳食纖維對(duì)游離型雌激素有良好的吸附作用；膳食纖維通過增加排糞量而降低腸道內(nèi)微生物酶的濃度，從而降低體內(nèi)雌激素的濃度，對(duì)預(yù)防乳腺癌有一定的作用2.6適當(dāng)?shù)纳攀忱w維對(duì)減肥具有很好的效果富含纖維的食品屬低熱量食物，可增加飽腹感，可溶性膳食纖維具有較高的持水力，能吸水膨脹，減少食物的攝入量，膳食纖維還會(huì)影響可利用碳水化合物等成分在腸道內(nèi)的消化吸收，對(duì)體重超標(biāo)、體型過胖的人尤為適宜，控制體重，利于減肥。膳食纖維可解毒，減少排泄物在腸道中的停留時(shí)間，促進(jìn)腸

14、道蠕動(dòng)，潤腸通便具體來說，膳食纖維體積較大，吸水后膨脹，在胃腸道內(nèi)會(huì)發(fā)揮填充劑的容積作用，易引起飽腹感。同時(shí)，膳食纖維本身不能被人體所利用，從而避免了攝入過多的熱量導(dǎo)致脂肪積累9,而且，不易產(chǎn)生饑餓感，有利于對(duì)肥胖癥的預(yù)防。研究發(fā)現(xiàn)攝入較多的膳食纖維，尤其是谷物纖維對(duì)預(yù)防肥胖和腰圍增加有積極的作用。三，膳食纖維在食品加工中的應(yīng)用膳食纖維新資源的出現(xiàn)和改良其功能特性技術(shù)手段的提高，使膳食纖維在食品工業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也增加了富含膳食纖維新食品開發(fā)的可能性。由于膳食纖維具有良好的理化特性，已被廣泛的應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域。3.1 膳食纖維在主食中的應(yīng)用在主食中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為將一定量的膳食纖維加

15、入米飯、饅頭、面條、面包等日常主食中。米飯中添加膳食纖維后具有蓬松清香的良好口感。在制作饅頭時(shí)，加入膳食纖維，可強(qiáng)化面團(tuán)筋力，口感良好，無發(fā)酵和粗糙之感，并且有特殊香味。面條中加入膳食纖維，其強(qiáng)度增加，韌性良好，耐煮耐泡，口感清爽順滑，但是顏色較深。通過加入膳食纖維，主食的韌性得到加強(qiáng)，氣味清香，口感也更好，對(duì)人們身體健康的改善有著重要作用。同時(shí)也可把膳食纖維直接添加到制作早餐食品的谷物原料中增加人們膳食纖維的攝入量。為了改變外觀，將膳食纖維與其他輔料混合后，加熱制成膳食纖維餡料，可用于牛肉餡餅、點(diǎn)心、漢堡包等面食制品，效果良好。3.2 膳食纖維在焙烤食品中的應(yīng)用膳食纖維使焙烤食品口感呈中性、

16、味道可口斷面結(jié)構(gòu)均勻色變，提高了食品的穩(wěn)定性、起酥性和保水性，是良好的食品添加劑。改性后的膳食纖維具有較好的持水性和膨脹性，被廣泛用于面包、蛋糕、餅干等食品中.可以明顯降低面包的老化度，膳食纖維可增加食品的疏松性和柔軟性防止此類食品在貯藏時(shí)變硬且添加膳食纖維的食品口感殊道均較好10。此類產(chǎn)品和不添加膳食纖維的產(chǎn)品加工工藝及產(chǎn)品外觀形狀彈性、色澤和筋力等基本不受影響。3.3 膳食纖維在飲料中的應(yīng)用膳食纖維可以加入固體和液體飲料中，在飲料中使用膳食纖維可以使微粒分布均勻，不產(chǎn)生沉淀和分層現(xiàn)象，從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、改善口感，加入量通常為1%,而水溶性膳食纖維的加入量可稍多一些，在酸奶飲料中，膳食纖

17、維的加入量可達(dá)2.5%3.8%,另外，在乳制飲料中加入膳食纖維還能變?yōu)槿榫嬃?。膳食纖維可作為均質(zhì)劑、穩(wěn)定劑添加到飲料中11?？梢云鸬奖＝」δ?。在活性菌乳飲料中添加可溶性膳食纖維還可以提高其有益菌的活性。改性后的膳食纖維還可用于高纖維飲料中，除增加飲料產(chǎn)品良好的質(zhì)感、保健作用外還可增加飲料的新賣點(diǎn)。3.4 在乳制品中的應(yīng)用乳制品中含有人體所需的蛋白質(zhì)、鈣、磷、維生素A和維生素B2但目前未有報(bào)道顯示乳制品中含有膳食纖維。目前有報(bào)道稱在嬰幼兒奶粉和中老年奶粉中添加膳食纖維后嬰幼兒及中老年的血脂、血糖都明顯降低同時(shí)對(duì)礦物質(zhì)的吸收也增加。在風(fēng)味乳飲料中添加膳食纖維后乳飲料的營養(yǎng)和保健功能顯著增加。通過

18、膳食纖維的添加乳制品的口感得到改善穩(wěn)定性得到提高且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體不利的反應(yīng)3.5 膳食纖維在油炸食品中的應(yīng)用油炸食品在現(xiàn)代人眼中是明顯的不健康食品，但是油炸食品的香脆口感又常常讓人留戀，為了降低油炸食品的危害性，將膳食纖維加入其中，改善口感的同時(shí)，還可以加速油脂和有害物質(zhì)的分解，降低油炸食品對(duì)人體的危害。為提高口感，將膳食纖維與動(dòng)植物油脂、焦糖色素、山梨酸、微量元素混合加熱成餡料，用于漢堡包餡、牛肉餡餅等12。3.6 在其他食品中的應(yīng)用膳食纖維還可以添加到肉制品、膨化產(chǎn)品、糖果、冷凍食品及調(diào)味品等。在食品中添肉制品中添加膳食纖維可使肉制品中的水分不流失降低肉制品的熱量加膳食纖維可以改變食品的風(fēng)

19、味同時(shí)增加食品的保健功能130以米糠、豆渣、燕麥等富含膳食纖維的原料，經(jīng)加工后不僅可開發(fā)出直接的纖維型制品，還可作為添加劑加到肉制品中，從而制做出一種高蛋白、高膳食纖維、低脂肪、低鹽、低熱量、具有保健作用的功能性香腸制品.可以部分替代脂肪，減少熱量攝入；改善肉品質(zhì)構(gòu)提高肉品穩(wěn)定性，具較強(qiáng)的保水力，使肉品水分不易流失14,增進(jìn)口感膳食纖維還可添加到膨化食品、冷凍食品、可食性包裝、糖果及調(diào)味品中，不僅改善食品風(fēng)味，而且增加保健功能。目前，世界各國所提出的膳食纖維的適宜攝入量差異較大，認(rèn)為每天需1520g或2530go中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)，結(jié)合國內(nèi)營養(yǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)，建議膳食纖維的適宜攝入量為每天30g,每天如攝

20、入400500g的蔬菜和水果，及一定的粗糧如燕麥、雜豆、玉米、小米等，可滿足機(jī)體對(duì)膳食纖維的需要15。膳食纖維是人體健康必不可少的重要營養(yǎng)素，其資源豐富，價(jià)格低廉，增加了食品工業(yè)的附加值，因此有著廣泛的應(yīng)用前景。我國具有豐富的膳食纖維資源，根據(jù)近年來學(xué)者們對(duì)膳食纖維功能的研究成果進(jìn)展，人們可以充分有效地利用膳食纖維，可以使其對(duì)人體健康發(fā)揮重要的作用。但從目前研究開發(fā)的資源來看，主要集中于谷物纖維，如玉米鼓皮纖維、燕麥纖維、小麥鼓皮膳食纖維等160因此膳食纖維及其改性在食品中應(yīng)用的研究和開發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.參考文獻(xiàn)【1】買凱，王貴芳，買樂.功能性食品：膳食纖維素的一些研究進(jìn)展J.河南醫(yī)學(xué)研究，2001,10(2):178-179.【2】吳洪斌，王永剛，關(guān)口剛，等.膳食纖維生理功能研究進(jìn)展J.中國釀造，2012,31(3):13-16.【3】陳燕卉，陳敏，張紹英，等.膳食纖維在食品加工中的應(yīng)用與研究進(jìn)展J.食品科學(xué)，2004,25(z1):251-255.【4】劉楠，孫永，李月欣，等.膳食纖維的