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1、膳食纤维在食品加工中的应用薛胜平胡淑英张秋红王立巧张香香自19世纪80年代德国人在研究饲料中提出“粗Zf维”一词以来，对纤维素等多糖类碳水化合物的研究日益深入。1972年Torwell首次提出膳食纤维的概念，1976年他将膳食纤维定义为：不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物和木炭素。1987年Englyst以非淀粉多糖的概念代替膳食纤维，从专业的角度更合适，但人们仍然袭用膳食纤维一词。膳食纤维分为天然和化学合成两种，以性质来分可分为不溶性和水溶性。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会降解他的部分组成成分，因此膳食纤维的净能量不绝对等于零。膳食纤维可防治舒解
2、便秘，降低胆固醇，减少心脏病的换病率，预防大肠癌及病变，促进毒性物质的排泄，预防肥胖及糖尿病的发生等。由于膳食结构的改变导致膳食纤维缺乏，文明病、富贵病流行，在发达国家尤甚。美、英、德、法等西方发达国家在70年代就着手对膳食纤维的研究和开发。在销售的谷物食品中约20%是富含膳食纤维的功能食品。日本有34家植物膳食纤维厂。全世界开发的纤维品种多达上百种，但实际应用的只有十余种。我国对膳食纤维的研究已进入应用阶段，有多种产品问世，但距发达国家还有相当的差距。1膳食纤维的组成结构天然的膳食纤维一般为细胞壁的成分，其化学成分组成包括三大部分：纤维状碳水化合物（纤维素）；基料碳水化合物（果胶类物质、半纤
3、维素和糖蛋白等）；填充类化合物（木质素）。来源不同的膳食纤维其化学本质差异甚大，但基本组成成分较相似，相互之间的主要区别表现在各组成成分的相对含量、分子的糖昔键、聚合度以及支链结构方面的差异。下面以玉米纤维为例，阐述膳食纤维的组成结构。1.1 纤维素纤维素是自葡聚糖以1,4-糖昔键结合成的直链大分子物质，并由多种线性链靠分子间氢键结合成束，其聚合度大约是数千。纤维素分子在植物细胞壁中呈结晶状的微纤维束(Microfibril)结构单元，但结晶结构并不是连续的，非结晶结构内的氢键结合力较弱，易被溶剂破坏。结晶区与非结晶区之间的转变是逐渐的，没有明显的界限。1. 2半纤维素半纤维素是带有各种不均一
4、分支的碳水化合物聚合体。组成玉米半纤维素的主要有木糖葡聚糖、阿拉伯木聚糖、半乳糖甘露聚糖和(1一3,1-4)-葡聚糖4种。半纤维素又分为A、B两种，A型以木糖、甘露糖和葡萄糖为主，B型含较多的葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖。半纤维素有水熔性和水不溶性两种，两者的区别在于取代度不同。一般而言，主链上的取代链越少，分子越呈线性结构，则水溶性越差。2. 3木质素木质素是由松伯醇、芥子醇和对羟基肉桂醇三种单体组成的大分子化合物，大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。2膳食纤维的特性和作用机理3. 1持水力与预防肠道、秘尿道疾病及排毒减肥作用膳食纤维结构中的许多亲水基团使它可保持其
5、自身重1.525倍的水分，在胃中形成高粘度的溶胶或凝胶，产生饱腹感，可减少进食量而减肥。并促进胃肠道的蠕动，抑制营养物质在肠内的扩散速度，食物在肠内停留时间缩短，分解吸收减少也可减肥；同时增加了排便速度和体积，减轻直肠内压力，同时也减轻了秘尿系统内压力，从而通便，预防憩室及痔疮等肠道疾病；还可缓解膀胱炎、膀胱结石和肾结石这类秘尿系统疾病的症状，并能使毒物顺利排出体外。2.2吸附有机物功能与预防心血管疾病作用秘尿系统表面带有很多活性基团，可以螯合吸附胆固醇和胆汁酸之类的有机分子，降低胆酸及其盐类的合成与吸收，并减低胆固醇和甘油三脂消化产物分子团的溶解性，同时膳食纤维可缩短脂肪通过肠道的时间，这些
6、均可减少中性脂肪和胆固醇的消化吸收合成。因此，膳食纤维可用于预防胆石症、高血脂、肥胖和冠状动脉硬化等心血管系统的疾病。2.3调节糖代谢与降血糖作用高纤维膳食对胰岛素依赖型（型）糖尿病有效，而对非胰岛素依赖型（型）糖尿病的效果尚未定论。水溶性和能形成凝胶的膳食纤维具有较明显的降血糖功能。膳食纤维抑制糖尿病患者的餐后血糖浓度急剧上升与日平均血糖浓度的升高，但对空腹病人不明显。膳食纤维还能改善外周组织对胰岛素的敏感性，降低对胰岛素的要求，从而调节糖尿病患者的血糖水平。2.4阳离子交换功能与降血压作用膳食纤维化学结构中包含一些竣基和羟基类侧链基团，具有弱酸性阳离子交换树脂的作用，可与二价阳离子钙、锌、
7、铜、铅等交换，并优先交换铅等有害离子，从而产生解毒作用。而且，膳食纤维（如海藻酸钠）能与胃肠道中的钠钾离子进行交换，可使尿中钾和粪便中钠大量排出，而血液中的Na/K比变小，从而产生降血压作用。2.5改善肠内菌群功能与防癌作用膳食纤维不能被人体消化分解，却能被肠道细菌选择性地分解、发酵和利用。由此改善肠内菌群的构成，减少致癌物质的产生，通过加快排泄减少诱癌物质接触组织的时间。由微生物产生的丁酸可调节细胞调亡，影响原碍基因表达，并能发挥促进正常细胞增殖，抑制各种体内外月中瘤细胞生长的作用。膳食纤维防结肠癌的作用已成定论，它还可减少患乳腺癌的风险。目前我国首先提出每日应摄取1520g膳食纤维，肥胖及
8、糖尿病患者应增至30g以上。过量服用膳食纤维会减少能量摄入，增加粪中能量丢失，影响巨营养素吸收。损害微营养素生物获得性，导致细菌过度增生、肠胀气并阻塞营养管。3膳食纤维在食品中的应用3.1在焙烤食品中的应用焙烤食品是西方膳食纤维的最大市场。添加的食品有面包、饼干、蛋糕、桃酥、番茄、罗汉饼等。添加量一般为面粉重量的5%10%。用量超出10%,将减慢面团醒发速度。添加后不影响产品的工艺、外观、弹性、色泽、筋力。还可提高该类食品柔软性、酥软性、保水性，防止贮存期变硬。3.2在主食食品中的应用膳食纤维在馒头等主食中的添加量是面粉量的6%,它可强化面团筋力，无发干和粗糙的口感，颜色味道与全麦粉制作的相似
9、，并有特殊香味。在面条中加入5%的膳食纤维可使熟后面条强度与韧度增强，耐煮、耐泡、清爽、口味正常，但颜色加深。3.3在馅料、汤料食品中的应用将膳食纤维与甜味剂、色素等其他馅料混合，加入牛肉馅饼、点心馅、汉堡包。也可在普通汤料中加入1%膳食纤维后食用。但膳食纤维的粒度应在200目以上，以避免粗糙口感。3.4在油炸食品中的应用在丸子配方中加入30%膳食纤维，混匀，油炸制成丸子或油条。口味、营养俱佳。3.5在饮料中的应用膳食纤维可加入液体、固体饮料，加入量1%,水溶性膳食纤维用量可稍高，粒度应在200目以上，以免生成沉淀。可加入2.5%3.8%膳食纤维制成酸奶，也可加入膳食纤维发酵后制成乳精饮料。3.6在果酱、果冻食品中的应用一般添加水溶性膳食纤维，不影响口感和外观。3.7其他膳食纤维还可用于快餐、膨化食品、糖果、肉类、罐头食品及其他一些功能保健性方便食品。膳食纤维的保健作用已得到公认，我国也出现了添加膳食纤维的各种食品与保健食品，如糖尿病人用食品，减肥用品，调节胃肠功能的保健食品，主食及副食均有添加。随着人们保健意识的提高，饮食结构的改善，膳食纤维食品将成为今后的一种主导产品，给膳食纤维的开发带来了巨大的商机。摘自淀粉与淀粉糖2002年第3期