膳食纤维及其加工技术

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1、膳食纤维及其加工技术[教学目标]掌握膳食纤维的概念和生理功能；了解目前国内外膳食纤维的种类、生理功能及其应用；了解此类功能食品工艺设计的步骤和过程；掌握一种膳食纤维制备的方法和技术要点。多糖是天然大分子物质，几乎存在于所有生物体中。它既是提供能量的主要物质（如淀粉、糖原等），又是生物的结构物质（如纤维素、半纤维素等）。近二十年来的研究表明，从一些生物体内提取的多糖物质具有增强免疫力、抗肿瘤、抗辐射、抗衰老、排除机体内毒物等生理功能，而且对正常细胞无毒副作用，具有显著的生物活性。这类具有某种特殊生物活性的多糖化合物统称为活性多糖。现在，关于活性多糖的结构、生理活性、分离纯化及应用的

2、研究进展迅速，将分离的活性多糖制成各种药品或功能食品也正成为新药和功能食品行业新的发展领域之一。根据生物来源不同，活性多糖可分为植物类多糖、动物多糖和微生物多糖。植物活性多糖包括高等植物多糖和低等植物多糖。其中属于植物活性多糖的的——膳食纤维，由于其功能、结构和制备工艺与其它植物活性多糖差异较大而单独进行阐述。近30年来，膳食纤维的研究一直是碳水化合物领域内的热门课题，随着现代“文明病”的出现以及对其功能的研究，使人们越来越认识到膳食纤维在营养保健上的重要性，对膳食纤维的研究开发也投入了极大的热情，欧、美、日等发达国家和地区已研制和生产出不少品种的膳食纤维和高膳食纤维食品，颇受消

3、费者欢迎。近年来我国有关报道也不少，但大多数产品的开发还停留在实验室的研究，尚未形成批量生产能力；另一方面，对膳食纤维的认识，许多人还仅仅理解为粗纤维和纤维素。因此，开展对膳食纤维和膳食纤维功能食品的研发和生产，对促进人民身体健康，提高食品工业在国内国际市场上的竞争力有重要的现实意义。一、膳食纤维的基本特性和生理功能（一）膳食纤维的定义和组成膳食纤维最早是由Hipsley提出，到1972年Trowell等人在测定食品中各种营养成分时，将膳食纤维定义为“不被人体消化酶所消化的植物细胞残余”，1981年，在95届AOAC年会上，大多数专家认同这一概念，但是这一定义没有包括除植物以外的

4、膳食纤维来源，因此，在1987年，Englyst等人提出用“非淀粉类多糖”代替“非消化性植物细胞残余”，即膳食纤维是不被人体消化酶所消化的非淀粉类多糖。18膳食纤维种类很多，一般分为水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维两大类：水不溶性膳食纤维是指不被人体消化酶所消化、且不溶于热水的膳食纤维，包括来源于植物的纤维素、半纤维素、木质素、原果胶；来源于动物的甲壳素、壳聚糖、胶原；来源于海藻的海藻酸钙以及人工合成的羧甲基纤维素等。水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶所消化、但可溶于温水或热水的膳食纤维，包括来源于植物的果胶、魔芋甘露聚糖、种子胶、半乳甘露聚糖、愈疮胶、阿拉伯胶；来源于海藻的卡拉胶

5、、琼脂、海藻酸钠；来源于微生物的黄原胶以及人工合成的羧甲基纤维素钠和葡聚糖类等。（二）膳食纤维的物化特性和生理功能1．吸水、膨胀特性与预防肠道疾病功能及减肥功能膳食纤维具有很强的吸水性，水溶性膳食纤维比水不溶性膳食纤维的吸水能力更强。因此，膳食纤维进入消化道内，在胃中吸水膨胀，并形成高粘度的溶胶或凝胶，增加了食物的体积，从而刺激胃肠道的蠕动，增加排便速度和排便次数，降低了肠内压，产生通便作用。故膳食纤维可用于防治便秘、肠憇室症、横隔膜症及痔疮等肠道疾病。由于膳食纤维在胃肠道中吸水膨胀，产生饱腹感，可减少进食量，使总热能摄入量减少，同时，抑制营养物质在肠道的扩散速度，减少小肠对脂肪

6、的吸收率，从而达到减肥作用。2．吸附有机物特性与预防心脑血管疾病功能膳食纤维具有吸附胆汁酸、胆固醇、变异原等有机分子的性质，进入肠道的膳食纤维螯合肠道中胆固醇，减少外源性胆固醇、胆汁酸和盐类的合成和吸收，同时限制胆酸的肠肝循环，阻碍内源性胆固醇、中性脂肪的重吸收；膳食纤维还促进胆固醇转化成胆酸和胆盐，加速胆盐和脂质类物质的排泄。所以，膳食纤维可用于预防胆石症、高脂血症、肥胖、动脉粥样硬化、冠心病等心脑血管疾病。3．离子交换特性与解毒功能及降血压功能膳食纤维分子中含有一些羧基和羟基类侧链基团，呈现出一个弱酸性离子交换树脂作用，在人体肠道内能吸附Ca2+、Zn2+、Cu2+、Fe3+

7、、Fe2+、Mg2+、Pb2+、Hg2+、Cd2+等金属离子，而且在吸附时这些金属离子之间存在着竞争，有研究表明：Pb2+、Hg2+、Cd2+等重金属离子，在小肠pH值条件下具有强烈的竞争吸附能力，能将吸附在膳食纤维上的Zn2+全部置换下来，从而减少了有毒重金属离子的吸收，加快有毒离子的排泄，起到解毒作用。膳食纤维还能与胃肠道中的Na+进行交换，使Na+随粪便大量排出，血液中Na+/K+比变小，从而产生降血压作用。4．调节糖代谢特性与降血糖功能膳食纤维能增加肠液粘度，阻碍葡萄糖的