功能性食品

功能性食品论文

题目：关于膳食纤维功能性研究及发展趋势学生：沈涛

院系：经济管理学院

专业：电子商务

学号：201203090217

目录

一、摘要 (4)

二、前言 (4)

三、正文

（一）膳食纤维概述 (5)

膳食纤维可按溶解性分为SDF和IDF两大类 (5)

（二）膳食纤维主要成分的结构及特性 (6)

1.纤维素 (6)

2.半纤维素 (6)

3.果胶 (7)

4.树胶 (7)

5.木质素 (7)

6.抗性淀粉 (7)

（三）膳食纤维的生理功能 (7)

1.缓解便秘, 预防肠道疾病 (8)

2.降低胆固醇水平, 预防冠心病 (8)

3.预防糖尿病 (9)

4.降低血压 (9)

5.抗乳腺癌的作用 (10)

（四）膳食纤维国内研究现状 (10)

1.膳食纤维的提取方法 (10)

1.1化学分析法 (11)

1.2化学试剂—酶结合分离法 (11)

1.3膜分离法 (11)

1.4发酵法 (11)

（五）膳食纤维的发展趋势 (11)

1.提高人们对膳食纤维的认识 (12)

2.膳食纤维资源的进一步开发 (12)

3.加强对膳食纤维生理功能、作用机理的深层次研

究 (12)

4.膳食纤维用途的进一步拓展 (12)

5.膳食纤维工业化生产的研究开发需要进一步提高 (12)

四、参考文献 (13)

五、关键词 (15)

摘要

功能性食品是21世纪食品的主流。膳食纤维的生理功能已经成为食品领域研究的热点, 并被列为保健食品的功能成分之一。本文综述了膳食纤维的概念与主要成分的结构及特性。膳食纤维具有预防肠道疾病、冠心病和糖尿病, 降血压, 抗乳腺癌等生理功能。总结了膳食纤维国内研究现状及发展趋势,对膳食纤维的研究和开发能起到一定的借鉴作用。

前言

膳食纤维被称为继水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素之外的“第七大营养素”[1]。营养调查资料表明,膳食纤维能有效减少和预防冠心病、糖尿病、高血压、肥胖症、心肌梗塞、结肠炎、便秘等疾病的发生[2，3]。随着社会的进步,人们对食品的消费观念也发生了变化,对食品的要求不仅仅停留在感官和口感上,而是越来越讲究其功能性。因此,人们对于膳食纤维的关注程度日益增加。我国是农业产品生产和消费大国,但农副产品经济价值不高,这主要是因为不能够有效提高农副产品的附加值。对于膳食纤维的研究开发,可以大幅度提高农副产品的经济价值,对提高我国人民的健康水平和农业经济效益具有十分深远的意义。

正文

（一）膳食纤维概述

膳食纤维是一种复杂混合物的总称。随着人们对膳食纤维认识的不断提高,对其定义也不断地变化。目前,对膳食纤维比较全面的定义如下: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。以上定义明确规定了膳食纤维的主要成分:膳食纤维是一种可以食用的植物性成分,而非动物性成分,主要包括纤维素、半纤维素、果胶及亲水胶体物质如树胶和海藻多糖等组分,另外,还包括植物细胞壁中所含有的木质素,不被人体消化酶所分解的物质如抗性淀粉、抗性糊精、抗性低聚糖、改性纤维素、黏质、寡糖,以及少量相关成分如蜡质、角质和软木脂等。

一般来说,膳食纤维可按溶解性分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)两大类,水溶性膳食纤维主要有植物细胞内的储存物质和分泌物,另外还包括部分微生物多糖和合成多糖,其组成主要有一些胶类物质,如果胶、阿拉伯胶、角叉胶、瓜儿豆胶、卡拉胶、黄原胶、琼脂等以及半乳甘露聚糖、葡聚糖、海藻酸盐、CMC和真菌多糖等;按膳食纤维的来源分,可分为植物来源膳食纤维、动物性来源膳食纤维、海藻多糖类膳食纤维、微生物多糖、合成半合成类膳食纤维等,来源不同的膳食纤维其化学本质差异很大,但基本组成成分则较为相似,相互之间的区别主要表现在各组成成分的相对含量、分子的糖苷链、聚合度以及支链。

水溶性膳食纤维的主要功能是减少血液中的胆固醇水平,调节血

糖水平,从而降低心脏病的危险,改善糖尿病,其来源主要是水果、蔬菜、大豆和燕麦,它包括果胶等亲水胶体物质和部分半纤维素。水不溶性膳食纤维主要成分是纤维素、半纤维素、木质素、原果胶、壳聚糖和植物蜡等。水不溶性膳食纤维主要功能是膨胀,可以调节肠的功能,防止便秘,保持大肠健康,它包括纤维素、木质素和部分半纤维素。

（二）膳食纤维主要成分的结构及特性

1.纤维素是由类似于多个葡萄糖分子组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂，是植物细胞壁的主要成分。只要人体每天摄入10g 的纤维素，就可以减少15%的热量吸收，一个月能轻松瘦8斤。另外人体每日摄取纤维的上限是35g，如果超过，很可能影响其他营养素如钙、铁、锌、叶酸的吸收，甚至产生胀气、腹泻等副作用，所以采用高纤减肥法时，别忘了另外补充些矿物质和维他命。

2.半纤维素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分是可溶的。半纤维素大部分为不可溶性，它也起到了一定的生理作用。

3.果胶果胶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。果胶也具有与利息结合的能力。

4.树胶树胶的化学结构因来源不同而有差别。主要的成分是土套躺醛酸、半乳酸、阿拉伯糖及甘露糖所形成的多糖，它可分散于水中，巨头粘稠性，可起到增稠剂的作用。

5.木质素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。因为木质素才在于细胞壁中难以与纤维素分离，故在膳食纤维的组成成分中包括了木质素。人和动物均不能消化。

6.抗性淀粉又称抗酶解淀粉及难消化淀粉，在小肠中不能被酶解，但在人的肠胃道结肠中可以与挥发性脂肪酸起发酵反应。抗性淀粉存在于某些天然食品中，如马铃薯、香蕉、大米等都含有抗性淀粉，特别是高直链淀粉的玉米淀粉含抗性淀粉高达60%。这种淀粉较其他淀粉难降解，在体内消化缓慢，吸收和进入血液都较缓慢。其性质类似溶解性纤维，具有一定的瘦身效果，近年来开始受到爱美人士的青睐。（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。直到本世纪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[ 5] 。它对人体正常的生理代谢必不可少, 总体说来, 膳食纤维的生理功能可简述如下:

1.缓解便秘, 预防肠道疾病可溶性膳食纤维可被肠内的部分细菌分解,并使粪便保持一定的水分和体积。微生物发酵产生的低级脂肪酸还能降低肠道pH 值, 促进双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的大量繁殖, 刺激肠道黏膜, 加快粪便的排泄。膳食纤维的持水力越高, 就越有

利于增加粪便排泄量[ 4, 6] 。膳食纤维还能缩短食物及其残渣通过胃肠道的运转时间, 加快肠腔内毒物的通过, 从而减少致癌物与组织接触时间。同时由于膳食纤维的化学结构中包含一些呈弱酸性阴离子的侧链基团,能够吸附肠道中的阳离子( 特别是有机阳离子), 使粪便中的有害物质能够及时排出体外,大大减少肠道癌和痔疮等疾病的发病率。陈培基等人[ 7] 实验研究了海带膳食纤维对人体的通便作用。经人体试验表明, 海带膳食纤维具有良好的通便作用, 经活化的海带膳食纤维无论在产品质量或对人体的通便作用上都远高于未活化海带膳食纤维。

2.降低胆固醇水平, 预防冠心病血清甘油三酯和高胆固醇是心血管疾病的诱发因子, 而膳食纤维具有降低血脂、胆固醇的作用。胆固醇的代谢途径主要是通过粪便,而胆汁酸又是胆固醇的代谢产物。由于可溶性膳食纤维在小肠中能形成胶状物质把胆汁包围,这样胆酸便不能通过小肠肠壁被吸收再回到肝脏,而是直接通过消化道被排出体外。而为了消化肠内的食物时,肝脏只能靠吸收血液中的胆固醇来补充消耗的胆酸, 从而降低了血液中的胆固醇,达到了预防冠心病的效果[ 8,9] 。

刘忠萍[10] 用提取的大豆可溶性膳食纤维对小鼠进行动物性实验, 结果表明, 豆渣可溶性膳食纤维和豆皮可溶性膳食纤维能降低小鼠的血清胆固醇和甘三酯水平, 提高其高密度脂蛋白含量。

3.预防糖尿病科学研究发现, 由于可溶性膳食纤维可以在胃肠中形成一种粘膜, 使食品营养素的消化吸收过程减慢, 延缓了胃的排空；

可溶性膳食纤维能调节肠道对糖类物质的吸收,延缓血糖的急剧升高, 有助于糖尿病患者控制症状。增加饮食中膳食纤维的含量,还可以改善末梢组织对胰岛素的感受性, 降低人体对胰岛素的需求,从而达到调节糖尿病患者的血糖水平[11]。膳食纤维对胰岛素敏感性增强, 还可直接影响胰岛a- 细胞功能,改善血液中胰岛素的调节作用,提高人体耐糖的程度,有利于糖尿病的治疗和康复。研究表明, 膳食纤维含量充足的饮食,无论是在预防还是在治疗糖尿病方面都具有特殊的功效[ 9,11, 13] 。

4.降低血压膳食纤维中的酸性多糖类具有较强的阳离子交换功能, 在与Ca2 + 、Zn2 + 、Cu2+ 等离子交换时, 能改变阳离子的瞬间浓度, 故对消化道的pH 值、渗透压及氧化电位产生影响, 形成一个理想的缓冲环境。而且它能与肠道中的Na+ 、K+ 进行交换, 促使血液中的Na+ 、K+ 比值降低,直接产生降血压的作用[ 11] 。刘忠萍[10]的研究证实了豆渣可溶性膳食纤维交换阳离子的能力高于豆皮可溶性膳食纤维。

5.抗乳腺癌的作用通过调查发现,那些大量摄入富含膳食纤维食品的妇女与几乎不吃这些食品的妇女相比, 前者患乳腺癌的几率比较低。对此目前的解释是纤维减少血液中诱导乳腺癌雌性激素的比率。其可能机理是: 可溶性膳食纤维能够吸附被肠道内微生物酶催化作用而形成的游离型雌激素,减少重新吸入血液雌激素的量。可溶性膳食纤维通过增加排粪量而降低肠道内微生物酶的浓度,使结合型雌激素转变为游离型雌激素的量减少,导致重新吸收入血液的雌激素量减

少, 从而减少雌激素扩散到组织中而作用于靶器官的几率, 使发生乳腺癌的危险性降低[11] 。

（四）膳食纤维国内研究现状

1.膳食纤维的提取方法

制约膳食纤维资源开发的关键是制取方法。应该研究膳食纤维的提取方法和改性方法,使制取的膳食纤维中含有的可溶性膳食纤维增加,这样就可将极其广泛的可食用植物资源,进一步开发成为对人体有积极作用的膳食纤维。膳食纤维的提取方法与原料的成分及性质密切相关,大致可分为4类,即化学分析法、化学试剂—酶结合分离法、膜分离法和发酵法[14]。

1.1化学分析法指将粗产品或原料干燥、磨碎后采用化学试剂提取而制备各种膳食纤维的方法,主要有直接水提法、酸法、碱法和絮凝剂法等。

1.2化学试剂—酶结合分离法在采用化学处理的同时也应用各种酶去降解膳食纤维的杂质成分。

1.3膜分离法利用天然或人工制备的具有选择透过性膜,以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。

1.4发酵法采用微生物发酵制取膳食纤维是一种比较新颖的途径。发酵法的原理是:选用适当的菌种,原料采用发酵的技术提取膳食纤维,然后水洗至中性,干燥得到膳食纤维。如用保加利亚乳杆菌和嗜热链

球菌处理果皮原料生产膳食纤维。

（五）膳食纤维的发展趋势

虽然目前对于膳食纤维的研究和认识已经相当的普遍,但是针对于膳食纤维的研究和发展还存在一些不足。为此,膳食纤维研究的发展趋势主要有以下几点:

1. 提高人们对膳食纤维的认识

由于人们对膳食纤维的认识不足,对其功能不能充分的理解,目前仍有很多人认为吃粗粮、蔬菜是贫穷的标志,而且我国膳食纤维的人均摄入量降低只被作为人们生活水平提高的证据,却没有被作为人们营养失衡的征兆引起政府和相关部门的重视[15,16]。因此,加强膳食纤维知识的宣传是重中之重。

2. 膳食纤维资源的进一步开发

一方面,对现有资源的进一步利用;另一方面,对未发掘的资源进行调查与开发。

3. 加强对膳食纤维生理功能、作用机理的深层次研究

对于膳食纤维的生理功能出现一些报道,但是膳食纤维的一些生理功能机理,如抗氧化作用和清除自由基的活性作用是否能进入血液循环对人体生理过程产生影响、膳食纤维的解毒机理及膳食纤维其他一些理化特性与人体的生理关系等,都需要进一步深入研究。

4. 膳食纤维用途的进一步拓展

由于膳食纤维的各种独特理化性质、生理功能使得其使用范围非

常广泛,但为了更加有效的使用膳食纤维,使其资源充分利用,有待于今后对其用途作进一步探索。

5. 膳食纤维工业化生产的研究开发需要进一步提高

如何将膳食纤维这一宝贵资源充分利用起来,不仅要求其应用范围的拓宽,更要求将膳食纤维产品以工业化规模开发出来,使之有经济上的可行性,提高膳食纤维开发利用的经济价值[17]。但目前膳食纤维的开发更多的只是停留在理论研究上,专门生产膳食纤维的企业很少,而且生产企业的产品较单一,市场上大多数产品是作为药品使用,没有普及到食品中为大众所享用,这说明理论研究与生产实践严重脱节,因此这也是今后的研究方向之一。

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关键词

功能性食品，膳食纤维，生理功能，发展趋势