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1、,膳食纤维的基本理论 XX专业1001班 学号 姓名,人类的食物摄入大致经过四个阶段,摄取狩猎和搜寻得到的动物性食物，同时也有一些野生的植物性食物,约一万年前，人类 建立了最早期的农 业社会。人们开始 有意识地选择种植 蛋白质和淀粉含量 高、纤维含量低的 植物。人类食物以 动物和植物并存,进入农业社会后埃及、中国等文明古国出现了谷物加工技术。这时人类植物性食物为主、动物性食物为辅,进入工业社会，出现了钢 制辊式磨粉机和精细的筛 理设备,技术上已经能够生产精粉精米。进入21世纪，人们生活水平大幅提高，饮食日趋精细，导致富贵病(糖尿病、心血管病、肥胖等)越来越普遍,第一阶段,第二阶段,第三阶段,第
2、四阶段,膳食纤维研究的意义,进入20世纪90年代，全世界范围掀起了研究膳食纤维的热潮，受到来自不同领域的科学家，包括医生、营养学家、膳食家、食品科学家、生物化学家以及与食品法规、营养教育有关的科学决策者的广泛重视。尤其是20世纪90年代初期，全美国甚至整个欧洲共同体国家掀起了一股研究开发纤维食品的热潮。以往不被人们重视的食物纤维，像维生素一样成为人们谈论的重要话题。膳食纤维经过了30多年的研究和发展，已成为发达国家广泛流行的保健食品。在欧美，高纤维素类产品的年销售已近300亿美元。在日本食用纤维素类产品的年销售为100亿美元。专家们认为:纤维食品将是21世纪的主导食品之一。,膳食纤维研究的意义
3、,新生活 新潮流 新需求,1985年美国食品与药物管理局 (FAO)和世界卫生组织 (WHO)认为 “膳食纤维是指能用公认的定量方法测定的，人体消化器官不能水解的动植物组成成分”;目前认为 “膳食纤维是指不易被人体消化吸收的，以多糖类为主的大分子物质的总称，包括植物性木质素、纤维素、果胶、羧甲基纤维素 (CMC)及动物性壳质、胶原等”。,膳食纤维的定义及分类,定义,膳食纤维分为可溶性膳食纤维（SDF）和不可溶 性膳食纤维(IDF)两大类。,膳食纤维的定义及分类,分类,膳食纤维的化学组成包括三大部分:纤维状碳水化合物 (纤维素);基料碳水化合物 (果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等);填充类化合物
4、(木质素)。其中，、为构成细胞壁的初级成分，随着细胞的生长而生长;为细胞壁的次级成分，通常是死组织，没有生理活性。来源不同的膳食纤维其化学本质差异甚大，但基本组成成分则较相似，相互之间的主要区别表现在各组成成分的相对含量、分子的糖苷键、聚合度以及支链结构方面的差异。,膳食纤维的主要成分及其特性,(一)膳食纤维的化学组成与化学结构,纤维素是由芦-吡喃葡萄糖基通过芦(14)糖苷键连接起来的聚合物，其聚合度大约是数千。纤维素呈伸长的长链无分支结构，两个糖苷键之间距离为1.03九垃;长链内相邻葡萄糖之间通过05与03、02与06产生氢键作用而增强了葡聚糖链的刚性与稳定性;葡聚糖链之间的氢键作用力发生在
5、葡萄糖残基O-6上的氢与糖苷键 (O-1)上氧之间。曾有人认为纤维素并不以平行长链存在，而是盘绕成螺旋结构，每个螺旋含两个葡萄糖单元。但是这种观点并不为多数人所接受，更多的人仍认为纤维素链是平行排列的，至少大部分是这样的。,1.纤维素,膳食纤维的主要成分及其特性,膳食纤维的主要成分及其特性,组成谷物和豆类膳食纤维中的半纤维素主要有阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖、半乳糖甘露聚糖和芦(13，14)-葡聚糖四种。5阿拉伯木聚糖 (简称阿木聚糖)在小麦和大豆纤维中含量较多。框架结构是芦-吡喃木糖通过芦(14)糖苷键连接的线性主链木糖残基的C2 和C3 位置上连接有取代基，其中最主要的是单一的u-吡喃葡糖醛基
6、及其4-O-酯也是常见的取代基。在小麦纤维中，后两种取代基所占的比例不超过2%，但也有人报道为9%。此外，小麦纤维阿木聚糖结构中的一个重要特征是，其主链木糖残基上C2 和C3位置的取代机会相当。木糖葡聚糖是组成豆类纤维中最重要的一种不溶性半纤维素，未发现其存在于小麦或大麦纤维中。其主链结构是由芦-吡喃葡萄糖通过 (14)糖苷键连接起来的，主链通过C6 分支点连有取代基吡喃木糖、木糖与阿拉伯糖或甘露糖组成的低聚糖链。,2.半纤维素,膳食纤维的主要成分及其特性,果胶是以u(14)糖苷键连接的聚半乳糖醛酸为骨架链，主链中连有 (12)-鼠李糖残基，部分半乳糖醛酸残基经常被甲基酯化。该结构是通过鼠李糖
7、基的C4 位置携带取代基阿拉伯低聚糖、半乳低聚糖或阿拉伯半乳低聚糖。果胶类物质主要有阿拉伯聚糖、半乳聚糖或阿拉伯半乳聚糖，其中阿拉伯聚糖是由呋喃阿拉伯糖通过 (15)糖苷键连接成主链，有时通过C3 或C2 位连有分支。半乳聚糖是由芦-吡喃半乳糖通过 (14)键连接而成的线性结构。若此链上通过C3 位置连有取代基阿拉伯糖或阿拉伯低聚糖，则成为阿拉伯半乳聚糖。果胶或果胶类物质均能溶于水，它们在谷物纤维中的含量少，但在豆类及果蔬纤维中含量较高。,3.果胶和果胶类物质,膳食纤维的主要成分及其特性,纯净膳食纤维中的蛋白质含量很少，若以专用溶剂分级出来的糖蛋白组分约含14%蛋白质。由小麦和大豆纤维中分级出
8、的均属于富含羟脯氨酸的糖蛋白，但两者的结构很不一样。小麦和大豆纤维中糖蛋白的碳水化合物部分均是阿拉伯半乳聚糖。,4.糖蛋白,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。有关它的化学本质至今仍未完全弄清楚。已知的木质素化学理论大多是针对木本植物，对草本植物木质素的研究文献很少。,5.木质素,膳食纤维的化学组成特性，奠定了它的一些独特性质。概括地说，其特性主要包括以下五个方面：,1.具有很高的吸水膨胀力和持水力,膳食纤维的主要成分及其特性,(二)膳食纤维的特性,2.对阳离子有结合和交换能力 3.对有机化合物有吸附螯合作用 4.具有类似填充剂的容积作用 5.可改变肠道系统中的
9、微生物群系组成，不易被肠内细菌分解,膳食纤维的主要成分及其特性,关于膳食纤维的生理功能，美国科学家早在1839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。1936年，英国Dimmock通过自己艰辛的研究认为小麦麸皮对治疗便秘和痔疮是有效的。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，它已被很多人建议列入继蛋白质、可利用碳水化合物、
10、脂肪、维生素、矿物元素和水之后的第七大营养素，它对人体正常的生理代谢必不可少。,膳食纤维的生理功能,膳食纤维的主要生理作用主要体现为： (1)可增加粪便的重量，防治便秘。 (2)有预防结肠癌的作用。 (3)降低胆固醇，对防止动脉粥样硬化(atherosclerosis)有利。 (4)防治肥胖症。 (5)膳食纤维对结肠憩室性疾病有治疗作用。 (6)使糖尿病患者的餐后血糖曲线下降。 (7)可与阳离子结合，并从肠道排出。,膳食纤维的生理功能,1胥晶,张涛,江波.国内外膳食纤维的研究进展J.食品工业科技,2009,6:360-367. 2刘成梅,李资玲,梁瑞红等.膳食纤维的生理功能与应用现状J.食品研
11、究与开发,2006,27(1):122-125. 3李建文,杨月欣.膳食纤维定义及分析方法研究进展J.食品科学,2007,28(2):350-355.4 王放，王显伦.食品营养保健原理及技术.北京:中国轻工业出版社，1997 4王伟琴.糖尿病的饮食治疗与膳食纤维J.2003,2:23-25. 5张丽芳,张爱珍.膳食纤维的研究进展J.中国全科医学,2007,10(21):1825-1827. 6Lupton JR. Is fibre protect iveagaist coloncancer Where the research is leading usJ. Nutrition,2000,16:558-561.,参 考 文 献,Thank you !,
