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1、第三章 膳食纤维1本章要点1. 膳食纤维的定义与分类 2. 膳食纤维的化学组成与物化性质 3.膳食纤维的生理功能 4. 膳食纤维的副作用 5. 膳食纤维的应用及推荐摄入量 6. 真菌多糖的物理性质与功效的关系 7. 真菌多糖的生理功能2v多糖是由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天 然大分子。多糖是所有生命有机体的重要组成成 分并与维持生命所必需的多种功能有关，大量存 在于藻类、真菌、高等陆生植物中。具有生物学 功能的多糖又被称为“生物应答效应物”(biological response modifier，BRM)或活性多糖（active polysaccharides）。很多多糖都具有抗肿瘤、
2、免 疫、抗补体、降血脂、降血糖、通便等活性。3直链淀粉支链淀粉 4纤维素壳质素多甘露糖5第一节 膳食纤维6v （一）膳食纤维的定义 v 1. 膳食纤维的定义 v 膳食纤维(Dietary fiber)这一名词是在1972年， Trowell等人在测定食品中各种营养成分时给出了膳 食纤维的定义，即食物中不被消化吸收的植物成分。 1976年TroweII博士又将膳食纤维的定义扩展为“不被 人体消化吸收的多糖类碳水合物和木质素”。主要是 指那些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质 素，以及植物体内含量较少的成分如糖蛋白、角质、 蜡等。一、膳食纤维的定义与分类7v1999年7月26日IFT(the
3、 Institute of Food Technologists)年会在芝加哥就膳食纤维的定义举 行了专门的论坛；1999年11月2日在84th AACC 年会上举行专门会议对膳食纤维的定义进行了讨 论。 v膳食纤维定义为“凡是不能被人体内源酶消化吸收 的可食用植物细胞、多糖、木质素以及相关物质 的总和”。这一定义包括了食品中的大量组成成分 如纤维素、半纤维素、木质素、胶质、改性纤维 素、粘质、寡糖、果胶以及少量组成成分如蜡质 、角质、软木质。 82.膳食纤维与粗纤维的区别不同于常用的粗纤维不同于常用的粗纤维(Crude fiber)(Crude fiber)的概念，传统意义上的粗纤维的概念，
4、传统意义上的粗纤维 是指植物经特定浓度的酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残是指植物经特定浓度的酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残 渣。渣。强烈的溶剂处理导致几乎强烈的溶剂处理导致几乎100%100%水溶性纤维、水溶性纤维、50%50%60%60%半半 纤维素和纤维素和10103030纤维素被溶解损失掉纤维素被溶解损失掉。因此，对于同一种。因此，对于同一种 产品，其粗纤维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异，两产品，其粗纤维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异，两 者之间没有一定的换算关系。者之间没有一定的换算关系。 虽然膳食纤维在人体口腔、胃、小肠内不被消化吸收，但人体虽然膳食纤维在人体口腔、
5、胃、小肠内不被消化吸收，但人体 大肠内的某些微生物仍能降解它的部分组成成分。从这个意义大肠内的某些微生物仍能降解它的部分组成成分。从这个意义 上说，上说，膳食纤维的净能量并不严格等于零膳食纤维的净能量并不严格等于零。而且，膳食纤维被。而且，膳食纤维被 大肠内微生物降解后的某些成分被认为是其生理功能的一个起大肠内微生物降解后的某些成分被认为是其生理功能的一个起 因。因。9（二）膳食纤维的分类vv 根据溶解特性的不同，可将其分为不溶性膳食纤维和水溶根据溶解特性的不同，可将其分为不溶性膳食纤维和水溶 性膳食纤维两大类：性膳食纤维两大类： v 不溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水 的那部
6、分膳食纤维，包括纤维素、半纤维素、木质素、原 果胶和动物性的甲壳素和壳聚糖，其中木质素不属于多糖 类，是使细胞壁保持一定韧性的芳香族碳氢化合物。 v 水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶消化，但溶于温水或 热水且其水溶性又能被4倍体积的乙醇再沉淀的那部分膳 食纤维。主要包括存在于苹果、桔类中的果胶，植物种子 中的胶，海藻中的海藻酸、卡拉胶、琼脂和微生物发酵产 物黄原胶，以及人工合成的羧甲基纤维素钠盐等。10v 按来源分类，可将膳食纤维分为植物来源、动物来源、海 藻多糖类、微生物多糖类和合成类： v 植物来源的有：纤维素、半纤维素、木质素、果胶、阿拉 伯胶和半乳甘露聚糖等； v 动物来源的有：甲壳素
7、、壳聚糖和胶原等； v 海藻多糖类有：海藻酸盐、卡拉胶和琼脂等； v 微生物多糖如黄原胶等。 v 合成类的如羧甲基纤维素等。 v 其中，植物体是膳食纤维的主要来源，也是研究和应用最 多的一类。11(二)膳食纤维的物化特性v 1.1.高持水力高持水力 vv 膳食纤维化学结构中含有很多膳食纤维化学结构中含有很多亲水基团亲水基团，具有很强的持，具有很强的持 水力。不同品种膳食纤维其化学组成、结构及物理特性不水力。不同品种膳食纤维其化学组成、结构及物理特性不 同，持水力也不同。同，持水力也不同。 vv 膳食纤维的持水性可以增加人体排便的体积与速度，减膳食纤维的持水性可以增加人体排便的体积与速度，减 轻
8、直肠内压力，同时也减轻了泌尿系统的压力，从而缓解轻直肠内压力，同时也减轻了泌尿系统的压力，从而缓解 了诸如膀胱炎、膀胱结石和肾结石这类泌尿系统疾病的症了诸如膀胱炎、膀胱结石和肾结石这类泌尿系统疾病的症 状，并能使毒物迅速排出体外。状，并能使毒物迅速排出体外。 122.2.吸附作用吸附作用vv 膳食纤维分子表面带有很多活性基团，可以吸附螯合膳食纤维分子表面带有很多活性基团，可以吸附螯合胆胆 固醇、胆汁酸以及肠道内的有毒物质固醇、胆汁酸以及肠道内的有毒物质( (内源性毒素内源性毒素) )、化学化学 药品和有毒医药品药品和有毒医药品( (外源性毒素外源性毒素) )等有机化合物。膳食纤维等有机化合物。
9、膳食纤维 的这种吸附整合的作用，与其生理功能密切相关。的这种吸附整合的作用，与其生理功能密切相关。vv 其中研究最多的是膳食纤维与胆汁酸的吸附作用，它被其中研究最多的是膳食纤维与胆汁酸的吸附作用，它被 认为是膳食纤维降血脂功能的机理之一。肠腔内，膳食认为是膳食纤维降血脂功能的机理之一。肠腔内，膳食 纤维与胆汁酸的作用可能是静电力、氢键或者疏水键间纤维与胆汁酸的作用可能是静电力、氢键或者疏水键间 的相互作用，其中氢键结合可能是主要的作用形式。的相互作用，其中氢键结合可能是主要的作用形式。133.对阳离子有结合和交换能 力 v 膳食纤维化学结构中所包含的羧基、羟基和氨基等侧链基膳食纤维化学结构中所
10、包含的羧基、羟基和氨基等侧链基 团，可产生类似弱酸性阳离子交换树脂的作用，可与阳离团，可产生类似弱酸性阳离子交换树脂的作用，可与阳离 子，尤其是有机阳离子进行可逆的交换，从而子，尤其是有机阳离子进行可逆的交换，从而影响消化道影响消化道 的的pHpH、渗透压及氧化还原电位等，并出现一个更缓冲的环、渗透压及氧化还原电位等，并出现一个更缓冲的环 境以利于消化吸收。境以利于消化吸收。144.无能量填充剂v 膳食纤维体积较大，遇水膨胀后体积更大，易引起饱腹感膳食纤维体积较大，遇水膨胀后体积更大，易引起饱腹感 。同时，由于膳食纤维还会影响可利用碳水化合物等成分。同时，由于膳食纤维还会影响可利用碳水化合物等
11、成分 在肠内的消化吸收，使人不易产生饥饿感。所以，膳食纤在肠内的消化吸收，使人不易产生饥饿感。所以，膳食纤 维对维对预防肥胖症预防肥胖症十分有利。十分有利。 155.发酵作用膳食纤维虽不能被人体消化道内的酶所降解，但却能被大肠内 的微生物所发酵降解，产生乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸， 使大肠内pH降低，从而影响微生物菌群的生长和增殖，诱导 产生大量的好氧有益菌，抑制厌氧腐败菌（抗癌）。膳食纤维的发酵作用由于好氧菌群产生的致癌物质较厌氧菌群 少，即使产生也能很快随膳食纤维排出体外，这是膳食纤维能 预防结肠癌的一个重要原因。另外，由于菌落细胞是粪便的一 个重要组成部分，因此膳食纤维的发酵作用也会影
12、响粪便的排 泄量。166.溶解性与粘性 v 膳食纤维的溶解性、粘性对其生理功能有重要影响，水溶 性纤维更易被肠道内的细菌所发酵，粘性纤维有利于延缓 和降低消化道中其他食物成分的消化吸收。v 在胃肠道中，这些膳食纤维可使其中的内容物粘度增加， 增加非搅动层(unstirred layer)厚度，降低胃排空率，延缓 和降低葡萄糖、胆汁酸和胆固醇等物质的吸收。17三、膳食纤维的生理功能vv2020世纪世纪6060年代起，在大年代起，在大 量的研究事实与流行病量的研究事实与流行病 调查结果基础上，膳食调查结果基础上，膳食 纤维的重要生理功能为纤维的重要生理功能为 人们所了解，并逐渐得人们所了解，并逐渐
13、得 到公认，现在它已被列到公认，现在它已被列 入入继蛋白质、碳水化合继蛋白质、碳水化合 物、脂肪、维生素、矿物、脂肪、维生素、矿 物元素和水之后的第七物元素和水之后的第七 营养素营养素。18（一）调整肠胃功能(整肠作 用)vv膳食纤维能使食物在消化道内的通过时间缩短，膳食纤维能使食物在消化道内的通过时间缩短， 一般在大肠内的滞留时间约占总时间的一般在大肠内的滞留时间约占总时间的97%97%，食物食物 纤维能使物料在大肠内的移运速度缩短纤维能使物料在大肠内的移运速度缩短40%40%，并使并使 肠内菌群发生变化，增加有益菌，减少有害菌，肠内菌群发生变化，增加有益菌，减少有害菌， 从而从而预防便秘、
14、静脉瘤、痔疮和大肠癌预防便秘、静脉瘤、痔疮和大肠癌等，并预等，并预 防其它合并症状。防其它合并症状。191.防止便秘 vv膳食纤维使食糜在肠内通过的时间缩短，大肠内膳食纤维使食糜在肠内通过的时间缩短，大肠内 容物容物( (粪便粪便) )的量相对增加，的量相对增加，有助于大肠的蠕动有助于大肠的蠕动， 增加排便次数，此外，膳食纤维在肠腔中被细菌增加排便次数，此外，膳食纤维在肠腔中被细菌 产生的酶所酵解，先分解成单糖而后又生成短链产生的酶所酵解，先分解成单糖而后又生成短链 脂肪酸。脂肪酸。短链脂肪酸被当作能量利用后在肠腔内短链脂肪酸被当作能量利用后在肠腔内 产生二氧化碳并使酸度增加、粪便量增加以及加
15、产生二氧化碳并使酸度增加、粪便量增加以及加 速肠内容物在结肠内的转移而使粪便易于排出速肠内容物在结肠内的转移而使粪便易于排出， 从而达到预防便秘的作用。从而达到预防便秘的作用。202.改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤 作用 vv 膳食纤维能改善肠内的菌群，膳食纤维能改善肠内的菌群，使双歧杆菌等有益菌活化、使双歧杆菌等有益菌活化、 繁殖繁殖，并因而产生有机酸，使大肠内酸性化，从而抑制肠，并因而产生有机酸，使大肠内酸性化，从而抑制肠 内有害菌的繁殖，并内有害菌的繁殖，并吸收吸收掉有害菌所产生的二甲基联氨等掉有害菌所产生的二甲基联氨等 致癌物质致癌物质。粪便中可能会有一种或多种致癌物，由于膳食。粪便中可能
16、会有一种或多种致癌物，由于膳食 纤维能促使它们随粪便一起排出，缩短了粪便在肠道内的纤维能促使它们随粪便一起排出，缩短了粪便在肠道内的 停留时间，减少了致癌物与肠壁的接触，并降低致癌物的停留时间，减少了致癌物与肠壁的接触，并降低致癌物的 浓度。此外，膳食纤维尚能清除肠道内的胆汁酸，从而减浓度。此外，膳食纤维尚能清除肠道内的胆汁酸，从而减 少癌变的危险性（少癌变的危险性（大便胆汁酸水平与结肠癌发病率存在显大便胆汁酸水平与结肠癌发病率存在显 著的相关性）。著的相关性）。 vv 已知膳食纤维能已知膳食纤维能显著降低大肠癌、结肠癌、乳腺癌、胃癌显著降低大肠癌、结肠癌、乳腺癌、胃癌 、食管癌、食管癌等癌症的发生。等癌症的发生。21vv3.3.缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻 vv当肠内有中毒菌和其所产生的各种有毒物质时，当肠内有中毒菌和其所产生的各种有毒物质时， 小肠腔内的移动速度亢进，营养成分的消化、吸小肠腔内的移动速度亢进，营养成分的消化、吸 收降低，并引起食物中毒性腹
