膳食纤维的生理学作用

摘 要:本文简单介绍了膳食纤维的组成和物化特性、主要介绍了膳食纤维的生理学作用.

关 键 词:膳食纤维生物学功能纤维素

随着人民生活水平的提高和人们健康意识的增强,食品消费观念不断发生变化,人们已越来越注意到饮食对自身健康水平的影响,消费趋势从具有色、香、味和形均佳的食品转向具有合理营养和保健功能的食品.作为功能性食品的功能因子的膳食纤维及其食品,近年来在世界各国也得到了广泛的关注和迅速的发展,许多食品专家把膳食纤维食品视为21世纪的功能食品、热门食品.营养调查表明：人体从食物中摄取膳食纤维不足,可导致冠心病、糖尿病、高血压、肥胖症、心肌梗塞、缺血性心脏病、结肠癌、结肠炎和便秘等疾病,这些疾病的发生多与人们的生活水平的提高有关,因而又称为“文明病”或“富贵病”.近年来,这类疾病在我国呈上升的趋势.同时,人们也开始认识到膳食纤维的重要性.我国有来源广阔的膳食纤维资源可开发利用,前景十分广阔.

1.膳食纤维的定义、组成及其性质

1.1膳食纤维的定义

膳食纤维（DF）最早定义为植物细胞壁中的抗消化性组成成分包括纤维素、半纤维素及木质素.1972～1976年间,Trowell等建立了大量膳食纤维与健康相关的检测说,被称为“膳食纤维检测说”.膳食纤维这一术语用来描述不能被人体内源消化酶作用的植物成分,包括纤维素、半纤维素及木质素以及与之相关的少量组成成分,这些都是可食用的,其他具有纤维成分的食物还有芹菜及其他蔬菜、可食用的水果皮及谷物麸皮.至1976年止,膳食纤维的定义已被拓宽到包括所有的不可消化的多糖（主要为植物性糖类）,这基本保留了生理学的定义,即基于其可食性及抗消化性.1999年11月2日在84thAACC年会上举行专门会议对膳食纤维的定义进行了讨论.膳食纤维被定义为“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[1].

1.2膳食纤维的组成与分类

膳食纤维的主要成分是非淀粉多糖类,它包括纤维素、混合键的-葡聚糖、半纤维素、果胶以及树胶[2,3].膳食纤维的分类方法很多[4,5,6].

（1）根据溶解特性的不同,可将其分为水溶性膳食纤维（简称SDF）和不溶性膳食纤维（简称IDF）两大类.

（2）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.

1.3膳食纤维的物化特性

1.3.1高持水力

膳食纤维化学结构中含有很多亲水基因,因此具有很强的持水性,变化范围大致在自身重量的1.5～2.5倍之间.很多研究表明,膳食纤维的持水性可以增加人体排便的体积与速度,减轻直肠内压力,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状,并能使毒物迅速排出体外[3,7].

1.3.2对阳离子有结合和交换能力

膳食纤维化学结构中包含一些羧基和羟基类侧链基因,呈现一个弱酸性阳离子交换树脂的作用,可与阳离子,特别是有机阳离子进行可逆的交换.

1.3.3对有机化合物有吸附螯合作用

膳食纤维表面带有很多活性基因,可以螯合吸附胆固醇和胆汁酸之类有机分子,从而抑制人体对它们的吸收,这是膳食纤维能够影响体内胆固醇物质代谢的重要原因.同时,膳食纤维还以吸附肠道内的有毒物质、化学药品和有毒医药品等,并促进它们排出体外[3,4].

1.3.4具有类似填充剂的容积作用

膳食纤维不能被人体消化吸收,不会转化为人体的贮存物质,膳食纤维的体积较大,缚水之后的体积更大,对肠道产生容积作用,易引起饱腹感,减少人体对其它营养素的摄入,影响了机体对食物其他成分的消化吸收,人不易产生饥饿感,为此,膳食纤维对预防肥胖症有益处[3,4],因而成为国际上推崇的纯天然减肥食品.

1.3.5粘性

果胶、β-葡聚糖、各类的胶质以及琼酯的海藻多糖等,都可以使肠道形成有高度粘性的液体,肠道因而变得有粘性并引起胃排空的减慢,在小肠内,也可以减少食物之间的混合,亦即使肠道的酶与食物的接触减少了,营养物质进入肠粘膜细胞也减少了.这对于糖耐量试验呈现一种迟钝的反应,亦即膳食纤维可以使葡萄糖指数下降[2,7].

2.1膳食纤维的生理学作用

关于膳食纤维的生理功能,早期的研究工作未得到人们的重视.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,现在它已被列入继蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物元素和水之后的第七营养素[9,10].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：

2.2降低胆固醇的作用

血清中的胆固醇升高可导致冠心病,血中的胆固醇主要来源于食物的摄入和体内的内源性合成；其主要的分解途径则是转化为胆酸.

马正伟等[11]选取了健康、断乳SD大鼠84只,经高脂饲料诱导形成高脂血症模型后按体重及血胆固醇均衡的原则分为7组,分别以基础饲料及高脂饲料作为对照组,其余5组饲以不同水平的复合膳食纤维配方Ｂ（可溶性纤维/不可溶性纤维等于2.0）,实验期为3个月,观察配方Ｂ对大鼠血浆胆固醇代谢的长期作用.结果表明,与高脂组相比,高胆固醇血症大鼠的血总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇在不同水平的复合膳食纤维配方Ｂ组均显著降低（Ｐ<0.05）,而高密度脂蛋白胆固醇水平及高密度脂蛋白胆固醇/低密度脂蛋白胆固醇比值显著升高（Ｐ<0.05）；复合膳食纤维配方Ｂ在降低大鼠血总胆固醇浓度的作用上,存在明显的剂量反应关系.结果表明,以燕麦麸、沙棘皮、瓜儿豆胶为主要原料研制成的复合膳食纤维确能长期有效地降低血浆胆固醇水平,可用于动脉粥样硬化和冠心病的防治.

一项正在进行中的前瞻性研究[12],研究对象是1986年年龄为40～75岁的43000名美国男子,用来评价膳食纤维与冠心病危险的关系.按膳食纤维摄入量高低共分为5组.最高摄入组与最低摄入组之间的平均膳食纤维摄入量相差两倍以上.6年随访期间该队列中有734人发生心肌梗塞（致死性的或非致死性的）.与最低摄入组相比,最高摄入组的总心肌梗塞的年龄校正相对危险度为0.59（95%CI等于0.46～0.76）.校正其它冠心病危险因素后,膳食纤维的这种作用依然明显.研究者认为高纤维膳食尤其是谷类高纤维膳食可明显降低冠心病的发病危险,而且这种作用不能简单地归于高纤维食物取代了高饱和脂肪食物.