膳食纖維在食品加工中的應(yīng)用

1、膳食纖維在食品加工中的應(yīng)用薛勝平胡淑英張秋紅王立巧張香香自19世紀(jì)80年代德國(guó)人在研究飼料中提出“粗Zf維”一詞以來，對(duì)纖維素等多糖類碳水化合物的研究日益深入。1972年Torwell首次提出膳食纖維的概念，1976年他將膳食纖維定義為：不被人體消化吸收的多糖類碳水化合物和木炭素。1987年Englyst以非淀粉多糖的概念代替膳食纖維，從專業(yè)的角度更合適，但人們?nèi)匀灰u用膳食纖維一詞。膳食纖維分為天然和化學(xué)合成兩種，以性質(zhì)來分可分為不溶性和水溶性。雖然膳食纖維在人體口腔、胃、小腸內(nèi)不被消化吸收，但人體大腸內(nèi)的某些微生物仍會(huì)降解他的部分組成成分，因此膳食纖維的凈能量不絕對(duì)等于零。膳食纖維可防治舒解

2、便秘，降低膽固醇，減少心臟病的換病率，預(yù)防大腸癌及病變，促進(jìn)毒性物質(zhì)的排泄，預(yù)防肥胖及糖尿病的發(fā)生等。由于膳食結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致膳食纖維缺乏，文明病、富貴病流行，在發(fā)達(dá)國(guó)家尤甚。美、英、德、法等西方發(fā)達(dá)國(guó)家在70年代就著手對(duì)膳食纖維的研究和開發(fā)。在銷售的谷物食品中約20%是富含膳食纖維的功能食品。日本有34家植物膳食纖維廠。全世界開發(fā)的纖維品種多達(dá)上百種，但實(shí)際應(yīng)用的只有十余種。我國(guó)對(duì)膳食纖維的研究已進(jìn)入應(yīng)用階段，有多種產(chǎn)品問世，但距發(fā)達(dá)國(guó)家還有相當(dāng)?shù)牟罹唷?膳食纖維的組成結(jié)構(gòu)天然的膳食纖維一般為細(xì)胞壁的成分，其化學(xué)成分組成包括三大部分：纖維狀碳水化合物（纖維素）；基料碳水化合物（果膠類物質(zhì)、半纖

3、維素和糖蛋白等）；填充類化合物（木質(zhì)素）。來源不同的膳食纖維其化學(xué)本質(zhì)差異甚大，但基本組成成分較相似，相互之間的主要區(qū)別表現(xiàn)在各組成成分的相對(duì)含量、分子的糖昔鍵、聚合度以及支鏈結(jié)構(gòu)方面的差異。下面以玉米纖維為例，闡述膳食纖維的組成結(jié)構(gòu)。1.1 纖維素纖維素是自葡聚糖以1,4-糖昔鍵結(jié)合成的直鏈大分子物質(zhì)，并由多種線性鏈靠分子間氫鍵結(jié)合成束，其聚合度大約是數(shù)千。纖維素分子在植物細(xì)胞壁中呈結(jié)晶狀的微纖維束(Microfibril)結(jié)構(gòu)單元，但結(jié)晶結(jié)構(gòu)并不是連續(xù)的，非結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)的氫鍵結(jié)合力較弱，易被溶劑破壞。結(jié)晶區(qū)與非結(jié)晶區(qū)之間的轉(zhuǎn)變是逐漸的，沒有明顯的界限。1. 2半纖維素半纖維素是帶有各種不均一

4、分支的碳水化合物聚合體。組成玉米半纖維素的主要有木糖葡聚糖、阿拉伯木聚糖、半乳糖甘露聚糖和(1一3,1-4)-葡聚糖4種。半纖維素又分為A、B兩種，A型以木糖、甘露糖和葡萄糖為主，B型含較多的葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖。半纖維素有水熔性和水不溶性兩種，兩者的區(qū)別在于取代度不同。一般而言，主鏈上的取代鏈越少，分子越呈線性結(jié)構(gòu)，則水溶性越差。2. 3木質(zhì)素木質(zhì)素是由松伯醇、芥子醇和對(duì)羥基肉桂醇三種單體組成的大分子化合物，大然存在的木質(zhì)素大多與碳水化合物緊密結(jié)合在一起，很難將之分離開來。2膳食纖維的特性和作用機(jī)理3. 1持水力與預(yù)防腸道、秘尿道疾病及排毒減肥作用膳食纖維結(jié)構(gòu)中的許多親水基團(tuán)使它可保持其

5、自身重1.525倍的水分，在胃中形成高粘度的溶膠或凝膠，產(chǎn)生飽腹感，可減少進(jìn)食量而減肥。并促進(jìn)胃腸道的蠕動(dòng)，抑制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在腸內(nèi)的擴(kuò)散速度，食物在腸內(nèi)停留時(shí)間縮短，分解吸收減少也可減肥；同時(shí)增加了排便速度和體積，減輕直腸內(nèi)壓力，同時(shí)也減輕了秘尿系統(tǒng)內(nèi)壓力，從而通便，預(yù)防憩室及痔瘡等腸道疾??；還可緩解膀胱炎、膀胱結(jié)石和腎結(jié)石這類秘尿系統(tǒng)疾病的癥狀，并能使毒物順利排出體外。2.2吸附有機(jī)物功能與預(yù)防心血管疾病作用秘尿系統(tǒng)表面帶有很多活性基團(tuán)，可以螯合吸附膽固醇和膽汁酸之類的有機(jī)分子，降低膽酸及其鹽類的合成與吸收，并減低膽固醇和甘油三脂消化產(chǎn)物分子團(tuán)的溶解性，同時(shí)膳食纖維可縮短脂肪通過腸道的時(shí)間，這些

6、均可減少中性脂肪和膽固醇的消化吸收合成。因此，膳食纖維可用于預(yù)防膽石癥、高血脂、肥胖和冠狀動(dòng)脈硬化等心血管系統(tǒng)的疾病。2.3調(diào)節(jié)糖代謝與降血糖作用高纖維膳食對(duì)胰島素依賴型（型）糖尿病有效，而對(duì)非胰島素依賴型（型）糖尿病的效果尚未定論。水溶性和能形成凝膠的膳食纖維具有較明顯的降血糖功能。膳食纖維抑制糖尿病患者的餐后血糖濃度急劇上升與日平均血糖濃度的升高，但對(duì)空腹病人不明顯。膳食纖維還能改善外周組織對(duì)胰島素的敏感性，降低對(duì)胰島素的要求，從而調(diào)節(jié)糖尿病患者的血糖水平。2.4陽(yáng)離子交換功能與降血壓作用膳食纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)中包含一些竣基和羥基類側(cè)鏈基團(tuán)，具有弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂的作用，可與二價(jià)陽(yáng)離子鈣、鋅、

7、銅、鉛等交換，并優(yōu)先交換鉛等有害離子，從而產(chǎn)生解毒作用。而且，膳食纖維（如海藻酸鈉）能與胃腸道中的鈉鉀離子進(jìn)行交換，可使尿中鉀和糞便中鈉大量排出，而血液中的Na/K比變小，從而產(chǎn)生降血壓作用。2.5改善腸內(nèi)菌群功能與防癌作用膳食纖維不能被人體消化分解，卻能被腸道細(xì)菌選擇性地分解、發(fā)酵和利用。由此改善腸內(nèi)菌群的構(gòu)成，減少致癌物質(zhì)的產(chǎn)生，通過加快排泄減少誘癌物質(zhì)接觸組織的時(shí)間。由微生物產(chǎn)生的丁酸可調(diào)節(jié)細(xì)胞調(diào)亡，影響原礙基因表達(dá)，并能發(fā)揮促進(jìn)正常細(xì)胞增殖，抑制各種體內(nèi)外月中瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。膳食纖維防結(jié)腸癌的作用已成定論，它還可減少患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。目前我國(guó)首先提出每日應(yīng)攝取1520g膳食纖維，肥胖及

8、糖尿病患者應(yīng)增至30g以上。過量服用膳食纖維會(huì)減少能量攝入，增加糞中能量丟失，影響巨營(yíng)養(yǎng)素吸收。損害微營(yíng)養(yǎng)素生物獲得性，導(dǎo)致細(xì)菌過度增生、腸脹氣并阻塞營(yíng)養(yǎng)管。3膳食纖維在食品中的應(yīng)用3.1在焙烤食品中的應(yīng)用焙烤食品是西方膳食纖維的最大市場(chǎng)。添加的食品有面包、餅干、蛋糕、桃酥、番茄、羅漢餅等。添加量一般為面粉重量的5%10%。用量超出10%,將減慢面團(tuán)醒發(fā)速度。添加后不影響產(chǎn)品的工藝、外觀、彈性、色澤、筋力。還可提高該類食品柔軟性、酥軟性、保水性，防止貯存期變硬。3.2在主食食品中的應(yīng)用膳食纖維在饅頭等主食中的添加量是面粉量的6%,它可強(qiáng)化面團(tuán)筋力，無發(fā)干和粗糙的口感，顏色味道與全麥粉制作的相似

9、，并有特殊香味。在面條中加入5%的膳食纖維可使熟后面條強(qiáng)度與韌度增強(qiáng)，耐煮、耐泡、清爽、口味正常，但顏色加深。3.3在餡料、湯料食品中的應(yīng)用將膳食纖維與甜味劑、色素等其他餡料混合，加入牛肉餡餅、點(diǎn)心餡、漢堡包。也可在普通湯料中加入1%膳食纖維后食用。但膳食纖維的粒度應(yīng)在200目以上，以避免粗糙口感。3.4在油炸食品中的應(yīng)用在丸子配方中加入30%膳食纖維，混勻，油炸制成丸子或油條?？谖?、營(yíng)養(yǎng)俱佳。3.5在飲料中的應(yīng)用膳食纖維可加入液體、固體飲料，加入量1%,水溶性膳食纖維用量可稍高，粒度應(yīng)在200目以上，以免生成沉淀?？杉尤?.5%3.8%膳食纖維制成酸奶，也可加入膳食纖維發(fā)酵后制成乳精飲料。3.6在果醬、果凍食品中的應(yīng)用一般添加水溶性膳食纖維，不影響口感和外觀。3.7其他膳食纖維還可用于快餐、膨化食品、糖果、肉類、罐頭食品及其他一些功能保健性方便食品。