膳食纖維應(yīng)用及在我國主要應(yīng)用方法

1、 膳食纖維是指人體消化道分泌的內(nèi)源酶不能水解的植物多糖和木質(zhì)素，主要包括纖維素、半纖維素、本質(zhì)素、果膠、樹膠和蠟質(zhì)等。自從報(bào)道膳食纖維與人類的健康和疾病有關(guān)以來，研究膳食纖維成了國際上的一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。經(jīng)過多年的調(diào)查和研究，膳食纖維在人類營養(yǎng)和疾病預(yù)防中的重要功用已得到充分的肯定。很多國家將膳食纖維作為一種基本營養(yǎng)成分在食品中標(biāo)出，我國年頒布的食物成分表中就列有膳食纖維一項(xiàng)。世紀(jì)年代初期，全美甚至整個(gè)歐共體國家掀起了一股研制開發(fā)纖維食品的熱潮，以往不被人們重視的食物纖維，像維生素一樣成為人們談?wù)摰闹匾掝}。目前膳食纖維的定義、測定方法、營養(yǎng)和保健功用及功能產(chǎn)品開發(fā)仍然是國際上關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域，而且

2、這種關(guān)注會隨著現(xiàn)代社會“富貴病”的流行不斷得到加強(qiáng)。年月國際權(quán)威組織、和在愛爾蘭就膳食纖維的熱點(diǎn)問題舉行了系列的專題研討會。一、膳食纖維分析方法的發(fā)展歷史膳食纖維是由碳水化合物聚合體與一些非碳水化合物成分結(jié)合在一起而構(gòu)成的復(fù)雜的混合物，由于它所包含的組分非常復(fù)雜，目前沒有一個(gè)十分完善的方法對其進(jìn)行完全的分離和精確的區(qū)分，所用的檢測方法至今尚未標(biāo)準(zhǔn)化。但膳食纖維對動物和人類的重要作用引發(fā)了一系列有關(guān)纖維測定方法的探討，同時(shí)，富含膳食纖維食品的相繼出現(xiàn)，客觀上要求建立比較準(zhǔn)確、快速測定膳食纖維的方法。自從出現(xiàn)膳食纖維概念以來，其分析方法也相繼出現(xiàn)，并隨著膳食纖維的發(fā)展而不斷改進(jìn)和更新。早期纖維測定

3、沿用年前兩位德國科學(xué)家和創(chuàng)立的粗纖維法，但該方法對膳食纖維主要分析方法及其在我國的應(yīng)用柴巍中北京大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)系北京樣品采用稀酸稀堿的系列化浸提干燥后的纖維重量只能代表小部分的纖維含量，主要原因是酸堿對樣品的煮沸浸解使半纖維素（）和木質(zhì)素（）水解流失，因而測定結(jié)果不能真實(shí)反映食物或飼料中總纖維的含量。世紀(jì)年代，國際上逐漸放棄粗纖維法轉(zhuǎn)而采用美國教授創(chuàng)立的纖維洗滌劑測定法，該方法測定樣品中不溶于中性洗滌劑和酸性洗滌劑的纖維部分，這種方法能較準(zhǔn)確地估測食物和飼料中總的纖維含量，并能把纖維類物質(zhì)分解成它的主要組成成分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，因而得到國際上的普遍接受并被廣泛應(yīng)用，年

4、美國和將其定為官方標(biāo)準(zhǔn)纖維分析方法。由于人們發(fā)現(xiàn)水溶性纖維具有重要的生理理療作用，可溶性纖維素和不可溶性纖維在營養(yǎng)和醫(yī)學(xué)中有特別意義，但由于纖維洗滌劑法不能測定可溶性纖維部分，因而又有研究者提出了一系列新方法或在原有方法的基礎(chǔ)上建立的改良方法，最具代表性的是接受的總膳食纖維測定法，此法經(jīng)過改良可分別測定可溶性和不可溶性纖維。等在年提出的非淀粉多糖法，這種方法經(jīng)過改良也可分別測定纖維素和非纖維素多糖。二、膳食纖維分析方法的主要類別及其評述過去的年中建立了許多膳食纖維的分析方法，這些方法的主要目的是模擬消化過程用酶除去食物中可消化部分，獲得不被消化的部分。這些測定方法可以概括為：溶劑法、酶法（酶重

5、量法和酶化學(xué)法）和其他補(bǔ)充方法大類，但這也不是絕對的，有時(shí)分析膳食纖維時(shí)為了更加準(zhǔn)確和方便會用到以上分析方法中的兩種甚至種。同時(shí)，每一類分析方法中又有很多具體方法。（一）溶劑法 溶劑法是根據(jù)初期膳食纖維定義而出現(xiàn)的測定方法，是利用酸、堿和洗滌劑的作用將膳食纖維中可消化成分而除去，即最大限度地除凈原料中的蛋白質(zhì)與淀粉成分，同時(shí)又不能破壞非淀粉碳水化合物與木質(zhì)素（膳食纖維）的存在與性質(zhì)。出于所用溶劑和提取條件的不同，溶劑法中又有很多種具體方法，比較著名的有接受的的纖維洗滌劑測定法，它分為中性洗滌纖維（）和酸性洗滌纖維（）兩個(gè)體系，是經(jīng)過中性洗滌液浸提后殘留物，主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，再

6、經(jīng)過酸性洗滌劑浸提后的殘留物為，主要成分為木質(zhì)素和纖維素。兩套體系與硫酸浸解結(jié)合使用，可得出樣品中纖維素、半纖維和木質(zhì)素的含量。法對去除細(xì)胞間的蛋白質(zhì)很有效，測定不可溶性纖維的結(jié)果重復(fù)性高，適用性廣，費(fèi)用低，主要缺點(diǎn)在于不能測定可溶性纖維，同時(shí)也不能完全去除淀粉，而且過濾困難。我國食物成分表中膳食纖維測定也是采用中性洗滌劑法。（二）酶法分析由于法和法不能測定食品中的可溶性膳食纖維含量，人們根據(jù)等對膳食纖維的定義模仿食物在消化道的消化過程提出了酶法分析。樣品分別利用淀粉酶、蛋白酶和葡萄糖苷酶進(jìn)行酶解消化，除去蛋白質(zhì)和淀粉。在和等來自個(gè)國家個(gè)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者的共同努力下，提出了比較完整的酶重量法，并被

7、、等權(quán)威機(jī)構(gòu)采納為法和法并進(jìn)一步成為和等承認(rèn)的國際通用方法。該方法的最大優(yōu)點(diǎn)在于能同時(shí)分析出樣品中可溶性與不溶性膳食纖維的含量，且分析設(shè)備少。但過程比較復(fù)雜，影響因素多，操作不方便且成本高，后又被等改良成為操作比較簡單精確的方法，該方法被推薦為共同的分析測定方法。酶法分析膳食纖維除酶重量法外，比較常用的還有以法和為主的酶一化學(xué)法，該法是用淀粉酶除去淀粉，再用酸把膳食纖維水解成單糖，然后用比色法、或測定單糖組成和含量，該法能快速、準(zhǔn)確地測定總膳食纖維、可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維，并能確定組成膳食纖維的單糖成分，為分析不同膳食纖維生理功能提供了有效的手段。但是，該法是建立在把膳食纖維定義為非淀

8、粉多糖的基礎(chǔ)上，因而不能測定木質(zhì)素、多酚化合物、纖維醇等膳食纖維，所以該法只在英國等少數(shù)歐盟國家使用，并逐漸被酶一重量法代替。（三）其它補(bǔ)充分析方法隨著對膳食纖維研究的升級，以及越來越多的膳食纖維品種的出現(xiàn)，用目前任何一種膳食纖維測定方法不能完全測定食品中的所有膳食纖維含量，例如應(yīng)用最為廣泛的酶一重量法測定總膳食纖維時(shí)，發(fā)現(xiàn)一些小分子的寡聚糖，如：菊粉、葡聚糖、抗性糊精、抗性寡糖等（聚合度在）可部分或全部不溶于的乙醇溶液，小腸分泌的消化酶也不能降解，所以為了更準(zhǔn)確和全面地測量食品中膳食纖維的含量，對于一些特定膳食纖維，人們又利用標(biāo)準(zhǔn)方法測定的同時(shí)結(jié)合補(bǔ)充方法加以測定。如測定菊粉和果聚糖的法，測

9、定含抗性糊精（）和的食品時(shí)，先采用酶一重量法測定其它膳食纖維，溶于乙醇溶液的膳食纖維用高壓氣相色譜測定，兩者之和為總膳食纖維；也有學(xué)者報(bào)道了測定抗性淀粉和糊精的方法?？梢姡跍y定含有溶解或部分溶解于乙醇溶液的膳食纖維時(shí)，除了酶重量法外，還必須根據(jù)不同種類的膳食纖維輔以其它測定方法，因而給食品中的膳食纖維檢測工作帶來了很大的不便，尤其是不太清楚種類的食品。根據(jù)中國營養(yǎng)學(xué)會年報(bào)道的資料，現(xiàn)將目前主要應(yīng)用的膳食纖維測定方法列表如下（表）。表膳食纖維測定方法及其所檢測組分方法檢測的組分評論粗纖難木質(zhì)素、不同量的纖維素和與其他方法沒有可比性半纖維素中性洗滌纖維素、半纖維素和木質(zhì)素可溶性纖維丟失劑纖維酸性

10、洗滌纖維素和木質(zhì)素可溶性纖維丟失劑纖維總膳食非淀粉多糖，木質(zhì)素、抗性認(rèn)可方法，可進(jìn)纖維淀粉以及反應(yīng)產(chǎn)物行改良分別測定可溶性和不可溶性纖維非淀粉多糖可進(jìn)行改良分別測定纖方法維素和非纖維素多糖三、我國膳食纖維分析的現(xiàn)狀及其發(fā)展的思考膳食纖維組分復(fù)雜，至今尚無公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法，現(xiàn)有的各種檢測方法，有各自的利弊，其檢測的結(jié)果也大不相同，甚至其結(jié)果不可相互比較，這就造成了食物成分表中至今尚無準(zhǔn)確的、可比較的膳食纖維成分的數(shù)據(jù)，為此也就難以確定人們攝入膳食纖維的量。我 國纖維類物質(zhì)的分析一直沿用國外建立的傳統(tǒng)方法，部分學(xué)者目前仍采用粗纖維的舊方法。我國膳食纖維測定的國家標(biāo)準(zhǔn)方法仍為中性洗滌劑法（）。如國

11、家標(biāo)準(zhǔn)分析方法（谷物不溶性膳食纖維測定法），食物中不溶性膳食纖維的測定方法（）。這些方法均是借用美國和審批的方法。我國國家食物成分表所列食物纖維均為中性洗滌纖維。我國也有學(xué)者引進(jìn)介紹了國外最新的纖維測試方法酶重量法和法。也有學(xué)者在外國學(xué)者推薦的冷中性洗滌劑法（）的基礎(chǔ)上省去樣品的濕球磨與超聲波處理建立了簡化的法，但此法與傳統(tǒng)的洗滌纖維法比較，一是分析中使用了一系列水解酶，如糖化酶、蛋白酶和胰酶制劑，使分析成本和要求條件大大是高，二是采用兩次透析法，需要專門的透析袋。黃澤元等對美國谷物化學(xué)家協(xié)會（）測定谷物不溶性膳食纖維方法（中性洗滌劑法）采取先用淀粉酶水解淀粉，再用弱酸溶液洗去部分灰分而做了部

12、分改進(jìn)。但這些改進(jìn)均是在中性洗滌劑法的基礎(chǔ)上進(jìn)行，前者的改進(jìn)使分析成本和要求條件大大提高，后者只是在局部作了一些調(diào)整，兩者的共同缺點(diǎn)是沒有考慮可溶性纖維的問題。膳食纖維的酶法分析的結(jié)果較為準(zhǔn)確（因?yàn)樗梢詼y定不溶性纖維）而受到國際重視，并在一些國家被廣泛應(yīng)用，但酶法分析要求條件嚴(yán)格，分析成本高，酶法的共同的問題是無法克服酶抑制劑如單寧等對測定結(jié)果的干擾，不能區(qū)分纖維類物質(zhì)中的各化學(xué)組分，同時(shí)酶化學(xué)法易受儀器條件的限制，不適用于普通實(shí)驗(yàn)室。目前我國大多的科研教學(xué)單位仍然愿意選用溶劑分析法，特別是中性洗滌劑法，因?yàn)樗唵畏奖?，洗滌纖維法可以在一般的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備，相對于酶法，操作

13、簡便，費(fèi)用較低，結(jié)果穩(wěn)定，重復(fù)性高。谷物中可溶性膳食纖維較少，不溶性膳食纖維接近于谷物中膳食纖維的真實(shí)含量。洗滌纖維法用于人類膳食纖維的測定時(shí)，存在兩大問題：過濾困難和不能分析可溶性纖維。過濾困難主要起因于不正確的設(shè)備、操作技術(shù)、高粘度物質(zhì)，如單寧和淀粉類等的干擾、樣品粉碎過細(xì)、過濾坩堝選擇不當(dāng)?shù)龋绊憸y定結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。據(jù)初步試驗(yàn)，在洗滌纖維測定中，可以調(diào)整傳統(tǒng)方法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如洗滌劑濃度，酶解方式和削煮過濾設(shè)施等，過濾困難得到改善，方法的簡便性和結(jié)果的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提高。洗滌纖維分析法不能測定果膠類等可溶性纖維，可以通過建立專門的洗滌劑程序來分析此類物質(zhì)。綜上所述，洗滌纖維法相對于酶法分析簡便經(jīng)濟(jì)，結(jié)果的穩(wěn)定性和重復(fù)性高，可以分析食物中主要纖維成分（不溶性纖維），被我國科學(xué)工作者所熟悉和采用。在我國目前廣泛開展食物纖維分析及其膳食纖維功效研究和功能產(chǎn)品開發(fā)的情況下，可繼續(xù)采用傳統(tǒng)的膳食不溶性纖維洗滌劑分析法，對其主要步驟和關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行修正，使洗滌纖維分析法更為經(jīng)濟(jì)、簡便和穩(wěn)定，同時(shí)考慮到膳食纖維可在水和一些溶劑中分離為可溶