膳食纖維生理功能的研究進展

◎ 朱 靜，蔣金鑫

（南京中醫藥大學翰林學院，江蘇 泰州 225300）

近年來，由于生活水平的改善，人們對高熱量、高蛋白、高脂肪和精加工食品攝入比例逐漸提高，使肥胖癥等相關疾病的發病率逐年增加。膳食纖維作為一類生物大分子物質，具有特殊的生理功能，在肥胖癥等疾病的預防與治療過程中發揮著重要作用，甚至被譽為繼蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質與水之后的第七大營養物質[1]，其對機體的更多益處正在不斷被發現。此外，膳食纖維攝入不足可能會導致肥胖癥、動脈粥樣硬化、高血壓、高血糖、冠心病等心血管疾病和便秘、結腸癌等常見疾病[2]，因而，膳食纖維在食品和保健品中的應用推廣已得到越來越多的認可。本文探討膳食纖維的主要生理功能，為膳食纖維的深入研究和開發利用提供參考。

1 膳食纖維定義

1953年，Hipsley[3]首次提出膳食纖維（Dietary Fiber，DF）的概念，認為DF是由植物細胞壁所組成的不易消化部分，包括纖維素、半纖維素和木質素。此后，美國谷物化學學會（AACC）成立的膳食纖維專門委員會在2001年指出，膳食纖維是指在小腸中不被消化酶消化利用，但在大腸中可被某些微生物發酵的可食的碳水化合物及類似物總稱，如葡聚糖、木質素、纖維素、果膠蠟質、抗性淀粉和糊精等[4]。

2 膳食纖維的分類

膳食纖維來源廣泛、種類眾多，可根據溶解性不同，將其分為不溶性膳食纖維（Insoluble dietary fiber，IDF）和水溶性膳食纖維（Soluble dietary fiber，SDF）[5]。其中，IDF不溶于水，主要為細胞壁組成部分，包括木質素、纖維素、半纖維素、原果膠和植物蠟等，幾乎不在小腸內被吸收和代謝。IDF具有預防肥胖、高血壓、高血糖、結腸癌和前列腺癌等生理功能，在許多產業中已有廣泛應用，尤其多見于保健品的開發和利用[6]。常見的谷類食物中均含有豐富的不溶性纖維，如大麥、燕麥等。SDF可溶于溫水或熱水，能被醇類溶劑再沉淀，是植物細胞壁的內存物和分泌物，也包括經微生物分解或合成的其他多糖，如樹膠瓊脂、半乳甘露糖、葡聚糖、海藻酸鈉和羧甲基纖維素等，能在小腸內被消化吸收[7]。SDF可在水中穩定分散的特性，使其在胃腸道中遇水后與葡萄糖形成黏膠，能結合水、吸收礦物質、并可作為腸內微生物發酵的基質[8]，延緩葡萄糖吸收，使血液中膽固醇水平降低。有研究顯示SDF與IDF相比，能更顯著地影響人體健康[9]。

3 膳食纖維的生理功能

膳食纖維特殊的理化性質是其發揮著重要生理功能的物質基礎，其在生理代謝過程和預防疾病等方面均發揮著重要的作用[10]。此外，膳食纖維對維持人體營養平衡具有重要作用，其具有調節吸收脂肪等營養物質的功能。

3.1 控制體重

膳食纖維作為一類含有較多極性基團的生物大分子，具有較強的吸水溶脹性能，遇水后體積和重量增加可達10～15倍，對腸道產生充積作用。進食膳食纖維后，DF可逐步填充胃部，延長消化過程，延緩胃排空時間，增加飽腹感，進而降低熱量攝取。同時，DF還可減少小腸對脂類物質的吸收，促進其排出，通過此途徑可起到控制和降低膳食總能量的作用，避免體內熱能過剩導致脂肪過度積累，從而達到控制體重和減肥的效果。

3.2 控制血糖

膳食纖維能有效預防糖尿病，其含有的果膠可延長食物在腸內的停留時間，延緩淀粉等可消化糖類物質的消化過程，避免餐后血糖迅速增加，從而維持血糖的平衡和穩定。此外，食用膳食纖維可使機體對胰島素敏感性增強，增高機體對葡萄糖耐受能力，一定程度降低糖尿早期患者對胰島素和口服降糖藥的需求，發揮預防和治療糖尿病的作用[11]。

3.3 降低血脂

膳食纖維降血脂的功能主要是通過其中部分成分能與膽固醇和膽汁酸結合，促進膽固醇和膽汁酸直接從糞便中排出而實現。膳食纖維作為親水性較高的生物大分子，在腸道內能大量吸收水分，稀釋腸道中的內容物，如膽固醇和膽汁酸，從而有利于腸道益生菌生長繁殖。腸道益生菌在繁殖過程中，可利用與轉化膽固醇，使其經糞便排出，從而有助于預防高血脂癥[11]。

3.4 預防腸癌與便秘

膳食纖維在消化吸收過程中，與腸道內的食物殘渣共同被微生物發酵。膳食纖維借助吸附、螯合等作用可吸收有毒代謝產物，減輕其對腸壁的刺激，從而減少結腸癌等疾病的發生[12]。其化學結構中含有較多親水性良好的極性基團，具有持水性，可經細菌發酵，直接獲得較高含水量，軟化糞便，增加人體排便次數，防止便秘，甚至起到導瀉作用，維持腸道清潔，預防并減少胃腸道疾病的發生。

3.5 改善腸道菌群

腸道菌群的失調，可引起多種慢性疾病，如肥胖、糖尿病腸、高血壓、冠心病等。膳食纖維能有效促進腸道中的益生菌增殖，并具有保護腸道屏障功能，起到預防慢性疾病的作用[13]。膳食纖維經大腸中的菌群發酵后，產生大量的短鏈脂肪酸，如乙酸、乳酸，從而一定程度改變腸道pH值，改善益生菌生長環境，促進其繁殖擴大。益生菌群擴大的同時，腐生菌的繁殖受到抑制，進而可防止腸道黏膜萎縮，維持腸黏膜的屏障功能[11]。

此外，膳食纖維還可延緩和減少重金屬等有害物質的吸收，防止對機體產生毒害作用，同時還可以提高機體免疫力，增強口腔的保健功能。

4 結語

目前關于膳食纖維生理功能的研究較多，但針對其控制體重的功能和應用的研究不多，對水溶性膳食纖維的研究近幾年才開始受到人們的關注。膳食纖維成本低，來源廣泛，具有特殊的生物活性。隨著肥胖成為威脅全球成年人健康的慢性疾病和人們對于完美形體的不斷追求，探討水溶性膳食纖維對于減肥的效果，尋求有效改善肥胖癥的膳食纖維，將其開發為新型保健產品，具有重要的現實意義和廣闊的市場前景。

參考文獻：

[1]康 琪，朱若華.人類第七大營養素——膳食纖維[J].化學教育，2007（8）：10-13.

[2]蔡云清.膳食纖維與健康[C].杭州：中國營養學會公共營養分會第十次會議公共營養研究進展學術研討會資料匯編，2010.

[3]Hipsley EH. Dietary“fibre”and pregnancy toxaemia[J].British medical journal，1953（4833）：420-422.

[4]JW Devries，ME Camire，S Cho，et al. The definition of dietary fiber[J].Cereal Food World，2001（3）：112-126.

[5]邵明攀，李 焱，陶文亮.功能性食品添加劑-膳食纖維[J].中國釀造，2013（9）：17-20.

[6]裘紀瑩，陳蕾蕾，王未名，等.發酵法制備高品質膳食纖維的研究進展[J].中國食物與營養，2010（6）：24-27.

[7]Huang Z，Ye R，Chen J, et al. An improved method for rapid quantitative analysis of the insoluble dietary fiber in common cereals and some sorts of beans[J].Journal of Cereal Science，2013（3）： 270-274.

[8]呂 遠.大豆膳食纖維的改性及其在烘焙食品中的應用[D].上海：華東師范大學，2013.

[9]Yan J, Chi Y J. Effects of twin-screw extrusion on soluble dietary fibre and physicochemical properties of soybean residue[J].Food Chemistry，2013（2-3）：884-889.

[10] alanakis CM，Tornberg E，Gekas V. A study of the recovery of the dietary fibres from olive mill waste water and the gelling ability of the soluble fibre fraction[J].LWT-Food Science and Technology，2010（7）1009-1017.

[11]康 琪.膳食纖維測定方法的研究[D].北京：首都師范大學，2008.

[12]Tadayoni M，Sheikh-Zeinoddin M，Soleimanian-Zad S. Isolation of bioactive polysaccharide from acorn and evaluation of its functional properties [J].International Journal of Biological Macromolecules ，2015（72）：179-184.

[13]孫元琳，陜 方，趙立平.谷物膳食纖維-戊聚糖與腸道菌群調節研究進展[J].食品科學，2012（9）：326-330.