膳食纖維研究現狀的問題分析及發展方向的預測

◎ 李梓銘，李紅愛

（1.湖南省林產品質量檢驗檢測中心，湖南 長沙 431007；2.湖南電子科技職業學院，湖南 長沙 410217）

隨著社會發展和生活水平的提高，人們的飲食日趨精細，導致糖尿病、心血管病、腸道癌、高血壓、高血脂、肥胖癥、脂肪肝等疾病越來越普遍。隨著人口老齡化的加劇，人們對食品的消費觀念也發生了變化，對食品的要求不僅僅停留在感官、口感上，而且越來越講究功能性。而膳食纖維（Dietary Fiber，DF）正是因其突出的保健功能而被人們廣泛接受。

本文總結了以往文獻中關于膳食纖維研究現狀存在的問題分析，并在此基礎上提煉出對膳食纖維重點發展方向的預測，對膳食纖維的研究和開發提供一定的借鑒作用。

1 我國膳食纖維研究現狀存在的問題分析

1.1 基礎研究程度較低

截至2016年12月，以膳食纖維作為題名可以搜索到CNKI數據庫收錄的1989至2016年期間發表的期刊論文共有12838篇，篩選掉相同內容，多刊發表以及無效論文后，僅剩余3194篇有效論文，將這些論文按照發表年度分布，可看出1989年至2016年，膳食纖維研究基本上呈逐年上升趨勢，如圖1所示。

圖1 膳食纖維發表年度分布圖

根據每一年的研究熱點關鍵詞進行矩陣分析，如圖2所示。

圖2 膳食纖維發表年度分布圖

我國膳食纖維的研究集中在提取工藝及其在醫療、食品中的應用方向上，而至關重要的基礎研究方面，相對于其他研究方向來說研究程度不高。通過閱讀發現，研究深度也較淺，除了介紹不同膳食纖維含量的分析方法之外，就是分析不同加工工藝對其物理化學性質的影響，而對其組成及分子結構等深層次問題研究則甚少，且分析方法多借鑒國外，我國還沒有形成較全面的、系統的分析測定方法。

因此，膳食纖維的基礎研究急需加深，而且膳食纖維研究程度隨人們生活飲食水平的提高而提高，其來源與我國農產品種植養殖產業的結構成正比，其在食品中的應用受其本身性質的影響使得應用范圍受到局限性。可見，加強膳食纖維的改性研究，使其能應用到更多食品中也是今后研究的另一個方向。

1.2 書面研究多，生產企業少

雖然書面研究較多，但是我國專門生產膳食纖維的企業少，而且生產企業的產品種類單一，市場上多數產品是作為藥品使用，沒有普及到食品中為群眾所享用，說明實驗室的研究與實際生產出現嚴重脫節。

2 膳纖維研究的重點發展方向

2.1 膳食纖維的定義

膳食纖維一詞最先由Hipsley提出[1]，是指植物性食品中不能被人類胃腸道消化酶消化，但能被大腸內的某些微生物部分酵解或利用的非淀粉多糖類和木質素的合稱。自膳食纖維這一術語和定義提出至今[2]，分類可依據生理功能、化學結構及物理特性不同來區分，根據膳食纖維水溶性不同，將其分為兩個基本類型，將可溶于水中的部分稱為水溶性膳食纖維（Water soluble dietary fiber），常見的水溶性膳食纖維包括果膠、樹膠。存在于細胞壁中的纖維素、半纖維素及木質素，無法溶于水中，故稱為非水溶性膳食纖維（Water insoluble dietary fiber）。隨著分析手段的進步和人們在營養學、生理學上對膳食纖維的認識不斷深入，其定義一直在不斷地發展和完善，已經出現了多種膳食纖維的定義，見表1。

表1 膳食纖維定義的發展表

若是來源于植物，膳食纖維可包括木質素或其他與細胞壁內多糖結合的化合物，這些化合物能夠用AOAC膳食纖維酶-重量法分析：與植物多糖緊密結合的木質素和其他化合物（蛋白組分，酚類化合物，蠟質，皂角苷，肌醇六磷酸鹽，角質，植物甾醇等），通常能夠用AOAC 991.43方法提取。這些物質實際上與纖維部分的多糖或低聚糖結合。但是，當以上物質提取后或再加入到含有不消化多糖的食物中時，這些物質就不能定義為膳食纖維。當與多糖結合時，這些締合物可能具有其他有益的作用[2]。

從表1可以看出，大多數定義中通常以DF的生理學作用（小腸中不被消化吸收）為基礎，進一步在化學、生物學或分析方面加以限定。膳食纖維定義中都包括了一種或一種以上植物學的、化學和分析方面的特性，或是營養學、生理學方面的一些特點和健康作用[2]。分析技術的進步，使越來越多的不消化碳水化合物得以定量，加之營養學和生理學上對這些成分的新認識，膳食纖維定義得以不斷擴充的同時分析方法也日益復雜。但是膳食纖維詮釋仍存在不足的地方，比如抗性淀粉[10]從性質上來講與膳食纖維類似，且如同膳食纖維般增加飽腹感。目前認為[10]，膳食纖維是指不易被人體消化吸收的“以多糖類為主的大分子物質的總稱”，包括植物性木質素、纖維素、半纖維素、果膠及動物性殼質、膠原等。后續又補充抗性淀粉、果聚糖、葡聚糖以及菊粉等耐消化的寡糖類物質。

2.2 膳食纖維的測定方法

食物中的膳食纖維依照不同的萃取方式會得到不同的產物，較常使用的是酵素分析方法和化學分析方法[11]，其中酵素-重量法是使用頻率最高的，也可以稱之為總膳食纖維的黃金分析法，食品中總膳食纖維的含量，也是水溶性和非水溶性膳食纖維的總和。表2中列出了膳食纖維的AOAC官方分析方法和其他分析方法[12]。

表2 測定膳食纖維的AOAC方法表

還有學者提出用食物中的不消化部分（indigestible fractions）代替食品標簽和食物成分表中的DF。通過體外模擬體內的生理環境，用胃蛋白酶（pepsin）和α- 淀粉酶對類似咀嚼后的樣品進行消化，經離心和透析后獲得食物中的可消化和不消化部分（indigestible and digestible fractions），不消化部分與進入結腸的成分相近，主要包括DF、RS、抗性蛋白質以及其他的締合物。這種測定方法更符合人體生理學特點[13]。

膳食纖維廣義定義擴充后[2]，對總膳食纖維測定的分析方法進一步需要優化。理論上可通過2種方法解決這一問題：①對AOAC酶重量法進行改進，或優化這些不消化碳水化合物的分析方法，使之與AOAC酶重量法測定的成分相對獨立。②對食物中的非淀粉多糖NSP進行定量后，再對膳食纖維定義所包括的各成分依相應方法測定，所得結果相加得到總膳食纖維的含量。除了根據具體實驗條件和樣品的各自特性及測試目的[14]來選擇合適的測定方法，及繼續對現有的測定方法進行改進之外，還應將建全與當前膳食纖維定義相符合的測定方法作為以后該研究領域的重要課題。

2.3 膳食纖維的攝入量

世界衛生組織和各國營養學界對膳食纖維的攝入給出了統一的建議，每人每天攝入量為25～35 g[15]，其中美國糖尿病協會建議糖尿病患者可以適度提高到45～55 g。

世界糧農組織建議正常人群攝入量為每人27 g/d。歐洲共同體食品科學委員會推薦標準：每人每天30 g。美國防癌協會推薦標準：每人30～40 g/d。中國營養學會在2000年最新頒布的中國居民膳食營養素參考攝入量規定的膳食纖維攝入適宜量為25～35 g/d。食物纖維量及范圍：低能量飲食1800 kCal為25 g/d；中等能量飲食2400 kCal為30 g/d；高能量飲食2800 kCal為35 g/d[1]。

目前我國國民從日常食物中攝取的膳食纖維只能達到8～12 g/d，針對“富貴病”患者在此基礎上應增加10～15 g/d，2～20歲的幼童、青少年，其攝入量推薦為年齡數加5～10 g/d。可以看出，各國膳食纖維的日推薦量目前還沒有統一的標準。中國居民膳食纖維攝入普遍不足，且呈下降的趨勢，目前每日人均膳食纖維（不可溶）的攝入量為11 g，城市與農村基本一致；由于食物成分表中可溶性膳食纖維數據不足，采用折算系數推算出每日膳食纖維總量約為13 g。與《中國居民膳食營養素參考攝入量》中膳食纖維的推薦量相比，能達到適宜攝入量（25 g/d）的人群不足5%。

膳食纖維在預防各種現代“富貴病”方面具有較好的療效，如糖尿病、心血管病、肥胖、腸道癌和便秘等，但過量攝入也會對人體健康產生一定的副作用[1]。膳食纖維和其他營養素的特點一樣，少則缺乏，多則過量，適中最佳，因人而異[16]。膳食纖維對蛋白質代謝有一定的負面影響，因為某些纖維能降低小腸消化酶的作用，纖維的物理屏障作用可對蛋白質的消化產生不良的影響。由于膳食纖維在一定條件下能形成非水溶性的膳食纖維礦物質復合物，影響礦物質的生物利用率。實驗證實大劑量膳食纖維（40 g/d）可使鈣、鐵、鋅等礦物元素溶解度降低，吸收率也相應降低，造成負平衡。一些可溶性膳食纖維也可對維生素A、維生素E 等的吸收利用有不同程度的影響。

當前有2種方法可用來評價膳食纖維的適宜攝入量[17]。①根據不同慢性疾病危險人群的不同膳食攝入量來確定其適宜攝入量。②采用一個生理指標來評定其適宜攝入量。因此，今后膳食纖維攝入量的研究應更全面，針對不同地區的不同特點，制定出符合各年齡段和各地區人群的更合理的膳食纖維攝入量。

2.4 膳食纖維食品的應用前景及新型膳食纖維資源的開發

21世紀食品發展的主題是健康及美味[18]。近年來，人們的飲食習慣發生了很大變化，導致膳食纖維攝入量嚴重不足。消費者對食品的要求是既要健康更要美味。一方面膳食纖維將逐漸向高品質發展，膳食纖維食品不再是人們印象中的口感粗糙、味道索然，取而代之的是能為食品提供良好口味和質感的新一代的高品質纖維食品。而普通膳食纖維將因無法適應人們的挑剔口味逐漸淡出市場。另一方面，各國政府幾乎都把營養問題納入國民經濟發展計劃之中，膳食纖維作為防治糖尿病、心腦血管病、便秘、癌癥、肥胖的必需品而廣泛應用于各種食品中。一種高品質的膳食纖維應該具有良好的口感，更低的熱量，廣泛的應用范圍和更多的生理功效。膳食纖維食品的發展存在著巨大的市場空間。但我國對這方面產品的研制開發還處于初始階段，與國外發達國家存在一定差距[19]。主要問題是尚未解決好生產工藝問題，其產品口感較差。因此，研究確定合理的膳食纖維食品的生產工藝，改良配方，提高產品的品質，研究開發出適應國際食品發展潮流的DF新產品，使其更好的發揮其特有的生理功用，改善人們的膳食結構，提高人們的健康水平。因此，膳食纖維食品的開發和發展具有巨大的潛力。

在部分發達國家和地區，膳食纖維研究是最活躍的課題之一。而且隨著人們對環境保護日益重視，利用各種農產品加工副產物研究和開發具有膳食纖維也取得了很大進展[20]。我國作為一個農業大國，應充分利用國內巨大的DF資源，很多可以利用植物加工過程中的下腳料或廢棄物，如玉米、米糠、小麥麩皮、燕麥、豆渣、果渣皮、甘蔗渣、蕎麥皮、茶渣及食用菌下腳料等。但從目前研究開發的資源來看[19]，主要集中于谷物纖維，如玉米麩皮纖維、燕麥纖維、小麥麩皮膳食纖維等。對于作為飲食中主要膳食纖維來源的果蔬纖維[20]的研究則較少。如能將其中富含的膳食纖維進行合理開發，不僅使其變廢為寶，減少資源浪費和環境污染，而且具有重要的經濟和社會意義。