膳食纖維在降糖配方乳粉中的應用研究

文/凌 森 李朝旭 楊 凱 申雪然 王麗然 池桂良

（河北三元食品有限公司）

2016年世界衛生組織（WHO）發布的全球糖尿病報告顯示，全球成人糖尿病患者從1980年的1.08 億人增至2014年的4.22 億人，增長了近3 倍；患病率也從4.7%上升至8.5%，增長了近1 倍[1]。我國糖尿病患者人數更是居世界之首，據統計，2017年我國20～79 歲糖尿病患者人數達到了1.144 億人，患病率為10.9%，且有日益增多的趨勢[2]。

糖尿病是一種終身性慢性疾病，目前尚無根治方法，只能通過各種手段加以控制，而醫學營養治療（MNT）正是這樣一種有效且必要的控制手段[3]。MNT通過調整營養素結構、控制能量攝入來控制血糖，改善胰島素分泌，改變消瘦狀況及糾正代謝紊亂。乳及乳制品因含有豐富的優質蛋白質、脂肪和碳水化合物等供能營養素，營養全面，營養價值高，常被用來調整營養素結構及控制能量攝入。

在MNT過程中，膳食纖維起著至關重要的作用。因此，在成人糖尿病患者膳食指導以及《特殊醫學用途配方食品通則》中，都對膳食纖維的添加做出了規定。

1 膳食纖維的定義及分類

膳食纖維是一類特殊的碳水化合物，它不能被人體內的消化酶分解，但能夠幫助維持正常的腸道功能以及預防肥胖、心血管疾病和糖尿病等多種疾病的發生，是人體不可缺少的物質，被稱為人類的第七大營養素[4]。傳統的膳食纖維是指不能被人類消化酶水解的植物類結構成分和無能量貯存的多聚糖。這是基于物質化學結構來定義的，隨著營養科學的發展，對膳食纖維的定義逐漸擴展至基于生理作用[5]。自1953年Hipsley提出“膳食纖維”術語以來，其定義一直在演變，而且更加嚴謹和科學。

國際上一致認為膳食纖維是一類不能在人類小腸中消化吸收、對人體健康有利且可食用的碳水化合物聚合體，但對聚合度（DP）的認可持不同意見。WHO和聯合國糧食及農業組織（FAO）所指的膳食纖維是DP≥10的碳水化合物聚合體[6]，歐洲食品安全局（EFSA）所指的膳食纖維是DP≥3的碳水化合物聚合體[7]。

我國對膳食纖維的定義與EFSA更接近，指植物中天然存在的、提取或合成的碳水化合物聚合物，DP≥3，不能被人體小腸消化吸收，對人體有健康意義，其中包括纖維素、半纖維素、果膠、菊粉及其他一些膳食纖維單體成分等[8]。

根據水中溶解性，膳食纖維分為兩類，一類是不溶性膳食纖維，如纖維素、半纖維素和木質素等；另一類是可溶性膳食纖維，如低聚糖、多聚糖、果膠、藻膠等。

2 膳食纖維相關法規及在血糖控制方面的作用

膳食纖維能夠幫助糖尿病患者進行長期的血糖控制[9]。其中，不溶性膳食纖維在腸道內吸附水分后會形成網狀結構，避免食物與消化液的充分接觸，從而減緩淀粉類食物的消化吸收，進而降低餐后血糖和血脂；可溶性膳食纖維與水和葡萄糖在胃腸道內充分接觸后會形成膠狀溶液，黏度增加，從而減緩糖的吸收，進而降低餐后血糖以及胰島素水平，并具有降低膽固醇的作用[7]。同時，無論是不溶性膳食纖維還是可溶性膳食纖維，都能夠增加糖尿病人飽腹感，幫助控制能量攝入，維持適宜的體重[4]。

市場上常見且研究較多的膳食纖維主要有抗性淀粉、菊粉、抗性糊精、各類低聚糖等。

2.1 不溶性膳食纖維

在不溶性膳食纖維中，關于抗性淀粉（RS）的研究較多。RS是一類不能在小腸內分解的淀粉及淀粉降解產物的總稱，一般分為4 類[4]：（1）RS1，物理結構上的包埋淀粉，由于被包埋而不能接觸消化酶，從而不能被消化；（2）RS2，天然淀粉顆粒，晶狀生淀粉粒不能被α-淀粉酶消化，但糊化后可被α-淀粉酶消化；（3）RS3，回生直鏈淀粉，蒸煮或糊化處理后冷卻和儲存引起結構變化，不能被α-淀粉酶消化；（4）RS4，化學改性淀粉，通過化學方法改性的淀粉，不能被α-淀粉酶消化。

秦露丹等[10]共檢索了909 篇文獻并進行系統分析，其中符合納入標準的研究均顯示RS能夠顯著降低2型糖尿病患者的空腹血糖及餐后血糖。張文青等[11]的研究顯示，RS能夠改善糖代謝，提高胰島素敏感性，減輕胰島素抵抗。

在安全性方面，自1993年RS商品問世以來，諸多型號抗性淀粉先后作為食品配料使用，在很大程度上顯示出抗性淀粉的安全性。但各國對待RS4的安全性均持謹慎態度，對其進行專門管理，我國也將RS4列入《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760-2014）中，作為食品添加劑進行管理。國內外諸多關于高直鏈玉米淀粉制取的Hi-Maize產品的研究顯示，每天食用Hi-Maize產品不超過16.5 g/kg體重，沒有安全問題[12]，增加食用量僅限于生長減速，體重減輕，并不影響其他健康狀況[13]。對于60 kg的正常體重來說，這個數值遠遠高于正常人群的適宜攝入量。

抗性淀粉在食品標簽標示方面，我國規定除化學改性淀粉以外，其他類型可標示為“淀粉”[14]。

2.2 可溶性膳食纖維

與不溶性膳食纖維產品相比，可溶性膳食纖維商品化產品的種類要豐富得多，如菊粉、抗性糊精、各種低聚糖、聚葡萄糖、果膠等。

2.2.1 菊粉

菊粉是以菊苣根或菊芋作為原料制成的低聚糖和多聚糖的混合物，DP平均值為2～60，在我國作為新食品原料進行管理，食用量≤15g/d，可以用在除嬰幼兒食品以外的各類食品中。

劉鵬舉等[15]研究顯示，每天給予2型糖尿病患者15 g菊粉，能夠降低患者的空腹血糖、糖化血紅蛋白、胰島素抵抗指數，還能顯著降低總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平，并且不影響肝腎功能。

2.2.2 抗性糊精

抗性糊精是以食物淀粉為原料，經糊精化反應制得的一種膳食纖維，DP值約為15，在我國被批準為普通食品，攝入量不做規定?？剐院哪褪芰亢芨撸词箚未蝿┝窟_到90 g/d，也未發現副作用。

研究顯示，抗性糊精和糖或淀粉一起食用時，能夠延緩葡萄糖的吸收，抑制血糖值上升，減少胰島素分泌[16]。

2.2.3 低聚糖

低聚糖天然存在于蔬菜、谷物以及水果中，如低聚果糖、低聚異麥芽糖等，DP值為3～9。低聚糖種類繁多，并且大部分在市場上都有商業化的產品。

低聚果糖的DP值為2～9，既可以作為食品原料使用，又可以作為營養強化劑使用。用作不同用途時，應符合相應規定。在糖尿病MNT方面，賀婧等[17]研究表明，對于糖尿病患者在藥物治療基礎上每天給予10～15 g低聚果糖，能夠顯著降低空腹血糖和餐后血糖。

低聚異麥芽糖的DP值為2～10，在我國作為食品原料進行管理。有研究顯示其能夠降低空腹血糖及餐后血糖[18]。

2.2.4 聚葡萄糖

聚葡萄糖的DP值為12，可通過葡萄糖和山梨醇合成得到，既可以作為食品原料使用，又可以作為營養強化劑使用。聚葡萄糖可以增加小腸內溶液黏度，延緩葡萄糖在小腸內的吸收[19]。

2.2.5 多聚果糖

多聚果糖是以菊苣根為原料，經提取過濾而得到的，DP值為5～60，平均值≥23。多聚果糖作為新食品原料使用時，允許用于兒童乳粉和孕產婦乳粉中；作為營養強化劑使用時，允許用于嬰幼兒配方食品和嬰幼兒谷類輔助食品中。多聚果糖與相同來源的菊粉相比，使用范圍較窄。作為一種水溶性膳食纖維，它也是菊粉的成分，具有與菊粉類似的血糖控制作用。

2.2.6 果膠和瓜爾膠等

果膠、瓜爾膠等遇水能夠形成黏稠的膠狀液體，具有水溶性膳食纖維功能。但目前在產品應用中，主要作為增稠劑來使用，按照食品添加劑進行管理。

2.3 不溶性膳食纖維與可溶性膳食纖維聯用

不溶性膳食纖維與可溶性膳食纖維雖然都有控制血糖的作用，但原理不盡相同。一些研究顯示，兩類膳食纖維聯合使用在控制血糖方面的效果要好于單獨使用。

王亞偉等[18]研究發現，低聚果糖或低聚異麥芽糖與自制不溶性膳食纖維聯合使用，在降低空腹血糖和餐后血糖方面的效果都要好于單一種類膳食纖維的效果，從而推測，可溶性膳食纖維與不溶性膳食纖維在血糖控制方面可能存在協同增效的作用。

關于兩類膳食纖維的比例，美國供給量專家委員會推薦不溶性膳食纖維占70%～75%，可溶性纖維占25%～30%為宜，但此推薦針對正常人群[20]。一些新的研究認為，飲食中提供更多的膳食纖維，特別是可溶性膳食纖維，能夠更好地改善2型糖尿病患者血糖控制[21]。

3 膳食纖維在降糖配方乳粉中的應用

在降糖配方乳粉的配方設計方面，首先要合理設計蛋白質、脂肪、碳水化合物三大供能營養素的比例，以控制糖尿病患者的能量攝入。

乳清蛋白是一種純天然的優質蛋白質，含有豐富的必需氨基酸，種類齊全、數量充足，而且還能降低糖尿病患者的血糖水平[22]，非常適合作為糖尿病配方食品的蛋白質來源。以乳清蛋白為主要原料，配以恰當的植物油、碳水化合物以及維生素和礦物質，可以開發出具有良好營養結構的降糖配方食品。在此基礎上，還應補充足夠的膳食纖維。

對于糖尿病人，膳食纖維的攝入量應達到或者高于正常人群的適宜攝入量（25 g/d），但攝入過多（75～80 g/d）時，會引起胃腸脹氣和腹脹。不同的膳食纖維有不同的耐受劑量[6]。在實際應用中，我國規定糖尿病全營養配方食品中的膳食纖維含量應≥0.3 g/100 kJ[23]，考慮到攝入過多可能會引起胃腸不適，其含量還應≤0.7 g/100 kJ[24]。

在膳食纖維種類的選擇上，可選擇符合法規要求的不溶性膳食纖維或可溶性膳食纖維，也可同時使用，可能會帶來協同增效的作用。

膳食纖維的能量低于普通碳水化合物，在產品營養標簽中計算其能量時，按照8 kJ/g進行折算[25]。

4 總結及討論

通過營養工作者60 多年的研究，人們越來越清楚膳食纖維對人類的益處，逐漸認可了膳食纖維在血糖控制方面的作用。不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維都能夠控制血糖，但作用機理并不完全相同，兩者共同使用，可能會起到更好的效果。

在膳食纖維控制血糖的研究方面，由于客觀條件的限制，有些研究還不是很充分，如菊粉和多聚果糖在血糖控制方面是否存在差異，不同種類的低聚糖在控制血糖方面是否存在差異，不同廠家生產的同一種產品在血糖控制方面是否存在差異，不溶性膳食纖維與可溶性膳食纖維同時使用時如何選擇種類及比例才能更好地發揮協同效果，這些都有待于進一步研究。

同時，相關國家法規也需要進一步完善。目前還有部分膳食纖維產品（如抗性淀粉、菊粉等）沒有國家標準，各個生產企業都是使用自己的企業標準進行管理及控制，不利于產品的應用及國家的統一管理。在膳食纖維的檢測方法方面，也需要更深入的研究。針對低聚果糖、多聚果糖、菊粉等原料，目前的檢測方法依據《食品安全國家標準 食品中果聚糖的測定》（GB 5009.255-2016），原料單獨使用時，檢測方法不存在問題，但如果同時使用其中兩種或者三種，就很難檢測其中每一種成分的含量。

膳食纖維種類繁多，本文僅對部分常用的商業化產品進行了匯總分析。隨著營養科學的發展，人們對膳食纖維的認識更加深入，將來會有更多種類的膳食纖維被人們發現，市場上的商品化產品種類也會更加豐富。