第三章活性多糖 本章要点 1.膳食纤维的定义与分类 膳食纤维的化学组成与物化性质 3.膳食纤维的生理功能 4.膳食纤维的副作用 5.膳食纤维的加工、应用及推荐摄入量 6.真菌多糖的物理性质与功效的关系 7.真菌多糖的生理功能 多糖是由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子。多糖是所有生命有机体的 重要组成成分并与维持生命所必需的多种功能有关,大量存在于藻类、真菌、高等陆生植 物中。具有生物学功能的多糖又被称为“生物应答效应物”( biological response modifier, BRM或活性多糖( active polysaccharides)。很多多糖都具有抗肿瘤、免疫、抗补体、降血 脂、降血糖、通便等活性。 第一节膳食纤维 膳食纤维的定义与分类 (一)膳食纤维的定义 1.膳食纤维的定义 膳食纤维( Dietary fiber)这一名词是在1972年, Trowell等人在测定食品中各种营养成 分时给出了膳食纤维的定义,即食物中不被消化吸收的植物成分。1976年 Trowell博士又 将膳食纤维的定义扩展为“不被人体消化吸收的多糖类碳水合物和木质素”。主要是指那 些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素,以及植物体内含量较少的成分如糖蛋
1 第三章 活性多糖 本章要点 1. 膳食纤维的定义与分类 2. 膳食纤维的化学组成与物化性质 3. 膳食纤维的生理功能 4. 膳食纤维的副作用 5. 膳食纤维的加工、应用及推荐摄入量 6. 真菌多糖的物理性质与功效的关系 7. 真菌多糖的生理功能 多糖是由糖甙键连接起来的醛糖或酮糖组成的天然大分子。多糖是所有生命有机体的 重要组成成分并与维持生命所必需的多种功能有关，大量存在于藻类、真菌、高等陆生植 物中。具有生物学功能的多糖又被称为“生物应答效应物”(biological response modifier， BRM)或活性多糖（active polysaccharides）。很多多糖都具有抗肿瘤、免疫、抗补体、降血 脂、降血糖、通便等活性。 第一节 膳食纤维 一、膳食纤维的定义与分类 （一）膳食纤维的定义 1. 膳食纤维的定义 膳食纤维(Dietary fiber)这一名词是在 1972 年，Trowell 等人在测定食品中各种营养成 分时给出了膳食纤维的定义，即食物中不被消化吸收的植物成分。1976 年 TroweII 博士又 将膳食纤维的定义扩展为“不被人体消化吸收的多糖类碳水合物和木质素”。主要是指那 些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素，以及植物体内含量较少的成分如糖蛋
白、角质、蜡等。 1979年第93届美国职业分折化学家学会(AOAC)年会上 Prosky和 Harland提出,希望 能统一膳食纤维的定义和分类方法,同时为了营养改良及食品标签而定量膳食纤维的目 的,他也着手从事于符合膳食纤维定义的分析方法的统一工作。并听取了世界范围内100 多位科学家的意见。1981年在加拿大渥太华进行的春季工作会议上,按照 Trowel等在1976 年提出的定义,就膳食纤维定量方法达成共识。其中Asp、 Furda和 Schweizer等提出的测 定方法被认为是较好的研究方法,在 Prosky的倡导下,这些研究者(包括 Devries和 Harland) 建立了一种适合国际间合作研究的简单方法,约有29个国家的43个实验室成功地完成这 项研究。这种方法被AOAC首次采纳作为测定总膳食纤维的方法(AOAC985.29食品中总 膳食纤维的酶一重量法)。基于同样成功的实验室间的合作研究,同年美国谷物化学家学会 (AACC)也采纳了该方法(AACC32-05)。 1999年7月26日IFI( the Institute of Food Techno logists)年会在芝加哥就膳食纤维的定 义举行了专门的论坛;1999年11月2日在84 th aacc年会上举行专门会议对膳食纤维的 定义进行了讨论 膳食纤维定义为“凡是不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素 以及相关物质的总和”。这一定义包括了食品中的大量组成成分如纤维素、半纤维素、木 质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及少量组成成分如蜡质、角质、软木质。 AOAC985.29/AACC3205,AOAC991.43/AACC32-07法被作为一种事实上的定义方法。 膳食纤维的测定方法可分为两大类即重量法和化学法 重量法较简单,主要测定总膳食纤维、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。重量法 中目前应用较多的是酶法。一般分别用ACC32-07、ACC32-06方法测定总膳食纤维、可 溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。 化学法则可定量地测定其中每一种中性糖和总的酸性糖(糖醛酸),还可单独测定木质 素。但化学法受仪器设备制约,因而不适用于常规的膳食纤维分析 总之,目前膳食纤维的定义与测定方法之间仍然存在一定的差距,包含所有膳食纤维 组成成分的测定方法有待于进一步建立 2.膳食纤维与粗纤维的区别 不同于常用的粗纤维( Crude fiber)的概念,传统意义上的粗纤维是指植物经特定浓度的 酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残渣。强烈的溶剂处理导致几乎100%水溶性纤维、 50%~60%半纤维素和10%~30%纤维素被溶解损失掉。因此,对于同一种产品,其粗纤 维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异,两者之间没有一定的换算关系。 虽然膳食纤维在人体口腔、胃、小肠内不被消化吸收,但人体大肠内的某些微生物仍 能降解它的部分组成成分。从这个意义上说,膳食纤维的净能量并不严格等于零。而且 膳食纤维被大肠内微生物降解后的某些成分被认为是其生理功能的一个起因。 (二)膳食纤维的分类 膳食纤维有许多种分类方法,根据溶解特性的不同,可将其分为不溶性膳食纤维和水 溶性膳食纤维两大类。不溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水的那部分 膳食纤维,是构成细胞壁的主要成分,包括纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和动物性 的甲壳素和壳聚糖,其中木质素不属于多糖类,是使细胞壁保持一定韧性的芳香族碳氢化
2 白、角质、蜡等。 1979 年第 93 届美国职业分折化学家学会(AOAC)年会上 Prosky 和 Harland 提出，希望 能统一膳食纤维的定义和分类方法，同时为了营养改良及食品标签而定量膳食纤维的目 的，他也着手从事于符合膳食纤维定义的分析方法的统一工作。并听取了世界范围内 100 多位科学家的意见。1981 年在加拿大渥太华进行的春季工作会议上，按照 Trowell 等在 l976 年提出的定义，就膳食纤维定量方法达成共识。其中 Asp、Furda 和 Schweizer 等提出的测 定方法被认为是较好的研究方法，在 Prosky 的倡导下，这些研究者(包括 Devries 和 Harland) 建立了一种适合国际间合作研究的简单方法，约有 29 个国家的 43 个实验室成功地完成这 项研究。这种方法被 AOAC 首次采纳作为测定总膳食纤维的方法(AOAC985.29 食品中总 膳食纤维的酶—重量法)。基于同样成功的实验室间的合作研究，同年美国谷物化学家学会 (AACC)也采纳了该方法(AACC32-05)。 1999年7月26日IFT(the Institute of Food Techno1ogists)年会在芝加哥就膳食纤维的定 义举行了专门的论坛；1999 年 11 月 2 日在 84th AACC 年会上举行专门会议对膳食纤维的 定义进行了讨论。 膳食纤维定义为“凡是不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素 以及相关物质的总和”。这一定义包括了食品中的大量组成成分如纤维素、半纤维素、木 质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及少量组成成分如蜡质、角质、软木质。 AOAC985.29／AACC32-05，AOAC991.43／AACC32-07 法被作为—种事实上的定义方法。 膳食纤维的测定方法可分为两大类即重量法和化学法。 重量法较简单，主要测定总膳食纤维、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。重量法 中目前应用较多的是酶法。一般分别用 AACC32-07、AACC32-06 方法测定总膳食纤维、可 溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。 化学法则可定量地测定其中每一种中性糖和总的酸性糖(糖醛酸)，还可单独测定木质 素。但化学法受仪器设备制约，因而不适用于常规的膳食纤维分析。 总之，目前膳食纤维的定义与测定方法之间仍然存在一定的差距，包含所有膳食纤维 组成成分的测定方法有待于进一步建立。 2.膳食纤维与粗纤维的区别 不同于常用的粗纤维(Crude fiber)的概念，传统意义上的粗纤维是指植物经特定浓度的 酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残渣。强烈的溶剂处理导致几乎 100%水溶性纤维、 50%～60%半纤维素和 10％～30％纤维素被溶解损失掉。因此，对于同一种产品，其粗纤 维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异，两者之间没有一定的换算关系。 虽然膳食纤维在人体口腔、胃、小肠内不被消化吸收，但人体大肠内的某些微生物仍 能降解它的部分组成成分。从这个意义上说，膳食纤维的净能量并不严格等于零。而且， 膳食纤维被大肠内微生物降解后的某些成分被认为是其生理功能的一个起因。 （二）膳食纤维的分类 膳食纤维有许多种分类方法，根据溶解特性的不同，可将其分为不溶性膳食纤维和水 溶性膳食纤维两大类。不溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水的那部分 膳食纤维，是构成细胞壁的主要成分，包括纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和动物性 的甲壳素和壳聚糖，其中木质素不属于多糖类，是使细胞壁保持一定韧性的芳香族碳氢化
合物。水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶消化,但溶于温水或热水且其水溶性又能被4 倍体的乙醇再沉淀的那部分膳食纤维。主要包括存在于苹果、桔类中的果胶,植物种子中 的胶,海藻中的海藻酸、卡拉胶、琼脂和微生物发酵产物黄原胶,以及人工合成的羧甲基 纤维素钠盐等。 按来源分类,可将膳食纤维分为植物来源、动物来源、海藻多糖类、微生物多糖类和 合成类 植物来源的有:纤维素、半纤维素、木质素、果胶、阿拉伯胶、愈疮胶和半乳甘露聚 糖等:动物来源的有:甲壳素、壳聚糖和胶原等:海藻多糖类有:海藻酸盐、卡拉胶和琼 脂等;微生物多糖如黄原胶等。 合成类的如羧甲基纤维素等。其中,植物体是膳食纤维的主要来源,也是研究和应用 最多的一类。 中国营养学会将膳食纤维分为:总的膳食纤维、可溶膳食纤维和水溶膳食纤维、非淀 粉多糖 膳食纤维的化学组成与物化性质 (一)膳食纤维的化学组成 膳食纤维的化学组成包括三大类: ①纤维状碳水化合物(纤维素)。 ②基质碳水化合物(果胶类物质等)。 ③填充类化合物(木质素)。 其中,①、②构成细胞壁的初级成分,通常是死组织,没有生理活性。来源不同的膳 食纤维,其化学组成的差异可能很大。 1.纤维素 纤维素是β-Glcp(吡喃葡萄糖)经β-(1→4)糖苷键连接而成的直链线性多糖,聚合度 大约是数千,它是细胞壁的主要结构物质。在植物细胞壁中,纤维素分子链由结晶区与非 结晶区组成,非结晶结构内的氢键结合力较弱,易被溶剂破坏。纤维素的结晶区与非结晶 区之间没有明确的界限,转变是逐渐的。不同来源的纤维素,其结晶程度也不相同 通常所说的“非纤维素多糖”( Noncellulosic polysaccharides)泛指果胶类物质 β-葡聚糖和半纤维素等物质 2.半纤维素 半纤维素的种类很多,不同种类的半纤维素其水溶性也不同,有的可溶于水,但绝大 部分都不溶于水。不同植物中半纤维素的种类、含量均不相同,其中组成谷物和豆类膳食 纤维中的半纤维素有阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖、半乳糖甘露聚糖和β-(1-3,1-4)葡聚糖 等数种。 3.果胶及果胶类物质 果胶主链是经α-(1→4)糖苷键连接而成的聚GalA(半乳糖醛酸),主链中连有(1→ 2)Rha(鼠李糖),部分GalA经常被甲基酯化。果胶类物质主要有阿拉伯聚糖、半乳聚糖和 阿拉伯半乳聚糖等。果胶能形成凝胶,对维持膳食纤维的结构有重要的作用。 4木质素 本质素是由松柏醇、芥子醇和对羟基肉桂醇3种单体组成的大分子化合物。天然存在
3 合物。水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶消化，但溶于温水或热水且其水溶性又能被 4 倍体的乙醇再沉淀的那部分膳食纤维。主要包括存在于苹果、桔类中的果胶，植物种子中 的胶，海藻中的海藻酸、卡拉胶、琼脂和微生物发酵产物黄原胶，以及人工合成的羧甲基 纤维素钠盐等。 按来源分类，可将膳食纤维分为植物来源、动物来源、海藻多糖类、微生物多糖类和 合成类。 植物来源的有：纤维素、半纤维素、木质素、果胶、阿拉伯胶、愈疮胶和半乳甘露聚 糖等；动物来源的有：甲壳素、壳聚糖和胶原等；海藻多糖类有：海藻酸盐、卡拉胶和琼 脂等；微生物多糖如黄原胶等。 合成类的如羧甲基纤维素等。其中，植物体是膳食纤维的主要来源，也是研究和应用 最多的一类。 中国营养学会将膳食纤维分为：总的膳食纤维、可溶膳食纤维和水溶膳食纤维、非淀 粉多糖。 二、膳食纤维的化学组成与物化性质 （一）膳食纤维的化学组成 膳食纤维的化学组成包括三大类： ①纤维状碳水化合物(纤维素)。 ②基质碳水化合物(果胶类物质等)。 ③填充类化合物(木质素)。 其中，①、②构成细胞壁的初级成分，通常是死组织，没有生理活性。来源不同的膳 食纤维，其化学组成的差异可能很大。 1.纤维素 纤维素是β-Glcp(吡喃葡萄糖)经β-(1→4)糖苷键连接而成的直链线性多糖，聚合度 大约是数千，它是细胞壁的主要结构物质。在植物细胞壁中，纤维素分子链由结晶区与非 结晶区组成，非结晶结构内的氢键结合力较弱，易被溶剂破坏。纤维素的结晶区与非结晶 区之间没有明确的界限，转变是逐渐的。不同来源的纤维素，其结晶程度也不相同。 通常所说的“非纤维素多糖”（Noncellulosic polysaccharides）泛指果胶类物质、 β-葡聚糖和半纤维素等物质。 2.半纤维素 半纤维素的种类很多，不同种类的半纤维素其水溶性也不同，有的可溶于水，但绝大 部分都不溶于水。不同植物中半纤维素的种类、含量均不相同，其中组成谷物和豆类膳食 纤维中的半纤维素有阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖、半乳糖甘露聚糖和β-(1-3,1-4)葡聚糖 等数种。 3.果胶及果胶类物质 果胶主链是经α-(1→4)糖苷键连接而成的聚 GalA(半乳糖醛酸)，主链中连有(1→ 2)Rha(鼠李糖)，部分 GalA 经常被甲基酯化。果胶类物质主要有阿拉伯聚糖、半乳聚糖和 阿拉伯半乳聚糖等。果胶能形成凝胶，对维持膳食纤维的结构有重要的作用。 4.木质素 本质素是由松柏醇、芥子醇和对羟基肉桂醇 3 种单体组成的大分子化合物。天然存在
的木质素大多与碳水化合物紧密结合在一起,很难将之分离开来。木质素没有生理活性。 (二)膳食纤维的物化特性 从膳食纤维的化学组成来看,其分子链中各种单糖分子的结构并无独特之处,但由这 些并不独特的单糖分子结合起来的大分子结构,却赋予膳食纤维一些独特的物化特性,从 而直接影响膳食纤维的生理功能 1.高持水力 膳食纤维化学结构中含有很多亲水基团,具有很强的持水力。不同品种膳食纤维其化 学组成、结构及物理特性不同,持水力也不同。 膳食纤维的持水性可以增加人体排便的体积与速度,减轻直肠内压力,同时也减轻了 泌尿系统的压力,从而缓解了诸如膀胱炎、膀胱结石和肾结石这类泌尿系统疾病的症状 并能使毒物迅速排出体外 2.吸附作用 膳食纤维分子表面带有很多活性基团,可以吸附螯合胆固醇、胆汁酸以及肠道内的有 毒物质(内源性毒素)、化学药品和有毒医药品(外源性毒素)等有机化合物。膳食纤维的这 种吸附整合的作用,与其生理功能密切相关。 其中研究最多的是膳食纤维与胆汁酸的吸附作用,它被认为是膳食纤维降血脂功能的 机理之一。肠腔内,膳食纤维与胆汁酸的作用可能是静电力、氢键或者疏水键间的相互作 用,其中氢键结合可能是主要的作用形式 3.对阳离子有结合和交换能力 膳食纤维化学结构中所包含的羧基、羟基和氨基等侧链基团,可产生类似弱酸性阳离 子交换树脂的作用,可与阳离子,尤其是有机阳离子进行可逆的交换,从而影响消化道的 pH、渗透压及氧化还原电位等,并出现一个更缓冲的环境以利于消化吸收 4.无能量填充剂 膳食纤维体积较大,遇水膨胀后体积更大,易引起饱腹感。同时,由于膳食纤维还会 影响可利用碳水化合物等成分在肠内的消化吸收,使人不易产生饥饿感。所以,膳食纤维 对预防肥胖症十分有利。 5.发酵作用 膳食纤维虽不能被人体消化道内的酶所降解,但却能被大肠内的微生物所发酵降解, 产生乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸,使大肠内p降低,从而影响微生物菌群的生长和 增殖,诱导产生大量的好气有益菌,抑制厌气腐败菌。 不同种类的膳食纤维降解的程度不同,果胶等水溶性纤维素几乎可被完全酵解,纤维 素等水不溶性纤维则不易为微生物所作用。同一来源的膳食纤维,颗粒小者较颗粒大者更 易降解,而单独摄入的膳食纤维较包含于食物基质中的更易被降解。 膳食纤维的发酵作用由于好气菌群产生的致癌物质较厌气菌群少,即使产生也能很快 随膳食纤维排出体外,这是膳食纤维能预防结肠癌的一个重要原因。另外,由于菌落细胞 是粪便的一个重要组成部分,因此膳食纤维的发酵作用也会影响粪便的排泄量 溶解性与粘性 膳食纤维的溶解性、粘性对其生理功能有重要影响,水溶性纤维更易被肠道内的细菌 所发酵,粘性纤维有利于延缓和降低消化道中其他食物成分的消化吸收
4 的木质素大多与碳水化合物紧密结合在一起，很难将之分离开来。木质素没有生理活性。 (二)膳食纤维的物化特性 从膳食纤维的化学组成来看，其分子链中各种单糖分子的结构并无独特之处，但由这 些并不独特的单糖分子结合起来的大分子结构，却赋予膳食纤维一些独特的物化特性，从 而直接影响膳食纤维的生理功能。 1.高持水力 膳食纤维化学结构中含有很多亲水基团，具有很强的持水力。不同品种膳食纤维其化 学组成、结构及物理特性不同，持水力也不同。 膳食纤维的持水性可以增加人体排便的体积与速度，减轻直肠内压力，同时也减轻了 泌尿系统的压力，从而缓解了诸如膀胱炎、膀胱结石和肾结石这类泌尿系统疾病的症状， 并能使毒物迅速排出体外。 2.吸附作用 膳食纤维分子表面带有很多活性基团，可以吸附螯合胆固醇、胆汁酸以及肠道内的有 毒物质(内源性毒素)、化学药品和有毒医药品(外源性毒素)等有机化合物。膳食纤维的这 种吸附整合的作用，与其生理功能密切相关。 其中研究最多的是膳食纤维与胆汁酸的吸附作用，它被认为是膳食纤维降血脂功能的 机理之一。肠腔内，膳食纤维与胆汁酸的作用可能是静电力、氢键或者疏水键间的相互作 用，其中氢键结合可能是主要的作用形式。 3.对阳离子有结合和交换能力 膳食纤维化学结构中所包含的羧基、羟基和氨基等侧链基团，可产生类似弱酸性阳离 子交换树脂的作用，可与阳离子，尤其是有机阳离子进行可逆的交换，从而影响消化道的 pH、渗透压及氧化还原电位等，并出现一个更缓冲的环境以利于消化吸收。 4.无能量填充剂 膳食纤维体积较大，遇水膨胀后体积更大，易引起饱腹感。同时，由于膳食纤维还会 影响可利用碳水化合物等成分在肠内的消化吸收，使人不易产生饥饿感。所以，膳食纤维 对预防肥胖症十分有利。 5.发酵作用 膳食纤维虽不能被人体消化道内的酶所降解，但却能被大肠内的微生物所发酵降解， 产生乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸，使大肠内 pH 降低，从而影响微生物菌群的生长和 增殖，诱导产生大量的好气有益菌，抑制厌气腐败菌。 不同种类的膳食纤维降解的程度不同，果胶等水溶性纤维素几乎可被完全酵解，纤维 素等水不溶性纤维则不易为微生物所作用。同一来源的膳食纤维，颗粒小者较颗粒大者更 易降解，而单独摄入的膳食纤维较包含于食物基质中的更易被降解。 膳食纤维的发酵作用由于好气菌群产生的致癌物质较厌气菌群少，即使产生也能很快 随膳食纤维排出体外，这是膳食纤维能预防结肠癌的一个重要原因。另外，由于菌落细胞 是粪便的一个重要组成部分，因此膳食纤维的发酵作用也会影响粪便的排泄量。 6.溶解性与粘性 膳食纤维的溶解性、粘性对其生理功能有重要影响，水溶性纤维更易被肠道内的细菌 所发酵，粘性纤维有利于延缓和降低消化道中其他食物成分的消化吸收
在胃肠道中,这些膳食纤维可使其中的内容物粘度增加,增加非搅动层(ω unstirred layer)厚度,降低胃排空率,延缓和降低葡萄糖、胆汁酸和胆固醇等物质的吸收 、膳食纤维的生理功能 关于膳食纤维的生理功能,美国 Graham早在1839年和英国的 Allinson在1889年就 已提出, Allinson认为假如食物中完全不含膳食纤维或麸皮,不但易引起便秘,而且还会 引起痔疮、静脉血管曲张和迷走神经痛等疾病。1923年 Kellogg博士论述了小麦麸皮的医 疗功能,可是这些早期的研究工作当时均未得到人们的重视。直到20世纪60年代,在大 量的研究事实与流行病调査结果基础上,膳食纤维的重要生理功能才为人们所了解,并逐 渐得到公认,现在它已被列入继蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物元素和水之后 的第七营养素 (一)调整肠胃功能(整肠作用) 膳食纤维能使食物在消化道内的通过时间缩短,一般在大肠内的滞留时间约占总时间 的9%,食物纤维能使物料在大肠内的移运速度缩短40%,并使肠内菌群发生变化,增加 有益菌,减少有害菌,从而预防便秘、静脉瘤、痔疮和大肠癌等,并预防其它合并症状 1.防止便秘 膳食纤维使食糜在肠内通过的时间缩短,大肠内容物(粪便)的量相对增加,有助于大 肠的蠕动,增加排便次数,此外,膳食纤维在肠腔中被细菌产生的酶所酵解,先分解成单 糖而后又生成短链脂肪酸。短链脂肪酸被当作能量利用后在肠腔内产生二氧化碳并使酸度 增加、粪便量增加以及加速肠内容物在结肠内的转移而使粪便易于排出,从而达到预防便 秘的作用 2.改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用 膳食纤维能改善肠内的菌群,使双歧杆菌等有益菌活化、繁殖,并因而产生有机酸, 使大肠内酸性化,从而抑制肠内有害菌的繁殖,并吸收掉有害菌所产生的二甲基联氨等致 癌物质。粪便中可能会有一种或多种致癌物,由于膳食纤维能促使它们随粪便一起排出, 缩短了粪便在肠道内的停留时间,减少了致癌物与肠壁的接触,并降低致癌物的浓度。此 外,膳食纤维尚能清除肠道内的胆汁酸,从而减少癌变的危险性 已知膳食纤维能显著降低大肠癌、结肠癌、乳腺癌、胃癌、食管癌等癌症的发生 3.缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻 当肠内有中毒菌和其所产生的各种有毒物质时,小肠腔内的移动速度亢进,营养成分 的消化、吸收降低,并引起食物中毒性腹泻。而当有膳食纤维存在时可缓和中毒程度,延 缓在小肠内的通过时间,提高消化道酶的活性和对营养成分正常的消化吸收。 4.膳食纤维在消化道中可防止小的粪石形成,减少此类物质在阑尾内的蓄积,从而减 少细菌侵袭阑尾的机会,避免阑尾炎的发生。 (二)调节血糖值 膳食纤维中的可溶性纤维,能抑制餐后血糖值的上升,其原因是延缓和抑制对糖类的 消化吸收,并改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低对胰岛素的要求。水溶性膳食纤维随 着凝胶的形成,阻止了糖类的扩散,推迟了在肠内的吸收,因而抑制了糖类吸收后血糖的 上升和血胰岛素升高的反应。此外,膳食纤维能改变消化道激素的分泌,如胰汁的分泌减 少,从而抑制了糖类的消化吸收,并减少小肠内糖类与肠壁的接触,从而延迟血糖值的上
5 在胃肠道中，这些膳食纤维可使其中的内容物粘度增加，增加非搅动层(unstirred layer)厚度，降低胃排空率，延缓和降低葡萄糖、胆汁酸和胆固醇等物质的吸收。 三、膳食纤维的生理功能 关于膳食纤维的生理功能，美国 Graham 早在 1839 年和英国的 Allinson 在 1889 年就 已提出，Allinson 认为假如食物中完全不含膳食纤维或麸皮，不但易引起便秘，而且还会 引起痔疮、静脉血管曲张和迷走神经痛等疾病。1923 年 Kellogg 博士论述了小麦麸皮的医 疗功能，可是这些早期的研究工作当时均未得到人们的重视。直到 20 世纪 60 年代，在大 量的研究事实与流行病调查结果基础上，膳食纤维的重要生理功能才为人们所了解，并逐 渐得到公认，现在它已被列入继蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物元素和水之后 的第七营养素。 （一）调整肠胃功能(整肠作用) 膳食纤维能使食物在消化道内的通过时间缩短，一般在大肠内的滞留时间约占总时间 的 97%，食物纤维能使物料在大肠内的移运速度缩短 40%，并使肠内菌群发生变化，增加 有益菌，减少有害菌，从而预防便秘、静脉瘤、痔疮和大肠癌等，并预防其它合并症状。 1.防止便秘 膳食纤维使食糜在肠内通过的时间缩短，大肠内容物(粪便)的量相对增加，有助于大 肠的蠕动，增加排便次数，此外，膳食纤维在肠腔中被细菌产生的酶所酵解，先分解成单 糖而后又生成短链脂肪酸。短链脂肪酸被当作能量利用后在肠腔内产生二氧化碳并使酸度 增加、粪便量增加以及加速肠内容物在结肠内的转移而使粪便易于排出，从而达到预防便 秘的作用。 2.改善肠内菌群和辅助抑制肿瘤作用 膳食纤维能改善肠内的菌群，使双歧杆菌等有益菌活化、繁殖，并因而产生有机酸， 使大肠内酸性化，从而抑制肠内有害菌的繁殖，并吸收掉有害菌所产生的二甲基联氨等致 癌物质。粪便中可能会有—种或多种致癌物，由于膳食纤维能促使它们随粪便一起排出， 缩短了粪便在肠道内的停留时间，减少了致癌物与肠壁的接触，并降低致癌物的浓度。此 外，膳食纤维尚能清除肠道内的胆汁酸，从而减少癌变的危险性。 已知膳食纤维能显著降低大肠癌、结肠癌、乳腺癌、胃癌、食管癌等癌症的发生。 3.缓和由有害物质所导致的中毒和腹泻 当肠内有中毒菌和其所产生的各种有毒物质时，小肠腔内的移动速度亢进，营养成分 的消化、吸收降低，并引起食物中毒性腹泻。而当有膳食纤维存在时可缓和中毒程度，延 缓在小肠内的通过时间，提高消化道酶的活性和对营养成分正常的消化吸收。 4.膳食纤维在消化道中可防止小的粪石形成，减少此类物质在阑尾内的蓄积，从而减 少细菌侵袭阑尾的机会，避免阑尾炎的发生。 （二）调节血糖值 膳食纤维中的可溶性纤维，能抑制餐后血糖值的上升，其原因是延缓和抑制对糖类的 消化吸收，并改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的要求。水溶性膳食纤维随 着凝胶的形成，阻止了糖类的扩散，推迟了在肠内的吸收，因而抑制了糖类吸收后血糖的 上升和血胰岛素升高的反应。此外，膳食纤维能改变消化道激素的分泌，如胰汁的分泌减 少，从而抑制了糖类的消化吸收，并减少小肠内糖类与肠壁的接触，从而延迟血糖值的上