第八節(jié) 膳食纖維

膳食纖維是碳水化合物中的一類非淀粉多糖。它不能被人體胃腸道消化吸收，也不產(chǎn)生能量，有降低血漿膽固醇、改善大腸功能、防治癌癥、降低血糖、清除自由基和治療肥胖等功能，與人體健康密切相關(guān)。被營(yíng)養(yǎng)學(xué)家稱為水、蛋白質(zhì)、糖類、脂類、維生素、礦物質(zhì)六大營(yíng)養(yǎng)素之外的“第七營(yíng)養(yǎng)素”。

一、膳食纖維的定義與種類

（一）膳食纖維的定義

膳食纖維的名詞于1953年Hipsley最先提出。1976年，Trowell定義膳食纖維是“食物中來(lái)自植物的那些不能被人體消化吸收的多糖類碳水化合物及木質(zhì)素”。隨著膳食纖維研究的深入，膳食纖維的定義逐漸擴(kuò)大至包括植物細(xì)胞壁的蠟質(zhì)、角質(zhì)和不被消化的細(xì)胞壁蛋白。后又將不被胃腸道消化的抗性淀粉和動(dòng)物來(lái)源的氨基多糖也包括進(jìn)膳食纖維。2010年WHO/FAO膳食纖維工作組發(fā)布了膳食纖維的新定義：指10個(gè)和10個(gè)以上聚合度（DP）的碳水化合物聚合物，且不能被人體小腸內(nèi)的消化酶水解，并對(duì)人體具有健康效益。我國(guó)食品標(biāo)準(zhǔn)GB/Z 21922—2008膳食纖維的定義還包括3～9個(gè)DP的低聚糖。

（二）膳食纖維的分類

膳食纖維包括一大類具有相似生理功能的物質(zhì)。按溶解性，分為可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維兩大類。可溶性膳食纖維主要有植物細(xì)胞壁內(nèi)的儲(chǔ)存物質(zhì)和分泌物、部分微生物多糖和合成多糖，如果膠、海藻酸鹽、羧甲基纖維素等，而不溶性膳食纖維主要是細(xì)胞壁的組成部分，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及抗性淀粉、殼聚糖等（表2-48）。

（三）常見的膳食纖維

所有植物性食品均含有可溶性和不溶性兩類膳食纖維，但不同食物來(lái)源的膳食纖維其組成及組分的比例有很大差異。谷物中不溶性膳食纖維（半纖維素）含量高，而水果中可溶性膳食纖維（果膠）含量較高，豆類、燕麥中可溶性和不溶性膳食纖維比例比較均衡。常見的膳食纖維是如下幾類。

1.纖維素

纖維素是大多數(shù)植物細(xì)胞壁的主要成分，每年通過(guò)光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物，其中一半是纖維素。纖維素是葡萄糖經(jīng)β-1，4-糖苷鍵連接而成的直鏈線性多糖，聚合度大約數(shù)千，結(jié)構(gòu)上纖維素不溶于水，但具有吸水性，不能被人類腸道淀粉酶分解。而反芻動(dòng)物（如牛、綿羊、山羊等）因有β-纖維素酶可有效地消化纖維素。

2.半纖維素

半纖維素也是蔬菜、水果、豆類和堅(jiān)果植物細(xì)胞壁的主要組成成分，由于總是與纖維素共同存在于植物細(xì)胞壁中而得名。但半纖維素并不是纖維素的衍生物，而是六碳糖（葡萄聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖、半乳糖甘露聚糖）和五碳糖（木聚糖和阿拉伯木聚糖）連接起來(lái)的支鏈淀粉，即多聚糖。一般含單體50～200個(gè)，經(jīng)β-1，4-糖苷鍵形成主鏈。因單體的種類、分子結(jié)構(gòu)和支鏈的變化較大，不同種類的半纖維素其水溶性也不同，有的可溶于水，但絕大多數(shù)都不溶于水，但溶于堿。因此，在含有培烤粉（小蘇打）水中煮蔬菜會(huì)產(chǎn)生粥樣狀結(jié)構(gòu)，因?yàn)閴A溶液浸出細(xì)胞壁中的半纖維素，結(jié)果使之失去硬度。

3.果膠和樹膠

果膠是存在蔬菜和植物果實(shí)軟組織中的無(wú)定形物質(zhì)。果膠是D-半乳糖醛酸經(jīng)α-1，4-糖苷鍵構(gòu)成主鏈。連有半乳糖和阿拉伯糖等側(cè)鏈。

樹膠存在于海藻、植物滲出液和種子中。主要成分是葡萄糖醛酸、半乳糖、阿拉伯糖及甘露糖組成的多糖。

果膠或樹膠可在熱溶液中溶解，冷卻后形成凝膠，在酸性溶液中遇熱也形成凝膠。果膠在谷物纖維中含量少，在豆類及果蔬纖維中含量較高。蘋果中的果膠在一定程度上使蘋果生脆，蘋果摘下后，果膠減少，脆度降低。果膠和樹膠在食物加工中常作為增稠劑使用。

4.木質(zhì)素

木質(zhì)素不是碳水化合物，是由苯丙烷單體構(gòu)成的復(fù)雜三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與纖維素、半纖維素共同構(gòu)成植物細(xì)胞壁，且緊密結(jié)合，很難將之分離開，亦不能被人體消化酶消化，故將它包含在膳食纖維中。木質(zhì)素沒有生理活性。

5.抗性淀粉

抗性淀粉（resistant starch，RS）是人類小腸內(nèi)不能吸收、在腸道被發(fā)酵的淀粉及其分解產(chǎn)物。目前根據(jù)淀粉來(lái)源和抗酶解性的不同，抗性淀粉分為四類：

（1）物理性包埋淀粉RS₁：

這類淀粉顆粒被一些食物的成分包裹著，難與消化酶的直接接觸，影響消化吸收，如全谷類、部分碾碎的谷粒、種子、豆粒。

（2）抗性淀粉RS₂：

即生淀粉粒，是具有抗性的淀粉顆粒及未糊化的有一定粒度的淀粉顆粒，只有糊化后才被α-淀粉酶消化。如馬鈴薯、青香蕉所含的淀粉。

（3）老化淀粉RS₃：

廣泛存在食物中，是凝沉的淀粉聚合物，主要是糊化后經(jīng)冷卻或儲(chǔ)存過(guò)程中引起結(jié)構(gòu)變化的淀粉，難以被淀粉酶分解，如冷米飯、放置時(shí)間長(zhǎng)的面包、綠豆粉絲、麥片、干炸土豆片。

（4）變性淀粉RS₄：

是根據(jù)需要對(duì)原淀粉進(jìn)行變性處理后的淀粉，如乙酰基淀粉、羥丙基淀粉、熱變性淀粉及磷酸化淀粉。

6.不可消化寡糖

不可消化寡糖存在于蔬菜、谷物和水果中，由3～9個(gè)單糖聚合而成的短鏈多糖，如低聚果糖、低聚木糖、低聚異麥芽糖及大豆低聚糖等。不可消化寡糖大多溶于水，且不會(huì)形成黏滯的溶液。能被結(jié)腸益生菌作用，具有益生元的特性。

二、膳食纖維的功能

（一）增加飽腹感，利于減肥

膳食纖維有很強(qiáng)的吸水膨脹的能力，尤其是可溶性膳食纖維吸水后，重量能增加到30倍，并能形成溶膠和凝膠，增強(qiáng)胃腸內(nèi)容物的黏度，延緩胃排空，增加飽腹感，從而減少攝入的食物量。同時(shí)，膳食纖維本身不被人體所利用，避免了攝入過(guò)多的熱量導(dǎo)致的脂肪積累。對(duì)糖尿病和肥胖癥患者減少進(jìn)食，體重控制有利。

（二）調(diào)節(jié)血糖，防治糖尿病

膳食纖維除可減少食物攝入量，還可束縛吸附葡萄糖，降低腸液葡萄糖的有效濃度；增加腸內(nèi)容物黏度，可以阻礙淀粉和蛋白質(zhì)等物質(zhì)的消化吸收，抑制淀粉酶作用于淀粉，降低葡萄糖的釋放速率，從而控制餐后血糖的升高；膳食纖維發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸可以增強(qiáng)胰島素敏感性，激活腸促胰素分泌。所以增加膳食纖維的攝入，可降低糖尿病患者的血糖和糖化血紅蛋白水平，從而預(yù)防和改善2型糖尿病。大多數(shù)研究者認(rèn)為，可溶性膳食纖維在降低葡萄糖耐量試驗(yàn)和餐后血糖是有效的，而對(duì)不溶性膳食纖維在降低血糖方面的結(jié)果不甚一致。

（三）調(diào)節(jié)血脂，防治心血管疾病

膳食纖維可黏附腸腔內(nèi)的膽汁酸，減少膽汁酸的重吸收，阻斷膽固醇的腸肝循環(huán)，降低血漿膽固醇水平、改善肝臟脂質(zhì)代謝，還可以降低食鹽的吸收，促進(jìn)Na+/K+排出，從而降低血壓。膳食纖維的降脂、降壓作用，降低了冠心病和心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

（四）調(diào)節(jié)腸道菌群，抑制有毒發(fā)酵產(chǎn)物，防治結(jié)直腸癌等

食物經(jīng)消化吸收后所剩的食物殘?jiān)竭_(dá)結(jié)腸后，在被微生物發(fā)酵過(guò)程中，可產(chǎn)生許多有毒的代謝產(chǎn)物，如氨（肝毒素）、胺（肝毒素）、亞硝胺（致癌物）、苯酚與甲（苯）酚（促癌物）、吲哚與3-甲基吲哚（致癌物）、次級(jí)膽汁酸（致癌物或結(jié)腸癌促進(jìn)物）、糖苷配基（誘變劑）等，膳食纖維可被結(jié)腸內(nèi)細(xì)菌不同程度地降解為乙酸、丙酸、丁酸等短鏈脂肪酸，可促進(jìn)腸道有益菌的生長(zhǎng)和增殖，抑制腸道內(nèi)有毒腐敗菌的生長(zhǎng)并減少有毒發(fā)酵產(chǎn)物的形成。丁酸還可通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞分化并誘導(dǎo)其凋亡、抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)谷胱甘肽轉(zhuǎn)化酶合成抑制誘變物潛在毒性而發(fā)揮抗癌作用。此外，膳食纖維增加糞便容量，稀釋了腸內(nèi)毒素，增加腸蠕動(dòng)，而且膳食纖維具有吸附螯合作用，也加快毒素的排出。Reynolds A等系統(tǒng)回顧分析了近40年共4 635名成人參與的185項(xiàng)觀察性研究和58項(xiàng)臨床試驗(yàn)，顯示每日至少吃25～29g或更多的膳食纖維可降低結(jié)直腸癌、乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、食管癌及前列腺癌的發(fā)生，結(jié)直腸癌發(fā)病率降低了16%～24%。研究還顯示日膳食纖維攝入量每增加8g，癌癥的發(fā)生率可下降5%～27%。但不同來(lái)源的膳食纖維對(duì)癌的作用不一。Singh V Yeoh BS研究發(fā)現(xiàn)7.5%菊粉干預(yù)高脂飲食的小鼠半年，40%鼠發(fā)生肝癌，果膠和低聚果糖等可溶性膳食纖維類似結(jié)果，不溶性膳食纖維未出現(xiàn)致癌結(jié)果；只有在用高脂飲食打破原有的菌群微生態(tài)情況下，食用超劑量可溶性膳食纖維野生鼠才會(huì)發(fā)生肝癌。

（五）防止便秘，痔瘡和憩室病

膳食纖維具有加快結(jié)腸傳輸、正向調(diào)整腸道菌群、保護(hù)腸黏膜屏障等功能，可有效地預(yù)防、治療便秘，減少痔瘡的生成。膳食纖維可改善結(jié)腸轉(zhuǎn)運(yùn)功能正常的患者的便秘，但增加膳食纖維攝入不能使結(jié)腸運(yùn)輸正常。甚至由于纖維代謝產(chǎn)生的氣體加劇其癥狀，不溶性膳食纖維尤其如此。

膳食纖維吸水膨脹，使結(jié)腸內(nèi)徑變大后，結(jié)腸分段情況變少，有助于防止因結(jié)腸的小部分蠕動(dòng)收縮過(guò)強(qiáng)而導(dǎo)致大腸壁憩室炎或小囊炎的發(fā)生。

（六）對(duì)礦物質(zhì)、微量元素和其他方面的影響

膳食纖維可與鈣、鋅、鎂、鐵等陽(yáng)離子結(jié)合，吸附出礦物質(zhì)，使礦物質(zhì)排出增多。膳食纖維發(fā)酵后，離子結(jié)合能力就消失了，反而促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收。可溶性膳食纖維比不溶性膳食纖維更易被發(fā)酵，對(duì)礦物質(zhì)的促進(jìn)作用證據(jù)更多。麥麩不利于鈣的吸收，而綠葉蔬菜如甘藍(lán)、花椰菜和莧菜則不損害鈣的吸收。可溶性大豆纖維可防止卵巢切除大鼠的骨質(zhì)減少。

膳食纖維可影響胡蘿卜素、維生素E、維生素B₆吸收利用。膳食纖維減少胡蘿卜素的生物利用度，可溶性膳食纖維比不溶性膳食纖維對(duì)其影響更大。膳食添加半纖維素后，顯著降低血漿維生素E濃度，而果膠、胍膠等可溶性膳食纖維對(duì)其沒有影響。不發(fā)酵纖維對(duì)維生素B₁₂沒有影響，但高度可發(fā)酵膳食纖維加速維生素B₁₂代謝。膳食纖維對(duì)葉酸基本沒影響。

三、膳食纖維的食物來(lái)源及推薦攝入量

谷物是膳食纖維的主要來(lái)源，全麥、麩糠和全粒谷物中不溶膳食纖維居多（主要是纖維素和半纖維素），燕麥和大麥中含有豐富的可溶膳食纖維（B-葡聚糖）。蔬菜、水果、豆類食物也是膳食纖維重要的來(lái)源，蔬菜、水果和可食用的種子中含有難溶的纖維素、木質(zhì)素，豆類還含有易溶的樹膠和果膠類物質(zhì)，水果果肉中含有易溶的果膠。

目前世界范圍內(nèi)膳食纖維推薦量各有不同。WHO報(bào)告（2006年）的人群膳食營(yíng)養(yǎng)目標(biāo)中推薦：每日至少要在包括水果、蔬菜和全谷物的膳食中攝入25g的膳食纖維。我國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量（2013版）建議：我國(guó)成人（18～50歲）膳食纖維的適宜攝入為25～30g/d，并鼓勵(lì)全天谷物至少1/3為全谷物食物，蔬菜水果攝入至少達(dá)到500g以上。14歲以下兒童膳食纖維攝入量應(yīng)適當(dāng)減少，按照10g/1 000kcal（2.4mg/MJ）能量計(jì)算。嬰幼兒伴隨輔食添加，膳食纖維的攝入量應(yīng)從6～12月齡開始逐步增加，到12月齡以后，達(dá)到10g/1 000kcal（2.4mg/MJ）。日本成人根據(jù)大便每日排出量140～150g可降低腸癌風(fēng)險(xiǎn)為依據(jù)，估計(jì)膳食纖維最低攝入量10g/1 000kcal。

在安排膳食結(jié)構(gòu)時(shí)，要做好粗細(xì)雜糧合理搭配，多選蔬菜、水果類，以滿足生理需求。膳食纖維攝入過(guò)多的會(huì)引起腹部不適，增加腸道蠕動(dòng)和產(chǎn)氣量，影響人體對(duì)蛋白質(zhì)、脂溶性維生素及微量元素的吸收。所以食欲較差的兒童和老人要適當(dāng)控制膳食纖維的攝入量。有胃腸道疾病患者，如食管靜脈或胃底靜脈曲張、傷寒、痢疾、潰瘍性結(jié)腸炎、克羅恩病或消化道手術(shù)的則應(yīng)根據(jù)病情和病期，限制膳食纖維，防止加重病情，影響治療與康復(fù)。

（徐旭軍）