膳食纤维

根据以上的定义，食物膳食纤维的含量往往大于粗纤维的含量，两者之间没有函数关系，不能根据食物成分表上所列粗纤维的含量来推算膳食纤维的含量。

2 膳食纤维分类

2.1 总膳食纤维

包括所有组分的膳食纤维，如非淀粉多糖、木质素、抗性淀粉以及美拉德反应产物等。

按照溶解性可将膳食纤维分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。

2.1.1可溶性膳食纤维

主要是植物细胞壁内的储存物质和分泌物、部分半纤维素、部分微生物多糖和合成类多糖，如果胶、魔芋多糖、瓜儿胶、阿拉伯胶等。

2.1.2 不溶性膳食纤维

包括纤维素、不溶性纤维素和木质素，还包括抗性淀粉、一些不可消化的寡糖、美拉德反应的产物、虾蟹等甲壳类动物表皮中所含的甲壳素、植物细胞壁的蜡质与角质和不被消化的细胞壁蛋白。

2.2 纤维素

是植物细胞壁的主要成分，在化学结构上与淀粉相似，是以β-1，4糖苷键连接的直链聚合物。纤维素的特性是不能被人类肠道淀粉酶所分解，水溶性较小，也不能被酸所水解。草食动物由于其胃中微生物能产生纤维素酶，故可利用纤维素供能。纤维素因具有吸水性且不溶于水的特性，因此可以增加肠内容物的体积。

2.3 半纤维素

与纤维素一样主要以β-1，4糖苷键连接，也存在β-1，3糖苷键，其分子量比纤维素小得多，根据主链和支链上所含单糖的不同可分为木聚糖、半乳聚糖、甘露聚糖和阿拉伯糖的多聚体。有的还含有半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。在人的大肠中半纤维素比纤维素易于被细菌分解。谷类中可溶的半纤维素被称为戊聚糖，可形成黏稠的水溶液并具有降低血清胆固醇的作用。

2.4 不可消化寡糖

具有生理调节作用的不可消化寡糖（non-digestible oligosaccharide，NDO）是由3～9个单糖聚合成的短链多糖。这些低聚糖可能由相同或不同的单体聚合、并经不同的键连接而成。NOD是某些植物如豆科籽实、谷物中的天然成分。此外，还可以生产NOD作为饲料和食品中的功能性添加剂，例如可以通过部分水解菊粉制备低聚果糖（FOS），由乳糖制备低聚半乳糖。NOP的生理功能和化学性质取决于其化学组成。NOD大多可溶于水、乙醇及体液，但在体内pH条件下却相当稳定。NOD的营养功能源于其独特的发酵品质，也被称为双歧因子。

纤维素、半纤维素不具有类似的功能，这可能是由于异质性造成的，NOD对外源微生物的非特异性刺激作用可以阻止不良微生物区系的建立。

2.5 木质素

虽然木质素包括在粗纤维和不可利用碳水化合物的范畴内，但它并不是真正的碳水化合物，而是苯基－丙烷衍生物的复杂聚合物，它与纤维素、半纤维素共同构成植物的细胞。人与动物均不能消化木质素。

2.7 抗性淀粉

包括改性淀粉和经过冷却加热处理的淀粉。抗性淀粉在生理功能上与膳食纤维极为相似，故归入膳食纤维。它属于不溶性膳食纤维，但同时兼具可溶性膳食纤维的优点。

2.8 树胶和粘胶

是由不同的多糖及其衍生物组成，存在于海藻、植物渗出液和种子中。阿拉伯胶（arabic gum）、瓜儿胶（guar gum）属于这类物质，具有凝胶性和稳定性，可用于食品加工中作为增稠剂和稳定剂。

3 膳食纤维的生理作用

膳食纤维的生理作用是由其理化特性所决定的。增加饱腹感、降低对其它营养素或食物成分的吸收、改变肠道菌群、促进排便、胀气、止泻作用。

3.1 增加饱腹感

膳食纤维进入消化道内，在胃中吸水膨胀，增加胃内容物的容积，而可溶性膳食纤维黏度高，使胃排空速率减缓，延缓胃中内容物进入小肠的速度，同时使人产生饱腹感，对糖尿病和肥胖症患者减少进食量有利。

3.2 改变肠道菌群

进入大肠的膳食纤维能部分地、选择性地被肠内细菌分解与发酵，所产生的短链脂肪酸降低肠道pH值，从而改变肠内微生物菌群的构成与代谢，诱导益生菌大量繁殖。

3.3 促进排便

不溶性膳食纤维可组成肠内容物的核心，由于其吸水性增加粪便体积以机械刺激使肠壁蠕动；在可被结肠细菌发酵产生短链脂肪酸和气体以化学刺激肠粘膜，从而促进粪便排泄；膳食纤维可增加粪便含水量，减少粪便硬度，利于排便。不同膳食纤维吸收水分的作用差异很大，谷类纤维比水果、蔬菜类纤维能更有效地增加粪便体积和防止便秘。

3.4 降低对其它营养素或食物成分的吸收

膳食纤维对肠内容物的水合作用、脂质的乳化作用、消化酶的消化作用都产生一定的影响，故对食物蛋白质等营养素的消化以至于营养素的吸收有一定阻碍，其中能形成高黏度溶胶和凝胶的水溶性膳食纤维（如果胶）的这种作用更强。与阳离子有结合能力的膳食纤维能使无机盐在肠道的吸收受阻，而具有离子交换能力的藻酸（属可溶性膳食纤维）等能吸附钠盐；某些水溶性膳食纤维还能吸附胆固醇，随粪便排出体外。纯的膳食纤维可能降低某些维生素和矿物质的吸收率，这是因为纤维素可以在小肠内与其结合。但是当食物中以结合形式的钙进入到结肠后，由于纤维被细菌酵解为短链脂肪酸，这些酵解产物在结肠和回肠中还能促进钙的吸收。有的天然食物如谷类中的膳食纤维有抑制钙、镁、铁等元素的吸收，这其中还有植酸的干扰作用。

3.5 胀气、止泻作用

因为肠道细菌对纤维素的酵解作用产生挥发性脂肪酸、二氧化碳及甲烷等，大量摄入后可能导致肠胀气、腹泻，这种现象仅限于吃了大量富含膳食纤维食物的个体或有消化道疾病的病人。这些不适往往在24～48小时内缓解，建议摄入一定量的水分。不同类型的膳食纤维具有不同的辅助治疗作用。来源于水果、蔬菜、谷物的不溶性膳食纤维可用于治疗便秘，燕麦和亚麻籽中的水溶性膳食纤维可降低胆固醇，而小麦麸中的纤维在预防结肠癌方面比其它纤维都有效。

束缚吸附葡萄糖，降低肠内葡萄糖的有效浓度；

影响淀粉酶对淀粉的降解作用，延长酶解时间，降低肠内葡萄糖的释放速度；

增加膳食纤维含量，可以改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的需要量，从而达到降血糖作用；

可以减少过食或摄入脂肪过高的食物，从而降低病人体重，有利于维持适宜的体重。

糖尿病人摄入高纤维素饮食，尤其是可溶性膳食纤维（如魔芋葡甘聚糖、褐藻胶、卡拉胶、黄原胶等胶质）在降低餐后血糖及增加胰岛素敏感性方面较不可溶性膳食纤维具有更强的作用。

4.2 膳食纤维与心血管疾病的关系

流行病学调查表明纤维摄入量高与冠心病死亡的危险性大幅降低有关。膳食纤维有降低胆固醇的作用，膳食纤维能显著降低人体血胆固醇，具有防治动脉硬化、高血压、心脏病等心血管疾病的作用。在膳食中添加全谷粒、豆类和富含果胶的水果即可产生有益的效果。其降低血脂、胆固醇的机理是:脂肪、胆固醇在体内被膳食纤维吸附，随粪便排出体外；在结肠中发酵产生短链脂肪酸；减少肝中脂肪累积和胆固醇合成。

不同组分的膳食纤维降低血脂、胆固醇的效果差异很大。这些膳食纤维是瓜尔豆胶、洋槐豆胶、果胶、接甲基纤维素及富含可溶性膳食纤维的食物，如燕麦麸、大麦、荚豆和蔬菜。这些食物的纤维可以降低血浆胆固醇5%～10%甚至可达25%，几乎都是降低低密度脂蛋白胆固醇，而高密度脂蛋白胆固醇将得很少或不降低。果胶降低高血脂症病人血脂和血胆固醇的作用最明显，果胶是水溶性、粘性和胶凝性都很好的膳食纤维，它可增加小肠内容物粘度，直接阻碍膳食胆固醇向肠壁粘膜细胞的扩散，以及胆汁与胆固醇的乳化作用，较大程度地干 扰了膳食胆固醇的吸收，降低了胆固醇的吸收率。由于同样的原因，果胶也能有效地抑制胆汁酸在肠道内重吸收，促进粪便胆汁酸的排泄，阻断胆固醇肠肝循环，因而促使更多的肝胆固醇向胆汁酸转化，最终降低了血胆固醇水平。

相反，分离的纤维素或不溶性纤维则很少改变血浆胆固醇水平。这类纤维是纤维素和木质素以及玉米麸和小麦麸。但膳食纤维可能仅仅是参与降低血胆固醇浓度诸多饮食因素的一个方面。例如在增加纤维摄入量的同时，往往因为改变了膳食结构而降低胆固醇、脂肪以及能量的摄入量、种类及其相互比例。

4.3 膳食纤维与胃肠道疾病

膳食纤维在维持肠道正常功能中起重要作用。高纤维饮食可通过增加粪便体积、保持水分、缩短转运时间及降低有毒物质（包括胆酸和游离氨）的浓度来改善结肠的功能。

部分膳食纤维（如纤维素）酵解产生的短链脂肪酸能被迅速吸收，短链脂肪酸的扩散能刺激水、盐吸收，减轻腹泻症状。

膳食纤维可增加肠道运动的频率而具有轻泻作用，可改善成人慢性便秘的症状。摄入高膳食纤维可明显改善肠道功能紊乱，高纤维饮食组较对照组减少了痉挛性疼痛、肠道蠕动次数增加以及粪便软化有关。高纤维膳食还可缓解肛裂的症状而避免手术；但低纤维膳食能否缓解这类疾病则尚无定论。

短链脂肪酸可刺激肠高血糖素的分泌，后者可影响粘膜增生以阻断肠道炎症的发展。膳食纤维的一种主要的代谢产物－丁酸具有有效的抗炎作用。

膳食纤维能增加粪便体积和湿重，降低了粪便硬度和黏度，从而减少憩室病的症状。

美国FDA推荐健康成人膳食纤维摄入量应该增加至20-35g/d，美国糖尿病学会（ADA）推荐糖尿病人膳食纤维的摄入量也是20-35g/d，与健康人的相同。膳食纤维中以可溶性膳食纤维占25-30%、不可溶性膳食纤维占70-75%，即S膳食纤维/I膳食纤维比例大致是1：3为宜。