膳食纖維 ( dietary fiber,DF )
通常被認為是一類不能被人體消化酶類消化,主要由可食性植物細胞壁殘餘物 ( 纖維素、半纖維素、木質素等 ) 及與之締合的相關物質組成的化合物。
依據其溶解度情況,可分為水溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維兩種。常見水溶性膳食纖維主要有:菊粉、葡聚糖、抗性澱粉、殼聚糖、燕麥β-葡聚糖、瓜爾膠、藻酸鈉、真菌多糖等,常見的食物中的大麥、豆類、胡蘿蔔、柑橘、亞麻、燕麥和燕麥糠等食物都含有豐富的水溶性纖維。相比而言,水溶性膳食纖維因其具有良好的加工性能和更優的生理功能,近年來在食品加工中作為增稠劑、膨脹劑、配方助劑和填充劑,廣泛的應用於低能量食品和功能性食品的生產開發,水性膳食纖維的相關食品有著巨大的發展空間,市場前景廣闊。
水溶性膳食纖維結構中有很多親水性基因,有很強的吸水性、高保水性、高膨脹性。可增加糞便體積及排便速度,減輕直腸內及泌尿系統壓力、緩解膀胱炎膀胱結石,腎結石等泌尿系統疾病症狀,並能使毒素迅速排出體外,防便秘、防直腸癌。膳食纖維的高保水力與高膨脹性能延緩胃排空,使人胃部產生飽食感減少食物攝入量,有利防肥胖與減肥。
水溶性膳食纖維表面有很多活性基因,可以熬合吸附膽固醇、膽汁酸等有機分子,抑制總膽固醇濃度升高,降低人膽固醇及鹽類的合成與吸收,降低人血清及肝臟中的膽固醇,從而能防止冠狀動脈硬化及預防心血管疾病。機理之一是膽汁酸是膽固醇的代謝產物,為了補充被纖維吸附而排出體外的那部分膽汁酸,就需要有更多的膽固醇代謝,體內膽固醇含量因而顯著下降,在增加膳食纖維攝入同時還能增加機體對脂肪的吸收,也能降低體內膽固醇。由於膳食纖維可以吸附膽汁酸排出體外,使人體能減少膽汁酸吸收量,改變食物消化速度和消化道激素的分泌量,可預防膽結石。膳食纖維還能吸附腸毒素、化學毒素並促使其排出體外。
可溶性膳食纖維可被大腸內有益菌發酵成乙酸、乳酸等有機酸,降低腸道PH,促進腸內有益菌雙歧桿菌生長,防止腸道黏膜萎縮,維持腸道微生物平衡與健康。發酵產生的有機酸能加快食物在胃腸的蠕動與消化 ,促進糞便排洩,防止腸內有毒物刺激腸壁及毒素的過長停留,防止結腸癌。因纖維素的通便作用,有益於腸道內壓下降,可預防便秘及由長期便秘引起的痔瘡及下肢靜脈曲張,腸內細菌代謝產物及由膽汁酸轉換成的致癌物脫氧膽汁酸和變異源物質也隨纖維排出體外,縮短毒物與腸黏膜接觸時間,起預防腸癌作用。
可溶性膳食纖維縛水 ( 吸持水 ) 膨脹後體積變大,在腸道中會發揮填充濟的作用,易引起飽腹感,同時,由於膳食纖維還會影響可利用碳水化合物等成分在腸道內的吸收消化,也使人不易產生飢餓感。所以膳食纖維對預防肥胖症十分有利。
可溶性食物纖維有黏性,對食物黏度有很大影響。由於黏度增加,腸內容物與腸黏膜接觸減少,從而延緩吸收速度,能使糖尿病人進食後血糖含量變得平穩,促進胰腺排出胰島素,有利於糖的供應與代謝。增加食物中的膳食纖維,可以改善末梢組織對胰島素的感受性,達到調節與控制糖尿病者血糖水平。上述纖維素可非常有效地降低血清中的低密度膽固醇,增加高密度膽固醇,能有效防治糖尿病人並發高血脂、心血管病。據法國報導,膳食纖維還可抗乳腺癌、十二指腸潰瘍、潰瘍性結腸炎等疾病。
水溶性膳食纖維作為一種新型的膳食纖維和增稠劑、膨脹劑、配方助劑、填充劑等,主要應用於低能量、高纖維等功能性食品中。在低能量食品中,水溶性膳食纖維可以部分或者全部地替代糖和脂肪,在降低食品能量的同時,能保持食品原有的風味和質感,帶來令人滿意的口感。除了保健品之外,水溶性膳食纖維以其良好的溶解性、穩定性、平和口感等特性,在飲料、乳製品、糖果、焙烤等食品領域有廣泛的應用。
糖尿病是一種胰島素絕對或相對不足引起的疾病,表現為碳水化合物、脂肪、蛋白質、水及電解質的代謝紊亂。水溶性膳食纖維可延緩胃排空,在胃腸中形成一種黏膜,使食物營養素的消化吸收過程減慢。這樣,血液中的糖分只能緩慢增加,或胰島素稍有不足,也不致馬上引起血糖濃度增加。同時水溶性膳食纖維還具有抑制血糖素分泌的作用。研究表明:在飲食中添加膳食纖維後,空腹血糖由(9.84 ±3.51)mmol/L降至(6.82±2.65)mmol/L,餐後2h血糖由(1 3.08±5.12)mmol/L降至10.57±4.64mmol/L,P均<0.01。開發的產品如:水溶性膳食纖維軟膠囊、果聚糖糖漿等。
水溶性膳食纖維目前廣泛用於調節微生態平衡、潤腸通便的保健食品,水溶性膳食纖維被服用後,促進腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌,同時產生大量短鏈脂肪酸,如乙酸、醋酸、葉酸和乳酸,改變腸道pH,改善有益菌群的繁殖環境,從而加快腸道蠕動,使糞便順利排出。
水溶性膳食纖維比較適合添加在奶粉中生產嬰兒配方奶粉和中老年人奶粉。嬰幼兒和中老年人消化道功能都不是很好,而且容易缺鈣。水溶性膳食纖維既有潤腸通便的功效,還有降血脂、降血糖、促進礦物元素的吸收等功效。水溶性膳食纖維奶粉中水溶性膳食纖維添加量為5%~10%,添加方法是水溶性膳食纖維在牛奶濃縮液均質前加入,其他工藝不變;或是牛奶制粉後直接添加混合,攪勻即可。
酸奶是乳品中發展速度最快的一種,也是邊走邊喝型健康乳品中最受歡迎的乳飲料之一。近年來高纖維酸奶產品甚為流行. 高纖維酸奶產品的配方設計為:優質鮮牛奶80%、全脂奶粉3%、果葡糖漿(71%)3 %、蔗糖2%、水10%、水溶性膳食纖維6%、發酵劑2.5%、穩定劑0.2%。
風味乳飲料在國內外市場上已出現多年,由於它除了具有乳香味外,又帶有水果味,兩種風味相融合使風味乳飲料的風味獨特,加之具有一定的營養,因此它深受廣大消費者的歡迎,尤其是受到兒童和年輕女性的歡迎。在風味乳飲料中加入水溶性膳食纖維可很大程度上增加乳飲料的營養和保健功能。配方設計(以巧克力風味乳飲料為例)為:原料乳(乳粉)80%~ 90%(9%~12%)、果葡糖漿(71%)6%~8%、蔗糖4%~6%、水溶性膳食纖維6%~8%、可可粉1%~2%、穩定劑0.2%、香蘭素適量、香精適量、色素適量。
乳酸菌飲料又稱發酵型的酸性含乳飲料,通常是以牛乳或乳粉、植物蛋白乳(粉)、果菜汁、糖為原料,添加或不添加食品添加劑與輔料,經殺菌、冷卻、接種乳酸菌發酵劑培養發酵,然後經稀釋而製成的活性(非殺菌型)或非活性(殺菌型)的飲料。活性菌飲料雖然含有一定量的有益菌,但經過人體消化道後有益菌所剩無幾,其營養保健功能大打折扣。非活性菌飲料的營養保健功能更是極為有限。如何提高乳酸菌飲料的營養和功能成分是擺在每一個乳飲料生產企業面前的難題。水溶性膳食纖維以其優越的保健功效為廣大乳飲料生產企業提供了很好的選擇,帶來了新的希望。配方設計:酸乳30%、果葡糖漿(71%)8%、蔗糖2%、水溶性膳食纖維6%、果膠0.4%、果汁(6%)45%、乳酸0.1%、香精0 .1%、水47.4%。
膳食纖維類飲料是西方很流行的功能性飲料。其既能解渴、補充水分,又可提供人體所需膳食纖維。這類產品,尤其是水溶性膳食纖維在歐美和日本等發達國家比較流行。如日本可口可樂公司生產的含膳食纖維礦泉水,盛行日本;另外,西歐國家和美國的高纖維橙汁、高纖維茶等也很普遍;目前國內匯源公司開發並生產了高纖果汁,北京三元乳業推出了高纖奶。長期飲用能使腸道舒暢,防治便秘,並可降低膽固醇,調節血脂、血糖,有助減肥,特別適於中老年人、糖尿病病人和肥胖者飲用。在飲料中應用,特性如下:(1)飲用添加水溶性膳食纖維的飲料,能使飲用者吸收各營養成分的同時,增強飽腹感,減少對熱量物質的攝入量,長期飲用能顯著助控減肥,特別適合中青年肥胖者飲用;(2)在飲料中使用水溶性膳食纖維後,可使飲料中其他微粒均勻分布溶液中,不易產生沉澱和分層現象;
嬰幼兒特別是斷乳後體內雙歧桿菌驟減,導致腹瀉厭食、發育遲緩,營養成分的利用率降低。食用水溶性膳食纖維食品,可以提高營養素的利用率和促進對鈣、鐵、鋅等微量元素的吸收。
未來糖果工業的發展逐漸趨向於低糖、低脂肪,朝著既美味又營養的方向發展。在發達國家,低能量糖果市場份額逐年增加,顯示出其壟斷整個糖果市場的強勁勢頭。水溶性膳食纖維作為一種主要的低能量食品配料,在糖果市場上大有用武之地。水溶性膳食纖維(聚葡萄糖Polydextrose)可以用於所有的糖果配方中來替代葡萄糖漿,並且可以和其它的替代性甜味劑一起使用來替代蔗糖。
在肉製品中加入水溶性膳食纖維,膳食纖維與蛋白通過食鹽和疏水鍵相互作用形成了熱穩定性凝膠,可溶性膳食纖維與蛋白相互作用形成的絡合物是一種新型的膠凝體。並且,膳食纖維還能吸咐香味物質,防止香味物質的揮發。另外膳食纖維也是一種優良的脂肪替代品,可生產出高蛋白、高膳食纖維、低脂肪、低鹽、低熱量具有保健功能的火腿腸。
麵包已成為世界性的大眾食品,銷售量很大。在歐美,對大部分麵包都不同程度地添加膳食纖維,有的研究表明,添加不同種類的膳食纖維,還可以增加和改善麵包色澤。在饅頭中添加膳食纖維,一般添加量為麵粉的3%~6%較適宜。添加膳食纖維可使麵團筋力強化,出籠饅頭口感良好,有特殊香味。在米飯中添加也有蓬鬆清香的良好口感,對這兩種主食普遍添加膳食纖維將會有益於廣大群眾的健康。在麵條中添加膳食纖維,一般適宜量為3%~6%。但不同種類纖維效果不同,有的添加後對生麵條的強度有所減弱,可煮熟後反而強度增加,一般添加處理後的麵條韌性良好,耐煮耐泡。麵條添加技術的關鍵是掌握添加量和不同種類的膳食纖維。
餅乾烘焙對麵粉筋力質量要求很低,也便於較大比例地添加膳食纖維,故利於製作以纖維功能為主的多種保健餅乾。糕點則是在製作中含有大量水分,烘焙時會凝固成鬆軟產品影響質量。水溶性膳食纖維添加在糕點中,可保持產品綿軟、滋潤,增加保質期,延長貨架存放時間。
膳食纖維有較高的持水性,相對體積小,吸水後體積大,從而對腸道產生容積作用,產生飽腹感,還有就是攝入膳食纖維後可降低血糖值,從而可達到能量緩釋,基於這兩個特點製成運動食品,在健身或參加體育運動之前、之後食用。
增加製品的成團型、保水性。添加方法:按照總陷料量的1%左右,加入膳食纖維重量3-5倍的水,與陷料一起攪拌均勻即可。
良好的吸水和保水性,增加產品的汁液粘度,改善感官性狀,均一、不分層。
在國外,特別是美國和日本,由於對水溶性膳食纖維的研究起步比較早,作為添加劑或食品,水溶性膳食纖維已被廣泛用於保健品、無糖糖果、乳製品、功能飲料、烘焙食品、膠體食品、沙拉醬等食品中,日本大冢製藥公司用食用水溶性膳食纖維製造纖維素飲品MINIFIBER,暢銷日本和韓國;目前,在國內除了作為添加劑使用外,還逐漸形成了以水溶性膳食纖維為主的膠囊、衝劑以及片劑之類的產品,表現出了良好的社會效益。另外,隨著研究的深入和人們認識的加強,作為膳食纖維補充劑,水溶性膳食纖維必將會在食品及飲料的開發當中發揮巨大的作用。
【來源:食品工業科技】
《營養界》科學膳食 健康你我
本期編輯&製版┆Zhui ZHU 審稿┆Jenny
更多信息請猛戳「閱讀原文」
原創文章歡迎個人及平臺轉發轉載,並請註明出處。
已註明來源文章,僅作為知識分享,版權屬原作者,如有侵犯,請及時聯繫撤除。