膳食纤维ppt医学课件.ppt

Dietary fiber,膳食纤维,1,膳食纤维,概述 理化性质与生理功能 应用 研究现状与展望,2,概述-膳食纤维的定义,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。 能抗人体小肠消化吸收的、而在人体大肠能部分或全部发酵的、可食用的植物性成分碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物组织。,3,概述-膳食纤维的分类,不溶性膳食纤维 IDF,4,按结构进行分类 均一多糖：抗性淀粉、纤维素、胼胝质和b-D-葡聚糖 非均一多糖：半纤维素、树胶、粘液、海藻多糖,概述-膳食纤维的分类,5,6,概述-膳食纤维的分类,部分发酵类纤维包括：纤维素（CEL）、半纤维素（HC）、木质素、植物蜡和角质等。 完全发酵类纤维包括：-葡聚糖、果胶、瓜尔豆胶、阿拉伯胶、海藻胶和菊粉等。一般来说，完全发酵类纤维多属于SDF，而部分发酵类纤维多属于IDF。但也有一些例外，如梭甲基纤维素（以下简称CMC），它虽然易溶于水，但几乎不被大肠内的菌群所发酵。,7,不吸收,部分代谢,乙酸、丙酸、丁酸，CO2、H2O,膳食纤维,概述-膳食纤维的分类,8,植物源：纤维素、半纤维素、木质素、果胶、阿拉伯胶和半乳甘露聚糖等； 动物源：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； 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。,概述-膳食纤维的分类,9,膳食纤维种类,纤维素及其衍生物（cellulose）：是吡喃葡萄糖经 -1,4 糖苷键链接而成的直链多糖，聚合度数千，为细胞壁的主要结构物质。 目前我国常见的纤维素类功能性食品配料有微晶纤维素（microcrytalline cellulose）、微粉纤维素（powdered cellulose）、改性纤维素CMC 是评价膳食纤维原料价值的基本依据之一。,10,半纤维素（hemicellulose）:是由多种不同糖残基组成的一类多糖，主要由木糖、半乳糖或甘露糖聚合而成，支链上带有阿拉伯糖和半乳糖。 半纤维素种类很多，大多数不溶于水，组成谷物和豆类膳食纤维中的半纤维素主要有阿拉伯木聚糖酶、木聚葡萄糖、半乳甘露聚糖和-1,3、 -1,4葡聚糖等。,膳食纤维种类,11,果胶（pectin）是由半乳糖醛酸以-1,4糖苷键连接而成的聚合物，通产部分半乳糖醛酸的羧基位甲氧化，主链上连有少量的鼠李糖（Rha）。7%（高甲氧基果胶、低甲氧基果胶）； 木质素（lignin）是由苯基丙烷衍生物的单体构成的聚合物，构成木质素的单体主要是松柏醇、丁香醇和对羟基苯甲醇3种苯基丙烷衍生物。 植物酸（gum） 抗性淀粉（resistant starch）:抗酶解淀粉,膳食纤维种类,12,膳食纤维种类及化学组成,壳聚糖（chitosan）是甲壳素脱乙酰基后的产物，有N-氨基葡萄糖单体通过-1,4糖苷键连接成的直链高分子多糖。 甲壳素是自然界第二大丰富的生物聚合物。,13,功能特性-理化性质1,高持水性 膳食纤维化学结构中含有很多亲水集团，使其具有吸水功能与预防肠道疾病的作用。水溶性膳食纤维持水性高于非水溶性膳食纤维。麦麸纤维可以吸收是本身质量23倍的水，而果胶则可以吸收其质量45倍的水。 膳食纤维可以用于预防便秘、肠憩室症、横隔膜症及痔疮等肠道疾病，降低了肠癌的发病率。,14,吸附作用 膳食纤维分子表面有很多活性基团，可以吸附或螯合胆固醇、胆汁酸、肠道内毒素等， 因此，膳食纤维对降低人体和动物血浆和肝脏组织胆固醇水平有着显著的作用。因此，膳食纤维可以直接扼制和预防胆石症、高血脂、肥胖症、冠状动脉硬化等心血管系统的疾病。,功能特性-理化性质2,15,阳离子交换能力 膳食纤维分子结构中的羧基、羟基和氨基等基团可产生类似弱酸性阳离子交换树脂的作用，可与阳离子进行可逆的交换作用。 据报道，膳食纤维尤其是酸性多糖类，具有较强的阳离子交换功能，膳食纤维可以与钙、锌、铜、铅等阳离子进行交换，且此类交换为可逆性的，并优先交换铅等有害离子。所以，吸附在膳食纤维上的有害离子可以随粪便排出，从而产生解毒作用。,功能特性-理化性质3,16,血液中的 Na+、K+比值直接影响血压的高低 食用膳食纤维食品后，改变了阳离子的瞬间浓度，起到了稀释作用，对消化道pH、渗透压以及氧化还原电位产生影响，形成理想的缓冲环境。 一些膳食纤维能与胃肠道中的Na+、K+进行交换，使尿中的K+ 和粪便中的Na+大量排出体外，血液中的Na+、K+比值随之降低可以使血压降低。,功能特性-理化性质3,17,填充剂 膳食纤维体积较大，吸水膨胀后在胃肠道中起到填充剂的作用，能增强饱腹感。同时，它还影响可利用碳水化合物等在肠内的消化吸收，使人不易产生饥饿感。,功能特性-理化性质4,18,发酵作用 膳食纤维不能被人体消化道内的酶降解，但能被大肠内的微生物降解，产生乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸。,功能特性-理化性质5,19,控制体重 发酵的方式代谢，提供的能量低于普通碳水化合物 具有较强的吸水性和膨胀能力 膳食纤维能抑制进食，降低人体对淀粉、蛋白质和脂肪的吸收，减少食物的消化率，减慢了胃排空时间,功能特性-生理功效1,20,防治便秘 膳食纤维能在肠道内促进肠壁的有效蠕动，使肠的内容物迅速通过肠道并排出体外，减少了食物在肠道中的停留时间 膳食纤维在大肠内经过细菌发酵，可以直接增加纤维中所含的水分，大便变软变稀，从而起到了通便作用。,功能特性-生理功效2,21,膳食纤维对粪量的影响,22,防治结肠癌 短链脂肪酸，特别是乙酸能抑制腐生菌的生长。 胆汁中的胆酸和鹅胆酸可以被细菌代谢为次生胆汁酸石胆酸和脱氧胆酸，两者都是致癌剂的突变剂。 膳食纤维能束缚胆酸和次生胆汁酸，将其排出体外，因此可以大大降低结肠中次生胆汁酸的含量。,功能特性-生理功效3,23,膳食纤维能促进肠道的蠕动，增加粪便体积，缩短排空时间，从而减少致癌物与结肠的接触机会。 有益微生物分解产生丁酸，能抑制肿瘤细胞的生长增殖，诱导肿瘤细胞向正常细胞转化，并控制致癌基因的表达。,功能特性-生理功效3,24,膳食纤维对胆酸钠的吸附能力,25,防治糖尿病、高血压、心脏病和动脉硬化 抑制或延缓胆固醇与甘油三酯在淋巴中的吸收 降低血清和肝中的胆固醇，防治高血压、心脏病和动脉硬化 延缓糖分的吸收，抑制血糖生成和血胰岛素的上升 阻碍无机盐在肠道中的吸收，如藻酸能吸收钠离子并随粪便排出体外，从而起到降低血压的作用。,功能特性-生理功效4,26,清除外源有害物质 膳食纤维对汞、铅、镉和高浓度的铜、锌、N02都具有清除能力 具有吸附毒素和水分的功能帮助人体每天正常代谢杂质和废物，保持肠胃干净清新，从而可以改善上火、口臭、面部暗疮、青春痘、皮肤粗糙、色素沉淀等问题。,功能特性-生理功效5,27,改善肠道系统微环境 改善肠内菌群功能及加速有毒物质的排泄和解毒作用。 膳食纤维经过食道到达小肠后，由于它不被人体消化酶分解吸收而直接进人大肠，在大肠内繁殖有100200种总量约为1 108个细菌，其中相当一部分是有益菌，在提高机体免疫力和抗病变方面有着显著的功效。,功能特性-生理功效6,28,其它生理功能 膳食纤维的缺乏还与阑尾炎、间歇性疝、膀胱结石等疾病的发病率和发病程度有很大关系。 膳食纤维由于能减少体内某些激素，因而能防治乳腺癌、子宫癌和前列腺癌。据推测，某些膳食纤维具有抗氧化能力，能延缓人体衰老。,功能特性-生理功效7,29,膳食纤维可能的副作用,束缚Ca2+和一些微量元素 束缚维生素 有可能摄入更多的农药和其它污染物如铅等。 过多摄入膳食纤维，特别是一些水溶性的胶质类，将引起胃肠不适，如呕吐、胃痉挛，胀气等症状,30,膳食纤维的推荐摄入量,美国FDA推荐的成人总膳食纤维摄入量为20-35g/d。美国能量委员会推荐的总膳食纤维中，不溶性膳食纤维占70%-75%，可溶性膳食纤维占25%-30%。 世界卫生组织（World Health Organization，WHO）建议总膳食纤维的摄入量的下限为每人每天27.0 g，上限为每人每天40.0 g。,31,32,33,34,膳食纤维的研究现状,膳食纤维制备原料的研究 在我国，有着丰富的纤维素原料，可以用于制备膳食纤维的原料很多。根据文献报道，目前用于制备膳食纤维的原料有小麦麸皮、玉米皮、玉米芯、柿子皮、大豆、米糠、土豆、豆腐渣、蔗渣、梨渣。椰子渣、甜菜、花生壳、锦橙皮、胡萝卜、油菜、芹菜、竹笋、苜蓿、香菇、马尾藻、玫瑰茄废渣、麒麟菜、黎篙和车前草等约25种。 膳食纤维制备方法的研究 国内关于膳食纤维制备的研究报道中，大多是采用化学分离法或化学试剂和酶结合的方法来制备膳食纤维。,35,膳食纤维改性的研究 不可溶性膳食纤维可以采用一些物理化学方法进行处理改性，以提高可溶性膳食纤维的含量。化学处理法是使用化学试剂，控制适当的Ph。温度等参数，使纤维类大分子糖苷键断裂，聚合度下降，不可溶性膳食纤维转化成可溶性多糖。化学处理法的转化率低，要求条件苛刻，而且会引入大量残留物。所以，目前采用最多的是机械挤压的方法，即使物料在挤压筒内受到强烈的剪切作用后。所以，目前采用最多的是机械挤压的方法，即使物料在挤压筒内受到强烈的剪切作用后，部分纤维素大分子转化成可溶性分子。,膳食纤维的研究现状,36,食品加工中的应用 据报道，膳食纤维主要应用于果汁、面包、面条、面粉、麦片、饼干等饮料和食品中。在膳食纤维的生产方面，国内众多科研机构和生产厂家推出多项膳食纤维加工技术和产品。例如，山西博奥科技有限公司与山西医科大学、山西省农业科学研究院、山西农业大学等研制开发的篙复合纤维食品；杭州商学院研制的高纤维营养保健食品麦宝；宁波宝鼎公司研发的新型海洋生物膳食纤维保健食品；河南科龙保健食品厂以谷物为原料开发的纯天然保健食品膳食纤维纷。 膳食纤维生理功能的研究 主要开展了膳食纤维对治疗糖尿病、肠道疾病等方面的研究工作，探讨了膳食纤维与血糖、脂肪代谢和其他营养素的关系。,膳食纤维的研究现状,37,酶法制备膳食纤维的工艺流程,原料预处理蒸煮- 淀粉酶水解灭酶离心沉淀碱解抽滤水洗干燥粉碎脱色干燥粉碎膳食纤维成品；,38,化学法制备膳