膳食纤维应用及在我国主要应用方法

1、 膳食纤维是指人体消化道分泌的内源酶不能水解的植物多糖和木质素，主要包括纤维素、半纤维素、本质素、果胶、树胶和蜡质等。自从报道膳食纤维与人类的健康和疾病有关以来，研究膳食纤维成了国际上的一个热点领域。经过多年的调查和研究，膳食纤维在人类营养和疾病预防中的重要功用已得到充分的肯定。很多国家将膳食纤维作为一种基本营养成分在食品中标出，我国年颁布的食物成分表中就列有膳食纤维一项。世纪年代初期，全美甚至整个欧共体国家掀起了一股研制开发纤维食品的热潮，以往不被人们重视的食物纤维，像维生素一样成为人们谈论的重要话题。目前膳食纤维的定义、测定方法、营养和保健功用及功能产品开发仍然是国际上关注的热点领域，而且

2、这种关注会随着现代社会“富贵病”的流行不断得到加强。年月国际权威组织、和在爱尔兰就膳食纤维的热点问题举行了系列的专题研讨会。一、膳食纤维分析方法的发展历史膳食纤维是由碳水化合物聚合体与一些非碳水化合物成分结合在一起而构成的复杂的混合物，由于它所包含的组分非常复杂，目前没有一个十分完善的方法对其进行完全的分离和精确的区分，所用的检测方法至今尚未标准化。但膳食纤维对动物和人类的重要作用引发了一系列有关纤维测定方法的探讨，同时，富含膳食纤维食品的相继出现，客观上要求建立比较准确、快速测定膳食纤维的方法。自从出现膳食纤维概念以来，其分析方法也相继出现，并随着膳食纤维的发展而不断改进和更新。早期纤维测定

3、沿用年前两位德国科学家和创立的粗纤维法，但该方法对膳食纤维主要分析方法及其在我国的应用柴巍中北京大学公共卫生学院营养与食品卫生学系北京样品采用稀酸稀碱的系列化浸提干燥后的纤维重量只能代表小部分的纤维含量，主要原因是酸碱对样品的煮沸浸解使半纤维素（）和木质素（）水解流失，因而测定结果不能真实反映食物或饲料中总纤维的含量。世纪年代，国际上逐渐放弃粗纤维法转而采用美国教授创立的纤维洗涤剂测定法，该方法测定样品中不溶于中性洗涤剂和酸性洗涤剂的纤维部分，这种方法能较准确地估测食物和饲料中总的纤维含量，并能把纤维类物质分解成它的主要组成成分纤维素、半纤维素和木质素，因而得到国际上的普遍接受并被广泛应用，年

4、美国和将其定为官方标准纤维分析方法。由于人们发现水溶性纤维具有重要的生理理疗作用，可溶性纤维素和不可溶性纤维在营养和医学中有特别意义，但由于纤维洗涤剂法不能测定可溶性纤维部分，因而又有研究者提出了一系列新方法或在原有方法的基础上建立的改良方法，最具代表性的是接受的总膳食纤维测定法，此法经过改良可分别测定可溶性和不可溶性纤维。等在年提出的非淀粉多糖法，这种方法经过改良也可分别测定纤维素和非纤维素多糖。二、膳食纤维分析方法的主要类别及其评述过去的年中建立了许多膳食纤维的分析方法，这些方法的主要目的是模拟消化过程用酶除去食物中可消化部分，获得不被消化的部分。这些测定方法可以概括为：溶剂法、酶法（酶重

5、量法和酶化学法）和其他补充方法大类，但这也不是绝对的，有时分析膳食纤维时为了更加准确和方便会用到以上分析方法中的两种甚至种。同时，每一类分析方法中又有很多具体方法。（一）溶剂法 溶剂法是根据初期膳食纤维定义而出现的测定方法，是利用酸、碱和洗涤剂的作用将膳食纤维中可消化成分而除去，即最大限度地除净原料中的蛋白质与淀粉成分，同时又不能破坏非淀粉碳水化合物与木质素（膳食纤维）的存在与性质。出于所用溶剂和提取条件的不同，溶剂法中又有很多种具体方法，比较著名的有接受的的纤维洗涤剂测定法，它分为中性洗涤纤维（）和酸性洗涤纤维（）两个体系，是经过中性洗涤液浸提后残留物，主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，再

6、经过酸性洗涤剂浸提后的残留物为，主要成分为木质素和纤维素。两套体系与硫酸浸解结合使用，可得出样品中纤维素、半纤维和木质素的含量。法对去除细胞间的蛋白质很有效，测定不可溶性纤维的结果重复性高，适用性广，费用低，主要缺点在于不能测定可溶性纤维，同时也不能完全去除淀粉，而且过滤困难。我国食物成分表中膳食纤维测定也是采用中性洗涤剂法。（二）酶法分析由于法和法不能测定食品中的可溶性膳食纤维含量，人们根据等对膳食纤维的定义模仿食物在消化道的消化过程提出了酶法分析。样品分别利用淀粉酶、蛋白酶和葡萄糖苷酶进行酶解消化，除去蛋白质和淀粉。在和等来自个国家个实验室的学者的共同努力下，提出了比较完整的酶重量法，并被

7、、等权威机构采纳为法和法并进一步成为和等承认的国际通用方法。该方法的最大优点在于能同时分析出样品中可溶性与不溶性膳食纤维的含量，且分析设备少。但过程比较复杂，影响因素多，操作不方便且成本高，后又被等改良成为操作比较简单精确的方法，该方法被推荐为共同的分析测定方法。酶法分析膳食纤维除酶重量法外，比较常用的还有以法和为主的酶一化学法，该法是用淀粉酶除去淀粉，再用酸把膳食纤维水解成单糖，然后用比色法、或测定单糖组成和含量，该法能快速、准确地测定总膳食纤维、可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，并能确定组成膳食纤维的单糖成分，为分析不同膳食纤维生理功能提供了有效的手段。但是，该法是建立在把膳食纤维定义为非淀

8、粉多糖的基础上，因而不能测定木质素、多酚化合物、纤维醇等膳食纤维，所以该法只在英国等少数欧盟国家使用，并逐渐被酶一重量法代替。（三）其它补充分析方法随着对膳食纤维研究的升级，以及越来越多的膳食纤维品种的出现，用目前任何一种膳食纤维测定方法不能完全测定食品中的所有膳食纤维含量，例如应用最为广泛的酶一重量法测定总膳食纤维时，发现一些小分子的寡聚糖，如：菊粉、葡聚糖、抗性糊精、抗性寡糖等（聚合度在）可部分或全部不溶于的乙醇溶液，小肠分泌的消化酶也不能降解，所以为了更准确和全面地测量食品中膳食纤维的含量，对于一些特定膳食纤维，人们又利用标准方法测定的同时结合补充方法加以测定。如测定菊粉和果聚糖的法，测

9、定含抗性糊精（）和的食品时，先采用酶一重量法测定其它膳食纤维，溶于乙醇溶液的膳食纤维用高压气相色谱测定，两者之和为总膳食纤维；也有学者报道了测定抗性淀粉和糊精的方法。可见，在测定含有溶解或部分溶解于乙醇溶液的膳食纤维时，除了酶重量法外，还必须根据不同种类的膳食纤维辅以其它测定方法，因而给食品中的膳食纤维检测工作带来了很大的不便，尤其是不太清楚种类的食品。根据中国营养学会年报道的资料，现将目前主要应用的膳食纤维测定方法列表如下（表）。表膳食纤维测定方法及其所检测组分方法检测的组分评论粗纤难木质素、不同量的纤维素和与其他方法没有可比性半纤维素中性洗涤纤维素、半纤维素和木质素可溶性纤维丢失剂纤维酸性

10、洗涤纤维素和木质素可溶性纤维丢失剂纤维总膳食非淀粉多糖，木质素、抗性认可方法，可进纤维淀粉以及反应产物行改良分别测定可溶性和不可溶性纤维非淀粉多糖可进行改良分别测定纤方法维素和非纤维素多糖三、我国膳食纤维分析的现状及其发展的思考膳食纤维组分复杂，至今尚无公认的标准检测方法，现有的各种检测方法，有各自的利弊，其检测的结果也大不相同，甚至其结果不可相互比较，这就造成了食物成分表中至今尚无准确的、可比较的膳食纤维成分的数据，为此也就难以确定人们摄入膳食纤维的量。我 国纤维类物质的分析一直沿用国外建立的传统方法，部分学者目前仍采用粗纤维的旧方法。我国膳食纤维测定的国家标准方法仍为中性洗涤剂法（）。如国

11、家标准分析方法（谷物不溶性膳食纤维测定法），食物中不溶性膳食纤维的测定方法（）。这些方法均是借用美国和审批的方法。我国国家食物成分表所列食物纤维均为中性洗涤纤维。我国也有学者引进介绍了国外最新的纤维测试方法酶重量法和法。也有学者在外国学者推荐的冷中性洗涤剂法（）的基础上省去样品的湿球磨与超声波处理建立了简化的法，但此法与传统的洗涤纤维法比较，一是分析中使用了一系列水解酶，如糖化酶、蛋白酶和胰酶制剂，使分析成本和要求条件大大是高，二是采用两次透析法，需要专门的透析袋。黄泽元等对美国谷物化学家协会（）测定谷物不溶性膳食纤维方法（中性洗涤剂法）采取先用淀粉酶水解淀粉，再用弱酸溶液洗去部分灰分而做了部

12、分改进。但这些改进均是在中性洗涤剂法的基础上进行，前者的改进使分析成本和要求条件大大提高，后者只是在局部作了一些调整，两者的共同缺点是没有考虑可溶性纤维的问题。膳食纤维的酶法分析的结果较为准确（因为它可以测定不溶性纤维）而受到国际重视，并在一些国家被广泛应用，但酶法分析要求条件严格，分析成本高，酶法的共同的问题是无法克服酶抑制剂如单宁等对测定结果的干扰，不能区分纤维类物质中的各化学组分，同时酶化学法易受仪器条件的限制，不适用于普通实验室。目前我国大多的科研教学单位仍然愿意选用溶剂分析法，特别是中性洗涤剂法，因为它简单方便，洗涤纤维法可以在一般的实验室进行，不需要复杂的仪器设备，相对于酶法，操作

13、简便，费用较低，结果稳定，重复性高。谷物中可溶性膳食纤维较少，不溶性膳食纤维接近于谷物中膳食纤维的真实含量。洗涤纤维法用于人类膳食纤维的测定时，存在两大问题：过滤困难和不能分析可溶性纤维。过滤困难主要起因于不正确的设备、操作技术、高粘度物质，如单宁和淀粉类等的干扰、样品粉碎过细、过滤坩埚选择不当等，影响测定结果的重复性和准确性。据初步试验，在洗涤纤维测定中，可以调整传统方法的关键环节，如洗涤剂浓度，酶解方式和削煮过滤设施等，过滤困难得到改善，方法的简便性和结果的稳定性得到进一步提高。洗涤纤维分析法不能测定果胶类等可溶性纤维，可以通过建立专门的洗涤剂程序来分析此类物质。综上所述，洗涤纤维法相对于酶法分析简便经济，结果的稳定性和重复性高，可以分析食物中主要纤维成分（不溶性纤维），被我国科学工作者所熟悉和采用。在我国目前广泛开展食物纤维分析及其膳食纤维功效研究和功能产品开发的情况下，可继续采用传统的膳食不溶性纤维洗涤剂分析法，对其主要步骤和关键环节进行修正，使洗涤纤维分析法更为经济、简便和稳定，同时考虑到膳食纤维可在水和一些溶剂中分离为可溶