膳食纤维特性及其在食品行业中的研究应用

　　膳食纤维对于人体健康有着不可磨灭的作用，将膳食纤维添加到食品研究中越来越多，为此下面文章主要讲述了膳食纤维的功能特点，及其在食品领域中的具体应用，希望为含膳食纤维食品的综合开发和利用带来相应的帮助。

　　关键词：膳食纤维,功能特性,食品应用,研究进展

　　膳食纤维(dietaryfiber，DF)是一类植物碳水化合物混合物的总称，因对人体有着重要的生理功能而被誉为“第七营养素”。近年来，富含膳食纤维类食品的开发与研究是食品领域的热门课题，这些研究对提高人们身体健康水平非常重要，也具有重大的现实意义。

　　1膳食纤维的功能特性

　　1.1预防肠道疾病、便秘

　　作为一种植物组织，膳食纤维能够改善肠道菌群数量，预防并减少胃肠疾病的发生。它具有较强的吸水溶胀作用，能够加快消化道中粪便的运输速度，使肠道内的粪便减少停留时间，降低了粪便中有害物质与肠道壁的接触时间，能够清洁肠道，还有些SDF具有很强的黏滞作用，能在一些情况下形成黏液，增加肠道的润滑性，达到预防便秘和痔疮的目的。王丽卫等[2]研究表明肉苁蓉膳食纤维可以促进小鼠的小肠运动，明显缩短了便秘小鼠的首粒黑便排出时间，软化了便秘小鼠的粪便。杨光等[3]研究发现山楂膳食纤维能够调节小鼠肠道菌群。

　　1.2影响酶活性

　　膳食纤维对α-淀粉酶活性具有一定抑制的作用，可改善食品体系中淀粉类物质的消化特性[4]。燕麦麸皮、燕麦粥等可减小淀粉酶、脂酶、糜蛋白酶活性。宋真真等[5]研究表明，豆渣膳食纤维可以提高肝脏超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)活性，降低丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量、乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase，LDH)活性。

　　1.3降低血糖、血压、血脂作用

　　膳食纤维具有抑制葡萄糖扩散的功效，可降低血液中葡萄糖的含量，有效控制血糖指数[6]，可以明显降低人体血脂(甘油三酯和胆固醇)水平，其较强的阳离子交换功能赋予了它有效降低血压的功效。而酸性多糖类能够调节血液中的Na/K比，产生降血压的作用。柳萍等[7]研究结果表明，用富含膳食纤维的药食同源粉和小麦纤维制成的馒头代替2型糖尿病(type2di-abetesmellitus，T2DM)患者的早晚餐，能降低餐后2h血糖，且可作为T2DM患者的日常代餐。此外膳食纤维还可以降低胆酸和盐类的合成与吸收，阻碍中性脂肪以及胆固醇的胆道再吸收，并加速脂肪物质的排泄。

　　1.4调节机体免疫

　　从菇类、灵芝等提取的膳食纤维中的多糖成分可以增加人体巨噬细胞的数量，从而刺激抗体的产生，提高免疫能力，申利红等[8]研究发现黄芪多糖可从多层面发挥免疫增强作用，可直接影响细胞内的物质代谢，诱导机体细胞产生相关的体液因子;不仅能增强机体的特异性免疫，而且还能增强机体的非特异性免疫。研究发现牛膝多糖具有非常明显的增强机体免疫能力的功能作用，能形成细胞束，提高血清中免疫球蛋白IgG水平，激活网状内皮系统的吞噬功能，促进淋巴细胞的增殖生理功能。燕麦膳食纤维中β-葡聚糖含量较多，而β-葡聚糖不仅是降血糖、降血脂和预防心血管疾病的有效成分，还能激活巨吞噬细胞，提高免疫力。

　　1.5其他功能

　　膳食纤维有抗氧化作用，可以通过有效清除人体内·OH等自由基，抑制脂质的过氧化达到延缓衰老的作用。可溶性膳食纤维能清除多种自由基。杨晓宽等[9]研究表明，提取出的芦笋老茎膳食纤维，其SDF羟基自由基(·OH)清除能力、DPPH·清除等能力均较理想。此外，膳食纤维还具有减肥作用。

　　可增加饱腹感，减少脂肪的摄入量，同时消耗了体内的脂肪，从而达到减肥的效果。Mateos-Aparicio[10]研究发现豆渣中含有的多糖具有减肥作用。多糖中含有一定的抗氧化活性，可以增加饱腹感，减少脂肪的摄入量，同时消耗了体内的脂肪，从而达到减肥的效果。Jimenez-Escrig等[11]研究发现喂食含有高膳食纤维豆渣的母鼠组与对照组有显著差异，前者体重增加变缓、总胆固醇含量降低、抗氧化力与产丁酸作用明显提高;Prestamo等[12]研究得出豆渣可降低甘油三酯与高密度脂蛋白，能有效减轻体重，对身体健康有益。

　　2膳食纤维在食品中的应用

　　2.1在面包中的应用

　　面包是欧美大部分国家的主食，目前在中国也越来越被消费者所接受，销售量也在逐年递增。添加一定的膳食纤维到面包中，可以增加面包的营养价值和功能性。试验后发现，膳食纤维具有较高的热稳定性，在面包搅拌、发酵、烘烤过程中其性能不易发生改变。

　　此外，在面团内部也容易与淀粉进行结合，阻止淀粉之间的键结，有效的延缓面团老化时间，面包的老化度也因此而降低。在面团中添加适量的膳食纤维较不添加膳食纤维的来说，提高了面团结合水的能力，使面团适度胀润，增加了面团的柔韧性。

　　此外，膳食纤维的吸水溶胀性还能够提高面包面团的吸水率，增加面包产品的保水性，有利于面包品质的稳定和保鲜，同时也可以降低产品成本。LaukováM等[13]研究发现马铃薯膳食纤维具有良好的水化性能(保水性、持水性和膨胀性)，添加到小麦面团中可以增加吸水率、延长面团的稳定性和面团的发育时间。

　　王晓艳等[14]研究发现大豆纤维粉SDF的持水率高于高筋粉，尤其是SDF的持水率达到742%;此外，添加大豆纤维粉SDF还会显著提高面包的胶着性与咀嚼性，降低内聚性和回复性，还可以明显改善面包蜂窝状组织和口感。黄原胶与面粉中面筋蛋白增强相互作用，从而加大了面筋蛋白储能模量上升的趋势。燕麦膳食纤维经常运用于面包制作中，加入燕麦会让面包的口感更加细腻，组织蓬松，体积胀大[15]。

　　而且一定范围内添加聚葡萄糖町可以增大面包的体积，提高产品的抗老化性和保水性。李华鑫等[16]研究表明，适量添加柠檬膳食纤维可以改善面包的口味和外观形态，还能够有效抑制面包的老化，面包的保质期得以延长。在面粉中加入大豆膳食纤维可以强化面团的网络结构，改善其蜂窝状组织，从而使面包体积增加。

　　一系列相关研究均表示，膳食纤维能够改善面包品质，丰富面包的口感，提高面包的营养价值，但膳食纤维的添加量对面包感官性状影响明显，使用中应控制添加量，达到产品最优性状。冷冻面团工艺主要是针对已进行拌粉、和面、加工成型后的面团进行冷冻的工艺。

　　近几年，随着国内消费者饮食习惯的改变，对冷冻面团及其制品的需求量逐渐增大，经研究发现，添加适量膳食纤维到冷冻面团中可提高其品质和营养价值。研究发现添加适量小麦麸皮膳食纤维在高筋粉中，可增加其冷冻面团面筋网络强度，使发酵力变大，产气量增加。张华等[17]研究发现添加竹笋膳食纤维可提高冷冻面团流变学特性，增强其持水能力，使其微观结构更加均匀。

　　2.2在蛋糕中的应用

　　目前研究发现，将大豆膳食纤维、玉米膳食纤维、芒果皮渣膳食纤维、苹果皮渣膳食纤维以及燕麦膳食纤维等添加到蛋糕中，能够增加蛋糕的营养价值和功能特性。适量添加大豆纤维能够增加蛋糕的持水性，蛋糕在贮存过程中因为失水而发生的系列品质变化也降低了，使得蛋糕的货架期延长。当大豆膳食纤维的添加量为12%时，蛋糕品质达到最优化，但在生产过程中需要适当延长面糊搅拌时间和烘烤时间。

　　刘婷婷等[18]在研究玉米高品质膳食纤维时，也发现适量膳食纤维的添加可以抑制蛋糕的老化，延长货架期。马铃薯粉中富含膳食纤维，BenJK等[19]研究发现用马铃薯粉代替小麦粉显著降低了蛋糕的硬度，降低了面团的L*和B*的颜色值。黄原胶也可以作为蛋糕品质的改良剂，李冰等[20]研究后发现，添加黄原胶能够增大蛋糕的体积，改善蛋糕的组织结构，使蛋糕富有弹性且货架期延长，孔洞均匀大小一致。

　　2.3在饼干中的应用

　　饼干是一种保存时间长，市场认可度高，易于营养强化的休闲食品，将膳食纤维作为原材料添加到饼干中一直是研究的热点。膳食纤维添加到饼干中能够增加饼干面团结合水的能力，使面团适度胀润，限制了面筋蛋白的形成，改善面团的加工性能，使面团吸水率增大，形成时间延长，稳定时间显著延长，使面团的粉质特性得以改良[21]，在饼干制作过程中吸水膨胀且保持水分，既避免饼干因面筋含量过高韧性过强影响口感，又避免水分过度流失导致口感松散。

　　膳食纤维能够在饼干面团中形成的立体交织网状结构，而这一结构是一种非面筋结构，不会引起面团的收缩与变形，并可适度限制面筋的形成，改良面团的加工性能，同时仍能保证产品具有优良的外观和口感[22]。KimY等[23]研究发现苹果膳食纤维可以替代面粉，提高面粉的糊化特性和混合稳定性，利用其制作的饼干拉伸性强，烘烤后松软且不易碎。

　　谢婧等[24]研究表明在酥性饼干中添加4%柚皮膳食纤维，能使饼干的风味更加纯正，色泽呈均匀的棕黄色，大小、硬度、黏性等适中，提高了酥性饼干的口感。王璐等[25]研究得到柠檬膳食纤维在酥性饼干最适添加量分别为2%，韧性饼干为1.5%;郭雪霞等[26]研制出一款口感酥松，具有保健功效的奶香豆渣膳食纤维饼干。

　　李素芬等[27]研究发现由于豌豆纤维粉不同于小麦面粉的膨胀力、持水力，将豌豆纤维粉添加到酥性饼干中，会直接影响饼干面团的流变特性于饼干的品质，既增加饼干的保健功能，又提高了豌豆加工副产物的利用率。饼干中的面粉对面筋数量和质量要求比较低，膳食纤维添加量过高，饼干面团中的面筋蛋白质含量降低太多，整个面筋网络的形成效果不理想，面团的韧性降低，烘烤后的饼干空隙较大，成形效果不够美观，口感上脆性增大，口味变差，影响食用。因此膳食纤维的添加量必须要控制在合理添加范围以内。

　　3膳食纤维类食品应用展望

　　目前的研究表明，膳食纤维作为一种理想的天然的功能性食品添加原料，可以代替糖类、淀粉或脂肪以适当的添加量加入食品中，不仅可以优化食品的营养价值和组织性能，还能够满足社会大众一直追求的健康膳食理念。随着社会对膳食营养的日益重视，科技人员对功能性膳食纤维食品的研究进一步深入，如何充分有效地利用各种膳食纤维改善食物的功能、质构和风味，开发出更多、更好、更有利于人体健康的功能性食物，必将成为今后的一大研究重点。

　　参考文献：

　　[1]周坚,肖安红.功能性膳食纤维食品[M].北京:化学工业出版社,2005

　　[2]王丽卫,孙健,赵兵,等.肉苁蓉膳食纤维润肠通便功能研究[J].食品安全质量检测学报,2016,7(9):3740-3744

　　[3]杨光,周茜,董立军,等.膳食纤维强化冻干山楂果对小鼠肠道健康的影响[J].现代食品科技,2016,32(12):20-25,38

　　[4]GALISTEOM,MOR魷NR,RIVERAL,etal.Plantagoovatahusks-supplementeddietamelioratesmetabolicalterationsinobeseZuckerratsthroughactivationofAMP-activatedproteinkinase.Compara-tivestudywithotherdietaryfibers[J].ClinicalNutrition,2010,29(2):261-267

　　[5]宋真真.豆渣膳食纤维的制备及其降血糖功能与面条工艺优化研究[D].咸阳:西北农林科技大学,2014

　　[6]ZHANGN,HUANGC,OUS.Invitrobindingcapacitiesofthreedi-etaryfibersandtheirmixtureforfourtoxicelements,cholesterol,andbileacid[J].JournalofHazardousMaterials,2011,186(1):236-239

　　[7]柳萍,陈伟,张家瑜,等.富含膳食纤维主食对2型糖尿病患者糖代谢效应的影响[J].中国临床医生杂志,2016,44(6):24-28

　　[8]申利红,王建森,李雅,等.植物多糖的研究及应用进展[J].中国农学通报,2011,27(2):349-352

　　[9]杨晓宽,李汉臣,张建才,等.芦笋膳食纤维品质分析及抗氧化性研究[J].中国食品学报,2013,13(10):205-212

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