范文正文(含摘要)

范文正文范文正文 含摘要含摘要 摘要膳食纤维被现代医学和营养学确认为与传统的六大营养索并列 的 第七营养素 但是要使膳食纤维在人体内更有效地发挥作用 原料的选择和提取方法是关键问题之一 而海藻资源丰富 且藻 体中含有丰富的膳食纤维 针对这一问题 本文详述了海藻膳食纤维的特性 资源现状 提取 方法 功能活性 安全毒理和应用等研究现状 对海藻膳食纤维今 后的发展提出一些建议 海藻膳食纤维将是2I世纪人类摄取的主要功能性食品 对促进人民身体健康 提高水产功能性食品在国内外市场上的竞争 力 将发挥出越来越重要的作用 关键词海藻膳食纤维功能特性展望海藻 Algae或Seaweeds 是生长于 海洋中的低等隐花植物 是海洋中有机物的原始生产者和无机物的 天然富集者 研究表明 海藻不管是红藻 揭藻或绿藻 都含有丰富的蛋白质 维生素 氨基酸 矿物质等 还含有丰富的膳食纤维 但长期以来 海藻除了可直接食用的海藻被民间直接食用外 大部 分红藻和褐藻被用于提胶 如褐藻胶 卡拉胶 琼脂 一部分用于 提取碘 甘露醇 海洋药物及作为饲料 以海带为例 海带是我国海水养殖的重要品种 是褐藻工业的主要 原料之一 目前已形成了以褐藻胶 甘露醇 碘为主要产品的褐藻工业产品体 系 海带藻体中通常含有褐藻胶15 20 甘露醇l0 0 灰分25 35 粗蛋白5 7 粗纤维10 碘0 2 0 5 水分20 按干物质计 海带的工业利用率仅达30 2E右 还有50 以上的海 带成分尚作为废弃物 其中粗纤维就占50 未得到利用 不但浪费了大量的自然资源 而且还带来一系列环境污染问题 尽管2000多年以前 人们就知道纤维类食物的重要性 但膳食纤维 一直被认为是没有营养价值的粗纤维 直到上世纪七十年代Trowell 等提出膳食纤维概念以及它对现代 富贵病 影响以来 全世界范 围掀起了研究膳食纤维的热潮 膳食纤维就像维生素一样成为人们 谈论的重要话题 膳食纤维被现代医学和营养学确认为与传统的六大营养素并列的 第七营养素 但是要使膳食纤维在人体内更有效地发挥作用 原料的选择和提取 方法是关键问题之一 蔼膳食纤维广泛存在于谷类 豆类 水果 蔬菜和海洋藻类中 由不同原料提取的膳食纤维 其组分有较大的差别 生理功能也大 不相同 充分利用海藻资源 从海藻中提取膳食纤维的前景十分广阔 1膳食纤维的特性1 1定义膳食纤维 Dietary Fiber DF 是指能抗人 体小肠消化吸收 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物质 膳食纤维具有润肠通便 调节控制血糖浓度 降血脂等一种或多种 生理功能 以上定义明确规定了膳食纤维的主要成分 膳食纤维是一种可以食 用的植物性成分 而非动物成分 主要包括纤维素 半纤维素 果胶及亲水胶体物质 如树胶 海藻 多糖等组分 另外还包括植物细胞壁中所含有的木质索 不被人体 消化酶所分解的物质 如抗性淀粉 抗性糊精 抗性低聚糖 政性 纤维素 黏质 寡糖以及少量相关成分 如蜡纸 角质 软木脂等 这个定义是1999年11月2日在第84届AACC年会上确定的 它改变了以 往以生理功能和分析方法为主来定义所来的局限性 1 2组成膳食纤维可按溶解性 进行分类 一般按溶解性进行分类 可分为水溶性膳食纤维 SDF 和不溶性膳食纤维 IDF 两大类 水溶性膳食纤维主要指不被人体消化酶所消化 但可溶于温水或热 水中 包括陆生植物的的果胶 魔芋 甘露聚糖 种子胶等 海藻 的卡拉胶 琼脂 海藻酸钠 微生物的黄原胶 真菌多糖等 水不溶性膳食纤维是指不被人体消化酶所消化 也不溶于温水或热 水中 主要有植物的纤维素 半纤维素 木质索 海藻酸钙 原果 胶和动物的甲壳质 壳聚糖 胶原等 膳食纤维的不同 其化学本质羞异很大 但基本组成成分较相似 相互间的区别主要 是相对分子量 分子糖苷链 聚合度 支链结构方面 1 3理化性质1 3 1具有很高的持水性膳食纤维的化学结构中含有许 多亲水基团 具有良好的持水性 这一物化特性 使其具有吸水功能与预防肠道疾病作用 而且水溶 性膳食纤维持水性高于非水溶性 当富含膳食纤维的食物进入消化道内 在胃中吸水膨胀 并形成高 粘度的溶胶或凝胶 这样将产生饱腹感 减少了进食量和热量的吸 收 不仅对肥胖病人是很好的食品 而且增加了胃肠道的蠕动 从 而抑制了营养物质在肠道的扩散速度 缩短了食物在肠道内的停滞 时间 使食物不能充分被消化酶分解便继续向肠道下部移动 结果 增加了排便速度和体积乃至排便次数 由此降低了肠内压 产生通 便作用 减少了有害成分在肠道内的滞留时间 1 3 2对有机化合物的鳌合作用这一物化特性 使其具有吸附有机物 功能与预防心血管疾病作用 大量研究表明 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作 用 这是因为膳食纤维具有吸附胆汁酸 胆同醇 变异原等有机分子的 功能 从而阻碍了中性脂肪和胆固醇的再吸收 也限制了胆酸的肝肠循环 进而加速了脂质物质的排泄 可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 1 3 3对阳离子有结合和交换的能力膳食纤维结构中包含一些糖醛酸 的经基和经基侧链基团 可与阳离子进行可逆交换 这一物化特性 使其具有离子交换功能和降血压作用 大量实验证实膳食纤维可与Ca Zn Cu Pb等刚离子进行交换 但此类交换为可逆性的 并优先交换Pb等有害离子 所以吸附在膳 食纤维上的有害离子可随粪便排出 从而产生解毒作用 据医学界研究 血液中的Na K 比的大小直接影响血压的高低 而当食用膳食纤维食品后 进行离子交换时 改变了阳离子瞬间浓 度 起到稀释作用 故可对消化道pH值 渗透压以及氧化还原电位产生 影响 营造了一个理想的缓冲环境 更为重要的是一些膳食纤维能与胃肠道中的Na K 离子进行交换 可使尿中的K 和粪便中的Na 大量排出 而降低血液中的Na K 比 直接产生降压作用 1 3 4具有可调解代谢功能与降低血糖作用近来发现 膳食纤维能抑 制糖尿病患者的餐后血糖浓度的急剧上升和日平均血糖浓度的升高 但对空腹病人效果不明显 此外 膳食纤维还能改善外周组织对胰岛素的敏感性 进一步增强 降血糖作用 1 3 5易发酵性膳食纤维虽不能被小肠中内源酶分解 但大肠中寄生 的各种微生物可对其进行程度不同的分解发酵作用 从而改变肠道 系统中的微生物群系 2膳食纤维的资源和开发膳食纤维的资源非常丰富 主要存在于海藻 农产品和食品加工过程中的下脚科和废弃物中 如小麦麸皮 豆 渣 果渣皮 甘蔗渣 葬麦皮 茶渣及食用菌下脚料等 西方发达国家早在70年代就着手对膳食纤维的研究与开发 美 英 德 法已形成一定产业规模 并在食品市场占有一席之地 美国成立了膳食纤维协会 USDA 在年销售60亿美元方便谷物食品中 约20 是富舍膳食纤维功能食 品 美国的科学家们用现代高技术手段 以全美最上乘的棕金车前谷为 原料研制成功了 金谷纤维王 其含有高达80 的纤维 是人们已知含高纤维的燕麦的5至8倍 这一高纤维食品在美国问世后很快风麻欧美等发达地区 据悉 在欧美 食用纤维素的年销售已达100亿美元 美国著名的安利公司也推出了膳食纤维保健食品 纽崔莱蔬菜纤维 素嚼片 日本80年代后期利用可溶性膳食纤维制成的饮料包括碳酸饮料 乳 酸饮料及果汁等 据该国34个生产膳食纤维厂家统计 开发利用的菠源有米糠 麦麸 甜菜渣 玉米 大豆 麻 果皮 种子多糖 魔芋 甲壳紊等十 余种 国内外对陆生植物膳食纤维 如玉米麸皮纤维 小麦麸皮纤维 大豆 纤维 甜菜纤维 魔芋纤维 和微生物多糖及其它天然纤维和合成 半合成纤维 计30多个品种的研究实多 对它们的结构 理化特性 和生理功能及应用都进行了详细的研究 其中实际应用于生产已有l 0余种 国外对海藻膳食纤维的研究开始于上世纪90年代 主要是研究紫菜 裙带菜 hiziki 石莼 浒苔中膳食纤维的结构 理化性质及其 生理功能 我国对海藻膳食纤维的制取技术 应用研究和生产尚处于起步阶段 我国海岸线长 滩涂面积广阔 藻类资源丰富 品种繁多 马尾藻 Sargassum 江蓠 Gracilaria 和麒麟菜 Euchenma 主要产于福建 广东 广磋和海南等省及东南理等国家沿海 海带 Laminaria japanica 在我国沿海均有分布 但主要产于我国的山东和辽宁等省 沿海 它们都是属于海藻类海洋植物 含有丰富的藻胶 纤维素 半纤维 索 维生索和矿物质等 是生产膳食纤维的优质原料 目前 马尾藻的资源相当丰富 大部分在近海岸天然生长 易获得 江蒿 麒麟菜主要靠养殖获得 养殖方式主要为半天然和全人工养殖 马尾藻 江蔼和麒膦菜藻类民间都不能直接食用 为非直接食用海 藻 主要用于生产食品添加刺的原料 但是目前食品添加剂供过于 求 产品滞销 价格下僻 生产企业的效益差 海带资源相当丰富 我国海带年产量已经约占世界年产量的一半 除了用于直接食用外 海带主要被用作生产海藻酸钠的原料 产生 的废渣中含有大簧膳食纤维 将海带及提取褐藻胶后的海带渣提取 高附加值产品 提高海藻酸钠生产企业的经济效益 因此有必要改变这些藻类的加工方法 提高藻类的利用价值 因此 我所自1998年以来 南开展海藻高活性膳食纤维的研究开发工作 也拓宽了膳食纤维的资源领域 3海藻膳食纤维的制取3 1膳食纤维的提取方法膳食纤维依据原料及 产品特征要求的不同 其加工方法有很大的不同 必须的几道加工 工序包括原料粉碎 浸泡冲洗 漂白脱色 脱水干燥和成品粉碎 过筛等 目前 膳食纤维的制备可分为五类 1 粗分离法 如悬浮法和气流分级法 这适合于原料的预处理 2 化学分离法 采用化学试剂来分离膳食纤维 主要有酸法 碱法 和絮凝剂等 这种方法采用较普遍 经酸碱处理后 滤清液用酸调p H 漂白 并经过离心处理 再将清液用碱网调pH至中性 并用酒精 沉淀 所得沉淀物即为水溶性膳食纤维 滤渣为水不溶性膳食纤维 3 膜分离法 通过改变膜的分子截留量来制各不同的分子量的膳食 纤维 避免了化学分离法的有机残留 4 化学试剂和酶结合提取法 在使用化学试剂处理的同时 用各种 酶如a 淀粉酶 蛋向酶 糖化酶和纤维素酶等去降解膳食纤维中含有的其 它杂质 再用有机溶剂处理 用清水漂洗过滤 甩干后便获得纯度 较商的膳食纤维 5 发酵法 如用保加利亚乳杆菌和嗜热链站菌对原料进行发酵 然 后水洗至中性 干燥即可得到膳食纤维 目前该法在果皮原料制取 膳食纤维时使用 我国在用陆生植物原料制取膳食纤维时 主要是化学分离法和化学 试剂与酶试剂结合法这两种方法 化学法的特点是成本较低 但酸碱处理过程 使大量的水溶性膳食 纤维流失 产品的持水力和膨胀力较低 采用化学试削与酶试剂相 结合的方法贝吐成本较高 但酶能温和地去除淀粉 蛋白 脂肪等 杂质 不影响水溶性膳食纤维 产品的持水力和膨胀力高 得率也 高 3 2海藻膳食纤维的功能活化膳食纤维中的不溶性成分主要作用于肠 道产生机械蛹动效果 两可溶性成分更多的发挥代谢功能 如影响 糖类和脂类代谢等 因此膳食纤维中可溶性成分的组成比例是影响膳食纤维生理功能的 一个重要因素 美国的R E A Leitz 等建议 乎衡的膳食纤维 组成要求可溶性纤维占膳食纤维总量的10 以上 而天然纤维中可溶性纤维的含量远低于这个数值 加工中反复浸泡冲洗和频繁热处理会明显减少终产品的持水力和膨 胀力 这样会恶化其工艺特性 同时影响生理功能的发挥 所以为了获得高质量的膳食纤维 需要采用现代高技术手段对其进 行改性 更多地发挥水溶洼膳食纤维的代谢作用 使其具有较高的 生物活性 这是目前膳食纤维作为功能性食品研究热点之一 国内外对膳食纤维的改性研究一般是采用化学处理或机械降解处理 如钱建亚等 1995 1奠干燥后的豆渣为原料 用双螺杆挤压机挤压后水浴性纤维 含量有不同程度的提高 郑建仙等 1996 以蔗渣为原料 用ClextralBC45双螺杆挤压机挤压后 可溶 性膳食纤维含量有明显提高了膳食纤维总量稍有减少 M E Camire等 1997 对两种土豆皮膳食纤维在不同的温度 水分条件下进行了挤 压研究 一种是碾削去皮的 另一种是蒸汽去皮的 两种土豆皮经 挤压后 可溶性纤维都右不同程度的提高 美国Microfluidics公司生产的Mierofluidizer 是一种微射流均质 机或称超高压纳米均质机 微射流均质机处理作为一门液相法超微 粉碎技术被应用于高活性膳食纤维制各 膳食纤维的粒度越小则其比表面积越大 其持水力和膨胀性也相应 增大 其生理功能的发挥越显著 此外 超微化还可以改善膳食纤维的口感 从而拓宽其在食品工业 中的应用范围 李来好等采用挤压加工技术对江蓠和麒麟菜膳食纤维进行功能活化 采用氯化钠对马尾藻和海带膳食纤维进行功能活化 使不溶性膳 食纤维向水溶性膳食纤维转化 提高了膳食纤维的功能活性 4海藻膳食纤维制品的分析及毒性评价表l几种膳食纤维的常规成分 和功能性 5海藻膳食纤维的功能关于膳食纤维的生理功能 美国 Graham早在1839年和英国的Allinson在1889年就已提出Allinson认 为假如食物中完全不含膳食纤维或麸皮不但易引起便秘 而且还会 引起痔疮 静脉血管曲张和迷走神经痛等疾病 1923年Kellog博士论述了小麦麸皮的医疗功能 可是这些早期的研 究工作当时均未得到人们的重视 直到本世纪60年代 在大量的研究事实与流行病调查结果基础上 F DA收集了155个国内外权威性研究机构的试验报告 其一致意见是赞同含低饱和脂肪 19 和胆闷醇 20rag 富含水果 蔬菜和谷物等高食物纤维 特别是可溶性纤维 的膳食 食物纤维比 239高20 以上 含可溶性食物纤维比0 69高20 能减少患冠心病 的风险 并准许宣传可溶性纤维素与降低心脏病危险的关系 膳食纤维的重要生理功能得到公认现在它已被列入继蛋白质 碳水 化合物 脂肪 维生素 矿物元素和水之后的第七营养素 膳食纤维的生理功能是由它的理化特性所决定的 几十年来对陆生 植物膳食纤维的生理功能研究表明 膳食纤维的主要生理功能有以 下几方面 1 预防便秘和结肠癌 食物中膳食纤维含量若较高 进人大肠内的纤维能被肠内细菌部分 选抨性地分解和发酵 改变肠内茵群的构成和代谢 诱导大量好气 茵的繁殖 促进了肠道粘膜对粪便的排泄 从而可预防便秘 结肠癌 肠憩室 痔疮和下肢静脉曲张 2 降低血脂 预防由冠状动脉硬化引起的心脏病 这种作用是由于纤维促进了体内血脂和脂蛋白代谢的正常进行 膳食纤维能够阻止机体对脂肪的吸收 缩短脂肪通过肠道的时间并 吸附胆汁酸 降低胆固醇和甘油三酯分解产物的溶解性 3 膳食纤维与糖尿病的关系 食物中膳食纤维可以改善末梢神经组织对胰岛累的感受性 降低对 胰岛累的要求 从而达到调节糖尿病患者的血糖水平 以取得治疗 糖尿病 1型 的效果 4 膳食纤维可减少胆汁酸的再吸收量 改变食物消化吸收速度和消 化道分泌物的分泌量 预防胆结石形成的作用 5 膳食纤维能增加胃部饱满感 减少食物摄人量 预防肥胖症 6 膳食纤维的缺乏与阑尾炎 间歇性疝 肾结石 膀胱结石 十二 指肠溃疡和溃疡性肠炎等疾病的发病率及发病程度有很大关系 6海藻膳食纤维在功能食品中的应用6 1人体对腊食纤维的需要通常 认为除肠炎 肠蠕动加快 腹痛时需要加以限制外 儿乎没有应用 脂食纤维的禁忌队 世界各国就膳食纤维对人类健康所跟尔的作用 列出了相应的指导摄入标准量 有关专家认为膳食纤维的适宜摄入 量可根据不向慢性疾病危险人群来评定适宜摄入量 也可采用一个 生理指标来确定适宜摄入量 美国FDA推荐的总膳食纤维的摄入量为每日20 359 成人 加拿大推荐每人膳食纤维的摄入量为22 249 天 中国营养学会 2000年提出 成年人膳食纤维适宜摄入30 22 天 6 2海藻膳食纤维在功能食品中的应用海藻膳食纤维是由纤维素 海 藻胶类物质 半纤维素和糖蛋白等物质组成 由于其低糖度 低脂 肪 高可溶性膳食纤维 是开发健康食品的理想素材 可广泛应用于各种食品 保健品和医药制品中 主要目的是补充人 体所需的膳食纤维量 增加产品的保健功能 改进产品风味 提高 产品品质和附加值等 主要应用领域有 1 保健品具体针对便秘人群 减肥人群 高血脂人群 心血管疾病 人群的需要 2 饮料由于海藻膳食纤维中水溶性膳食纤维含量高 添加到饮料中 不仅使饮料微粒分布均匀 不易产生分层和沉淀现象 也可增强 饱腹感 减少人体对热量物质的摄入 3 烘焙食品 面制品 肉制品加工中添加适量海藻膳食纤维 可以 改善食品的风味质构和营养 7海藻膳食纤维的展望我国海藻资源丰富 海带养殖量在世界上居于 首位 紫菜已经大面积养殖 近年江蓠 石花菜 麒麟菜和螺旋藻 等已试养成功 同时还有丰富的非直接食用天然海藻资源 如马尾 藻 这为海藻加工业提供了得天独厚的原料基础 随着人们对海藻食用价值和保健功能的认识 海藻作为生产食品 保健食品和药物的原料 尤其是作为保健食品的原料 越来越发挥 出重要的作用 从海藻中提取高活性膳食纤维 而海藻类膳食纤维比陆生植物膳食 纤维具有较高的生理特性 目前 人体增加高活性膳食纤维的摄入曩已成为西方国家为提高自 身健康而采取的 项重要措施 在我国 由于膳食不平衡或营养过剩造成的文明病已经出现 这种 情况在经济比较发达的沿海城市尤显得严重 因此 利用海藻生产的高活性膳食纤维 将是21世纪人类摄取的主 要功能性食品 对促进人民身体健康 提高水产功能性食品在国内 外市场上的竞争力有极重要的现实意义 目前国内外对于海藻膳食纤维的研究 可以说是刚刚起步 我认为 我国今后对于海藻膳食纤维的研究开发应注重以下几个方面 1 扩大海藻膳食纤维资源的开发 一方面是对现有大型海藻如海带 麒麟菜 江蓠 马尾藻 等的进一步利用 另 方面是对未开发 的海藻如紫菜 鹧鹃菜 石花菜 羊栖菜 浒苔 石莼 小球藻 螺旋藻等进行开发 2 海藻膳食纤维的提取和功能活化方法的研究 由于制取方法不同 对膳食纤维产品的理化特性有明显的影响 在现有研究基础上 应用高新技术 采用条件较为温和的工艺方法 通过合适的功能活化 生产出高活性的海藻膳食纤维 3 加强对不同