膳食纖維生理功能研究進展

劉秋艷，連欣悅，容格清，何凱鑫，程巧玉，李志坤，譚容佩

江蘇大學 食品與生物工程學院 (鎮江 212013)

隨著經濟的快速發展，人們飲食結構發生轉變，由營養過剩或不平衡導致的肥胖、心血管疾病、癌癥和2型糖尿病等“文明病”的發生率逐年增加[1]。據統計，我國有超過死亡人口總數70%的人死于飲食不合理導致的慢性疾病[2]，這些慢性疾病的發病原因可能是高糖、高蛋白、高脂肪的食物攝入量過多，而膳食纖維攝入量過少。世界衛生組織建議每人每天攝入25～35 g膳食纖維，而近20年對我國多地居民膳食纖維攝入情況調查顯示，部分地區90%以上的人口膳食纖維的攝入量不足，目前每日人均膳食纖維(不可溶)的攝入量為11 g，且呈下降趨勢[3-4]。因此，膳食纖維的研究與相關食品的開發具有重大意義，引起了科學界的眾多關注，促使他們不斷尋找新的膳食纖維來源，以發現更多的健康益處。

1 膳食纖維的定義

隨著時間的發展及對膳食纖維認識的加深，科學界不斷地對“膳食纖維”這一名詞的定義進行完善。1953年，Hipsley[5]首次提出了膳食纖維這一概念，他認為膳食纖維是植物細胞壁中不能消化的成分，包括纖維素、半纖維素和木質素。1972年～1976年，Trowell[6]將膳食纖維的定義拓寬到所有不能被人體內源消化酶消化的多糖。2001年，AACC將膳食纖維定義為：抗人體小腸消化吸收，但能在大腸內部分或完全發酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相類似物質的總和，包括多糖、寡糖、木質素及相關的植物物質[7]。2009年，食品法典委員會將膳食纖維定義為：不能被人體小腸內生酶水解的具有10個或以上單體鏈節的碳水化合物。目前，膳食纖維通常是指不能被人類內源消化酶消化和吸收的碳水化合物，包括可食用的非淀粉多糖、低聚糖、纖維素、木質素、果膠和其他相關物質，被譽為“第七營養素”。

2 膳食纖維的生理功能

膳食纖維越來越受到科學界的重視。膳食纖維從化學成分上看似乎沒有很強的生理功能，但大量的科學研究和流行病學調查發現，膳食纖維對人體健康起著不可或缺的作用[8]。隨著生活水平的提高，人們越來越重視飲食的搭配，當食用的膳食纖維含量增加之后，一些慢性疾病的發病率明顯下降，如高血壓、高血脂、肥胖、糖尿病等。研究表明，微擬球藻、燕麥麩、竹筍、亞麻籽等都具有降血糖、降血脂、減肥、促進糞便排出等作用[9-12]。總之，膳食纖維具有很多生理功能。

2.1 控制體重

膳食纖維具有很強的吸水膨脹能力，隨食物進入消化道后能夠迅速吸水膨脹形成高粘度的凝膠狀態，體積增大，容易產生飽腹感，使人減少進食量。同時，凝膠狀的膳食纖維能將食物包裹起來，降低胃蛋白酶、淀粉酶以及脂肪酶對食物中蛋白、淀粉和脂肪的消化，降低人體對營養物質的吸收，起到了一定的控制體重的作用。董吉林等[13]的研究發現燕麥SDF和IDF均可以控制食源性肥胖小鼠體重的增加，但SDF能更好的促進小鼠高激素敏感性脂肪酶的活性，抑制胰島素分泌，促進促甲狀腺激素分泌，加快脂肪的分解，減少脂肪堆積，從而對肥胖癥患者控制體重起到一定的作用。

2.2 防治便秘

長期便秘會對人體產生很大的危害，大量有毒物質在大腸中聚集，嚴重時會導致痔瘡、腸梗阻等一系列腸道疾病，嚴重影響生活質量。膳食纖維的持水性使食物殘渣在大腸中還保持一定的含水量，使糞便柔軟濕潤，易于排出。同時，膳食纖維還可以刺激腸壁，加速腸蠕動，使內容物迅速通過腸道[14]。因此，膳食纖維具有一定的防治便秘的作用，老年人、孕婦等易便秘的人群應注重日常飲食中膳食纖維的攝入量。

2.3 防治結腸癌

我國2018年癌癥年度報告顯示，結腸癌是第三常見的惡性腫瘤，結腸癌發病的主要原因與高脂和低纖維素飲食有關[15]。腸道中的益生菌能降解膳食纖維中的低聚糖產生短鏈脂肪酸，益生菌分解膳食纖維還可以產生丁酸，能有效抑制腫瘤細胞的生長、增殖，控制致癌基因的表達[16]。陳鐵暉等[17]運用小鼠模型探究甘薯膳食纖維預防由二甲基肼誘發的結腸癌的作用，高劑量預防組腫瘤發生率為33.33%，低于腫瘤模型組為84.62%，試驗結果表明甘薯膳食纖維具有一定預防結直腸癌發生的作用。因此，膳食纖維能在一定程度上起到防治結腸癌的作用。

2.4 降血糖

隨著生活水平的提高，“三高”(高血糖、高血脂、高血壓)的發病率逐年攀升，尤其是在中老年人群中[18]。據報道，從各種植物或海洋資源中提取的生物活性化合物對延緩和預防2型糖尿病的發生具有重要作用[19]。膳食纖維可以在消化道中形成粘膜，延緩食物消化吸收從而降低胃排空速率；另一方面，由于膳食纖維的吸附作用，部分葡萄糖被膳食纖維吸附，降低了消化道中葡萄糖的濃度，延緩了葡萄糖的擴散速率，而且膳食纖維還能改善末梢神經組織對胰島素的需求量，以減少胰島素的分泌，從而達到調節糖尿病患者血糖水平的作用[20]。此外，Yan等[21]的研究表明，麥麩膳食纖維能有效降低餐后血糖水平。

2.5 降血脂

血脂過高會引發冠心病、腦梗、粥樣動脈硬化等一系列心血管疾病，對人體健康非常不利[22]。研究發現，在脂質的代謝過程中，膳食纖維可以抑制膽固醇、膽酸鈉、甘油三酯、低密度脂蛋白的吸收，降低血脂含量，還可以吸附部分油脂及脂肪代謝產物，將其排出體外，減少人體的吸收量，從而起到防治高血脂、膽結石等疾病的作用[23]。

Zhang等[24]對由蘋果皮、麥麩、大豆殼制備的SDF的膽固醇吸附能力進行分析，發現3種SDF均有較好的吸附能力，蘋果皮SDF的吸附能力最高。龔衛華等[25]采用醋酸法提取的麻竹竹筍殼膳食纖維對膽酸鈉和牛磺膽酸鈉的吸附效果分別達到消膽胺(一種降膽汁酸藥物)的82.46%和60.94%。膳食纖維還可以通過降低體內脂肪酶的活性達到降血脂的作用[26]。Chou等[27]的研究發現胡蘿卜IDF具有很強的胰脂肪酶抑制能力，有兩個可能的原因：一是IDF能夠吸附油脂，減少油脂與脂肪酶的接觸；二是IDF的某些基團可能與脂肪酶的結合位點結合，從而影響胰脂肪酶的結構和活性，達到抑制脂肪酶活性的目的。因此，可以通過葡萄糖吸附能力、葡萄糖擴散延遲能力、α-淀粉酶活性抑制能力、膽固醇吸附能力、膽酸鈉吸附能力和胰脂肪酶活性抑制能力分析膳食纖維的體外降血糖、血脂能力，為膳食纖維的應用奠定數據基礎。

2.6 其他功能及副作用

除以上生理功能外，膳食纖維還可以與鉛、銅等重金屬離子進行交換，吸附體內的重金屬等有害物質，隨糞便排出；膳食纖維還具有較強的自由基清除能力[28-29]。此外，大量研究表明，膳食纖維還與預防冠心病、乳腺癌、前列腺癌和提高人體免疫力有關[30-31]。

3 適量攝入膳食纖維有益健康

但膳食纖維的攝入也有一定的限制，并不是越多越好，攝入過量的膳食纖維會影響人體微量元素的吸收，還會引起脹氣、腹痛等癥狀。石彥國等[32]利用Wistar大鼠來觀察大豆膳食纖維對大鼠體重、血液中維生素A和鈣離子的影響，結果表明攝入大豆膳食纖維后大鼠體重增長受到抑制，血液中的維生素A和鈣離子含量有所降低。因此，膳食纖維的攝入一定要適量，世界衛生組織和各國營養學組織建議每人每天攝入25～35 g膳食纖維為宜。

4 結束語

膳食纖維對人體健康有著明顯的有益作用，是人體不可或缺的營養元素。適量的攝入膳食纖維對健康有促進作用。