目前有哪些复合膳食纤维,其发展前景如何?

膳食纤维主要通过生理功能和分析方法来定义,其成分非常复杂。此外,随着现代科技和食品工业的快速发展,出现了许多与膳食纤维性质相似的食品成分,如抗性淀粉、低聚糖、菊芋多糖等,使得以往膳食纤维定义的局限性越来越明显。随着人们对膳食纤维重要生理功能的认识,出现了大量的膳食纤维食品,有必要给它一个准确的定义和统一的情况。

1998期间,AACC成立了膳食纤维定义专门委员会。1999期间,学术界就膳食纤维定义的统一问题召开了一系列会议和专题讨论。3月7日1999关于膳食纤维定义的环球网上线。在不到10天的时间里,来自美国、加拿大、阿根廷、澳大利亚、巴西、德国、新西兰、芬兰、秘鲁等国家的100多名科学家在线讨论膳食纤维的定义。这些成员分别代表了学术界、公益界、法律和政策界。1999年6月2~3日,AACC和国际生命科学学会(ILSI)共同成立了膳食纤维定义工作委员会,讨论膳食纤维的确切定义并达成一致。7月26日,1999,IFT就此问题在芝加哥举办了一场专题论坛。同年11.2在第84届AACC年会上专门召开会议讨论膳食纤维的定义,最终定义如下:

膳食纤维是指可食用的植物成分、碳水化合物以及在人体小肠中能抵抗消化吸收、在人体大肠中能部分或完全发酵的类似物质的总和,包括多糖、低聚糖、木质素及相关植物物质。膳食纤维具有通便、调控血糖浓度、降血脂等一种或多种生理功能。以上定义明确了膳食纤维的主要成分。膳食纤维是一种可食用的植物成分,不是动物成分,主要包括纤维素、半纤维素、果胶和水胶体物质,如树胶和海藻多糖等。此外,还包括植物细胞壁中含有的木质素;不被人体消化酶分解的物质,如抗性淀粉、抗性糊精、抗性低聚糖、改性纤维素、粘液、低聚糖及少量相关成分,如蜡纸、角蛋白、软木树脂等。

膳食纤维的功能

膳食纤维最早由H.C.Trowell在1972中提出并在1976中定义为“指不被人体消化吸收的多糖、碳水化合物和木质素”,被称为“第七大营养素”。膳食纤维在人体小肠内不被消化吸收,但可被人体大肠内的细菌发酵。

近年来,国内外研究人员发现,膳食纤维在预防冠心病、动脉硬化、高脂血症、糖尿病和肥胖症等“文明病”方面具有潜在的有益作用。膳食纤维还可以降低龋齿的发生率,延缓食物在胃中的停留时间,缩短食物通过肠道的时间,预防大肠癌及其病变。促进肠道内益生菌的生长。

膳食纤维可分为不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维,可溶性膳食纤维包括果胶等水胶体物质和部分半纤维素;不溶性膳食纤维包括纤维素、木质素和部分半纤维素。

膳食纤维的物理性质主要是吸水性和吸附性,膳食纤维具有很强的持油能力。保水性和增容作用可加快肠蠕动的频率和时间;此外,纤维还有其他一些功能特性。如良好的感官特性和咀嚼性,良好的水分散性,增稠和稳定功能,非凡的耐烘烤性等。

膳食纤维的原料种类很多,如小麦、柑橘、燕麦等。一般来说,可溶性纤维多用于饮料等产品,如柑橘纤维;不溶性纤维多用于烘焙等产品,如小麦纤维。焙烤制品中膳食纤维的优势是:1)吸水性强。膳食纤维的高吸水性很大程度上取决于不同的纤维类型,小麦纤维和柑橘纤维吸水性强,而麦麸和燕麦麸吸水性弱;2)减少热量;3)稳定组织结构,延长烘焙食品的保质期;4)改善口感;5)颜色的标准化;6)减少碎片的产生。

膳食纤维在饼干中的应用

饼干是一种高糖高脂肪的食物。随着人民生活水平的提高。高脂高油食物摄入过高,而膳食纤维摄入却在减少,与饮食结构有关的“文明病”发病率与日俱增。因此,开发膳食纤维在饼干中的应用具有积极的意义。

利用膳食纤维的吸水性和保油性,添加这种原料可以使饼干变得柔软膨松,并能有效减少脂肪和热量。

为了在产品中体现“增强纤维”的概念,需要在配方设计中加入适当比例的纤维,以满足标签的要求。如果标注“增强纤维”,则必须满足每100g产品的要求>:3g纤维,标注为“高纤维或富含纤维”,则必须满足每100g产品的要求>:6g纤维,根据纤维含量,计算其在产品中的添加量。以下是为某企业生产的膳食纤维在饼干中的应用实例。我们选取了纤维含量为90%(以干物质计算)的膳食纤维,产品标注为“高纤维或富含纤维”,即每100g产品含6g纤维。

配方设计,如:(基于500g产品)

材料:低筋面粉180g,酥油60g,黄油70g,糖粉100g,膳食纤维33g,奶粉12.5g,鸡蛋50g,碳酸氢钠2.5g,香精1.2g。水50克。

如果产品标注为“增强纤维”,即每100g产品>:3g纤维。

然后配方设计如下:(基于500g产品)

材料:低筋面粉180克,酥油60克;;黄油70克,糖粉100克。膳食纤维16g,奶粉12.5g鸡蛋50g,碳酸氢钠2.5g,1.2g香精,水50g。

工艺流程:

面粉,膳食纤维?黄油和起酥油?预混?送(糖粉,鸡蛋,泻药)?混粉?成型?烘焙?降温?最后结果

操作要点:

原料处理:面粉使用前要过筛,糖用糖粉。

发送:制作饼干不可或缺充分分解黄油等。发送前,从冰柜中取出,在室温下软化;然后按比例倒入打蛋器。快速打10分钟,让空气充分溶解在黄油中,然后依次加入鸡蛋、奶粉、糖粉等原料,最后加入泡打粉。

混粉:将膳食纤维和面粉按比例预混。放入打蛋器中,与黄油等原料适当混合均匀。

膳食纤维是不能被小肠消化吸收,但能在大肠内发酵的可食用植物成分、碳水化合物及类似物质的总称。被誉为第七大营养素,是21世纪功能性食品时代的健康食品。膳食纤维的发展已引起国际关注,其应用也越来越广泛。

一、膳食纤维的分类

根据溶解度不同,膳食纤维可分为水溶性和不溶性膳食纤维,根据理化特性和生理功能可分为不溶性纤维、可溶性纤维、难消化性低聚糖和抗性淀粉。

不溶性纤维是聚合物细胞壁的成分,能与蛋白质形成聚合物,如不溶性膳食纤维和半纤维素,特别是谷物中不溶性戊聚糖和不溶性β-1,3和1,4葡聚糖,水果和蔬菜中不溶性原果胶和果胶,不溶性揉面和不溶性植酸。一些植物含有多糖、戊糖(木聚糖、阿拉伯聚糖)和葡萄糖,如半乳聚糖和甘露聚糖。这些糖类可以被微生物降解,在结肠和大肠中部分发酵,而不溶性纤维中的木质素和细胞壁蜡不能发酵。

可溶性纤维包括大部分可以用乙醇沉淀的大分子低聚糖、不能用乙醇沉淀的分子低聚糖和多分支分子(如阿拉伯聚糖)。大分子低聚糖包括戊聚糖、β-1,3和1,4葡聚糖、可溶性原果胶和果胶、难消化性低聚糖等。

抗性淀粉是一种特殊的膳食纤维,在小肠中会产生几种水解形式作为发酵底物进入大肠,在发酵过程中会产生丁酸预防肠癌,对人体健康也有重要意义。

二、膳食纤维的特点和生理功能

1.高保水性和高膨胀性及功能:膳食纤维的结构中有很多亲水基因,吸水性强,保水性高,膨胀性高。可增加粪便量和排便速度,缓解直肠和泌尿系统压力,缓解膀胱炎、膀胱结石、肾结石等泌尿系统疾病的症状,使毒素迅速排出体外,预防便秘和直肠癌。膳食纤维的高持水性和高膨胀性延缓胃排空,使人有饱腹感,减少食量,有利于防止肥胖和减肥。

2.吸附煮沸与作用:膳食纤维表面有许多活性基因,可煮沸吸附胆固醇、胆汁酸等有机分子,抑制总胆固醇浓度的升高,减少人体胆固醇和盐类的合成与吸收,降低人体血清和肝脏中的胆固醇,从而预防冠状动脉硬化和心血管疾病。其中一个机制是胆汁酸是胆固醇的代谢产物。为了补充被纤维吸收并排出体外的胆汁酸,需要有更多的胆固醇代谢,所以体内胆固醇含量明显下降,可以增加膳食纤维的摄入,增加脂肪的吸收,降低体内胆固醇。膳食纤维能吸附胆汁酸并将其排出体外,可减少胆汁酸的吸收,改变食物的消化速度和消化道激素的分泌,预防胆结石。膳食纤维还能吸附肠毒素和化学毒素,促使其排出体外。

3.调节肠道菌群功能:膳食纤维可被大肠内的有益菌发酵成醋酸、乳酸等有机酸,可降低肠道酸碱度,促进肠道内有益菌双歧杆菌的生长,防止肠道黏膜萎缩,维持肠道微生物的平衡和健康。发酵产生的有机酸能加速食物在胃肠道的蠕动和消化,促进粪便排泄,防止肠道内有毒物质刺激肠壁和毒素停留过久,预防结肠癌。由于纤维素的通便作用,有利于肠道内压的降低,可预防长期便秘引起的便秘、痔疮、下肢静脉曲张等。肠道细菌代谢产物、致癌物如脱氧胆酸、胆汁酸转化的变异源物质也随纤维排出体外,缩短毒物与肠黏膜的接触时间,起到预防肠癌的作用。

其他作用:可溶性食物纤维具有粘性,对食物粘度影响很大。由于粘度增加,肠内容物与肠粘膜的接触减少,从而延缓吸收速度,使糖尿病患者进食后血糖含量稳定,促进胰腺分泌胰岛素,有利于糖的供应和代谢。增加食物中的膳食纤维,可以提高外周组织对胰岛素的敏感性,调控糖尿病人的血糖水平。该纤维素可有效降低血清中低密度胆固醇,升高高密度胆固醇,可有效预防和治疗糖尿病合并高脂血症和心血管疾病。据法国报道,膳食纤维还可以抵抗乳腺癌、十二指肠溃疡、溃疡性结肠炎等疾病。

第三,膳食纤维的发展

1.黑麦的膳食纤维:黑麦含有高可溶性纤维,其中约2-3~3-4为戊聚糖(阿拉伯木聚糖)。黑麦还含有2%的果聚糖,高于其他谷物。可溶性黑麦纤维是纯天然分离物,还含有低分子碳水化合物单糖、二糖、水溶性VB族、水溶性矿物质和多酚、植物雌激素、单宁和蛋白质。食用后可降低血糖和胆固醇。可用于强化烘焙食品,制作面包增加含水量,软化和增加体积,作为饲料添加剂,可降低猪肉的胆固醇含量。

2.燕麦膳食纤维:燕麦含10.5%的膳食纤维,其中水溶性成分较多,约占40%(β-葡聚糖等。),具有较高的膨胀力和粘度,能阻碍淀粉和蛋白质的消化吸收,降低血糖和胆固醇,防止动脉硬化,保持血液循环通畅。用在烘焙食品中,可以改善食品的质地、口感和水分。

美国的燕麦纤维是燕麦加工而成的,品种很多。有高档燕麦纤维,能使焙烤制品增加面团的强度和体积,持水性高,不受冷冻和高温影响;还有雪莱特燕麦纤维,口感长,吸水性、烘焙性、加工稳定性好,保质期长,能防止烘焙产品在储存过程中老化;燕麦纤维中β-葡聚糖含量高,总膳食纤维含量高达35%。

3.麸皮膳食纤维:麸皮纤维是由麦麸制成的。据测定,含果胶4%,纤维素35%,纤维素18%,木质素13%,蛋白质≤8%,脂肪≤5%,矿物质≤2%,植酸≤0.5,总膳食纤维含量80%以上,持水力67%,20℃水膨胀力4.7。它可以作为品质改良剂和膳食纤维强化剂添加到面包、饼干、面条、蛋糕和谷物中。

4.麦芽谷物膳食纤维:美国易公司以三种谷物(啤酒大麦、大米、玉米)混合发酵残渣为原料,经热水洗涤去除残留淀粉,再经脱水、干燥、粉碎,得到高价值的麦芽谷物纤维。它含有42%-48%的膳食纤维,22%的蛋白质,8%的脂肪(主要是亚油酸),4%的水。还富含钙、磷、钾、镁、铁等矿物质元素。具有明显的麦芽香气和温和的谷物烘焙香气,能提高烘焙食品的独特香气,减少甜味剂的用量(产品有甜味)。添加食物不仅可以增加膳食纤维的含量。

5.大麦膳食纤维:大麦富含膳食纤维,主要存在于皮层。含有纤维素、半纤维素、小麦胶(β-葡聚糖)和戊聚糖。

大麦膳食纤维可由大麦发芽后的酒糟生产,以制备麦芽汁。美国磨坊酿造公司生产的大麦纤维粉,含纤维35% ~ 65%(主要是不溶性纤维),蛋白质18% ~ 35%。作为食品添加剂,添加到焙烤食品中,能产生良好的温度效应,赋予食品风味,强化食物纤维。

6.米糠膳食纤维:米糠是精米加工的主要副产物,富含膳食纤维,富含油脂。