時(shí)間:2018年11月03日 分類:農(nóng)業(yè)論文 次數(shù):
膳食纖維對(duì)于人體健康有著不可磨滅的作用,將膳食纖維添加到食品研究中越來(lái)越多,為此下面文章主要講述了膳食纖維的功能特點(diǎn),及其在食品領(lǐng)域中的具體應(yīng)用,希望為含膳食纖維食品的綜合開發(fā)和利用帶來(lái)相應(yīng)的幫助。
關(guān)鍵詞:膳食纖維,功能特性,食品應(yīng)用,研究進(jìn)展
膳食纖維(dietaryfiber,DF)是一類植物碳水化合物混合物的總稱,因?qū)θ梭w有著重要的生理功能而被譽(yù)為“第七營(yíng)養(yǎng)素”。近年來(lái),富含膳食纖維類食品的開發(fā)與研究是食品領(lǐng)域的熱門課題,這些研究對(duì)提高人們身體健康水平非常重要,也具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
1膳食纖維的功能特性
1.1預(yù)防腸道疾病、便秘
作為一種植物組織,膳食纖維能夠改善腸道菌群數(shù)量,預(yù)防并減少胃腸疾病的發(fā)生。它具有較強(qiáng)的吸水溶脹作用,能夠加快消化道中糞便的運(yùn)輸速度,使腸道內(nèi)的糞便減少停留時(shí)間,降低了糞便中有害物質(zhì)與腸道壁的接觸時(shí)間,能夠清潔腸道,還有些SDF具有很強(qiáng)的黏滯作用,能在一些情況下形成黏液,增加腸道的潤(rùn)滑性,達(dá)到預(yù)防便秘和痔瘡的目的。王麗衛(wèi)等[2]研究表明肉蓯蓉膳食纖維可以促進(jìn)小鼠的小腸運(yùn)動(dòng),明顯縮短了便秘小鼠的首粒黑便排出時(shí)間,軟化了便秘小鼠的糞便。楊光等[3]研究發(fā)現(xiàn)山楂膳食纖維能夠調(diào)節(jié)小鼠腸道菌群。
1.2影響酶活性
膳食纖維對(duì)α-淀粉酶活性具有一定抑制的作用,可改善食品體系中淀粉類物質(zhì)的消化特性[4]。燕麥麩皮、燕麥粥等可減小淀粉酶、脂酶、糜蛋白酶活性。宋真真等[5]研究表明,豆渣膳食纖維可以提高肝臟超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)活性,降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、乳酸脫氫酶(lactatedehydrogenase,LDH)活性。
1.3降低血糖、血壓、血脂作用
膳食纖維具有抑制葡萄糖擴(kuò)散的功效,可降低血液中葡萄糖的含量,有效控制血糖指數(shù)[6],可以明顯降低人體血脂(甘油三酯和膽固醇)水平,其較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換功能賦予了它有效降低血壓的功效。而酸性多糖類能夠調(diào)節(jié)血液中的Na/K比,產(chǎn)生降血壓的作用。柳萍等[7]研究結(jié)果表明,用富含膳食纖維的藥食同源粉和小麥纖維制成的饅頭代替2型糖尿病(type2di-abetesmellitus,T2DM)患者的早晚餐,能降低餐后2h血糖,且可作為T2DM患者的日常代餐。此外膳食纖維還可以降低膽酸和鹽類的合成與吸收,阻礙中性脂肪以及膽固醇的膽道再吸收,并加速脂肪物質(zhì)的排泄。
1.4調(diào)節(jié)機(jī)體免疫
從菇類、靈芝等提取的膳食纖維中的多糖成分可以增加人體巨噬細(xì)胞的數(shù)量,從而刺激抗體的產(chǎn)生,提高免疫能力,申利紅等[8]研究發(fā)現(xiàn)黃芪多糖可從多層面發(fā)揮免疫增強(qiáng)作用,可直接影響細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)代謝,誘導(dǎo)機(jī)體細(xì)胞產(chǎn)生相關(guān)的體液因子;不僅能增強(qiáng)機(jī)體的特異性免疫,而且還能增強(qiáng)機(jī)體的非特異性免疫。研究發(fā)現(xiàn)牛膝多糖具有非常明顯的增強(qiáng)機(jī)體免疫能力的功能作用,能形成細(xì)胞束,提高血清中免疫球蛋白IgG水平,激活網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬功能,促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖生理功能。燕麥膳食纖維中β-葡聚糖含量較多,而β-葡聚糖不僅是降血糖、降血脂和預(yù)防心血管疾病的有效成分,還能激活巨吞噬細(xì)胞,提高免疫力。
1.5其他功能
膳食纖維有抗氧化作用,可以通過有效清除人體內(nèi)·OH等自由基,抑制脂質(zhì)的過氧化達(dá)到延緩衰老的作用?扇苄陨攀忱w維能清除多種自由基。楊曉寬等[9]研究表明,提取出的蘆筍老莖膳食纖維,其SDF羥基自由基(·OH)清除能力、DPPH·清除等能力均較理想。此外,膳食纖維還具有減肥作用。
可增加飽腹感,減少脂肪的攝入量,同時(shí)消耗了體內(nèi)的脂肪,從而達(dá)到減肥的效果。Mateos-Aparicio[10]研究發(fā)現(xiàn)豆渣中含有的多糖具有減肥作用。多糖中含有一定的抗氧化活性,可以增加飽腹感,減少脂肪的攝入量,同時(shí)消耗了體內(nèi)的脂肪,從而達(dá)到減肥的效果。Jimenez-Escrig等[11]研究發(fā)現(xiàn)喂食含有高膳食纖維豆渣的母鼠組與對(duì)照組有顯著差異,前者體重增加變緩、總膽固醇含量降低、抗氧化力與產(chǎn)丁酸作用明顯提高;Prestamo等[12]研究得出豆渣可降低甘油三酯與高密度脂蛋白,能有效減輕體重,對(duì)身體健康有益。
2膳食纖維在食品中的應(yīng)用
2.1在面包中的應(yīng)用
面包是歐美大部分國(guó)家的主食,目前在中國(guó)也越來(lái)越被消費(fèi)者所接受,銷售量也在逐年遞增。添加一定的膳食纖維到面包中,可以增加面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能性。試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),膳食纖維具有較高的熱穩(wěn)定性,在面包攪拌、發(fā)酵、烘烤過程中其性能不易發(fā)生改變。
此外,在面團(tuán)內(nèi)部也容易與淀粉進(jìn)行結(jié)合,阻止淀粉之間的鍵結(jié),有效的延緩面團(tuán)老化時(shí)間,面包的老化度也因此而降低。在面團(tuán)中添加適量的膳食纖維較不添加膳食纖維的來(lái)說(shuō),提高了面團(tuán)結(jié)合水的能力,使面團(tuán)適度脹潤(rùn),增加了面團(tuán)的柔韌性。
此外,膳食纖維的吸水溶脹性還能夠提高面包面團(tuán)的吸水率,增加面包產(chǎn)品的保水性,有利于面包品質(zhì)的穩(wěn)定和保鮮,同時(shí)也可以降低產(chǎn)品成本。LaukováM等[13]研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯膳食纖維具有良好的水化性能(保水性、持水性和膨脹性),添加到小麥面團(tuán)中可以增加吸水率、延長(zhǎng)面團(tuán)的穩(wěn)定性和面團(tuán)的發(fā)育時(shí)間。
王曉艷等[14]研究發(fā)現(xiàn)大豆纖維粉SDF的持水率高于高筋粉,尤其是SDF的持水率達(dá)到742%;此外,添加大豆纖維粉SDF還會(huì)顯著提高面包的膠著性與咀嚼性,降低內(nèi)聚性和回復(fù)性,還可以明顯改善面包蜂窩狀組織和口感。黃原膠與面粉中面筋蛋白增強(qiáng)相互作用,從而加大了面筋蛋白儲(chǔ)能模量上升的趨勢(shì)。燕麥膳食纖維經(jīng)常運(yùn)用于面包制作中,加入燕麥會(huì)讓面包的口感更加細(xì)膩,組織蓬松,體積脹大[15]。
而且一定范圍內(nèi)添加聚葡萄糖町可以增大面包的體積,提高產(chǎn)品的抗老化性和保水性。李華鑫等[16]研究表明,適量添加檸檬膳食纖維可以改善面包的口味和外觀形態(tài),還能夠有效抑制面包的老化,面包的保質(zhì)期得以延長(zhǎng)。在面粉中加入大豆膳食纖維可以強(qiáng)化面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),改善其蜂窩狀組織,從而使面包體積增加。
一系列相關(guān)研究均表示,膳食纖維能夠改善面包品質(zhì),豐富面包的口感,提高面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,但膳食纖維的添加量對(duì)面包感官性狀影響明顯,使用中應(yīng)控制添加量,達(dá)到產(chǎn)品最優(yōu)性狀。冷凍面團(tuán)工藝主要是針對(duì)已進(jìn)行拌粉、和面、加工成型后的面團(tuán)進(jìn)行冷凍的工藝。
近幾年,隨著國(guó)內(nèi)消費(fèi)者飲食習(xí)慣的改變,對(duì)冷凍面團(tuán)及其制品的需求量逐漸增大,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),添加適量膳食纖維到冷凍面團(tuán)中可提高其品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)添加適量小麥麩皮膳食纖維在高筋粉中,可增加其冷凍面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度,使發(fā)酵力變大,產(chǎn)氣量增加。張華等[17]研究發(fā)現(xiàn)添加竹筍膳食纖維可提高冷凍面團(tuán)流變學(xué)特性,增強(qiáng)其持水能力,使其微觀結(jié)構(gòu)更加均勻。
2.2在蛋糕中的應(yīng)用
目前研究發(fā)現(xiàn),將大豆膳食纖維、玉米膳食纖維、芒果皮渣膳食纖維、蘋果皮渣膳食纖維以及燕麥膳食纖維等添加到蛋糕中,能夠增加蛋糕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能特性。適量添加大豆纖維能夠增加蛋糕的持水性,蛋糕在貯存過程中因?yàn)槭l(fā)生的系列品質(zhì)變化也降低了,使得蛋糕的貨架期延長(zhǎng)。當(dāng)大豆膳食纖維的添加量為12%時(shí),蛋糕品質(zhì)達(dá)到最優(yōu)化,但在生產(chǎn)過程中需要適當(dāng)延長(zhǎng)面糊攪拌時(shí)間和烘烤時(shí)間。
劉婷婷等[18]在研究玉米高品質(zhì)膳食纖維時(shí),也發(fā)現(xiàn)適量膳食纖維的添加可以抑制蛋糕的老化,延長(zhǎng)貨架期。馬鈴薯粉中富含膳食纖維,BenJK等[19]研究發(fā)現(xiàn)用馬鈴薯粉代替小麥粉顯著降低了蛋糕的硬度,降低了面團(tuán)的L*和B*的顏色值。黃原膠也可以作為蛋糕品質(zhì)的改良劑,李冰等[20]研究后發(fā)現(xiàn),添加黃原膠能夠增大蛋糕的體積,改善蛋糕的組織結(jié)構(gòu),使蛋糕富有彈性且貨架期延長(zhǎng),孔洞均勻大小一致。
2.3在餅干中的應(yīng)用
餅干是一種保存時(shí)間長(zhǎng),市場(chǎng)認(rèn)可度高,易于營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的休閑食品,將膳食纖維作為原材料添加到餅干中一直是研究的熱點(diǎn)。膳食纖維添加到餅干中能夠增加餅干面團(tuán)結(jié)合水的能力,使面團(tuán)適度脹潤(rùn),限制了面筋蛋白的形成,改善面團(tuán)的加工性能,使面團(tuán)吸水率增大,形成時(shí)間延長(zhǎng),穩(wěn)定時(shí)間顯著延長(zhǎng),使面團(tuán)的粉質(zhì)特性得以改良[21],在餅干制作過程中吸水膨脹且保持水分,既避免餅干因面筋含量過高韌性過強(qiáng)影響口感,又避免水分過度流失導(dǎo)致口感松散。
膳食纖維能夠在餅干面團(tuán)中形成的立體交織網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而這一結(jié)構(gòu)是一種非面筋結(jié)構(gòu),不會(huì)引起面團(tuán)的收縮與變形,并可適度限制面筋的形成,改良面團(tuán)的加工性能,同時(shí)仍能保證產(chǎn)品具有優(yōu)良的外觀和口感[22]。KimY等[23]研究發(fā)現(xiàn)蘋果膳食纖維可以替代面粉,提高面粉的糊化特性和混合穩(wěn)定性,利用其制作的餅干拉伸性強(qiáng),烘烤后松軟且不易碎。
謝婧等[24]研究表明在酥性餅干中添加4%柚皮膳食纖維,能使餅干的風(fēng)味更加純正,色澤呈均勻的棕黃色,大小、硬度、黏性等適中,提高了酥性餅干的口感。王璐等[25]研究得到檸檬膳食纖維在酥性餅干最適添加量分別為2%,韌性餅干為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纖維餅干。
李素芬等[27]研究發(fā)現(xiàn)由于豌豆纖維粉不同于小麥面粉的膨脹力、持水力,將豌豆纖維粉添加到酥性餅干中,會(huì)直接影響餅干面團(tuán)的流變特性于餅干的品質(zhì),既增加餅干的保健功能,又提高了豌豆加工副產(chǎn)物的利用率。餅干中的面粉對(duì)面筋數(shù)量和質(zhì)量要求比較低,膳食纖維添加量過高,餅干面團(tuán)中的面筋蛋白質(zhì)含量降低太多,整個(gè)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成效果不理想,面團(tuán)的韌性降低,烘烤后的餅干空隙較大,成形效果不夠美觀,口感上脆性增大,口味變差,影響食用。因此膳食纖維的添加量必須要控制在合理添加范圍以內(nèi)。
3膳食纖維類食品應(yīng)用展望
目前的研究表明,膳食纖維作為一種理想的天然的功能性食品添加原料,可以代替糖類、淀粉或脂肪以適當(dāng)?shù)奶砑恿考尤胧称分,不僅可以優(yōu)化食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和組織性能,還能夠滿足社會(huì)大眾一直追求的健康膳食理念。隨著社會(huì)對(duì)膳食營(yíng)養(yǎng)的日益重視,科技人員對(duì)功能性膳食纖維食品的研究進(jìn)一步深入,如何充分有效地利用各種膳食纖維改善食物的功能、質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味,開發(fā)出更多、更好、更有利于人體健康的功能性食物,必將成為今后的一大研究重點(diǎn)。
參考文獻(xiàn):
[1]周堅(jiān),肖安紅.功能性膳食纖維食品[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005
[2]王麗衛(wèi),孫健,趙兵,等.肉蓯蓉膳食纖維潤(rùn)腸通便功能研究[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2016,7(9):3740-3744
[3]楊光,周茜,董立軍,等.膳食纖維強(qiáng)化凍干山楂果對(duì)小鼠腸道健康的影響[J].現(xiàn)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.豆渣膳食纖維的制備及其降血糖功能與面條工藝優(yōu)化研究[D].咸陽(yáng):西北農(nóng)林科技大學(xué),2014
[6]ZHANGN,HUANGC,OUS.Invitrobindingcapacitiesofthreedi-etaryfibersandtheirmixtureforfourtoxicelements,cholesterol,andbileacid[J].JournalofHazardousMaterials,2011,186(1):236-239
[7]柳萍,陳偉,張家瑜,等.富含膳食纖維主食對(duì)2型糖尿病患者糖代謝效應(yīng)的影響[J].中國(guó)臨床醫(yī)生雜志,2016,44(6):24-28
[8]申利紅,王建森,李雅,等.植物多糖的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(2):349-352
[9]楊曉寬,李漢臣,張建才,等.蘆筍膳食纖維品質(zhì)分析及抗氧化性研究[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2013,13(10):205-212
推薦期刊:《中國(guó)食品學(xué)報(bào)》是國(guó)家一級(jí)刊物嗎? 是全國(guó)眾多食品刊物中唯一的由國(guó)家一級(jí)學(xué)會(huì)創(chuàng)辦的、代表我國(guó)現(xiàn)代食品科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的純學(xué)術(shù)期刊,刊載內(nèi)容主要有:食品及食品工業(yè)發(fā)展相關(guān)的原輔料、工藝、包裝、機(jī)械、檢測(cè)、安全、流通、綜合利用等方面的研究報(bào)告以及國(guó)內(nèi)外食品科技發(fā)展動(dòng)態(tài)等方面的綜述文章。讀者對(duì)象為從事食品及相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)、科研、設(shè)計(jì)和管理的人員。