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2000年辽宁35选7走势图:膳食纖維的生化特性與生理學功能分析

來源:原創論文網 添加時間:2019-05-15

辽宁35选7图表 www.bfptp.com   摘要:膳食纖維具有多種生理功能, 被認定為人類的第七大營養素, 以小麥加工副產物麩皮為原料提取膳食纖維, 不僅原料來源充足, 供應穩定, 而且制成的膳食纖維粉作為各類功能食品配料, 不僅可以改善食品外形和口感而且賦予食品多種保健功能, 發展前景廣闊, 市場潛力巨大, 加快實現麥麩膳食纖維產業化, 對于提高麥麩附加值、改善我國居民膳食結構, 降低多種慢性病的發生率都具有重要意義。

  關鍵詞:膳食纖維; 食品補充劑; 不溶性纖維; 生產技術研究;

生理學論文

  在食品中添加膳食纖維, 能提高身體素質, 提前預防各類慢性疾病, 如冠狀動脈硬化等。各種實例證明, 由于膳食纖維攝入不足導致的營養不平衡, 已經從城市擴展到農村, 有向全國蔓延的趨勢, 已經成為關乎全國人民整體素質與健康的重要問題。因此, 必須提高我國居民膳食纖維的日常攝取量, 改進和提高小麥膳食纖維的生產技術水平, 以麥麩為原料制造纖維純度較高的纖維粉, 作為食品配料從而生產出纖維含量較高的各類食物, 解決我國居民纖維攝入不足的問題, 促進我國居民身體素質改進與提升。

  1 膳食纖維的生化特性與生理功能

  1.1 膳食纖維的生化特性

  按照化學結構, 膳食纖維分為纖維素、半纖維素、木質素和果膠四大類, 它們不能被人體吸收卻在體內發揮重要功能。根據膳食纖維在水中的溶解性可以分為可溶性纖維和不可溶性纖維兩大類, 前者包括水果中的果膠, 海藻中的藻膠以及由魔芋中提取的葡甘聚糖等。不可溶性纖維包括纖維素、木質素、半纖維素等, 主要存在于谷物的表皮, 全谷類糧食如麥麩、麥片、全麥粉及糙米、燕麥、蕎麥、莜麥、玉米面等, 以及水果的皮核、蔬菜的莖葉、豆類及豆制品中等。它們在人體內生理層面的化學與物理特性主要有以下幾點。

  (1) 發酵作用:發酵是多糖區別于其他物質的重要特征。膳食纖維雖然不可降解, 但是因為細菌的存在, 會進行不同程度地發酵。細菌可以將果膠、樹膠和粘膠進行徹底地分解, 但是不能徹底地分解半纖維素與纖維素。膳食纖維因其結構不同, 發酵性能也各有特點, 研究證明, 小麥一類的纖維, 其發酵特性要弱于蔬菜水果。多糖的發酵特性對生理方面的影響, 主要表現在: (1) 生化反應產生的短鏈脂肪酸即時加入到降解過程; (2) pH值一旦變小, 會使得腸道菌群的平衡環境發生波動; (3) 大腸內細菌的增殖, 將導致糞便量增多, 增加排便量, 保持腸道暢通。

  (2) 遇水擴張性與保水性:膳食纖維有很強的吸水性, 可以吸收高于自身質量好幾倍的水分, 同時具有強大的遇水擴張性與保水性。其中含有的多糖, 例如果膠、樹膠、或者半纖維素, 其保水性尤其強大, 遇水后迅速凝結, 增加糞便的粘稠度與空間尺寸, 加速排便。

  (3) 有毒、有機物質的吸附性:膳食纖維在降低人體膽酸與膽固醇以及其他各類有毒、有機成分等方面發揮著重要的作用。其工作機理是通過吸附作用排毒, 使人體糞便中膽酸、膽固醇逐步排出, 抑制了體內膽固醇的含量。

  (4) 金屬離子置換性:小麥中的膳食纖維通過和Cu2+、Pb2+發生置換反應, 減輕重金屬與人體內蛋白結合產生的中毒癥狀。除此之外, 還可以和K+、Na+產生置換反應, 加快人體排出K+和Na+速度, 降低人體的血壓。

  1.2 膳食纖維的生理功能

  多項科學研究表明, 不少疾病的發生與缺少膳食纖維有關, 它們不能被人體吸收, 卻在體內發揮重要功能, 擔當了健康衛士的角色。膳食纖維是目前營養學界認定的第七類營養素, 其主要生理功能有:

  (1) 加快腸胃自身運動, 驅除胃腸道雜物, 降低胃腸道疾病風險。

  膳食纖維具有一種特性, 其在吸收到足夠水分之后, 可以溶于水, 并迅速膨脹。該性能可以提升糜狀食物混合物空間尺寸, 促進胃腸道自行運動, 預防便秘, 提高排便頻率, 降低糞便在腸道中的停留時間, 進而減少了腸道有害物質的吸收, 使得腸道變得干凈, 從而降低了患胃腸道疾病的風險[1]。

  (2) 降低人體獲取膽固醇的能力, 為預防三高和已患三高的人群提供健康指引。

  因為纖維具備分層次結合緊密、物理空間分離以及虹吸作用, 所以膳食纖維對于降低膽固醇的作用比較明顯。提高日常食物中膳食纖維的百分比, 能夠減少血液中有害膽固醇的濃度, 降低三高 (高血壓、高血糖、高血脂) 等疾病發生的可能性。

  (3) 推遲和降低鉛汞等有毒物質的吸收, 提前控制和降低該類物質的各種毒副作用對人體的傷害。

  膳食纖維的空間結構, 能夠降低和阻止人體吸收食物中的各類有毒有害重金屬, 減少有毒有害化學品如農藥等對胃腸道的破壞。膳食纖維在降低結腸癌和其他腸道類疾病的發病率方面, 有著重要作用。隨著人們物質生活水平的不斷提高, 結腸癌的發病率逐年增加, 實驗表明, 對于高危人群, 經過改善膳食結構, 增加膳食纖維的攝入量, 結腸癌的發病率明顯降低[2]。

  (4) 調整胃腸道內菌群結構和保持菌群的動態平衡, 有益于生成各類有益物質。

  膳食纖維不能被胃腸道消化吸收, 然而膳食纖維卻可以作為菌群生長繁殖的原料, 依靠腸道內的微生物得到有效分解。膳食纖維可以促進腸道中的有益微生物的繁殖, 降低有害菌如厭氧菌的生長繁殖, 優化腸道菌群結構, 促進了胃腸中有益菌群的生長趨勢, 抑制和降低有毒有害菌群的數量與毒性[3]。

  (5) 在糖尿病的提前預防與患后的輔助控制上的意義。

  可溶性膳食纖維在控制血糖方面功能顯著, 尤其是在控制餐后血糖以及糖耐量方面, 有積極的輔助作用。其中可溶性膳食纖維作用最大, 其主要工作機理在于明顯推遲了各類單糖與多糖的吸收, 提升了胰島素的敏感性, 增強了胰島素調節血糖的功能。

  2 小麥膳食纖維多酶分步法生產工藝

  膳食纖維主要是從麥麩中提取而來, 麥麩由于顆粒粗大, 進食時口感相對較差, 改進麥麩的主要手段是去除其中的非纖維成分, 從活性方面提高其機能, 淺化顏色, 降低粗糙度, 并且進行除味和除雜質的工作[4]。以上都是進行膳食纖維提取工作的關鍵技術。在實際生產中, 以堿處理使用最為廣泛, 但由于其對膳食纖維破壞嚴重, 所以還有很大改進的空間;單一酶方法可以大幅度提升產出率, 然而純度較低。多酶分步法使用的先進技術為“全過程生物酶發酵”, 解決了以上問題, 并且在純度方面有很大改進, 提升了膳食纖維的質量。大量試驗表明, 使用該方法提取小麥膳食纖維, 高效、純度高、易操作、易于進行工業化推廣。

  2.1 多酶分步法工藝流程

  麩皮原材料—→雜質去除—→洗滌—→多酶分步處理—→高溫蒸煮除異味—→根據需要調質—→洗滌—→脫水處理—→干燥處理—→微粉碎加工—→分級處理—→微波處理—→最終膳食纖維粉

  2.2 多酶分步法工藝要點

  (1) 去除雜質并洗滌。使用專用篩網, 對原材料中的雜質、淀粉, 按粒徑分級篩除, 用飲用水清洗麥麩皮。 (2) 進行多酶分步處理的工序, 使用生物酶進行處理, 利用酶將麩皮中的非纖維成分的物質進行去除, 提高纖維純度, 為其未來的活性以及最終產品的純度提供有力保障, 達到逐級反應的效果。 (3) 蒸煮。為了使成品能夠進行長期穩定的保存, 通過蒸煮消滅能夠產生異味的各種酶。 (4) 調質。依據用戶需求, 進行產品脫色。 (5) 高溫爆破。通過破壞纖維素微觀結構, 提升纖維素物理與化學性能, 以利進一步利用。

  3 膳食纖維的應用

  隨著人們生活水平的提高, 飲食越來越精細化, 動物性食品所占比例越來越高, 膳食纖維的攝入量越來越少。另一方面, 在膳食纖維的科研上, 我國相對落后。市場上的膳食纖維產品品種數量相對缺乏, 即使對于小麥這種普及度很高的生產原材料, 也仍然處于科研階段, 仍未進行大規模量產膳食纖維。

  膳食纖維作為新興的營養素和添加劑, 具有高持水力、高膨脹力、高吸油力以及較好的抗氧化能力, 未來將在我國食品工業中的應用越來越廣泛。膳食纖維的應用主要有以下幾個方面。

  (1) 應用于米面制品方面。膳食纖維可添加于饅頭、面條、面包和蛋糕中。在制作饅頭和面條中, 加入膳食纖維的量為6%, 可改善產品的色澤及味道。在焙烤食品中應用最為廣泛, 常見的有全麥面包、餅干及桃酥等[5]。添加膳食纖維提高了原輔料的分散性和穩定性, 增加產品了的持水性, 更加疏松柔軟, 改善了口感, 增加了產品的抗老化能力[6]。但是, TURBIN-ORGER A[7]等的研究發現, 膳食纖維具有高吸水性, 會和面粉中的面筋爭奪水分, 導致面筋得不到足夠的水分, 不能形成足夠的氣泡, 從而使面包或者饅頭等產品發酵程度低, 體積小, 從余毅[8]的研究表明, 膳食纖維的最佳添加量是4%, 過多會導致面包芯的硬度增加, 彈性降低, 體積減小。陳鳳蓮[9]等對麥麩膳食纖維餅干的制作工藝進行了研究, 試驗表明, 面粉中添加20%的小麥麩皮粉可以制得口味純正、口感舒適的營養型餅干。膳食纖維也可添加在面條中, 制成營養掛面, 這樣可以提升成品的顏色和口感, 在添加量為10%的時候, 面條的感官和構造等沒有太大的變化, 但是抗氧化能力得到了一定的提升;添加量為15%時, 掛面的斷條率有所提高, 同時口感略顯粗糙[10]。因此, 可以在饅頭、面包等產品中添加4%~6%的膳食纖維, 在面條中添加10%左右的膳食纖維, 餅干中可達到20%。

  (2) 應用于肉制品方面。在肉制品中應用, 主要是應用在各種肉糜制品, 如火腿腸、午餐肉以及肉松等產品中, 作為替代脂肪的添加物, 從而降低脂肪和膽固醇的攝入[11]。同時能夠使肉制品的持水性增加, 降低肉制品的熱量, 提高產品的儲藏期[12]。

  張根生[13]和汪倩等[14]分別以馬鈴薯膳食纖維和燕麥麩糊作為脂肪替代物, 制備低脂肉丸, 并通過對肉丸的感官品質、色澤、質構、基本成分、風味物質及氧化程度的影響進行研究, 確定肉丸中膳食纖維的最佳添加量為3%~6%。

  (3) 應用于飲料和乳品方面。膳食纖維類飲料是西方很流行的功能性飲料。其既能解渴、補充水分, 又可提供人體所需膳食纖維。這類產品, 尤其是水溶性膳食纖維在歐美和日本等發達國家比較流行。如可口可樂公司生產的含膳食纖維礦泉水;另外, 西歐國家和美國的高纖維橙汁、高纖維茶等也很普遍。在飲料中添加水溶性膳食纖維, 不僅使飲料具有保健功能, 還可以提高飲料的穩定性和分散性, 可使飲料中其它微粒均勻分布溶液中, 不易產生沉淀和分層現象。采用擠壓法制備麥水溶性膳食纖維, 將制得的小麥水溶性膳食纖維以5%的比例與橙汁等調配, 可制成一種既營養又美味的飲料[15]。

  膳食纖維應用于乳品方面, 主要是水溶性膳食纖維的應用。比如水溶性膳食纖維直接添加在嬰幼兒和老人的配方奶粉中, 添加量為5%~10%, 在牛奶濃縮液均質之前加入就可以了;在酸奶、風味乳飲料以及乳酸菌飲料中添加, 添加量在6%~8%。Staffolo等將膳食纖維添加到酸奶酪中, 大大改變了酸奶酪的口感及流變特性[16]。郭健等以小麥麩皮為原料提取膳食纖維后與脫脂乳混合, 接入乳酸菌發酵, 經調配、均質等工藝過程, 制成一種新型的功能性乳酸發酵麥麩膳食纖維飲料, 膳食纖維的添加量為6%[17]。

  (4) 應用于保健品方面。我國保健品市場規模很大, 其中以潤腸通便、排毒養顏和減肥美容的保健品最為流行, 而膳食纖維就是其功效的秘密所在。對補鈣和補血的保健品而言, 添加膳食纖維可促使腸道內產生乳酸, 而乳酸可以分離溶解鈣、鎂、鐵等礦物質, 促進人體對礦物質元素的吸收。

  膳食纖維未來的研發與應用的方向表現在以下幾個方面: (1) 在原材料方面, 除了探索尚未開發的膳食纖維資源以外, 還要對已有資源進行深化開發; (2) 重點研發膳食纖維的量產技術, 以先進的分離技術和其他相關技術為基礎, 提升相關技術; (3) 結合實驗研究膳食纖維對于人體機能的促進作用。如膳食纖維對于人體的解毒性能, 膳食纖維的物理與化學作用對人體機能的相關影響等各方面, 還是有很大的開發空間; (4) 擴大膳食纖維的使用范圍。膳食纖維以及特殊的物理化學性能, 對于人體的的積極作用, 以及環境友好等特點, 相信有更廣闊的使用空間; (5) 加快膳食纖維的產業化進程。

  4 結論

  隨著我國農業現代化進程的不斷深入, 我國的小麥膳食纖維產業, 也迎來了前所未有的機遇期, 只有從觀念上對小麥膳食纖維的生產重視起來, 并結合我國實際, 學習國際先進的小麥膳食纖維提純技術, 才能在今后的發展中將其產業化, 為我國人民身體素質的提高貢獻更多的力量。

  參考文獻
  [1]姬玉梅.小麥麩皮膳食纖維提取方法研究與組分分析[J].糧食問題研究, 2017 (5) :21-25.
  [2]張洪微, 楊銘鐸, 樊祥富, 等.3種改性方法對小麥麩皮膳食纖維結構與性質的影響[J].中國糧油學報, 2016, 31 (12) :12-17.
  [3]董艷嬌.膳食纖維及副產物的加工特性、功能特性及應用[J].白城師范學院學報, 2016, 30 (5) :11-16+22.
  [4]吳文睿, 湯有宏, 李蘭.小麥麩皮不溶性膳食纖維提取工藝研究[J].食品工業, 2016, 37 (7) :183-185.
  [5]戚勃, 李來好.膳食纖維的功能特性及在食品工業中的應用現狀[J].現代食品科技, 2006 (3) :272-274+279.

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