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大豆膳食纤维的营养功能以及应用前景

发布时间：2010/6/8 阅读次数：3737 字体大小: 【小】【中】【大】

近年来，随着人们生活水平的不断提高，人们膳食结构和饮食习惯发生了巨大变化。高热量、高蛋白、高脂肪和精细食品摄入量大大增加，膳食纤维的摄入量相对减少。人们由于忽略了膳食营养的平衡性，导致"富贵病"--糖尿病、心血管病、肥胖、肠癌、便秘等越来越普遍。

膳食纤维曾经被认为是没有营养价值的粗纤维，但自20世纪70年代Burkitt Trowell提出膳食纤维假说以来，大量的研究结果表明，膳食纤维对上述的各种疾病有明显的预防和治疗作用。膳食纤维受到了来自不同领域的专家，包括医学家、营养学家、膳食家、食品科学家、生物化学家，以及食品法规及营养教育有关的科学决策者的广泛重视，并将其列为继碳水化合物、蛋白质、脂肪、水、矿物质和维生素之后的"第七大营养素"。许多专家都认为，纤维食品将是21世纪主导食品之一。

膳食纤维的来源比较广泛，其中大豆膳食纤维就是一种优质的天然膳食纤维。我国是大豆的故乡，大豆的产量一直居于世界的前列。自从汉代"淮南王"刘安发明了豆腐以来，豆制品在我国已有2000多年的生产历史。目前，传统的豆制产品已有数十个品种，新产品的开发也是层出不穷。各种大豆制品的加工都会产生大量的副产物豆渣，而豆渣中就含有丰富的大豆膳食纤维。由此可见，大豆膳食纤维是一种来源广泛而且质优价廉的膳食纤维。
1 大豆膳食纤维的组成
大豆膳食纤维是复杂的混合物，按其溶解特性的不同，可分为水溶性的膳食纤维（Soluble Dietary Fiber，SDF）和水不溶性的膳食纤维（Insoluble Dietary Fiber，IDF）两大类。大豆膳食纤维与其它来源的膳食纤维如小麦麸皮纤维、米糠纤维等的基本组成成分相似，但各成分的相对含量、分子的糖苷键、聚合度和支链结构却相差很大，这些因素决定它们的物化性质，影响它们在人体中相应的营养功能特性。
大豆膳食纤维由纤维素、半纤维素、果胶和果胶类物质、糖蛋白和木质素组成。大豆膳食纤维中的纤维素是由β-吡喃葡萄糖基通过β（1→4）糖苷键连接起来的聚合物。组成大豆膳食纤维半纤维素主要有阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖、半乳糖甘露聚糖和β-葡聚糖4种。果胶是以α（1→4）糖苷键连接的聚半乳糖醛酸为骨架链，主链中含有鼠李糖残基，部分半乳糖醛酸残基经常被甲酯化。果胶类物质主要由阿拉伯聚糖、半乳聚糖或阿拉伯半乳聚糖等组成，其中阿拉伯聚糖是由呋喃阿拉伯糖通过糖苷键连接成主链，有时通过C2或C3位连有分支。大豆膳食纤维中糖蛋白的碳水化合物部分是阿拉伯半乳聚糖。大豆木质素是由松伯醇、芥子醇和对羟基肉桂醇3种单体组成的大分子化合物。
2 大豆膳食纤维的物化特性
2.1 良好的持水性和膨胀力
大豆膳食纤维的化学结构中含有许多的亲水性基团，因此具有较强的持水性。在大豆纤维中，不溶性的成分较多，这些不溶性成分的持水力比可溶性成分更大，因此豆渣粉也就相应地表现出很高的持水力。研究表明，豆渣粉的持水力比麸皮纤维大。1g豆渣粉在20℃水中可自由膨胀至7ml，可以结合700％的水，而且这种膨胀力能够保持24h不变；麸皮纤维的膨胀力仅为4ml，仅能结合400%的水。
2.2 对阳离子有结合和交换能力
大豆膳食纤维对阳离子的作用是可逆性的交换，它不是单纯结合而减少机体对离子的吸收，而是改变离子的瞬间浓度，起到稀释作用并延长它们的转换时间，从而对消化道的pH值渗透压以及氧化还原电位产生影响，出现一个更缓冲的环境以易于消化吸收。
2.3 对有机化合物的吸附螯合作用
20世纪60年代开始的许多试验表明，由于纤维表面带有很多的活性基团，可以螯合吸附胆固醇和胆汁酸之类的有机分子，从而抑制了人体对它们的吸收，这是膳食纤维能够影响体内胆固醇类物质代谢的重要原因。同时，纤维还能吸附肠道内的有毒物（内源性有毒物）、化学药品和有毒医药品等外源性有毒物，并促进它们排出体外。
2.4 良好的乳化性、悬浮性及增稠性
大豆膳食纤维中含有瓜儿豆胶、古柯豆胶和洋槐豆胶等，它们属于可溶性纤维，具有良好的乳化性、悬浮性及增稠性，大豆膳食纤维能形成高黏度的溶液，将其添加到食品中还能提高食品的保水性与保形性，提高冷冻-融化稳定性等。
2.5 被微生物分解
膳食纤维在哺乳动物小肠中不能被内源酶所分解，但在大肠中寄生的各种微生物可以对其进行不同程度的分解发酵作用，从而诱导出大量的好气菌群来代替原来存在的厌气菌群。
3 大豆膳食纤维的营养功能特性
3.1预防肥胖症
大豆膳食纤维的相对密度比较小，吸水后体积大，对肠道产生容积作用，容易引起饱腹感，并且大豆膳食纤维的存在影响机体对食物中其它可利用成分如碳水化合物的消化吸收，使人体不容易产生饥饿感，因此有预防肥胖症的作用。
3.2 防治高血压、心脏病和动脉硬化的作用
长期的实验研究和临床资料表明，高血压、心脏病和动脉硬化的危险因素之一是高胆固醇血症。血中胆固醇来源于食物的外源性摄取和体内内源合成，其主要分解代谢途径是转化为胆酸，胆固醇和胆酸都是由粪便排出体外。大量的研究表明，胆固醇和胆酸的排出与膳食纤维有着极为密切的关系，大豆中水溶性膳食纤维具有明显降低血胆固醇浓度的作用。其作用的可能机制如下：
①增强胆固醇代谢。大豆膳食纤维可以吸附由肝脏分泌入肠腔内的胆汁酸，促进胆汁酸随粪便排出体外，肠吸收胆汁酸量减少，从而阻碍了胆固醇的肝肠循环，导致肝脏中胆汁酸水平降低。为维持胆汁酸及胆固醇的体内平衡，胆固醇代谢转化胆汁酸的速率增大，胆固醇的生物合成速率也同时被加快，这一过程最终导致的结果是血清和肝脏胆固醇水平的下降。
②降低胆固醇吸收。大豆膳食纤维可以直接干扰胆固醇在肠道内的吸收。膳食胆固醇的吸收率与血浆胆固醇水平呈正相关，膳食纤维的摄入可使胆固醇的吸收率下降，而随粪便的排出量却增加，从而也导致血清胆固醇水平的下降。
③促进体内血脂和脂蛋白代谢。大豆膳食纤维在使血浆胆固醇水平下降的同时，还促进体内血脂和脂蛋白代谢的正常进行。在脂肪的代谢过程中，它能抑制或延缓胆固醇与甘油三酯在淋巴中的吸收，这是因为纤维不仅能缩短脂肪通过肠道的时间，还与它能吸附胆汁酸、降低胆固醇和甘油三酯消化产物分子团的溶解性有关，它会阻止分子团向小肠吸收细胞表面转移，促使小肠细胞的物理功能和消化酶分泌机能发生变化。因而对预防和改善冠动脉因硬化造成的心脏病、饮食性高脂质血症具有重要的作用。与阳离子有结合能力的大豆膳食纤维，能使无机盐在肠道内的吸收受阻，吸附钠盐使之随粪便排出体外，因而又有降低血压的作用。
3.3 预防结肠癌
大豆膳食纤维可以通过以下方式有效地预防结肠癌的发生。
①抑制腐生菌的增长。结肠中的一些腐生菌能产生致癌物质，而肠道中的一些有益微生物能利用膳食纤维产生短链脂肪酸，这类脂肪酸能抑制腐生菌的生长。
②减少次生胆汁酸的产生。胆汁中的胆酸和鹅胆酸可以被细菌代谢为次生胆汁酸--石胆酸和脱氧胆酸，这两种物质都是致癌物和致突变物。食物中含有较多的膳食纤维就能束缚胆酸和次生胆汁酸，将它们排出体外，因此可以大大降低结肠中胆酸代谢产物次生胆汁酸的含量。
③减少致癌物与结肠的接触机会。膳食纤维有较强的吸水性，可增加粪便的体积，使粪便成形利于排出，这样可缩短粪便在肠道内的停留时间，减少致癌物与肠壁的接触，降低肠道中的致癌物质的浓度，从而减少发生结肠癌的危险。
3.4 预防糖尿病
Miranda和Horwitz认为，膳食纤维可能有增加碳水化合物刺激胰岛素分泌的性能，进食高膳食纤维后，高纤维可能因增高组织对胰岛素的敏感性，从而产生降血糖效应。

实验表明大豆膳食纤维使大鼠的血清甘油三酯比对照组降低了30％，具有明显的降低血脂的性能，并能吸附葡萄糖，延缓糖分在体内的吸收，有效地抑制血糖的快速上升。还具有抑制增血糖素分泌的作用，改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低人体对胰岛素的要求，从而对糖尿病的预防有一定的效果，并可以调节糖尿病患者的血糖水平，尤其对胰岛素依赖型的糖尿病效果明显。
3.5 其它生理功能
膳食纤维的缺乏还与间歇式疝、阑尾炎、静脉血管曲张、肾结石和膀胱结石、十二指肠溃疡、溃疡性结肠炎、胃食道逆流、痔疮和深静脉管血栓形成等疾病的发病率与发病程度有很大关系，摄入高纤维膳食可保护机体免受这些疾病的侵害。另外，膳食纤维能减少体内某些激素而具有防治乳腺癌、子宫癌和前列腺癌的作用。有关人员通过多次调查发现，尽管危险因素相当，那些大量摄入纤维食品的妇女同几乎不吃这些食品的妇女相比，似乎很少有患乳腺癌的可能。目前对此的解释是，纤维可能会减少血液中能诱导乳腺癌的雌性激素的比率。
4 大豆膳食纤维的开发前景
在国外，大豆膳食纤维已被广泛应用。美国、日本、澳大利亚等国家都已经实现了豆渣食品的产业化，如日本仁丹株式会社将大豆膳食纤维与低聚糖、双歧杆菌肠溶性微胶囊等科学地调配生产微生态制剂，供老年人和儿童食用，企业效益显著；澳大利亚的豆渣食品已畅销世界。在我国，富含大豆膳食纤维的豆渣来源广泛，价格低廉，如果加以开发利用，相信一定会产生很好的社会效益和经济效益。

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