膳食纖維對人體的健康起著舉足輕重的作用。但由于膳食纖維化學結構中帶有羥基等側鏈基團,會與某些礦物元素結合,而影響人體腸道內礦物質的平衡。在制作相應的食品時,少量添加膳食纖維起不到保健作用。加量多時,不僅會影響食品的口感、色澤和風味,還會阻礙人體對礦物元素的吸收,影響人體健康。近年來,美國、日本等國家的營養學家在膳食纖維改良研究方面獲得重大突破,開發出特種膳食纖維。這種纖維不但大大強化了普通膳食纖維的生理功能,而且還大大拓寬了應用范圍。我國對特種纖維的研究開發工作正逐步展開,在一些高校和科研院所,特種纖維已被作為碩士生、博士生的研究課題,國內科研期刊上發表的有關特種纖維研究的論文也日漸增多。
概念
特種纖維是應用現代高新食品技術和先進設備對膳食纖維進行改良而得到的,即膳食纖維經過瞬時超高壓、空穴爆破等處理,使膳食纖維中大分子組分的連接鍵斷裂,轉變為小分子組分,部分不溶性組分轉變為可溶性組分,膳食纖維致密的網狀空間結構轉變為疏松的網狀空間結構,體積和比表面積也大大增大。特種纖維在保留膳食纖維的全部性質和生理作用的基礎上,增加了更多的功能,應用范圍進一步拓展,在食品、醫藥等行業有著更為重要的應用價值。
特性
特種纖維與膳食纖維一樣,可分為水溶性特種纖維和水不溶性特種纖維兩大類。水溶性特種纖維主要有植物細胞內的儲存物質和分泌物,另外還包括部分微生物多糖和合成多糖。而不溶性特種纖維的主要成分是:纖維素、半纖維素、部分原果膠和殼聚糖等。來源不同的特種纖維,其化學本質差異較大,但基本組成成分則較相似,相互間的主要區別表現在各組成成分的相對含量、分子的糖苷鍵、聚合度以及支鏈結構方面的差異。
具有很高的吸水力、持水力特種纖維這一物化特性,使其具有改善食品品質和預防腸道疾病的作用。研究表明,特種纖維可吸收自重7—9倍的水,并且持水時間是普通膳食纖維的10—15倍。由此可以看出,富含特種纖維的食物進入消化道內,在胃中吸水膨脹,并形成高黏度的溶膠或凝膠,這樣將產生飽腹感,可減少進食量,對肥胖患者來說是很好的食品。特種纖維的這一特性,增加了胃腸道的蠕動,縮短了食物在腸道內的停滯時間,使食物不能充分被消化酶分解并繼續向腸道下部移動,提高了排便速度及排便次數,由此降低了腸內壓,產生通便作用,減少了有害成分在腸道內的滯留時間。所以,特種纖維可用于預防便秘、腸憩室癥及痔瘡等腸道疾病。
具有大比表面積和螯合作用這一物化特性,使其具有吸附有機物的功能,還可以預防心血管疾病。大量研究表明,特種纖維對降低人體膽固醇水平有著顯著的作用。這是因為,特種纖維具有吸附膽汁酸、膽固醇、變異原等有機分子的功能。研究還表明,特種纖維能螯合膽固醇、降低膽酸及其鹽類的合成與吸收,從而阻止了中性脂肪和膽固醇的再吸收,也限制了膽酸的肝腸循環,進而加速了脂質物質的排泄,可預防膽石癥、高血脂、肥胖癥、冠狀動脈硬化等疾病。
具有疏松的空間網絡結構特種纖維具有比膳食纖維大得多的比表面積和極大的疏松空間網絡結構。這一物化特性,使其在食品、醫藥工業方面有著廣闊的應用前景。在食品工業方面,它可以改善食品的風味質構和營養,還可以作為天然膨松劑添加到面包、餅干、面條、糕點、早點食品、小食品和糖果等食品中。在醫藥工業方面,它不僅可以直接用作止瀉藥,還可以作為天然包埋劑使用。
應用
在醫藥工業中的應用研究特種纖維的保健作用已被人們普遍認識。高纖維、低能量、低脂、低糖、低食鹽膳食,不僅可以降低患腸胃病、癌癥、心臟病和糖尿病的可能性,而且能減少過度熱量的攝入,增加飽腹感,減少人體對其他營養素的攝入,因而成為國際上推崇的純天然減肥食品。特種纖維具有多種保健功能:吸收毒素、保護皮膚、降低血脂、控制血糖、預防結石及減肥等。特種纖維還可降低胃癌、肺癌等患病率,對防治冠心病有良好作用。
在食品工業中的應用研究近年來,隨著膳食纖維研究的深入,有人建議在面包中加入膳食纖維。膳食纖維面包同其他面包相比,具有較高持水力,可吸附大量水分,利于面包保鮮。但膳食纖維添加過多,會影響人體對其他營養素的吸收,對健康不利,且產品會有粗糙的口感;膳食纖維添加過少,它的效果就會降低。而特種纖維則能很好地解決這個問題。只需加入少量特種纖維(3%)就能大大改善面包的品質,
即明顯改善面包蜂窩狀組織和口感,改善面包色澤,延長貨架期,明顯降低耗油量,從而降低成本。這說明,特種纖維具有很強的膨松、保鮮作用以及較強的吸水力和持水力。
其他領域應用研究特種纖維不僅可以作為食品添加原料,還可以用來研究制成各類可食性包裝紙。這種可食用紙在食品方面用途很廣,如用特種纖維制作速食面的佐料紙、微波食品包裝紙、包烤白薯等食品的包裝紙,可以大大減少白色污染,減少木材和紙張的用量。它還可以制成半透明的溶解膜作為藥品的膠囊。利用特種纖維較強的調節水分的功能,可制成水果、插花的保鮮透膜;也可制成特殊的墻紙,調節室內的濕度;還可利用特種纖維較強的吸水性和持水性,研制無土栽培的培養基等。總之,特種纖維的諸多功能值得我們去進一步研究。