一、概述
膳食纖維是指不能被人體小腸消化吸收的而在人體大腸內(nèi)能被部分或全部發(fā)酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相類似物質(zhì)的總和，包括多糖、寡糖、抗性淀粉、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蠟質(zhì)以及相關(guān)的植物物質(zhì)。膳食纖維按溶解性可分為可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維。膳食纖維具有輔助預(yù)防便秘、調(diào)節(jié)控制血糖濃度、降血脂等生理功能。
膳食纖維存在于糙米和胚芽精米，以及玉米、小米、大麥、小麥皮（米糠）和麥粉（黑面包的材料）等雜糧中；此外，根菜類和海藻類中食物纖維較多，如牛蒡、胡蘿卜、四季豆、紅豆、豌豆、薯類和裙帶菜等。植物性食物是膳食纖維的天然食物來源。部分常見食物原料中膳食纖維的含量狀況為：小白菜0.7%、白蘿卜0.8%、空心菜1.0%、茭白1.1%、韭菜1.1%、蒜苗1.8%、黃豆芽1.0%、鮮豌豆1.3%、毛豆2.1%、苦瓜1.1%、生姜1.4%、草幕1.4%、蘋果1.2%、鮮棗1.6%、棗（干）3.1%、金針菜（干）6.7%、山藥0.9%、小米1.6%、玉米面1.8%、綠豆4.2%、口蘑6.9%、銀耳2.6%、木耳7.0%、海帶9.8%。
國(guó)際相關(guān)組織推薦的膳食纖維素日攝入量：美國(guó)防癌協(xié)會(huì)推薦每人30-40g/d;歐洲共同體食品科學(xué)委員會(huì)推薦每人30g/d;世界糧農(nóng)組織建議正常人群攝入量每人27g/d;中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)提出中國(guó)居民攝入的食物纖維量及范圍低能量飲食1800kcal（約7531kJ）為25g/d，中等能量飲食2400kcal（約10042kJ）為30g/d，高能量飲食2800kcal（約11715kJ）為35g/d。
膳食纖維的含量是果蔬制品的一項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，用它可以鑒定果蔬的鮮嫩度。例如豌豆按其鮮嫩程度分為3級(jí)， 其粗纖維含量分別為：一級(jí)1.8％左右；二級(jí)2.2％左右；三級(jí)2.5％左右。
二、樣品的制備
對(duì)低脂（5％一10%）樣品，先干燥粉碎，再測(cè)定；如果樣品脂肪含量超過10%，則可使用25％石油醚或正己烷抽提脂肪，離心除去有機(jī)溶劑，一般重復(fù)抽提2次以上，然后在70℃的真空干燥箱中干燥過夜，研磨過篩。記錄除去脂肪和水分后的重量損耗，以校正膳食纖維的測(cè)定值。
膳食纖維含量大于10％的非固體樣品可通過冷凍干燥和上述前處理步驟進(jìn)行纖維含量分析；而對(duì)于膳食纖維含量少于10％的非固體樣品，如果樣品均勻、低脂肪，并可有效去除可消化碳水化合物和蛋白質(zhì)的話，則可在干燥的條件下測(cè)定。
三、測(cè)定方法
測(cè)定膳食纖維可用兩種基本方法：重量法和化學(xué)法。①重量法：將可消化的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)，選擇性地溶解在化學(xué)試劑或酶制劑中，然后用過濾的方法收集濾液，對(duì)殘留物稱重定量；②化學(xué)法：用酶解法除去可消化的碳水化合物，再用酸水解膳食纖維部分，并測(cè)定單糖含量，酸水解物中的單糖總量，代表膳食纖維的含量。Southgate等人對(duì)食品中的膳食纖維進(jìn)行了廣泛而系統(tǒng)地測(cè)定。目前雖然Southgate采用的碳水化合物化學(xué)測(cè)定法已被改良，但該方法仍是重量法和化學(xué)法測(cè)定膳食纖維的基礎(chǔ)。在重量法中，要么除去樣品中所有可被消化的物質(zhì)，只留下不可消化的殘留物；要么將不可消化的殘留物中殘余的可消化雜質(zhì)進(jìn)行校正。使用有機(jī)溶劑可把脂類從樣品中除去，此步驟一般不會(huì)給膳食纖維分析帶來影響，同時(shí)必須通過凱氏定氮法和通過灰分測(cè)定來校正沒有除去的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)。
1.粗纖維測(cè)定法
粗纖維是膳食纖維的舊稱。在19世紀(jì)50年代，粗纖維測(cè)定法已被用來測(cè)定動(dòng)物飼料中不可消化的碳水化合物。由于沒有一種簡(jiǎn)便的方法可供選擇，直到20世紀(jì)70年代初才把食品中的膳食纖維用粗纖維測(cè)定法測(cè)定。即用1.25％硫酸與樣品共煮沸，水解淀粉、果膠、部分半纖維素，再用1.25％的氫氧化鈉共煮，使蛋白質(zhì)溶解、脂肪皂化，過濾后去除，濾渣分別用乙醇、丙酮、乙醚洗滌，去除殘余脂肪、單寧和色素等，收集不溶物并干燥稱重。然后灰化殘留物，并測(cè)定灰分含量。此法測(cè)定的是樣品中的纖維素和木質(zhì)素，但半纖維素、果膠和親水膠體并未被檢測(cè)出來，因此，該法測(cè)定的并非全部膳食纖維。
2.洗滌測(cè)定法
酸性洗滌法（十六烷基三甲基溴化銨）和中性洗滌法（十二烷基硫酸鈉）已用于更精確地測(cè)定動(dòng)物飼料中的木質(zhì)素、纖維素和半纖維素。酸性洗滌法測(cè)定樣品中的木質(zhì)素和纖維素；中性洗滌法測(cè)定值相當(dāng)于酸性洗滌法測(cè)定值加上半纖維素含量，而食品中微量的果膠和親水膠體仍沒有辦法測(cè)定。中性洗滌測(cè)定法采用GB/T9822一一2008《糧油檢驗(yàn)谷物不溶性膳食纖維的測(cè)定》的方法測(cè)定。但由于果膠和親水膠體對(duì)人體健康十分重要，因此僅使用這些測(cè)定方法很難全面正確地評(píng)估食品中的膳食纖維。
3.酶重量法
洗滌測(cè)定法只能測(cè)定不溶性膳食纖維，但不能測(cè)定可溶性膳食纖維。目前常規(guī)的膳食纖維分析主要是酶重量法。這種方法能夠用于測(cè)定總膳食纖維、不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維的測(cè)定。酶重量法于20世紀(jì)80年代在國(guó)外首先發(fā)展起來，現(xiàn)已成為AOAC認(rèn)可的分析方法，已被美國(guó)、日本、瑞典及北歐許多國(guó)家廣泛采用，這也是我國(guó)GB22224-2008（食品中膳食纖維的測(cè)定）中的第一法，與AOAC相比主要做了細(xì)小程度修改。
3.1原理
干燥試樣，經(jīng)α-淀粉酶、蛋白酶和葡萄糖苷酶水解消化，去除蛋白質(zhì)和淀粉，酶解后樣液用乙醇沉淀、過濾，殘?jiān)靡掖己捅礈欤稍锖笪镔|(zhì)稱重即為總膳食纖維（TotalDietaryFiber,TDF)殘?jiān)?；另取試樣?jīng)上述三種酶酶解后直接過濾，殘?jiān)脽崴礈欤?jīng)干燥后稱重，即得不溶性膳食纖維（InsolubledietaryFiber,IDF)殘?jiān)?；濾液用4倍體積的95％乙醇沉淀、過濾、干燥后稱重，得可溶性膳食纖維（Solu一bleDietaryFiber,SDF）殘?jiān)Ｒ陨纤脷堅(jiān)稍锓Q重后，分別測(cè)定蛋白質(zhì)和灰分?？偵攀忱w維，不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維的殘?jiān)鄢鞍踪|(zhì)、灰分和空白即可計(jì)算出試樣中總的、不溶性和可溶性膳食纖維的含量。
3.2結(jié)果計(jì)算
空白的質(zhì)量根據(jù)下列公式計(jì)算：
mB=[(mBR1+mBR2)/2]-mpB-mAB
式中：mB—空白的質(zhì)量，mg;
mBR1和mBR2一雙份空白測(cè)定的殘?jiān)|(zhì)量，mg;
mpB—?dú)堅(jiān)械鞍踪|(zhì)質(zhì)量，mg;
mAB一殘?jiān)谢曳仲|(zhì)量,mg。
膳食纖維的含量根據(jù)下列公式計(jì)算：
式中：X一膳食纖維的含量，g/100g;
mR1和mR2—雙份試樣殘?jiān)馁|(zhì)量，mg;
mP—試樣殘?jiān)械鞍踪|(zhì)的質(zhì)量，mg;
mA—試樣殘?jiān)谢曳值馁|(zhì)量，mg;
mB—空白的質(zhì)量，mg;
m1和m2—試樣的質(zhì)量，mg。
計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位。總膳食纖維、不溶性膳食纖維、可溶性膳食纖維均用此公式計(jì)算。
4.酶一化學(xué)測(cè)定法
4.1概述
在測(cè)定纖維含量的化學(xué)法中，纖維含量等于所有不含淀粉的多糖加上木質(zhì)素的總和，單糖可直接用比色法或色譜法來測(cè)定。
在強(qiáng)酸存在的條件下，碳水化合物與許多物質(zhì)結(jié)合形成發(fā)色基團(tuán)，然后利用分光光度法測(cè)定。在特定的標(biāo)準(zhǔn)化條件下，用蔥酮法測(cè)定己糖，用地衣酚法測(cè)定戊糖，用咔唑法測(cè)定糖醛酸，校正因多種糖的存在而引起的相互干擾，將己糖、戊糖和糖醛酸的總量作為多糖含量。
用色譜法測(cè)定糖醛酸在技術(shù)上非常困難，更多的是使用咔唑法，在己糖和戊糖并存的情況下，糖醛酸含量必須如前所述加以校正。
4.2 Englyst法
該法是酶一化學(xué)法的代表。其原理是測(cè)定樣品中的非淀粉性多糖（NSP）作為膳食纖維測(cè)定指標(biāo)，首先將淀粉用酶完全水解，溶液離心后，殘?jiān)ㄟ^酸水解后，通過GC測(cè)定單糖，或比色法測(cè)定單糖，通過轉(zhuǎn)換系數(shù)得總糖即為非淀粉性多糖NSP。本法不僅能測(cè)定總、不可溶、可溶性的膳食纖維，而且能測(cè)定組成膳食纖維的單糖組成，為確立膳食纖維成分和功能之間的關(guān)系提供了有效的手段，該法為歐盟EEC推薦方法，也是AOAC法合理的替代方法。
4.3酶重量法一液相色譜法
該法是我國(guó)GE22224-2008（食品中膳食纖維的測(cè)定）中的第二法，適用于含有抗性麥芽糊精的糖果蜜餞（含巧克力及制品）、糧食及制品、糕點(diǎn)、飲料、乳制品、肉制品和保健食品等食品中總膳食纖維的測(cè)定。先采用酶重量法測(cè)定不溶性膳食纖維和高分子質(zhì)量可溶性膳食纖維的總含量。然后用高效液相色譜法測(cè)定試樣中的低分子質(zhì)量抗性麥芽糊精的含量。
五、幾種方法的比較
用于測(cè)定膳食纖維的酶重量法和酶重量法一色譜法是應(yīng)用最廣泛的測(cè)定方法，這些方法和一些其他的方法非常相似，能適用的食品范圍很寬，因?yàn)樵贓nglyst法中木質(zhì)素和抗性淀粉沒有作為膳食纖維的組成部分，所以該法提供了最低的膳食纖維值。
顯然，使用Englyst法測(cè)定含有大量抗性淀粉的食品（如玉米粉）和含有大量木質(zhì)素的食品（如谷糠）中的膳食纖維含量時(shí)會(huì)出現(xiàn)很大的偏差。現(xiàn)代酶重量法建議使用85％的乙醇提取富含單糖（葡萄糖、果糖和蔗糖）的食品。在測(cè)定膳食纖維之前，如果不提取食品（如干果、復(fù)合麥片）中的糖類，則使測(cè)定結(jié)果偏高，這并不是酶一化學(xué)測(cè)定法的方法問題，而是相對(duì)于沉淀可溶性膳食纖維所用的乙醇的量來說，樣品的取樣量太少；在酶一化學(xué)測(cè)定法中只用少量的樣品量（≤200mg干物質(zhì)），所以食品樣品必須徹底均勻混合，才能使膳食纖維分析的結(jié)果準(zhǔn)確。
酶重量法和酶重量一液相色譜法都使用水解蛋白酶。蛋白水解反應(yīng)使一些膳食纖維溶解度增加，即把一些不溶的膳食纖維轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄陨攀忱w維。另外，水解蛋白酶使木質(zhì)素的測(cè)定值偏低。
酶重量法將抗性淀粉作為膳食纖維的一部分，如果用酶重量法測(cè)定焙烤、片狀和擠壓食品時(shí)，比用酶重量法一液相色譜法測(cè)定的膳食纖維含量高；用酶重量法測(cè)定經(jīng)校正抗性淀粉的膳食纖維含量與用酶重量法一液相色譜法測(cè)定值相接近。
酶重量法一液相色譜法與其他方法相比，需要更長(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)備的要求也更高。但酶重量法一液相色譜法較酶重量法具有更好的重現(xiàn)性。
如果只需分析總膳食纖維，可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維的含量，酶重量法和酶重量法一液相色譜法都較合適。
