1、首都师范大学硕士学位论文膳食纤维测定方法的研究姓名：康琪申请学位级别：硕士专业：化学指导教师：朱若华20080508首都师范大学硕士学位论文摘 要膳食纤维做为人类第七大营养物质，具有对人体有益的尘理功能。准确测定出食品中膳食纤维含量具有重大意义，因为膳食纤维的过量摄取和不足量摄取都会对人体产生不良影响。本论文分为五章对膳食纤维测定方法进行研究：第一章综述了膳食纤维的定义、生理功能和测定方法，较为详细地介绍膳食纤维的定义、不同类型、结构特点和生理功能等。综述了有代表性的膳食纤维测定方法，以及膳食纤维的应用与开发现状。第二章采用酶一重量法AOAC 99143测定膳食纤维产品中可溶性、不溶性和总膳食
2、纤维的含量，结果表明：酶一重量法AOAC 99143适用于一般产品中总膳食纤维含量的测定；适合于某些产品中可溶性和不溶性膳食纤维含量的测定。第三章研究并建立了苯酚一硫酸法测定水溶性膳食纤维聚葡萄糖含量的分析方法。通过正交实验确定最佳显色和水解条件。实验结果表明，该方法简便易行、结果稳定可靠，用于食品中水溶性膳食纤维聚葡萄糖含量的测定结果令人满意。第四章研究并建立了测定可溶性膳食纤维聚葡萄糖含量和分子量的高效液相色谱法。用Waters Ultrahydrogel 250(46300mm)色谱柱，以水作流动相，示差折光检测，进样量20 u l，在流速05mlmin下，直接测定样品中的可溶性膳食纤维
3、聚葡萄糖含量和平均分子量。建立了分子量与保留时间的关系方程，用于样品中聚葡萄糖的分子量测定。聚葡萄糖浓度在0199mgml，-398mgml范围内与峰面积呈良好的线性关系，方法RSD小于100，回收率103-110(RSD=I91)之间。结果显示，该方法简单、准确、可靠，适合于食品中水溶性膳食纤维聚葡萄糖含量和分子量的测定。第五章采用酶一重量法测定了燕麦和燕麦产品中可溶性、不溶性和总膳食纤维含量，用高效液相色谱法测定了燕麦中可溶性膳食纤维的分子量。结果表明，燕麦富含膳食纤维，不同产地燕麦中膳食纤维含量有所不同；燕麦产品中由于添加其他营养物质，使其膳食纤维含量有所降低，但膳食纤维产品营养更丰富，
4、口感更好。关键词：膳食纤维可溶性膳食纤维不溶性膳食纤维生理功能高效液相色谱聚葡萄糖燕麦首都师范大学硕士学位论文ABSTRACTDietary fiber is regarded as the seventh human nutriment and has been theresearch target from last centuryDietary fiber has positire physiologicalfunctions for human and has been recognized by peopleThe determination ofcontents of dietar
5、y fiber iS alSO important for the reason that too 1ittle ortoo much dietary fiber consumption will do harm to peopleThe thesis contains five chapters as fol lowing：In chapter one，the definitions，physiological functions and analyticmethods of dietary fiber are reviewedCharacteristics of structures an
6、d ofphysiological functions of dietary fiber are introducedThe development andapplication of typical analytical methods of dietary fiber are also discussed，as well as the status of application and developmentIn chapter two，the enzymegravimetric method was used to determine thesoluble，insoluble and t
7、otal dietary fiber in food productsThe results of theexperiments show that the method is suitable for the determination of totaldietary fiber in most products and is suitable for the determination of solubleand insoluble dietary fiber in some productsIn chapter three。a simple and fast analytical met
8、hod for determination ofpolydextrose was developed based on the phenolsulphate acid spectroscopyTheconditions for determination of polydextrose were optimized by the orthogonaltestResults show that the method is accurate and reproducible，which issuitable for the analysiS of the soluble dietary fiber
9、polydextrose contentin foodChapter four developed a HPLC method for the determination of polydextrosecontent and molecular weightThe HPLC was run OD an Ultrahydrogel 250 column(78X300mm)with refractive index(RI)detector for determinations of content andaverage molecular weight of polydextrose in som
10、e samplesDisti 1 led water wasused as the mobile phase at a flow rate of 05mlminThe correlation equation2首都师范大学硕士学位论文was established between molecular weight and retention time and appl ied toestimate the molecular weight of polydextrose samplesThe cal ibration curvewas linear over the polydextrose
11、concentration range of 0199398mgml，witha correlation coefficlent of r=09998The polydextrose mass recovery rangedfrom 103to 1 10with a RSD of 191The method is found to be simple，reproducible and rel iable，and thus ideal ly suitable for the analysis ofpolydextrose i n food productIn chapter five，the s
12、oluble，insoluble and total dietary fiber of oats andoats products were determined by the enzyme。gravimetric method and the molecularweight of soluble dietary fiber in oats were also determined by the HPLCAlthoughoats in different regions have different contents of dietary fiber，oats areon the whole
13、rich of dietary fiberOats products have less dietary fiber thanoats because of adding other nutrient，which make them much more del iciousKeywords：dietary fiber，soluble dietary fiber，insoluble dietary fiber，physiological funct ion，HPLC， polydextrose， oat3首都师范大学硕士学位论文缩略语DFSDFIDFADFNDFCFNSPRSKLMESTRISH
14、PLCRDNIRSSECMWLALLSDAOACAACCUS FDA英文缩略语对照说明英文全称Dietary FiberSoluble Dietary FiberInsoluble Dietary FiberAcid Detergent FiberNeutral Detergent FiberCrud FiberNonstarch PolysaccharidesResistant StarchKlason Lignin2一(NMorpholine)Ethane Sulfonic acidTrihydroxymethylaminomethaneHigh Performance Liquid Ch
15、romatographydifferential】Refractive Index DetectorNear-Infrared Reflectance SpectroscopySize Exclusion ChromatographyMolecular WeightLow-Angle Laser Light Scattering DetectorAssociation of Official Analytical ChemistsAmerican Association of Cereal ChemistsUnited States Food and Drug Administration4中
16、文全称膳食纤维可溶性膳食纤维不溶性膳食纤维酸性洗涤剂纤维中性洗涤剂纤维粗纤维非淀粉多糖抗性淀粉Klason木质素2(N一吗啡代)乙烷磺酸三羟甲基氨基甲烷高效液相色谱(示差)折光检测器近红外光谱体积排阻色谱分子量(相对分子质量)小角激光散射检测器分析化学家协会美国谷物化学家协会美国食品药品管理局首都师范大学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位
17、做储戤：愿咆日期： 年 月 日首都师范大学位论文授权使用声明本人完全了解首都师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位论文作者签名： )簿a2枣日期： 年 月 日首都师范大学硕士学位论文第一章膳食纤维的定义、生理功能和测定方法膳食纤维作为第七大营养素具有突出的保健功能，有研究表明膳食纤维可以促进人体正常排泄n埘；降低某些癌症口1、心血管n剐
18、和糖尿病哺1的发病率。因而膳食纤维逐渐成为营养学家、流行病学家及食品科学家等关注的热点。此外，大量的研究表明，许多常见病如动脉粥样硬化、高血压、冠心病、便秘、肥胖以及严重威胁人类生命的结肠癌等都与膳食纤维的摄入量不足有关。因此，有科学家将其称为人体“第七营养素“。国内陈燕卉口3归纳了膳食纤维的主要生理功能及其在食品中的开发中与应用。目前膳食纤维的生理保健功能仍是营养学研究的热门课题之一，但近年来的研究重点侧重于对不同来源膳食纤维生理功能差异及生理作用机理的研究。另一方面，膳食纤维的过量摄取会对人体产生某些不利影响，例如：使热量摄取不足晴钔；降低矿物质和痕量元素的生物利用率u引In。因而，膳食纤
19、维的合理摄入量成为人们关注的重要方面。世界卫生组织建议的总膳食纤维摄入量下限为每人每天27O克，上限为每人每天400克。由此可见：膳食纤维检测结果的表示及产品标签标示等方面的问题应该作为膳食纤维研究中的又一个重要方面，而检测结果是由膳食纤维的检测方法和检测标准决定的，因此有必要建立统一的检测方法和标准。国外有大量膳食纤维的测定研究数据，国内这方面的研究虽然起步比较晚，但也初步建立了一些方法，有一些数据。周建勇n21于2001年对膳食纤维的测定方法及现状进行了综述；魏红n33等在2004年综述了膳食纤维的应用及检测方法。李英等n41用正交实验的方法研究了松花粉中水不溶性膳食纤维的测定条件。本论文
20、在实验中利用已有的膳食纤维测定方法测定某些样品，并建立了新的方法进行样品测定。本章主要从膳食纤维分析方法的沿革角度对膳食纤维的不同类型和结构以及不同的测定方法进行综述。首都师范大学硕士学位论文11膳食纤维的定义及分类111膳食纤维的定义膳食纤维是一种复杂的混合物的总称，具有多种生理功能，主要是以生理功能和分析方法为主来定义的。1972年，HCTrowell首次引入“膳食纤维(Dietary Fiber)这个词，并将其定义为“食物中那些不被人体所消化吸收的植物成分”。1976年Trowell重新给膳食纤维下了定义，即“将那些不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物与木质素统称为膳食纤维n引。近年来国外
21、对膳食纤维进行了广泛研究n 61，但目前国际上对膳食纤维还没有一个通用的定义，一般认为膳食纤维(Dietary fiber，DF)是指植物性食品中不能被人类胃肠道消化酶消化，但能被大肠内的某些微生物部分酵解和利用的非淀粉多糖类物质与木质素的合称。2001年n力美国化学家协会对膳食纤维的最新定义为：膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收，而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。膳食纤维具有缓泻，和(或)降低血胆固醇水平，和(或)降低血液中葡萄糖含量等生理功能。基于以上定义，膳食纤维包括很多不被人体小肠消化的物质，如纤维
22、素、半纤维素、树胶、B一葡聚糖、胶质、木质素、葡聚糖、果寡糖、抗性淀粉和糊精。112膳食纤维的分类膳食纤维按溶解性可分为可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber，SDF)和不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber，IDF)两大类。水溶性膳食纤维指可溶于温水或热水，且其水溶液能被4倍95的乙醇再沉淀的那部分纤维，主要是细胞壁内的储存物质和分泌物，另外还包括微生物多糖和合成多糖，其组成主要是一些胶类物质，如果胶、树胶琼脂等，还有半乳甘露糖、葡聚糖、海藻酸钠、羧甲基纤维素和真菌多糖等。水不溶性膳食纤维是指不溶于温水或热水的那部分纤维，主要是细胞壁的组成部分。包
23、括纤维素、半纤维素、木质素、原果胶、壳聚糖和植物蜡等。此外，功能性低聚糖n町和抗性淀粉n们(Resistant Starch)也普遍认为属于膳食纤维。2首都师范大学硕士学位论文12膳食纤维的结构来源不同的膳食纤维其化学本质差异较大，但基本组成成分则较相似，相互问的主要区别表现在各组成成分的相对分子量、分子的糖苷键、聚合度以及支链结构方面的差异。121可溶性膳食纤维的结构果胶(Pectin)：许多蔬菜、水果含有果胶，果胶的化学组成与半乳糖醛酸相似。其分子主链上的糖基是半乳醛酸，其侧链上是半乳糖和阿拉伯糖。它是一种无定形的物质，存在于水果和蔬菜的软组织中，可在热溶液中溶解，在酸性溶液中遇热形成胶态
24、：具有与离子结合的能力。p一葡聚糖(D-glucan)：p一葡聚糖在结构上是不同于一般多糖(如淀粉、糖原、糊精等)的，因为一般多糖是以p一1，4一糖苷键连结，而葡聚糖则是以pl，3一键结构为主体，且有一些p一1，6一键的侧枝，不同于一般糖类的线型分子结构，而是形成螺旋型分子结构。结构如图1所示：图l B一葡聚糖的结构聚葡萄糖(Polydextrose)：聚葡萄糖是由葡萄糖和少量山梨醇、柠檬酸经高温熔融，随机缩聚而成的多糖。聚葡萄糖分子量分布广(162-20000Da)，约有90的聚葡萄糖分子量在504-5000之间，平均聚合度约为12，平均分子量为2000。聚葡萄糖含有的糖苷键种类多，以l，6
25、一糖苷键为主，分子结构比较复杂。122不溶性膳食纤维的结构纤维素(Cellulose)：不溶性膳食纤维的基本结构是纤维素，纤维素是由p一葡萄糖通过Dl，4一糖苷键相连而成的直链葡聚糖，Eh300500个葡萄糖缩合而成，最多能达至U10000个葡萄糖单体。纤维素不溶于冷水、热水、稀酸和热的稀碱溶液。人体内的淀粉酶只能水解Ql，4一糖苷键，而不能水解pl，4一键，因此纤维素不能被人体胃肠道3首都师范大学硕士学位论文的酶消化。半纤维素(Hemicellulose)：半纤维素也不溶于冷水、热水和热的稀酸；半纤维素和纤维素的区别是它能溶于稀碱溶液。半纤维由50200个葡萄糖缩合而成，并带有支链。存在于谷
26、物中的阿(拉伯)糖基木聚糖是半纤维素的主要组成成分。甲壳质(Chitin)：又叫甲壳素，化学名为(1，4)一2一乙酰氨基一2一脱氧一DD一葡聚糖，是以9-1，4一糖苷键相连的线型生物高分子，是自然界中唯一存在的碱性多糖。甲壳素是地球上含量仅次于纤维素的天然高分子化合物，存在于低等植物菌类、藻类的细胞，高等植物的细胞壁，以及节肢动物(虾、蟹)的甲壳，乌贼的骨架，昆虫的外壳、内脏衬里、筋腱及翅上的覆盖物等。甲壳素与纤维素的化学结构非常相似，分子链为线型直链；不同点在于甲壳素C2上有一个乙酰胺基(CH。CONH一)。甲壳素脱去乙酰基便得到壳聚糖，三者的结构比较，如图2所示：0X=OH为纤维素；X=C
27、H。CONH为甲壳素；X=NH：为壳聚糖图2纤维素、甲壳素和壳聚糖的结构抗性淀粉(Resistant Starch，RS)：抗性淀粉是指在健康者小肠中不能被吸收的淀粉及其降解产物，主要存在于整粒和回生的高淀粉类食物中，可被结肠菌群分解为乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸(SCFA)及其降解产物，对人体健康有益。Rs的分子结构较小，长度为2025个葡萄糖残基，是以氢键连接的多分散线性聚糖。RS之所以能抵抗酶的水解，是由于聚糖的葡萄糖残基链之间存在较强的氢键，该氢键在155160时具有40Jg的焓；或是由于这种聚糖具有D型晶体结构。123非糖类结构木质素(Lignin)：木质素不是多糖物质，而是苯基类丙
28、烷的聚合物，具有复杂的三维结构。因为木质素存在于细胞壁中很难与纤维素分离，所以在膳食纤维的组成成份中包括了木质素，人和动物都不能消化木质素。木质素的三种结构单体如图3所示。4首都师范大学硕士学位论文a呜一OHICHlICH飘cHp9毛一oH ICHI|CHoHOH OH 014松柏醇 芥子醇 对羟基肉桂醇图3木质素的三种结构单体角质(cutin)：是细胞壁表面的类似蜡的长链脂肪酸。13膳食纤维的生理功能膳食纤维的化学组成和结构决定其理化性质，虽然膳食纤维在人体内不能被消化吸收，但却具有重要的生理功能。131膳食纤维与减肥膳食纤维具有亲水性的极性基团，因而具有持水性和溶胀性，遇水后体积增大，对肠
29、道产生容积作用，进食后充填胃腔，需要较长时间来消化，延长胃排空的时间，使人容易产生饱足感而减少热量的摄取；而且膳食纤维在肠内会吸引脂肪使其排出体外，有助于减少脂肪积聚，从而达到减肥的效果。132膳食纤维与控制血糖膳食纤维中的果胶可延长食物在肠内的停留时间，降低葡萄糖的吸收速度，使进餐后血糖不会急剧上升，维持餐后血糖的平衡和稳定，避免血糖水平的剧烈波动，因此食用膳食纤维能够有效预防糖尿病。另外，食用富含膳食纤维的食品可降低糖尿病患者对胰岛素和一般口服降血糖药的需求量，对糖尿病有预防和治疗作用。133膳食纤维与降低血脂膳食纤维中的某些成分可与胆固醇和胆汁酸结合，使其直接从粪便中排出，从而消5F太Y
30、lq首都师范大学硕士学位论文耗体内的胆固醇，降低血脂；同时，膳食纤维在肠道内吸水，对肠内容物起到稀释作用，降低了胆固醇和胆汁酸的浓度，有助于肠道内J下常寄居细蔺的生长繁殖，而这些J下常细菌在繁殖过程中也能使胆固醇转化后经粪便排出，有助于减少冠心病的发生。134膳食纤维与吸收毒素膳食纤维在胃肠道中遇水形成致密的网络，能吸附有机物、无机物和水分，对维持胃肠道的J下常菌群结构起着重要作用；同时，膳食纤维能吸附肠道中的毒素，从而使肠内容物与毒素的接触机会减少，进入血液的毒素量也减少。135膳食纤维与预防肠癌人的大肠中存在着大量的细菌，能产生多种毒物如胺、酚、氨等。有些细菌可能有合成多坏烃或将硝酸盐还原
31、为亚硝酸盐的能力。膳食纤维的化学结构中含有许多亲水基团，具有良好的持水性。较高的持水性可增加人体排便的体积和速度，使含水量增多，减轻直肠内的压力和泌尿系统的压力，从而使毒素的浓度稀释并刺激肠蠕动，加快肠道内容物的排空速度，缩短食品中有毒物质在肠道内滞留时间，促使胆汁酸排泄，并使粪便保持酸性，对预防大肠癌有益。膳食纤维在肠道中发酵产生丁酸等短链脂肪酸，促进细胞分化，可防止肠癌发生。食用膳食纤维后会增加咀嚼次数，从而增加唾液分泌，而唾液是防癌抗癌的重要物质。136膳食纤维与降血压和矿物质的吸收膳食纤维结构中包含一些糖醛酸的羧基和羟基侧链基团，可与阳离子进行可逆交换，同时，还可以使膳食纤维在小肠内可
32、能与某些维生素和矿物质如钙、铁和镁结合，这一方面可以影响电解质与宏量微量元素的吸收，另一方面也可缓解重金属如Cu、Pb的中毒。更重要的是膳食纤维能与肠道中Na+、K+进行交换，从尿液和粪便中大量排出，从而降低血液中的Na+、K+含量，产生降低血压的作用。137膳食纤维与改变肠道微生物群膳食纤维虽然不能被小肠中的内源酶分解，但大肠中寄生的各种微生物可对其进行6首都师范大学硕士学位论文部分发酵或全部发酵，产生大量短链脂肪酸，如乙酸和乳酸等。这样可以调节肠道pH值，改善有益细菌的繁殖环境，使得双歧杆菌等有益菌群能迅速扩大。这对抑制腐生菌生长，防止肠道黏膜萎缩和支持肠黏膜屏障功能，维持维生素供应，保护
33、肝脏等都是非常重要的。14膳食纤维的测定方法及研究进展膳食纤维的定义和测定方法一直是彼此相互关联的。各种膳食纤维的测定方法因其测定原理不同结果差异较大。自20世纪60年代初以来分析化学家们建立起了大量的检测方法。具有代表性的几种方法为洗涤法、酶一重量法、酶一化学法。141洗涤法(非酶重量法)非酶重量法包括粗纤维(crude fiber，CF)法，酸性洗涤剂纤维(acid detergentfiber，ADF)法和中性洗涤剂纤维(neutral detergent fiber，NDF)法。对于大部分食物，由这三种方法检测到的物质不能包括现在被称作总膳食纤维(total dietaryfiber，
34、TDF)的所有成分。从本质上讲，CF的方法检测到木质素(1 ignin)和纤维素(cellulose)；ADF的方法检测到木质素(1ignin)，纤维素(cellulose)和酸不溶性半纤维素(acidinsoluble hemicellulose)；NDF的方法检测到木质素(1ignin)，纤维素(cellulose)和中性洗涤剂不溶性半纤维素(neutral detergentinsolublehemicel lulose)。重量法开始于德国Weende研究站1860年提出的粗纤维的测定。这种方法是测定用酸和碱处理植物后所得的残留物，直到二十世纪初该方法得到改善，并被AOAC采纳作为动物饲
35、料中纤维含量的测定瞳。粗纤维的测定目前仍在某些国家在动物饲料工业中应用，然而由于该法不能测定所有可溶性多糖，某些不溶性多糖和木质素，同时残留物中会包括某些含氮物质而使其应用受到限制。Van Soest乜幻于1963年提出的酸性洗涤剂法用强酸水解除去纤维素和木质素以外的所有多糖，由于该法不包括其它细胞壁多糖，使其像粗纤维方法一样在人类营养学方面的应用受到限制。针对酸性洗涤剂法的缺陷，Van Soest and Wine心31于1967年提出中性洗涤剂法，包括了细胞壁的所有不溶物质，该法比粗纤维法能更好的表示动物饲料中膳食纤维的营养值。在二十世纪七十年代中性洗涤剂法用于人类营养学方面的研究，但由7
36、首都师范大学硕士学位论文于该法不包括可溶性纤维成分，而且不能除去所有淀粉使其应用受到限制。142酶重量法在二十世纪七十年代，随着人们对膳食纤维营养学研究兴趣的提高和对膳食纤维生理功能研究的发展，需要一种测定不溶性细胞壁和可溶性纤维成分的分析方法。德国研究工作者最初提出用酶除去碳水化合物。will Jams和Olmsted他钔于1935年在其研究中采纳酶法测定不能消化的物质，使研究更接近人类的生理过程。Asp和Johansson朝于1981年，Furda拉剀于1977年，Hellendoorn脾71及其工作组于1975年，以及Schweizer和Wnrsch啪3于1979年在研究中试图建立更能反
37、映饮食中不能被消化的物质的分析方法。Prosky等人在前人研究的基础上提出总膳食纤维的测定方法，并被AOAC采纳作为官方分析方法AOAC 98529(见表1)。该法用酶解除去淀粉和一部分蛋白质，残留物干燥，称重，作蛋白质和灰分的校J下。如果脂肪含量大于10，要预先除去。这种方法相对简单易行，而且已经实现自动化，能处理大量样品；在很多国家作为膳食纤维的分析方法。Lee啪1等提出用MES-TRIS代替最初的磷酸缓冲体系，该方法成为AOAC 99143。由Li和Cardozo口门于1994年提出的AOAC 99321是分析含有少量或不含有淀粉的蔬菜和水果的简单方法。Mongeau和Brassardb
38、21采用修饰的中性洗涤剂法测定不溶性膳食纤维和新的方法分析可溶性膳食纤维，成为AoAC 99216。143酶化学方法重量法较简单，主要测定总膳食纤维和可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。化学法则可定量地测定其中每一种中性糖和总的酸性糖(糖醛酸)，还可单独测定木质素b引，但化学方法受仪器设备制约，因而不适用于常规的膳食纤维分析。酶一化学法和酶一重量法分析膳食纤维的相似之处是：都是首先对食物样品进行酶消解以及分离。不同点是：酶一化学法分离出的膳食纤维用酸水解，使纤维分解为葡萄糖、糖醛酸(糖羰酸)等单糖，这些物质再用不同的化学方法检测。用GLC和HPLC只能检测出水解得到的糖类；糖醛酸(糖羰酸)用比色
39、或脱羧的方法可以检测到；木质素用Klason木质素法检测到。这样，膳食纤维是色谱分析、糖醛酸(糖羰酸)分析和Klason木质素法检测到结果之和。R首都师范大学硕士学位论文在用酸水解过程中，多聚糖不同程度上转化为单糖类，这取决于膳食纤维残留物的成分和所采用的酸水解条件。在用酸水解初期产生的糖类一部分会转化为其他物质。同时，由于单糖的不可逆性和比色条件的差异，在酶一化学法的各个步骤中一般会采用合适的校正因子，以保证精确定量。1431酶一比色法酶一化学法中的比色法比色谱法更快速、简单和廉价。但是，由于酶一比色法取决于降解糖类和糖醛酸(糖羰酸)的非特征颜色反应，而这些反应又因糖类和糖醛酸(糖羰酸)的不
40、同而有差异，所以酶一比色法需要一个严格的参考标准以给出膳食纤维组成的具体信息。由于来源和加工过程会造成膳食纤维信息量的不同，因而上述标准也应有所不同。由于在酶一比色法中假设样品组成与标准糖类混合物相同，而且认为样品中膳食纤维单糖在用酸水解中的损失因素与标准单糖在酸水解中的损失因素相同。所以任何与上述假设的偏离都会产生分析结果的错误。在分析未知样品(如：未知糖类组成的膳食纤维)时，酶一比色法是所有膳食纤维定量分析方法中最不准确的。尽管酶一比色法不能提供特殊膳食纤维组成的具体信息，但在分析已知糖类组成的膳食纤维水平方面还是很有用的。最初人们认为，不能被人体消化酶消化的碳水化合物是可溶的而且在纤维过
41、滤回收时会损失掉。McCance和Lawrence嘲1最早于1929年建立了“不可获得碳水化合物“的分析方法，用强酸水解，然后用比色法测定降解糖和戊糖。在二十世纪五十年代，Southgate滔1于1969年对McCance和Lawrence的方法进行改进，采用了一系列的提取步骤，水解多糖并用比色法测定单糖成分。Southgate认为关键步骤是完全去除淀粉，因为淀粉的不完全去除会导致以葡萄糖为基本单位的膳食纤维的过量检出。Englyst和Hudson汹1针对色谱法耗时的特点，又提出改进的比色的方法测定单糖成分。1432酶一色谱法尽管酶一比色法提供了有关单糖(己糖、戊糖和糖醛酸)的大量信息，Sou
42、thgate口刀认为比色的方法不能区分单独存在的单糖，建议使用GC和HPLC。然而，对于淀粉含量高的食品，如淀粉质蔬菜、豆类和谷物等，去除淀粉仍然比较困难，使得测定结果偏高。9首都师范大学硕士学位论文Englyst m1等对Southgate的方法加以修饰，用GC方法测定非淀粉多糖。该法能更彻底去除淀粉，能测定代表食品中膳食纤维成分的不同单糖；可以使纤维素和非纤维素多糖得到分离，可溶性和不溶性多糖得到分离。这使得该法能提供人类食物中多糖成分的更多细节。对该法的修饰包括抗性淀粉的去除，Englyst和Cummings汹3用二甲基亚砜去除非淀粉糖类中的抗性淀粉。Shinnickn们等用HPLC测定
43、来源于纤维的单糖。这种方法没有除去抗性淀粉，木质素用Klason木质素法测定。该法没有使用乙醇沉淀可溶性纤维成分，而是使可溶性部分通过分子截流量为12，000到14，000道尔顿的滤膜通过渗析得到的。TheanderH等用80的乙醇沉淀可溶性纤维成分，使过程简化。Englyst“21等以及Quigley和EnglystH引使用Dionex公司的Carbopac PA-I和Carbopac PA-100建立了检测中性糖和糖醛酸的HPLC的方法测定。15美国分析化学家协会(AOAC)的官方分析膳食纤维的方法和目前膳食纤维的其他分析方法很多分析方法最终被美国分析化学家协会(The Associati
44、on of OfficialAgricultural Chemists)认可，成为AOAC标准方法。同时，各国研究人员不断研究，提出膳食纤维的新的研究方法。151 AOAC方法AOAC98529是美国分析化学家协会的官方分析膳食纤维的方法，这是最早的官方方法，同时也是经典的膳食纤维分析方法。此后，随着研究的进展，AOAC采纳了各国科学家的研究成果，针对不溶性膳食纤维、可溶性膳食纤维、总膳食纤维、葡聚糖、果聚糖、抗性淀粉等建立了官方分析方法。表1总结了测定膳食纤维的AOAC官方方法。表1测定膳食纤维的AOAC官方方法Tab1 The AOAC INTERNATIONAL approved die
45、tary fiber methodsAOAC98529 酶一重量法 总膳食纤维(磷酸缓冲体系)10直接测定总膳食纤维首都师范大学硕士学位论文AOAC99 142 酶一重量法 不溶性膳食纤维AOAC99143 酶一重量法 不溶性、可溶性和(MES-TRIS缓冲体系) 总的膳食纤维AOAC99216 酶一重量法AOAC99228 酶法一分光光度法AOAC99319 酶一重量法AOAC9932 1 无酶一重量法(淀粉含量2)不溶性、可溶性和总的膳食纤维大麦、燕麦等谷物中(13，14)一B-D-葡聚糖可溶性膳食纤维总膳食纤维0AC99413 酶一气相色谱一比色一重中性多聚糖、糖醛量法(Uppsala法
46、) 酸、Klason木质素作为总膳食纤维AOAC99516 酶法AOAC99708AOAC99903AOAC20001 1AOAC200102AOAC200103酶法-HPAEC酶法一分光光度法酶-HPAECHPAECPAD酶重量法，HPLCAOAC200202 酶法大麦、燕麦中B-D一葡聚糖果聚糖果聚糖葡聚糖反式低聚糖包括低分子量抗性麦芽糖糊精在内的总膳食纤维抗性淀粉和海藻纤维不适合用独立的方法检测；可溶性纤维和不溶性纤维之和可溶性纤维和不溶性纤维之和不适用不适用纤维残留量减去淀粉和蛋白质含量中性多聚糖残留物、糖醛酸残留物、Klason木质素之和不适用不适用不适用不适用不适用不溶性纤维，高分
47、子量和低分子量可溶性纤维之和不适用首都师范大学硕士学位论文152其他分析膳食纤维的方法在AOAC的官方膳食纤维的分析方法中，包括酶一重量法、酶一分光光度法、酶-HPLC、酶一Gc、酶-HPAEC等方法。可见，现代分析手段如：高效液相色谱、气相色谱、高效阴离子交换色谱等已经运用到膳食纤维的分析中。近年来，随着膳食纤维研究的发展，不断有新的方法运用到膳食纤维的研究中。其中近红外光谱技术(NearInfrared Reflectance Spectroscopy，NIRS)由于其分析样品具有方便、快速、高效、准确、无污染、成本低、不破坏样品、不消耗化学试剂和一次可以测定多种成份等特点，在膳食纤维分析
48、中得到应用。THBlosserH钉等6个工作组最早在1988年对94个草料样品的酸性洗涤剂纤维(AcidDetergent Fiber，ADF)进行分析，由NIRS方法得到的实验室问相对标准偏差(relative standard deviation for reproducibility，RSDR)为114，6个工作组用化学方法和NIRS方法得到的ADF值相关系数在086-090之间，说明NIRS方法可用于ADF的测定，并成为ADF的官方分析方法。SEKays和WRWindham等运用NIRS在膳食纤维分析中做了一系列工作。SEKaysH鄙等最早用NIRS方法建立了预测谷物产品中总膳食纤维含
49、量的方法，91个样品用AOAC99143作为参考方法测定总膳食纤维含量，通过对样品1100-2498nm问近红外光谱的分析，建立了预测总膳食纤维含量的模型，并用31个独立样品对模型的精密度进行验证，标准偏差和相关系数分别为151和O99，说明NIRS方法可用于谷物产品中总膳食纤维含量的预测。WRWindham m1等考察了用已建立的NIRS模型预测含不同水分的谷物中总膳食纤维含量，发现原有模型不适合分析水分含量很高或很低的样品，建立了新的可以分析谷物中不同水分含量样品中的总膳食纤维含量的模型。SEKays H刀等在1997年建立了NIRS新模型，用来预测含糖量高的谷物中的总膳食纤维含量。内部交叉检测标准误差(standard error of crossvalidation，SECV)和预测值与化学分析值的决定系数分别为188和098，说明新建NIR模型可以用于预测含糖量高
