不被人体消化吸取的营养物质——膳食纤维

蔡继权

（杭州市化工研究所有限企业  浙江杭州  310023）

纤维素尽管可以被牛、马、羊等草食动物转化成葡萄糖而吸取利用，但因为人的消化器官不具备消化纤维素的酶系统，它只能作为食物残渣——粪便被排出体外，似乎是“废物”。所以，早期的营养学书籍没有将纤维素列为人体所必需营养素、营养成分。1991年WHO（世界卫生组织，下同）专家组在日内瓦将膳食纤维推荐进入人们膳食营养目标，将其列入继蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质和水之后人体必须的第七大营养素。

纤维素由1800～3000个以上的葡萄糖分子结合而成，广泛存在于植物的根、茎、叶和种子的细胞壁里。近年来，人们逐渐认识到，纤维素也是维护人体健康的一种不可缺少的营养物质。纤维素不容易消化，但能在肠道里吸取水分、膨胀，从而刺激肠道活动，解除便秘之苦，能帮助人们带走体内大量的有害物质，对预防肥胖症、糖尿病、大肠癌等起着举足轻重的作用。

膳食纤维是指不被人体消化吸取的以多糖类为主体的高分子物质的总称。膳食纤维可分为水溶性纤维和水不溶性纤维两大类：水溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化，但可溶于温、热水且其水溶液又能被其四倍体积的乙醇再沉淀的那部分膳食纤维，主要是胞壁内的储存物质和分泌物，包括果胶、树胶、葡聚糖、瓜儿豆胶、羧甲基纤维素等；水不溶性纤维是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水的那部分纤维，主要是细胞壁的组成成分，包括纤维素、半纤维素、木质素和壳聚糖等。水溶性膳食纤维有广泛的生理作用，在许多方面具有比不溶性膳食纤维更强的生理功能。

一、常见食物中的纤维素

哪些食物含纤维素较多呢？谷类特别是麦麸、米糠里纤维素含量较多，粗粮比细粮纤维素含量多。因此，主食应当粗粮细粮搭配而并非越精细越好。适当增加一些粗粮，适当增加素食，多吃些新鲜蔬菜大有益处。

含纤维素较多的食物有蔬菜、水果、粗粮、麸子、豆类等。芹菜、韭菜、白菜、萝卜等蔬菜、水果和鲜豆类的纤维素含量都不少。目前国内的植物纤维食品，多是用米糠、麸皮、麦糟、甜菜屑、南瓜、玉米皮及海藻类植物等制成的，对降低血糖、血脂有一定作用。糖尿病患者应当多食用豆类和新鲜蔬菜等富含纤维素的食物。

常见食品的纤维素含量如下：

蔬菜类：笋类的含量最高（笋干的纤维素含量达到30～40%），辣椒超过40%，其余含纤维素较多的有蕨菜、菜花、菠菜、南瓜、白菜、油菜等。

豆类：6～15%（纤维素含量从多到少排列为黄豆、青豆、蚕豆、芸豆、豌豆、黑豆、红小豆、绿豆）。

麦麸：31%，麦片：8～9%，燕麦片：5～6%。

谷物：4～10%（纤维素含量从多到少排列为小麦粒、大麦、玉米、荞麦面、薏米面、高粱米、黑米）。

马铃薯、红薯等薯类的纤维素含量大约为3%。无论谷类、薯类还是豆类，一般来说，加工得越精细，纤维素含量越少。

菌类（干）：松蘑菇的纤维素含量接近50%，纤维素含量达到30%以上的按照从多到少的排列为：香菇、银耳、木耳。另外，紫菜的纤维素含量也较高，达到20%。

坚果：3～14%。纤维素含量达到10%以上的有：黑芝麻、松子、杏仁；10%以下的有白芝麻、核桃、榛子、胡桃、葵瓜子、西瓜子、花生仁。

水果：纤维素含量最多的是红果干，接近50%，其次有桑椹干、樱桃、酸枣、黑枣、大枣、小枣、石榴、苹果、鸭梨等。

各种肉类、蛋类、奶制品、各种油、海鲜、酒精饮料、软饮料都不含纤维素；各种婴幼儿食品的纤维素含量都极低。

纤维素虽然不能直接被人体吸取，但具有良好的清理肠道的作用，是适合肠易激综合征患者食用的健康食品。

二、膳食纤维是第七营养素

营养素，指人体通过食物获得构成细胞、构成组织、构成器官、构成系统、构成人体并维持生长发育、新陈代谢所需要的各种物质。过去，人们认为有蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、矿物质、水这六种人体营养素。

蛋白质是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担着，没有蛋白质就没有生命。脂类包括脂肪、胆固醇、磷脂、脂蛋白等，是构成人体各种细胞的主要成分之一。碳水化合物是人体热能的最主要来源。维生素是维持生命新陈代谢防止疾病的一类有机化合物。

矿物质是指人体不能合成必须由食物摄入用量少但生理作用很大的必须矿物质营养素。水是一切生命所必须的物质，在生命活动中有重要生理作用。纤维素称为肠道清洁夫，对毒素和身体废弃物的排出功不可没。

根据纤维素在保障人类健康，延长生命方面的重要作用，WHO专家组1991年在日内瓦推荐将膳食纤维列入人群膳食营养目标，以后纤维素就称为人体必须的第七营养素。

纤维有很多种类（其中也有一些是蛋白质而不是碳水化合物）。有些种类的纤维，如燕麦中含有的一类纤维，与糖类分子结合在一起可以减缓碳水化合物的吸取速度。这样它们就可以帮助保持血糖浓度的稳定。有一些纤维的吸水性比其他种类的纤维要强很多。小麦纤维在水中可以膨胀到原来体积的10倍，而日本魔芋中的葡甘露聚糖纤维在水中可以膨胀到原来体积的100倍。由于纤维可以使食物膨胀，减缓糖类中能量的释放速度，因此高吸水性纤维可以帮助控制食欲，有助于保持适当的体重。

并非所有的碳水化合物都可以被消化并转化为葡萄糖。难以消化的碳水化合物被称为纤维。纤维素本身不能够提供能量，好像没有营养价值，但是对调节胃肠的消化、吸取、排泄、降低胆固醇、减缓糖类的吸取速度起着重要作用，是预防多种慢性病的重要物质。

主要含于蔬菜和粗加工的谷类中，虽然不能被人体消化吸取，但有促进肠道蠕动，利于粪便排出等功能。食草动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解，从而得以吸取利用。

人体消化道内不存在纤维素酶。没有β-糖苷酶，不能对纤维素进行分解与利用，但纤维素是健康饮食不可或缺的一个组成部分，具有吸附大量水分，增加粪便量，促进肠蠕动，加快粪便的排泄，使致癌物质在肠道内的停留时间缩短，对肠道的不良刺激减少的作用。

纤维可以吸取水分，因此它可以使食物残渣膨胀变松，更容易通过消化道。由于食物残渣在体内停留的时间缩短了，因此感染的风险被降低；而且，当一些食物（特别是肉类）变质时，会产生致癌物质并引起细胞变异，食物残渣在体内停留时间缩短同样可以降低出现这种情况的可能性。经常食肉者的饮食中纤维的含量很低，这会使食物在肠道中停留的时间增加到24～72小时，在这段时间内，有一些食物可能出现变质。喜欢吃肉的人必须确保饮食中同时含有大量纤维，减少肉在肠道中停留的时间。

因此，食用高纤维的食物可以降低患肠癌、糖尿病等疾病的风险，也不易出现便秘现象。所以，纤维素虽然是一种不被消化吸取的物质，过去被认为是“废物”，但从1991年起，纤维素就与蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、矿物质、水一起，称为人体必须的七大营养素。

三、膳食纤维的生理功能

膳食纤维是指食物中不能被人体消化吸取和利用的多糖类碳水化合物纤维素，主要成分是纤维素、半纤维素、木质素、果胶和琼脂。膳食纤维理想的摄入量是每天35克左右。富含膳食纤维的食物不仅能够让你正常生活，还可以帮助你在没有疾病困扰的情况下活得更久。因为科学研究发现：与非纤维饮食人群相比，纤维饮食人群机体功能齐全的概率达80%，并随着年龄的增长更不容易受到疾病困扰。

一说到食物里的膳食纤维，人们会想到芹菜、白菜和韭菜里的“菜筋”，并认为有“菜筋”的蔬菜是膳食纤维的主要来源，其实这是一个营养误区。蔬菜中的“菜筋”其实是植物的维管束，也就是植物的“血管”系统。通过这些韧性管道，植物把根系吸取的营养送到上面部分，把叶子合成的营养送到下面。蔬菜有了这些“菜筋”，不等于纤维含量高（如大白菜虽然有“菜筋”，但没有“菜筋”的其他部分纤维含量很低，平均纤维含量只有0.8%）。

因此，食物有“筋”，不等于就是高膳食纤维食品；食物没“筋”，吃起来并不会塞牙，也不代表它的纤维素含量不高。判断是否膳食纤维的关键标准是其在小肠能否被消化吸取，能不能进到大肠中，而不是会不会塞牙有没有“筋”。一般来说，野生蔬菜的纤维含量比栽培蔬菜含量高，深绿色蔬菜的纤维含量要比浅色蔬菜高。

膳食纤维不能被人体小肠消化吸取的特点，不会因为对食物进行物理处理（如切碎、煮烂等）而改变。富含膳食纤维的日常食物主要包括全谷物粗粮、薯类、蔬菜、水果、大豆、坚果等。存在于植物细胞壁中的（如植物表皮、根茎类蔬菜中含有的纤维素、半纤维素、木质素）是常见的非水溶性膳食纤维；而存在于自然界的非纤维性物质（如果胶和树胶等）属于水溶性膳食纤维。膳食纤维来自谷类、杂粮、豆类的外皮，以及蔬菜和水果。

人们可以从大量不同的天然食物（全谷物、薯类、小扁豆、蚕豆、植物种子、蔬菜、水果、大豆、坚果等）中获得膳食纤维。如果食物选择得恰当，很容易就可以达到这个标准而不需要进行额外的补充。人们也会采用从天然食物（燕麦、荞麦、魔芋、苹果、仙人掌、胡萝卜等）中提取多种类型的高纯度膳食纤维。

人们在日常膳食中，只要注意粗、细粮搭配，多吃水果和蔬菜，就能满足机体对膳食纤维的需要，从而达到增进身体健康的目的。

膳食纤维不容易被人体消化吸取这一特点，能帮助人体带走体内大量的有害物质，对预防肥胖症、胆石症、冠心病、糖尿病、大肠癌，调节血糖血脂起着举足轻重的作用。膳食纤维素的主要生理功能为：

3.1 治疗便秘

当人们过多地摄入并吸取含有高蛋白、高脂肪等精细食物时，就会产生便秘，便秘可导致痔疮、便血与肛裂等一系列疾病。便秘使大肠杆菌等有害细菌和物质在粪便内的繁殖增多并产生硫化氢等有毒物质，这类毒物进入血液并流向全身后，会产生头昏、头痛等一系列不适症状。

膳食纤维具有很强的保水性，其吸水率高达10倍。它吸水后使肠内容物体积增大，大便变松变软，通过肠道时会更顺畅更省力。同时，膳食纤维作为肠内异物能刺激和加强肠道的收缩与蠕动，同时还把消化道中的“废物”（如食物中不能消化的成分、消化道的分泌物和机体代谢中产生的物质），拖裹起来形成柔软的粪便，排出体外。

膳食纤维进入小肠，会把脂肪、胆固醇等排走，使小肠尽可能少吸取脂肪与胆固醇，这样使得肠道保持正常的蠕动，而令大便畅通，所以膳食纤维可以防治便秘和痔疮。

3.2 调节血脂

膳食纤维使人体对脂肪与胆固醇的吸取减少，就能遏止血脂的增高。膳食纤维中有些成分如果胶可与胆固醇结合，木质素可与胆酸结合，从而消耗体内的胆固醇来补充胆汁中被消耗的胆固醇。膳食纤维可在大肠中被发酵，促进有益菌的大量增值，抑制腐生菌的生长，以改善肠道菌群，有利于某些营养素的合成和吸取。

3.3 避免胆结石

由于纤维素能使胆盐和胆固醇保持适当比例，因而可以防止胆道中胆固醇的沉积，避免形成胆结石。

3.4 减肥和治疗肥胖症

膳食纤维有利减肥。膳食纤维取代了食物中一部分营养成份的数量，而使食物总摄取量减少。膳食纤维的吸水溶胀性能有利于增加食糜的体积，刺激胃肠道的蠕动，软化粪便，防止便秘，促进排便和增加排便次数，起到一种导泄的作用，从而减少粪便在肠道中的停滞时间以及粪便中有害物质与肠道的接触。

膳食纤维促进增加唾液和消化液的分泌，对胃起到了填充作用，同时纤维素比重小，吸水膨胀后体积和重量可增加10～15倍，体积大，既能使人容易产生饱腹感而抑制进食欲望，又能减少食物中脂肪的吸取，可达到控制体重减肥的目的。膳食纤维在肠内还会与部分脂肪酸结合，使脂肪酸通过消化道时不能被吸取，随之排出体外，减少了对脂肪的吸取率。

3.5 预防、治疗冠心病和预防组织粘连

血清胆固醇含量的升高将导致冠心病。胆固醇和胆酸的排出与膳食纤维有着极为密切的关系。膳食纤维可与胆酸结合，而使胆酸迅速排出体外，同时膳食纤维与胆酸结合的结果，会促使胆固醇向胆酸转化，从而降低了胆固醇水平。

膳食纤维可减少脂肪与胆固醇的吸取，遏止血脂的增高，从而有力地保护了心血管，防止动脉硬化与冠心病的发生。科研证明：纤维素对粪便中胆盐、脂肪的排出、铜和锌等元素的代谢都有影响。动物实验已证明动脉粥样硬化和冠心病的发生发展与食物中缺少纤维素有关。

大连医科大学第一临床学院与中国科学院大连化学物理研究所，历经多年合作完成“多聚合纤维素预防组织粘连的基础与临床应用研究”课题，研制成功一种可用来预防手术后组织粘连的新型可吸取新材料——多聚合纤维素（Poly-CMC）。多聚合纤维素具有良好的生物相容性，是一种理想的防粘连材料。它可杜绝或减少由于粘连引起的术后并发症，降低手术死亡率和病残率。

3.6 降压作用

膳食纤维可减少脂肪与胆固醇的吸取，能够吸附离子，与肠道中的钠离子、钾离子进行交换，从而降低血液中的钠离子、钾离子的比值，从而起到降低血压的作用。

3.7 治疗糖尿病

控制血糖。膳食纤维可提高胰岛素受体的敏感性，提高胰岛素的利用率；膳食纤维能包裹食物的糖分，延长食物在肠内停留时间，延缓人体对糖的吸取，降低糖尿病患者的葡萄糖的吸取速度，使餐后血糖不会急剧上升，有平衡餐后血糖的作用，从而降低血液中葡萄糖的含量，调节血糖水平，减少尿糖的排出，对治疗糖尿病有一定作用。

上海交通大学生命科学技术学院赵立平、张晨虹和彭永德教授等人合作，发现通过提供丰富多样的膳食纤维，可以使人体肠道内特定有益菌群升高，有利于增加胰岛素分泌和提高胰岛素敏感性，对于糖尿病人的糖化血红蛋白的改善有很大的帮助，进而改善2型糖尿病的临床症状，共同恢复和维持人体健康。

3.8 抗癌作用

在美国，患结肠癌的人数曾达到每10万人中占42.2人。科研人员发现这些患者的膳食中精米、白面和肉蛋很多，而含纤维素的食物很少。这就使结肠缺乏排便刺激而导致大便排出时间延长，排便量减少。肉蛋等食物中过多的胆固醇增加了肠道内厌氧菌的含量，厌氧菌代谢的产物又使胆固醇产生胆盐类物质。

这些胆盐类有毒物质大多是致癌因子，长时间刺激肠道粘膜，就会诱发结肠癌。膳食纤维能加快肠蠕动，缩短了粪便和肠腔内毒物在大肠内的停留与通过时间，也就减少了有害物质的产生和对肠粘膜的刺激，因而可以预防结肠癌的发生。早期在印度的调查显示，生活在印度北部的人们膳食纤维的食用量大大高于南部，而结肠癌的发病率也大大低于南部。

根据这个调查结果，科研人员做了更深入的研究，发现膳食纤维防治结肠癌有以下几点原因：结肠中一些腐生菌能产生致癌物质，而肠道中一些有益微生物能利用膳食纤维在肠道中发酵产生丁酸等短链脂肪酸，丁酸能抑制肿瘤细胞分化，并诱导其凋亡并向正常细胞转化，控制致癌基因，防止肠癌发生，从而起到抗癌的作用；肠道中的胆酸和鹅胆酸可被细菌代谢为细胞的致癌剂和致突变剂，膳食纤维能束缚结合这些胆汁酸盐，减缓消化速度，抑制其吸取和快速地将其排泄出体外，防止致癌物质的产生；膳食纤维能促进肠道蠕动，增加粪便体积，缩短排空时间，从而减少食物中致癌物与结肠接触的机会。

膳食纤维能够吸附粘滞多环芳烃、杂环胺、植酸、阿魏酸、N-羟乙酰神经氨酸、N-亚硝基化合物等这些肠道中的有毒有害致癌物质，并将其排出体外，延缓和减少致癌物及重金属等有害物质的吸取，预防便秘，从而降低患肠癌的风险。许多膳食纤维在抗癌方面的研究与报道证明了膳食纤维的抗癌作用。

四、“三高”患者应选择高膳食纤维的食物

高膳食纤维及低盐、高钾、低钠食物有助于控制和稳定血压。因此，高血压患者的主食应选择全谷类食物（如燕麦、荞麦、玉米等）。蔬菜应选择旱芹菜、香菇、洋葱、茄子、胡萝卜、白萝卜、菠菜、芦笋、油菜、海带、紫菜、西红柿、红薯、土豆、黑木耳、黄豆及制品、大蒜、荸荠、西瓜皮、芝麻等。水果应选择山楂、香蕉、猕猴桃、苹果、橙子、柑橘等。肉蛋奶应该选择瘦牛肉、鸡肉、金枪鱼、龙利鱼、鳕鱼、三文鱼、鸡蛋、鲜牛奶、酸奶等。

高膳食纤维及低糖、低升糖指数的食物有助于控制和稳定血糖。因此，糖尿病患者的主食应选择全谷类（如大麦、黑麦、小米、荞麦、玉米、薏米、黑豆、绿豆、红豆等）。蔬菜应选择苦瓜、冬瓜、丝瓜、黄瓜、西葫芦、莴笋、菠菜、胡萝卜、白萝卜、大白菜、洋葱、芹菜、芦笋、空心菜、马齿苋、豌豆苗、菜花、西红柿、山药、土豆、香菇、黑木耳、黄豆及制品、圆白菜、生姜、大蒜等。水果应选择柚子、山楂、樱桃、木瓜、桃、苹果、猕猴桃、火龙果等。坚果应选择腰果、核桃、芝麻、栗子、榛子、花生。肉蛋奶应选择乌鸡、瘦牛肉、鳝鱼、蛤肉、鸡蛋、鲜牛奶、酸奶等。

高膳食纤维及低脂肪、低胆固醇、高镁、低钠食物有助于降血脂。因此，高血脂患者的主食应选择全谷类（如燕麦、大麦、荞麦、高粱米、小麦胚芽、薏米等）。蔬菜应选择洋葱、黑木耳、海带、芹菜、白菜、茶树菇、鸡腿菇、香菇、苋菜、韭菜、茄子、莴笋、胡萝卜、白萝卜、小葱、香菜、菠菜、芦笋、油菜、紫菜、西红柿、山药、土豆、紫甘蓝、甜菜、芥蓝、菜心等。水果应选择山楂、葡萄、柠檬、橘子、香蕉、猕猴桃、苹果、橙子等。豆类应选择黄豆、黑豆、白扁豆、赤小豆、青豆等。油脂应选择亚麻籽油、橄榄油、茶油、紫苏油、牡丹籽油等。坚果应选择核桃、杏仁、腰果、葵花子、南瓜子、西瓜子、松子、榛子等。肉蛋奶应该选择瘦牛肉、鸡肉、鲑鱼、沙丁鱼、金枪鱼、贝壳类、鸡蛋、脱脂奶等。

五、结语

随着人们生活水平的提高，膳食结构求精求细，使“三高”等“富贵病”呈日益上升趋势，给家庭和社会都带来很大的危害，严重威胁人们生命安全健康。围绕“富贵病”的发病机理研究和预防治疗工作也在轰轰烈烈地开展。

膳食纤维是继碳水化合物、蛋白质、脂肪、水、矿物质和维生素之后的“第七大营养素”，已经证明膳食纤维对预防和治疗“富贵病”、防癌抗癌方面效果显著。

膳食纤维广泛存在于日常普通的食物之中，作为食品资源，必将为改变饮食结构、防治疾病、带动相关产业发展和社会进步做出更大更多的贡献！

编辑概况：

蔡继权，教授级高级工程师，长期从事化工新产品研发和科技管理。

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