饲料和食品中纤维分类及其检测方法

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发表时间:2021-08-16 08:56

 植物碳水化合物是动物饲料和人类食品中的主要供能物质,但不是所有的植物碳水化合物都能被机体消化利用,通常把不易被机体胃肠道消化酶消化的植物碳水化合物称为纤维。根据分布位置可对植物碳水化合物简单分类,分布在植物细胞内的称为非结构性碳水化合物,主要包含单糖、二糖及淀粉等可消化碳水化合物,也包含部分不易消化的碳水化合物,如抗性淀粉、果聚糖等;分布在植物细胞壁中的称为结构性碳水化合物,主要为果胶、纤维素、半纤维素和木质素。广义上而言,纤维包括非淀粉多糖(NSP,除可消化淀粉外的所有多糖)、木质素以及部分不易消化的寡糖。在过去,纤维因能抵抗动物小肠所分泌的内源酶的消化作用,并对能量和营养物质的消化产生负面影响而被认为是饲料中的抗营养成分,但已有众多研究证明日粮纤维可对畜禽和人体肠道健康、免疫调节和机体代谢等方面产生积极影响。

  纤维组成成分复杂,饲料和食品中不同的纤维组成和含量可显著影响畜禽和人体的营养代谢,因而精准地检测饲料和食品中的纤维含量以及充分了解纤维原料的组成、理化特性和利用效率对饲料和食品营养价值评定是十分必要的。传统的纤维测定方法主要包括Weende法和范氏法(表1)。纤维的定义和测定方法彼此关联,根据不同的检测方法,形成了粗纤维(CF,包含部分纤维素、部分半纤维素和所有木质素)、中性洗涤纤维(NDF,包含纤维素、半纤维素和木质素及少量硅酸盐)、酸性洗涤纤维(ADF,包含纤维素和木质素及少量硅酸盐)、酸性洗涤木质素(ADL)等概念。这两种方法都是以纤维素、半纤维素、木质素的总和表示纤维总量,其中Weende法在酸碱消煮过程中损失了部分纤维素和半纤维素,使测量值总体偏小;范氏法可以分别测出NDF、ADF和ADL,通过计算差值可以得到纤维素、半纤维素和木质素的含量。

表1 纤维测定方法标准

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  随着纤维营养作用的研究发展,学术界逐渐以“膳食纤维(DF)”代替“粗纤维”一词,并且将膳食纤维称为人类的“第七大营养素”。自1953年研究人员首次提出膳食纤维概念以来,其定义也在不断发展中(表2)。目前,膳食纤维通常被概括为不能被小肠所分泌的内源酶消化,但可以被大肠微生物部分或完全发酵,并对机体具有重要生理作用的可食用碳水化合物及其类似物,主要包括非淀粉多糖(纤维素、半纤维素、果胶、低聚果糖、 低聚半乳糖等)、木质素以及抗性淀粉等。膳食纤维测定的代表性方法包括非酶-重量法(洗涤法)、酶-重量法和酶-化学法(表3)。非酶重量法一般用于测定粗纤维,不能满足对饲料和食品中可溶性膳食纤维(SDF)和不溶性膳食纤维(IDF)定量检测的需要。酶-重量法模拟膳食纤维在消化道内的化学反应进行检测,可同时测定总膳食纤维(TDF)、SDF和IDF。酶化学法最早在1969年提出,是AOAC认可的膳食纤维分析方法,该法从化学分析入手,通过测定每一具体组分的含量,加和得其总量。目前,酶-重量法是国内外膳食纤维分析中应用最为广泛的方法。

表2 膳食纤维定义发展

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表3 国内外膳食纤维测定方法标准

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