趙廣河，張瑞芬，董麗紅，劉 磊，張名位*

（1 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣州510610 2 廣西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 廣西桂林541006）

自上世紀(jì)70年代以來，膳食纖維（DF）在營養(yǎng)和健康方面的作用受到廣泛關(guān)注和普遍認(rèn)可。DF 是聚合度在10 或10 以上的、不被人體小腸內(nèi)源酶所水解的碳水化合物的統(tǒng)稱，主要包括食物中天然存在的可食性碳水化合物，經(jīng)物理、化學(xué)或酶法處理食物原料而獲得的碳水化合物，化學(xué)合成的、被充分證實(shí)具有生理功效且被政府機(jī)構(gòu)所批準(zhǔn)的碳水化合物等3 大類[1]。此外，木質(zhì)素及其它結(jié)合于植物細(xì)胞壁且可用AOAC994.13 定量的成分和經(jīng)政府機(jī)構(gòu)認(rèn)可的、聚合度在3～9 的碳水化合物也被歸于膳食纖維[1]。也有一些國際機(jī)構(gòu)如歐盟等將所有不被消化的成分，如抗性淀粉、抗性低聚糖等都?xì)w于DF。在日常的食物中，50%以上的DF 來自于谷物和豆類，其它來自于水果、蔬菜等。根據(jù)DF 水溶性可以將其劃分為可溶性膳食纖維（SDF）和不溶性膳食纖維（IDF）兩大類。SDF主要由低聚糖、果膠、瓜爾豆膠和部分半纖維素等組成，而IDF 主要由纖維素、木質(zhì)素、殼聚糖和部分半纖維素等組成。

IDF 的制備就是除去原料中的淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等非纖維成分和可溶性成分的過程。IDF 的制備方法與原料的成分及性質(zhì)密切相關(guān)，主要分為物理法、化學(xué)法、生物法、聯(lián)用法4 類。物理法又稱粗分離法，主要包括懸浮法、氣流分級(jí)法和靜電分離法，其原理是利用溶解性或密度或電荷數(shù)的差異減少淀粉、植酸等非纖維成分和可溶性成分來制備較高純度IDF。雖然物理法所得到的IDF純度較低，但是可以改變?cè)现懈鱾€(gè)成分的相對(duì)含量，比如降低淀粉的含量，增加IDF 的含量，具有工藝簡(jiǎn)單，易于規(guī)?；a(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)?；瘜W(xué)法主要采取酸或（和）堿的方法除去原料中的淀粉或（和）蛋白質(zhì)等非纖維成分和可溶性成分而獲得較高純度IDF。化學(xué)法制備IDF 具有操作簡(jiǎn)單、速度較快、純度較高的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前最為常用的方法。然而，該法環(huán)境污染大，所得產(chǎn)品色澤較深、風(fēng)味較差、活性成分損失較多、生理功效偏低。生物法主要包括酶法和微生物發(fā)酵法。酶法主要是采用幾種酶制劑酶解去除原料中的非纖維成分和可溶性成分而制備較高純度IDF。微生物發(fā)酵法主要是選用合適的菌種，利用微生物的生長(zhǎng)來消耗非纖維成分和可溶性成分而獲得較高純度IDF。雖然生物法具有條件溫和、容易控制、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，制得的IDF 生理活性較高，但也存在耗時(shí)較長(zhǎng)、操作繁瑣、成本較高、純度偏低等缺點(diǎn)。也有研究者將上述方法進(jìn)行組合來制備IDF。

多項(xiàng)研究表明，SDF 因其良好的膠凝性、吸水性、膨脹性和可發(fā)酵性而具有顯著調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用[2-6]。SDF 通過吸附膽汁酸，減少進(jìn)入肝腸循環(huán)的膽汁酸數(shù)量從而促進(jìn)肝內(nèi)膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)化，吸附膽固醇或阻礙膽固醇被膽汁乳化以及延遲腸腔內(nèi)膽固醇向腸道上皮細(xì)胞擴(kuò)散等途徑發(fā)揮良好的降脂功效[7-9]。SDF 的降脂及其它功能作用得到了廣泛的研究和普遍的應(yīng)用，然而在植物性食品中含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于SDF 的IDF，卻幾乎被人們遺忘。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，IDF 的作用一直被認(rèn)為是加速胃腸道蠕動(dòng)、增大糞便體積，而基本沒有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用[10]。近年來，已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道，IDF 具有較好的脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)作用[11-16]。鑒于有關(guān)IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝系統(tǒng)性研究的文獻(xiàn)還很有限，本文概述IDF 的脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)作用及其機(jī)制、IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的影響因素和物質(zhì)基礎(chǔ)，并對(duì)IDF 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存問題及發(fā)展前景進(jìn)行了分析，旨在為IDF 產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供理論參考。

1 IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用

1.1 體外試驗(yàn)

IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的效果與其物化特性緊密相關(guān)。IDF 的水合特性（持水力、結(jié)合水力、膨脹力）、持油力、離子交換力、膽酸鹽吸附力、膽固醇吸附力、胰脂酶活力抑制力等特性被證實(shí)與其體內(nèi)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用有著密切的正相關(guān)關(guān)系[6，16-18]。持水力、結(jié)合水力和膨脹力高，有利于IDF 軟化糞便、增加糞便體積、加速糞便的形成和排泄。持油力高，有利于IDF 吸附脂質(zhì)，降低攝食者對(duì)于脂質(zhì)的吸收和利用。離子交換力高，有利于IDF 破壞胃中脂質(zhì)膠束的形成，從而降低攝食者對(duì)脂質(zhì)和膽汁酸的吸收。膽酸鹽吸附力高，有利于阻礙膽汁酸重新進(jìn)入肝腸循環(huán)和促進(jìn)膽固醇的氧化降解。

1.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

據(jù)報(bào)道，玉米糠IDF 可顯著降低高脂膳食大鼠動(dòng)脈硬化指數(shù)、肝脂含量及血清總甘油三酯（TG）、總膽固醇（TCH）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平，顯著增加糞便TCH 和膽汁酸水平[13]；燕麥IDF 可顯著降低高脂膳食小鼠肝臟系數(shù)和肝臟TG、TCH 水平[19]；柑橘皮IDF 可顯著降低高膽固醇膳食倉鼠血清TG 和TCH 以及肝脂、肝臟TCH 水平，顯著增加糞脂、糞便TCH 水平[20]；西番蓮籽IDF 可顯著降低高膽固醇膳食倉鼠肝臟、血清的TG 及TCH 水平，顯著增加糞便中脂肪、TCH和膽汁酸的水平[12]；胡蘿卜IDF 可顯著降低高膽固醇膳食倉鼠血清TG、TCH、LDL-C 和肝臟TCH水平，顯著增加血HDL-C/TCH 比值以及糞便脂質(zhì)、TCH 和膽汁酸水平，然而對(duì)血清高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、肝臟系數(shù)、肝脂水平無顯著影響[21]；赤豆、赤小豆和扁豆3 種豆子的IDF 可顯著降低高膽固醇膳食倉鼠血清LDL-C 水平和肝臟TCH 水平，增加HDL-C/TCH 比值[11]；殼聚糖和纖維素可顯著降低高脂高膽固醇膳食小鼠血清TCH和肝臟TCH 水平，然而對(duì)糞便TCH 和膽汁酸水平無顯著影響[22]。

另有報(bào)道稱玉米糠IDF 對(duì)高膽固醇膳食大鼠的降膽固醇作用顯著優(yōu)于黑豆皮IDF[23]，而殼聚糖和纖維素在改善高脂高膽固醇膳食小鼠脂質(zhì)代謝方面無顯著差異[21]。在降低血清TCH 和LDL-C 水平方面，赤小豆IDF 顯著優(yōu)于赤豆IDF 和扁豆IDF，后兩者間無顯著差異。在降低血清TG 方面，赤豆IDF 顯著優(yōu)于赤小豆IDF 和扁豆IDF，后兩者間無顯著差異。在增加血清HDL-C 水平方面，赤小豆IDF 顯著弱于赤豆IDF 和扁豆IDF，后兩者間無顯著差異。在肝臟系數(shù)、肝脂和肝臟TCH水平及血清HDL-C/TCH 比值方面，三者無顯著差異[11]。然而，羽扇豆IDF 對(duì)高膽固醇膳食大鼠的肝TG、TCH 水平無顯著影響，卻顯著增加糞便脂質(zhì)含量[24]；梨渣IDF 在顯著降低高脂膳食大鼠血清TCH、LDL-C 水平的同時(shí)顯著增加其血清TG水平[15]；蒲桃籽IDF 對(duì)高膽固醇膳食大鼠脂質(zhì)代謝并無顯著的改善作用[9]。

以上研究表明，IDF 對(duì)高脂膳食或高膽固醇膳食或高脂、高膽固醇膳食小鼠或大鼠或倉鼠均具有一定的脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)作用，且不同來源的IDF 具體功效有著明顯的差異。需要注意的是，實(shí)驗(yàn)所用動(dòng)物的品種、種系、周齡，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建、飼養(yǎng)周期、IDF 用量等也是影響IDF 調(diào)節(jié)動(dòng)物脂質(zhì)代謝作用的重要因素。

1.3 臨床試驗(yàn)

據(jù)報(bào)道，纖維素?zé)o顯著降低高膽固醇膳食中年男性血清TCH 水平的作用[25]，而能顯著降低高膽固醇膳食女童血清TG、TCH、游離TCH 和磷脂水平，顯著增加糞便膽汁酸水平[26]；殼聚糖可顯著降低成年男性血清TCH 水平，顯著增加HDL-C水平，顯著增加糞便膽汁酸水平[27]，也可顯著降低輕度或中度高膽固醇血癥女性血清TCH 水平[28]；角豆IDF 可顯著降低高膽固醇血癥患者血清TG、TCH、LDL-C 水平和LDL-C/HDL-C 指數(shù)[29]；長(zhǎng)期攝食抗性淀粉，可以顯著降低成人餐后血清TG和TCH 水平[30-31]。然而，另有報(bào)道稱，IDF 可以顯著降低部分受試者（青年為主）的血清TCH 和TG水平，顯著增加糞便脂質(zhì)含量，卻對(duì)另一部分受試者的脂質(zhì)代謝并無顯著的改善作用[32]。

1.4 流行病學(xué)研究

全谷物是DF 的主要來源，而IDF 是全谷物DF 的主體性成分[33]。流行病學(xué)調(diào)查表明，全谷物可以顯著降低心腦血管疾?。–VD）發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[34]，這主要?dú)w功于DF 的降脂效應(yīng)[35]。一項(xiàng)涉及2 941人（含男性和女性）的橫斷面流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，食用全谷物可以顯著降低受試者血清TCH 和LDL-C 水平[36]。通過跟蹤調(diào)查543 名控制膳食兒童從13 個(gè)月到9 歲這段時(shí)間內(nèi)的健康狀況，發(fā)現(xiàn)攝食DF 可以顯著降低兒童血清TG、TCH 水平，顯著增加其血清HDL-C 水平[37]。

2 IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的機(jī)制

2.1 調(diào)節(jié)脂代謝相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

IDF 通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)而改善攝食者的脂質(zhì)代謝。IDF 吸附腸道內(nèi)的膽汁酸導(dǎo)致進(jìn)入肝腸循環(huán)的膽汁酸含量銳減，進(jìn)而激活膽固醇7A 羥化酶1（CYP7A1）的表達(dá)。活化的CYP7A1 促使肝臟內(nèi)膽固醇氧化降解為膽汁酸。肝臟內(nèi)膽固醇數(shù)量的減少上調(diào)低密度脂蛋白（LDLR）受體的表達(dá)，該受體將組織細(xì)胞內(nèi)的LDL-C 運(yùn)送至肝臟進(jìn)行代謝，最終降低血清中的LDL-C 水平[38]。燕麥IDF 可以通過上調(diào)肝臟過氧化物酶體增殖物激活受體（PPARα）、過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）、肝X 受體α（LXRα）、ATP 結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1（ABCA1）的表達(dá)和下調(diào)肝臟膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1（SREBP1）、脂肪酸合成酶（FAS）、乙酰輔酶A 羧化酶（ACC）的表達(dá)而顯著改善高脂、高膽固醇膳食小鼠的脂質(zhì)代謝[39]。玉米糠IDF 通過上調(diào)肝臟CYP7A1、PPARα、PPARγ、脂蛋白脂酶（Lpl）和肝脂酶（Lipc）等基因表達(dá)、下調(diào)肝臟法尼醇X 受體（FXR）基因表達(dá)和下調(diào)腸FXR、回腸膽汁酸結(jié)合蛋白（I-BABP）等基因的表達(dá)而顯著改善高脂膳食大鼠的脂質(zhì)代謝[40]。

2.2 調(diào)節(jié)脂代謝相關(guān)激素分泌

IDF 通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝相關(guān)的激素分泌水平而改善攝食者的脂質(zhì)代謝。梨渣IDF 通過顯著降低瘦素分泌調(diào)節(jié)高脂膳食大鼠的脂質(zhì)代謝[15]。燕麥IDF 通過增加促甲狀腺激素的分泌和降低胰島素的分泌調(diào)節(jié)高脂膳食小鼠的脂質(zhì)代謝[19，41]。短期攝食燕麥IDF 可顯著改善肥胖者的胰島素敏感性[42]，據(jù)此推測(cè)，長(zhǎng)期攝食燕麥IDF 可有效改善肥胖者的脂質(zhì)代謝。

2.3 改變攝食者腸道微生物組成

相對(duì)于SDF，IDF 難以被吸收，因而其與腸道微生物的接觸時(shí)間更長(zhǎng)。IDF 通過調(diào)節(jié)腸道微生物的組成和豐度而調(diào)節(jié)攝食者的脂質(zhì)代謝。部分纖維素和半纖維素可以被腸道微生物利用，發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，促進(jìn)有益菌的增殖[43]，從而改善攝食者的脂質(zhì)代謝。梨渣IDF 通過增加擬桿菌屬菌數(shù)和降低厚壁菌屬菌數(shù)而顯著改善高脂膳食大鼠的脂質(zhì)代謝[15]。豆渣IDF 可能通過降低大腸桿菌數(shù)量和增加乳酸桿菌數(shù)量來改善攝食小鼠的脂質(zhì)代謝[44]?？剐缘矸邸⒗w維素、纖維素-抗性淀粉通過調(diào)節(jié)腸道內(nèi)微生物的數(shù)量和短鏈脂肪酸的水平改善小鼠脂質(zhì)代謝[45]。

3 IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的影響因素

3.1 攝食者個(gè)體因素

直接吸附膽汁酸或膽固醇等是IDF 發(fā)揮調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝功效的機(jī)制之一。IDF 在pH 7.0 條件下對(duì)膽固醇的吸附力顯著高于其在pH 2.0 條件下的吸附力[46-47]，這說明IDF 對(duì)膽固醇的吸附力不僅與IDF 本身有關(guān)系，也與金屬離子等有著一定的關(guān)系[48]。不同人群或個(gè)體，其腸道內(nèi)環(huán)境的pH 值可能是不同的。改變腸道微生物組成是IDF 發(fā)揮脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)功效的另一機(jī)制。膳食結(jié)構(gòu)及飲食習(xí)慣的不同直接導(dǎo)致宿主腸道微生物組成的差異，而病理性因素、年齡、性別等也會(huì)導(dǎo)致個(gè)體腸道微生物組成的變化。因此等量等質(zhì)IDF 對(duì)不同攝食者腸道微生物的影響可能是不同的。IDF 可被腸道微生物部分發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸（SCFAs），降低腸道pH 值，進(jìn)而影響腸道微生物的發(fā)酵性能和改變IDF 對(duì)腸道內(nèi)膽汁酸和膽固醇的吸附性能。有研究發(fā)現(xiàn)，IDF 可以顯著改善部分人群的脂質(zhì)代謝，而對(duì)另一部分人群的脂質(zhì)代謝沒有顯著地改善效果[32]。

3.2 其它食物成分

IDF 在發(fā)揮其調(diào)節(jié)攝食者脂質(zhì)代謝的作用時(shí)可能會(huì)受到其它因素的影響和制約。據(jù)報(bào)道，瓜爾豆膠組合辣椒素對(duì)高脂膳食大鼠脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)效果優(yōu)于兩者單獨(dú)飼喂的效果[49]；植物甾醇或富含多酚的植物提取物可增強(qiáng)SDF 改善實(shí)驗(yàn)鼠脂質(zhì)代謝的效果[38，50]。由此可以推測(cè)，其它食物或藥物成分也可能會(huì)影響IDF 對(duì)攝食者脂質(zhì)代謝的改善效果。

3.3 改性方法

通常認(rèn)為SDF 比IDF 更具生理功效（包括調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝作用在內(nèi)）。對(duì)DF 的加工即DF 改性的主要目的就是促進(jìn)IDF 向SDF 的轉(zhuǎn)化。通過改性，一方面可以斷裂纖維素等大分子的連接鍵，使部分IDF 轉(zhuǎn)化為SDF，另一方面可以使纖維基質(zhì)致密的膠束狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷傻木W(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，從而改善IDF 的物化特性和功能特性。

3.3.1 物理改性 濕熱處理可以增加DF 表面積，增加其持油力[51]，然而卻顯著降低IDF 對(duì)膽固醇的吸附力[52]。可能的原因一方面是富含淀粉的植物材料在高溫下形成了抗性淀粉和美拉德反應(yīng)產(chǎn)物；另一方面是濕熱處理改變了纖維的結(jié)構(gòu)，屏蔽了DF 的活性位點(diǎn)，從而降低了其對(duì)膽固醇的吸附。同時(shí)，濕熱處理也會(huì)導(dǎo)致了部分SDF 的損失[53]。蒸煮擠壓可以顯著增加麥麩DF 中SDF 的含量，可能是打破了蛋白基團(tuán)與碳水化合物基團(tuán)間的共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵，促使部分IDF 向SDF 轉(zhuǎn)化[54]。蒸煮擠壓以機(jī)械剪切力打開纖維結(jié)構(gòu)，將纖維的羥基基團(tuán)暴露出來以吸附水分，有利于改善IDF 的水合特性。

超高壓處理可顯著降低白包菜DF 和豆渣DF中SDF 的含量[55-56]，顯著增加水飽和豆渣DF 中SDF 的含量[56]，顯著降低水飽和麥麩和米糠中SDF 的含量[57]?？梢?，水飽和處理有利于纖維束的充分伸展，更助于超高壓處理斷裂弱的糖苷鍵，從而促使部分IDF 向SDF 轉(zhuǎn)化。此外，纖維基材料的化學(xué)組成對(duì)超高壓處理的效果也有很大的影響。

采用球磨、氣流式超微粉碎、高壓微射流3 種方法超微粉碎楊桃IDF，可以顯著改善其膨脹力、持水力、持油力和離子交換力、胰脂酶活力抑制力[57]。高壓微射流的改性效果顯著高于球磨和氣流式超微粉碎的改性效果。在改善持水力和膨脹力方面，球磨和氣流超微粉碎無顯著差異；在改善持油力和離子交換力方面，氣流式超微粉碎的改性效果顯著高于球磨的改性效果；在胰脂酶活力抑制力的改善方面，氣流式超微粉碎的改性效果顯著低于球磨的改性效果。濕法超微粉碎導(dǎo)致部分IDF 成分由不溶性轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄訹57]，使SDF 含量增加。高壓微射流處理可顯著改善燕麥IDF 和梨渣IDF 的水合特性、持油力、胰脂酶活力抑制力，并且對(duì)兩者的影響效果差異較大[58]。同樣，超微粉碎（球磨、氣流超微粉碎、高壓微射流）也可以改善胡蘿卜IDF 的水溶性、持水力、膨脹力、持油力、離子交換力和胰脂酶活力抑制力，在效果方面依次為：高壓微射流＞氣流超微粉碎＞球磨[59]。超微粉碎對(duì)IDF 物化特性的改善效果，不僅受IDF 來源的影響，而且受超微粉碎方法的影響。超微粉碎在顯著降低IDF 粒度、增加其表面積的同時(shí)，也暴露出更多的極性基團(tuán)和親水位點(diǎn)，促使部分IDF轉(zhuǎn)化為SDF，從而大幅度改善其水合特性。超微粉碎顯著降低IDF 的堆積密度，增加了IDF 孔隙率和毛細(xì)管作用，從而增加了其對(duì)油脂的束縛力。

3.3.2 化學(xué)改性 堿性雙氧水處理不僅降低了甘蔗渣粒徑和木質(zhì)素含量，也打開了其纖維束結(jié)構(gòu)，從而顯著改善其持水力和持油力[60]。酸法改性增加了甜菜IDF 的膨脹力，然而破壞了其纖維結(jié)構(gòu)的致密性[61]。堿-濕熱加壓組合處理能有效地打破糖苷鍵，使得玉米糠IDF 中的長(zhǎng)纖維絲轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀的纖維，增加其表面積及表面羥基基團(tuán)數(shù)量，從而可以吸附更多的水和脂肪，具有更大的膨脹力[62]。酸處理可以顯著降低IDF 中淀粉的含量；堿處理可以顯著降低IDF 中蛋白質(zhì)的含量。酸、堿處理都會(huì)引起纖維素、半纖維素的部分降解，從而改變IDF 的物化特性?；瘜W(xué)改性對(duì)IDF 物化特性的影響不僅與IDF 材料本身有關(guān)，也與化學(xué)處理的具體方法有關(guān)。

3.3.3 生物改性 與未改性玉米糠IDF 組比，木聚糖酶改性使其SDF 含量增加了285%，持水力、膨脹力、持油力分別增加了1.11，1.34，1.87 倍，對(duì)4 種膽酸鹽（膽酸鈉、?；悄懰徕c、脫氧膽酸鈉、鵝脫氧膽酸鈉）的吸附量和吸附能力顯著增加，增加高脂膳食大鼠糞便中的脂質(zhì)含量，顯著降低動(dòng)脈硬化指數(shù)、顯著降低肝臟脂質(zhì)、TG、TCH 和血清TG、TCH、LDL-C 水平，顯著增加血清HDL-C 和糞便中的脂質(zhì)、TG、TCH 水平[17，63]。纖維素酶改性的玉米糠IDF 對(duì)高脂膳食大鼠無顯著降脂功效，而纖維素酶-堿-熱聯(lián)合改性的玉米糠IDF 卻具有顯著的降脂功效[62]。酶改性對(duì)IDF 物化特性的影響不僅與IDF 材料本身有關(guān)，也與所選擇酶的種類及具體酶解參數(shù)有關(guān)。

4 IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的物質(zhì)基礎(chǔ)

4.1 纖維基質(zhì)

體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，IDF 對(duì)油脂的吸附能力顯著高于SDF[16，46-47]，而IDF 的持水力、結(jié)合水力、膨脹力、膽酸鹽及膽固醇吸附力等顯著低于SDF[16，46]。這些差異主要由兩者組成成分的不同所造成。組成成分的差異導(dǎo)致兩者水溶性、持水性、膨脹力等物化特性的差異，進(jìn)而導(dǎo)致兩者生理功效的差異。組成決定物性，物性決定活性。因此，可以推測(cè)，兩者在調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用及機(jī)制方面可能存在著一定的差異。IDF 主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、殘存的少量的淀粉、蛋白質(zhì)、束縛或結(jié)合于纖維上的活性成分如酚類物質(zhì)等組成。這些成分在IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝方面各自發(fā)揮著什么樣的作用以及這些成分彼此之間存在著什么樣的相互作用，還需要進(jìn)一步探究。

纖維基質(zhì)是IDF 降脂作用的主要貢獻(xiàn)者。纖維素和半纖維素可以直接吸附膽固醇從而阻止膽固醇的吸收；可以通過吸附膽汁，阻止其重新進(jìn)入肝腸循環(huán)從而加速肝臟膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)化；可以通過吸收水分而增大糞便體積，并加速糞便的形成和排泄，從而減少攝食者對(duì)脂質(zhì)的吸收。與高脂模型組相比，椰子纖維素對(duì)高脂膳食大鼠血清和肝臟中的游離膽固醇、酯化膽固醇、總膽固醇和磷脂水平無顯著影響，對(duì)肝臟膽汁酸（膽酸、鵝去氧膽酸）和糞便中的膽酸和中性固醇水平也無顯著影響，對(duì)肝3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A 還原酶（HMGR）活性無顯著影響。與椰子纖維素組比，椰子半纖維素（不溶性）顯著增加血清游離膽固醇、肝膽汁酸（膽酸、鵝去氧膽酸）和糞便中的膽酸及中性固醇水平，顯著降低血清和肝中酯化膽固醇、總膽固醇和磷脂水平，顯著降低肝HMGR 活性[64]。其他研究者在對(duì)黑豆IDF 的研究中也有類似的報(bào)道[65-66]。這些研究結(jié)果表明，半纖維素（不溶性）可能是IDF 發(fā)揮脂質(zhì)調(diào)節(jié)作用的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。然而，Chau 等[18]和Hsu 等[67]證實(shí)，纖維素可以顯著降低攝食者血清TCH 和肝TCH 水平，顯著增加血HDL-C/TCH 水平，顯著增加糞便的重量，顯著增加糞便脂質(zhì)、TCH 和膽汁酸水平。據(jù)報(bào)道，米糠IDF 的持水性、膨脹力及對(duì)油脂、膽固醇的吸附力顯著高于纖維素和木質(zhì)素，這說明米糠IDF 中的半纖維素是賦予其高持水性和膨脹力及對(duì)油脂和膽固醇高吸附力的關(guān)鍵因素[48]，也可能是賦予其調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝功能的關(guān)鍵因素。來源的不同導(dǎo)致IDF 組成的不同，其物化特性和功能特性可能也不相同。有報(bào)道稱木質(zhì)素對(duì)高膽固醇血癥患者和大鼠的血清TCH 水平均無顯著影響[68-69]，然而其他研究人員卻證實(shí)木質(zhì)素可以降低人或動(dòng)物血清TCH 水平[70]。

4.2 與IDF 結(jié)合的酚類物質(zhì)

IDF 中存在的植物化學(xué)物質(zhì)如酚類物質(zhì)（尤其是結(jié)合態(tài)酚類物質(zhì)）、類胡蘿卜素等可能是IDF降脂作用的重要貢獻(xiàn)者。酚類物質(zhì)以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)兩種形式存在于IDF 中。游離酚主要被束縛于植物細(xì)胞的液泡中，隨著液泡的破裂釋放出來。結(jié)合酚主要通過共價(jià)鍵結(jié)合于細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)性材料如纖維和蛋白質(zhì)上，如圖1所示。少量結(jié)合酚在胃腸道消化酶的作用下緩慢釋放出來，多數(shù)結(jié)合酚在大腸微生物的發(fā)酵作用下釋放出來，而未釋放的結(jié)合酚可營造出抗氧化的腸道微環(huán)境。據(jù)報(bào)道，長(zhǎng)角豆IDF、胡蘿卜IDF、可可IDF、茶葉IDF 對(duì)鼠類動(dòng)物有著顯著的降脂功效，其所含有的酚類物質(zhì)可能發(fā)揮了一定的協(xié)同作用[29，67，71-72]。IDF 中的酚類物質(zhì)可能通過其抗氧化活性【增強(qiáng)血液和肝臟的超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性，降低丙二醛（MDA）水平】而抑制脂質(zhì)過氧化，從而發(fā)揮調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝作用[67，72-74]。

圖1 植物材料細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)成分與酚類成分的交聯(lián)[75]Fig.1 Representations of primary cell wall structure of plant material and cross-linking between structural components and phenolic compounds[75]

5 IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的前景展望及現(xiàn)存問題

高脂血癥是心腦血管疾病的主要誘因，嚴(yán)重影響著現(xiàn)代人的生命健康。當(dāng)前，高脂血癥的預(yù)防與治療主要采用藥物治療與非藥物治療相結(jié)合的方式。膳食干預(yù)是代謝性疾病的基礎(chǔ)治療方式，在高脂血癥治療中非常重要。利用IDF 來改善高脂血癥患者的脂質(zhì)代謝，其前景十分廣闊，然而依然存在諸多問題亟待解決。

1）作用機(jī)制問題 膳食纖維的降脂特性主要由其化學(xué)組成及微觀結(jié)構(gòu)等決定。迄今為止，有關(guān)膳食纖維的物化性質(zhì)與降脂功能之間的相互關(guān)系仍很不清楚，尚不能通過膳食纖維的物化特性來準(zhǔn)確推測(cè)其降脂功能。不同來源的IDF 對(duì)攝食者脂質(zhì)代謝的影響及其具體機(jī)制還需要進(jìn)一步的研究。

2）技術(shù)問題 不同的制備方法及后續(xù)的物理、化學(xué)的或生物或組合的改性處理會(huì)對(duì)IDF 的組成和微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而影響其調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用。針對(duì)不同來源的材料，選擇合適的制備及改性技術(shù)來生產(chǎn)降脂型IDF 是尚待解決的問題。

3）協(xié)同問題 不同來源的IDF 間及IDF 與SDF 間存在協(xié)同降脂作用。其它非食物因素對(duì)IDF 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝作用也可能產(chǎn)生一定的影響。此外，各種功能因子改善機(jī)體脂質(zhì)代謝的途徑和機(jī)制不盡相同。如何有效組合其它功能因子和IDF 來開發(fā)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的復(fù)合型IDF 產(chǎn)品尚需深入研究。

4）應(yīng)用問題 盡管IDF 在降脂食品中已經(jīng)有了大量的應(yīng)用，然而其品質(zhì)的穩(wěn)定性及標(biāo)準(zhǔn)的延遲性和不一致性嚴(yán)重阻礙了IDF 產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。規(guī)范生產(chǎn)過程、制定科學(xué)統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)已成為促進(jìn)降脂型IDF 得以廣泛應(yīng)用的當(dāng)務(wù)之急。