膳食纤维对营养素吸收的影响Word格式.docx

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李宁，江骥*，胡蓓

（中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院，北京100730

摘要：

膳食纤维是人体所必需的营养素之一，其本身不能直接被机体所吸收利用，但对胃肠道功能及多种营养素的吸收都有一定的影响。

这些营养素包括常量营养素－蛋白质、脂类及碳水化合物和微量营养素——维生素、矿物质及微量元素。

膳食纤维对于蛋白质代谢及氮平衡的影响不大，但可减少脂类和碳水化合物的吸收及利用。

有些实验显示膳食纤维对矿物质及微量元素的吸收无影响，而另一些实验则表明纤维可促进矿物质及微量元素的吸收利用。

有些实验结果表明膳食纤维可损害维生素A、维生素E及维生素B12的吸收，但对其它维生素的生物利用无明显影响。

关键词：

膳食纤维；

营养素；

消化吸收

EffectofDietaryFiberonNutrientsAbsorption

LINing，JIANGJi*，HUBei

（PekingUnionMedicalCollegeHospital,PekingUnionMedicalCollege,ChineseAcademyof

MedicalSciences,Beijing100730,China

Abstract：

Dietaryfiberisoneoftheessentialnutrientstothehumanbody.Thefiberitselfcannotbedirectlyabsorbedandutilizedbythebody,butithassomeeffectsongastrointestinaltractfunctionandabsorptionofmanynutrients.Thenutrientsincludemacronutrients-protein,lipidsandcarbohydrates;

micronutrients-vitamins,mineralsandmicroelements.Dietaryfiberdoesnothavesignificanteffectonproteinmetabolismandnitrogenbalance,butsomefibercandecreasetheabsorptionandavailabilityoflipidsandcarbohydrates.Someexperimentsshowthatdietaryfiberdoesnotaffectabsorptionandavailabilityofmineralsandmicroelements,butsomeotherexperimentreportsindicatethatdietaryfibercanprompttheabsorption.Experi-

膳食纤维目前被认为是人体七大营养素之一，虽然不能为人体所直接吸收利用，但与胃肠道功能及营养素的吸收利用有着千丝万缕的联系，对人体有非常重要的营养生理学意义。

目前发现的膳食纤维种类很多，大体分为非溶性和可溶性两大类。

一般认为非溶性纤维的主要益处与胃肠通过和便秘有关，对于结肠癌的预防也可能有促进作用。

水溶性纤维则具有潜在的预防营养相关性高脂蛋白血症和心血管疾病的作用。

实际上，膳食纤维对整个消化道都有作用。

在口腔，可通过咀嚼纤维素而刺激涎腺分泌；

在胃中，由于可溶性膳食纤维具有很强的吸水性，且吸水后膨胀为凝胶状，能增加食物的黏滞性，可延迟胃排空时间，增加饱腹感[1]；

在小肠，水溶性纤维吸收水分后，还能在小肠黏膜表面形成一层“隔离层”，被称为“不搅动水层”，从而阻碍了小肠对营养物质的吸收

[2]

。

膳食纤维还可以影

响小肠形态学，包括改变小肠细胞更新，随着更新的加快，更多的营养素会随脱落的粘膜细胞离开小肠，这个作用可以在长期纤维补充膳食中看到。

同时，还有实验观察到膳食纤维能够改变肠道绒毛的结构，消化吸收实验和组织学研究证明，这种肠道结构上的变化与肠道功能变化密切相关[3]。

在结肠，可发酵膳食纤维被肠道微生物发酵产生短链脂肪酸，降低肠道pH，可促进不溶于水的矿物质的溶解，使矿物质的吸收增加[4]。

我们可以认为膳食纤维（尤其是水溶性纤维对肠道内容物的水合作用、脂质乳化作用、消化酶的消化作用都有一定的影响，进而影响到食物的消化和营养素的吸收[5]。

在大多数有关膳食纤维对营养及健康影响的研究中，对膳食纤维在血糖和血脂方面的影响所作的探讨较多。

从这个角度所得到的结论来看，膳食纤维对健康的影响都是积极的。

随着膳食纤维在日常生活中的应用不断的增加，有关膳食纤维对于各类营养素吸收的影响也引起了较多的争论。

本文就重点探讨膳食纤维对于各类营养素吸收的影响，这涉及到宏量营养素——蛋白质、脂类和碳水化合物；

及微量营养素——维生素、矿物质和微量元素。

通过以下讨论可以看出，膳食纤维对某些微量营养素的影响可能与以往的认识有所不同。

1

能量

作为一种不被消化的碳水化合物，膳食纤维在食物的含量可影响所摄入食物的能量密度，含较高膳食纤维的食物相应具有较低的能量密度，从而使摄入等体积食

物时的能量减少[6]。

此外，纤维也可能降低小肠对能量食物的吸收效率。

有实验表明，摄入燕麦壳纤维的猪的能量吸收与计算的能量相比，高纤维膳食组比低纤维膳食组的可消化能量（DE降低约4%～12%。

所以，认为纤维影响能量的消化率[7]。

2

蛋白质及氨基酸

摄入高纤维可能会改变蛋白质食物的消化、吸收及利用模式。

香港大学的WongKH等所做的实验表明，用海藻纤维及酪蛋白喂养的大鼠，其真实蛋白消化率、蛋白质生物价、净蛋白利用率及氮平衡、粪重和粪氮丢失，均显著低于对照组。

净蛋白比率和尿氮丢失所有膳食组无区别[8]。

但也有文献报道说膳食纤维对膳食中氮的利用无不良影响。

其中2002年S.Zervas使用燕麦壳纤维所做的研究结果显示，膳食中燕麦壳内纤维不影响食物蛋白的氮保留，消化率和排出模式或血浆尿素。

其结论是，纤维影响能量的消化率，但不影响氮的消化率[7]。

此外，还有研究显示，在低蛋白同时补充氨基酸（PLAA的猪饲料中加入大豆壳纤维和甜菜纤维，使氮保留有少量增加，推测这可能是由于结肠微生物的作用所致。

与同时这两种纤维会影响尿和粪中氮排泄的比例，使粪氮排出轻度增加，同时尿氮排出轻度下降，但不影响总氮的排出量。

结论是：

PLAA膳食中加入大豆壳纤维和甜菜纤维对氮平衡或氮的利用率无影响[9]。

3

碳水化合物

一些膳食纤维显示出对膳食中碳水化合物及胰腺外分泌功能的影响。

目前，关于膳食纤维对碳水化合物吸收影响的直接的研究不多，大多数是通过纤维对血糖的影响来进行的。

很多研究表明，添加水溶性膳食纤维的食物可降低餐后血糖和血清胰岛素升高等一系列反应[10]，这间接证明了水溶性膳食纤维可延缓碳水化合物的吸收及代谢，从而导致血糖下降。

关于血糖指数的研究也表明，大多数含高粘性纤维的天然食物，都有较低的血糖指数，作者认为是由于纤维降低碳水化合物的吸收率所致[11]。

纤维膳食的降糖作用还可能与纤维延缓胃排空作用有关，纤维食物使胃排空推迟，从而延迟糖类的吸收。

另外还有学说推测胆囊收缩素可能是膳

mentalresultsshowthatdietaryfibermayaffecttheabsorptionofvitaminA,vitaminEandvitaminB12butithasnoobviousimpactonthebioavailabilityofanyothervitamins.

Keywords：

dietaryfiber；

nutrients；

digestionandabsorption

中图分类号：

R151.2文献标识码：

A文章编号：

1002-6630（200610-0588-05

食纤维对葡萄糖产生影响的中介物，纤维可使胆囊收缩素分泌减少，从而影响消化后的葡萄糖吸收[12]。

4

脂类

目前膳食纤维对脂代谢的影响也是纤维研究领域的热点之一。

纤维对脂类代谢的研究结果表明，膳食纤维具有降血脂及胆固醇的作用，可预防冠心病、肥胖和胆石症的发生。

膳食纤维影响脂类消化吸收的机制较为复杂和多样，其中包括增加粪胆汁酸和胆固醇排出[13]；

阻断胆汁酸的肠肝循环和改变肝脏脂蛋白和胆固醇的代谢[14]等方面。

此外，膳食纤维还可通过阻碍脂类物质的吸收及利用，达到使血脂下降的结果。

如有研究显示：

膳食纤维可通过把脂肪和胆盐分隔开来而阻碍乳糜微粒的形成，使其吸收及利用不充分[15]。

另外，由于水溶性膳食纤维吸收水分后粘性较高，从而降低胆固醇在小肠流动层上的弥散度和乳化度而使胆固醇吸收下降[16]。

还有研究认为，某些可溶性膳食纤维可结合肠道内的胆汁酸和胆固醇，导致肝细胞内胆固醇含量下降；

纤维还可通过发酵产物来抑制肝细胞脂肪酸合成、改变肠内动力等来减少脂类物质的吸收及利用[17]。

5

维生素

有一些研究表明，膳食纤维可减少胡萝卜素的生物利用度。

对6位健康年轻女性的研究显示，水溶性膳食纤维果胶、胍胶和藻酸钠使β-胡萝卜素吸收的24h曲线下面积（AUC24h下降33%～43%[18]。

对β-胡萝卜素来说，水溶性纤维比不溶性纤维对其生物利用度的影响更大。

不同的纤维对维生素E吸收的影响不同。

在对上述6位健康女性的实验中，果胶、胍胶和藻酸钠对α-生育酚的AUC24h没有影响。

而DoiK等人的研究结果表明，膳食中添加3.9g半纤维素，显著降低人血浆α-生育酚[19]。

膳食纤维对水溶性维生素吸收的影响较多涉及到B族维生素。

DoiK等通过研究魔芋对维生素B12和维生素E吸收的影响发现魔芋通过抑制胆汁分泌来降低脂溶性维生素的吸收，但不降低非脂溶性维生素吸收。

提示膳食纤维对脂溶性维生素和水溶性维生素吸收的影响方式可能不同。

Khokhar等在1990年的相同实验中未发现上述纤维对血清维生素B1有影响。

NguyenLB等用牛肉、玉米片、菠菜和马铃薯所做的实验表明，不同食物中维生素B6的吸收率不同，牛肉中维生素B6的生物利用度高于其它三种植物性食物，这说明膳食纤维可能降低维生素B6的吸收[20]。

对10个青年男性受试者的研究也证实了这一点，给予受试者煮熟的麦麸15g，结果表明麦麸显著增加粪维生素B6排泄量。

很多实验显示叶酸的生物利用度似乎不受膳食纤维

的影响。

据对753个男性咽痛患者的调查表明，通过水果和蔬菜增加膳食纤维对血浆叶酸无影响[21]。

另一项由28个男性和42个女性受试者所作的实验显示，添加膳食纤维不影响菠菜中叶酸的生物利用度[22]。

用纤维素、果胶、木质素、海藻酸钠所做的动物实验结果也显示这些纤维对叶酸的生物利用度几乎无影响[23]。

对于维生素B12来说，纤维的发酵性可能会对其吸收有影响。

Cullen等的研究表明，不发酵膳食纤维对维生素B12的营养状态无显著影响，但高度可发酵膳食纤维可加速维生素B12在体内的代谢，其证据是高发酵纤维显著增加尿甲基丙三酸的排泄并抑制丙酸盐的氧化作用（通过14C呼气试验来测定，其中果胶的作用最为明显[24]。

6

矿物质和微量元素

食物中的膳食纤维可改变矿物质的生物利用度。

早期研究表明，在人和动物的膳食中加入谷物纤维被发现抑制钙，镁和锌的吸收和保留，通常也会使铁的吸收下降。

所以，当时人们认为富含纤维的膳食会对矿物质利用产生不利的作用。

但接下来的实验表明，由谷类引起的吸收抑制更多的是由植酸而不是由纤维引起的。

动物实验证实，膳食纤维特别是可溶性和可发酵膳食纤维可以改善矿物质的吸收，研究者认为结肠的发酵是增加矿物质吸收的基础[25]。

关于膳食纤维对矿物质和微量元素吸收利用的影响，不同的实验、不同的元素、不同的纤维有不同的影响。

从最近20年所作的研究来看，膳食纤维对于矿物质吸收的作用主要依赖于：

（1纤维的性质；

（2纤维的量；

（3相关物质如植酸的存在；

（4相关矿物质的动态平衡。

BosscherD等的实验证实了这一点。

实验结果显示，在标准婴配方奶中添加菊粉（17.2%后钙利用率增加30%。

然而，槐树豆胶（11.9%和高酯化的果胶（11.7%使钙吸收大约降低10%。

加入预胶化稻米淀粉（3.8%进入标准配方，使铁的利用提高。

但加入高酯化果胶（2.3%、低聚果糖（2.2%和低酯化果胶（2.1%使铁的利用下降。

添加预胶化稻米淀粉（13.5%锌的利用最高，添加槐树豆胶（6.8%和麦芽糖糊精（5.4%使锌的利用最低[26]。

同样，SchulzA.G.M等的研究结果也证实，各种在哺乳动物小肠中不消化的可溶性碳水化合物对矿物质吸收的影响结果不一。

这些物质包括果胶、各种树胶、抗性淀粉和某些低聚糖[27]。

膳食纤维对钙吸收影响的研究较多。

用同位素45Ca所做的绝经前和未绝经期妇女钙吸收实验表明，膳食纤维是影响钙吸收率的独立因素之一。

研究者认为其机理是由于增加纤维摄入使肠道内容物的体积增大而阻碍钙的吸收。

而且，粪便胃肠道通过时间的缩短在理论上使吸收时间缩短。

但同时指出，仅仅当纤维是麦麸时

对钙吸收是有害的，而绿叶蔬菜如甘蓝、花椰菜和苋菜则不损害钙的吸收。

水溶性大豆纤维——一种高发酵低粘度的膳食纤维可防止卵巢切除大鼠的骨质减少[28]。

这些证据说明可溶和不可溶性纤维对钙吸收的影响有很大不同。

1977年人们观察到抗性淀粉可增加鼠的镁吸收。

后来又发现很多可发酵碳水化合物如低聚糖、乳果糖、水状胶体和果胶对动物镁的吸收都是有益的[29]。

对人类包括健康男性[30]和绝经期妇女[31]的研究也显示可发酵碳水化合物可增加人类的镁吸收。

一些体外研究结果证实二价铁可与纤维结合[32]。

现在有一些研究是以血红蛋白的变化作为肠内铁吸收的指示剂，通过缺铁性贫血模型动物的血红蛋白的恢复来评估肠内铁的生物利用度及纤维对其的影响。

鼠的实验表明，各种纤维如纤维素、麦麸对贫血大鼠的血红蛋白恢复没有影响，从而推断出此类纤维的存在不会导致肠内铁吸收下降[33]。

不同种的膳食纤维对铁吸收的影响可能也有所不同，有一项对正常男女受试者放射性铁吸收的研究，在面粉制作的松饼中加入麸、果胶或纤维素，结果是含不同的膳食纤维的松饼铁吸收有明显不同，3种膳食纤维均使铁的吸收有所下降，但只有麦麸松饼具有统计学意义，此实验结果说明并非所有纤维都对铁的吸收有抑制作用[34]。

也有实验表明某些可溶性膳食纤维可促进铁的吸收。

一项用鼠及放射性铁58的实验结果显示，低分子量的果胶可增加铁的吸收[35]。

与此同时，一些实验研究了膳食纤维对锌吸收的影响。

2001年KumikoHayashi等用四种可溶性膳食纤维玉米壳、西瓜皮、山药豆根和菠萝核纤维分别添加入含较高植酸的膳食中喂饲老鼠。

结果表明，加入西瓜皮、山药根和菠萝核纤维组分别比对照组锌吸收增高140%，80%和54%。

他们认为，摄入这类可溶性纤维可恢复由于高水平的植酸和其它因素所造成的锌吸收抑制[36]。

也有研究结果显示膳食纤维对锌的吸收无影响，人类受试者食用高纤维面包与普通面包对硫酸锌的生物利用度影响的研究结果显示，两者锌的生物利用度无差异[37]。

另一项鼠的喂养实验，大鼠食物中添加纤维素、琼脂、果胶、几丁质或壳聚糖，同时加入醋酸锌，其锌的表观吸收与对照组相比无显著差异，而胫骨和股骨含锌量对照组稍高于纤维组，无统计学差异[38]。

从上面的讨论可以看到，有些实验结果表明膳食纤维对营养素的吸收及利用没有影响。

而更多的实验结果显示膳食纤维对营养素的吸收有一定的影响，但这些影响的结果不一，其中有正面的影响及负面的影响。

就同一种膳食纤维而言，它对于某些营养素的吸收具有促进作用，而对另一些营养素的吸收可能具有阻碍作用；

而对某一种营养素而言，不同膳食纤维对其吸收的影响

也不尽相同。

总的来说，这取决于不同的营养素，不同的纤维种类和量，不同的实验时间（短期和长期，不同的测定方法（经典的化学平衡法及同位素法，此外，动物及人类的实验结果也不尽相同。

综上所述，膳食纤维对于蛋白质代谢及氮平衡的影响不大，这使得膳食纤维对人体蛋白质营养状况的影响比较小，但膳食纤维可减少碳水化合物及脂类的吸收及利用，从而降低餐后血糖及血脂水平，这对于人类的健康是有益的。

从纤维对矿物质及微量元素的影响结果来看，有些实验表明无影响，而有些实验表明纤维可促进矿物质及微量元素的吸收利用。

在本综述中可看到，膳食纤维最大的负面影响应该是使某些脂溶性维生素的吸收下降。

对于上述某些最新研究结果，不同的研究者所得出的结论有所不同，这可能与实验材料的种类和用量不同、与实验观察的时间（短期和长期及采用的检测方法不同等因素有关，这也说明最终结论还需更多实验结果的支持。

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