The  advance o f  definitio n o f  dietary fiber  and related analytical  metho ds  
    摘要：隨著(zhù)研究的日益深入，膳食纖維的定義進(jìn)一步擴充，分析方法也有了一定的發(fā)展。本文綜述了膳食纖維定義的演變、常用分析方法及不同分析方法測定值的比較；并對幾種不消化碳水化合物（抗性淀粉、果聚糖、多聚葡萄糖等）的分析方法，在總膳食纖維分析時(shí)，能否作為AOAC酶重量法的補充進(jìn)行了說(shuō)明。
    關(guān)鍵詞膳食纖維；抗性淀粉；反式低聚半乳糖；多聚葡萄糖；果聚糖；抗性糊精

Keywords ：dietary fiber ；resistant  starch；polydextrose；trans －galactoligosaccharide；fructans ；resistant  mal －todextrin  
  
    DF定義得以不斷擴充的同時(shí)分析方法也日益復雜。

    ２膳食纖維定量方法 
 
    膳食纖維測定方法主要可分為非酶重量法、酶－重量法和酶－化學(xué)法。

    ２．１非酶重量法

    非酶重量法一般用于測定粗纖維（crude fibre）即纖維素和木質(zhì)素、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維    １０～１３，以上４種方法多應用于飼料及寵物食品中的纖維分析。AOAC９９３．２１也只適用于淀粉含量≤２％，且總膳食纖維含量≥１０％的食物及加工食品。非酶重量法不能滿(mǎn)足目前食物成分分析時(shí)對可溶性膳食纖維（solu－ble DF）、不溶性膳食纖維（insoluble DF）定量的需要。

    ２．２酶－重量法

    酶－重量法主要有以下幾種：

    AOAC９８５．２９ ，若試樣脂肪含量＞１０％先脫脂，經(jīng)熱穩定α－淀粉酶（termamyl ）消化后，消化產(chǎn)物經(jīng)蛋白酶（protease）和淀粉葡糖苷酶（amylo－glucosidase）作用去除蛋白質(zhì)和淀粉，再用乙醇沉淀其中的可溶性DF，過(guò)濾后的殘渣烘干、稱(chēng)重，扣除其中蛋白質(zhì)和灰分，即得到總DF含量。如果經(jīng)酶消化去除蛋白質(zhì)和淀粉，過(guò)濾去除酶解達能營(yíng)養中心    殘渣，濾液用乙醇沉淀，可測定可溶性膳食纖維（soluble dietary fibre，SDF）；而將酶消化液過(guò)濾，棄去濾液，不對其中SDF沉淀，可以測定不溶性膳食纖維（insoluble dietary fibre，IDF）。這兩種方法后來(lái)成為測定SDF和IDF的兩種AOAC官方方法：AOAC９９３．１９   、AOAC９９１．４２ 。
    AOAC９９１．４３ 終案，可同時(shí)測定總膳食纖維（total  dietary fibre，TDF）、SDF和IDF。但AOAC９９１．４３所用的不是磷酸緩沖液而是MES －TRIS。［MES２－N－morpholinoethanesulfo －nic acidTRIStris hydroxymethylaminomethane］。
    ２００１年AACC指出，目前的AOAC分析方法９８５．２９，９９１．４３能夠適合分析的需要，并將繼續應用于食物中的DF分析。
    楊曉莉，楊月欣等分析了多種食品中總的、可溶性、不溶性DF時(shí)指出，AOAC推薦的３種酶不能輕易用國產(chǎn)酶替代，并對實(shí)驗過(guò)程提出了一些建議  。楊月欣等將AOAC９９１．４３等同采用，作為我國總的、可溶性、不溶性DF的國家標準，也正在審批過(guò)程中。

    ２．３酶化學(xué)法

    酶化學(xué)法最早由Southgate１９６９年提出 ，目前應用于分析的主要為AOAC９９４．１３和Englyst方法。
    AOAC９９４．１３即Uppsala方法，此方法將DF定義為不能被淀粉酶消化的多糖和Klason木質(zhì)素。首先用熱穩定α－淀粉酶和淀粉葡糖苷酶除去樣品中的淀粉，然后通過(guò)８０％乙醇沉淀SDF。得到的SDF和IDF殘渣經(jīng)硫酸水解，比色法測定葡糖醛酸，氣液色譜（gas  liq－uid chromatography，GLC）定量中性糖，最后用重量法測定Klason木質(zhì)素，即不含灰分、不溶于酸的殘渣。通過(guò)對中性糖、葡糖醛酸、Klason木質(zhì)素的定量，確定DF含量。
    Englyst 方法將DF定義為植物性食物中的非淀粉多糖（非α－葡聚糖）。首先用二甲基二硫亞砜（DMSO）溶解樣品，經(jīng)胰酶（pancreatin）和支鏈淀粉酶（pullulanase）水解后除去淀粉，酶消化液中加入乙醇后，形成不溶性沉淀（NSP）用硫酸水解，生成的糖可用比色法（測定酸性糖和中性糖）和GLC法（只測定中性糖）測定，最后定量NSP。
    以上方法稍加改動(dòng)，用磷酸緩沖液浸提替代乙醇沉淀，即可測定不溶性NSP并間接定量可溶性NSP。
    另外，以１mol 硫酸替代１２mol 硫酸對NSP進(jìn)行水解時(shí)，只有非纖維素多糖（non－cellulose polysac－charide，NCP）被分解，NCP定量后，用NSP含量減去NCP可間接測定纖維素。
    與AOAC方法相比，Englyst 方法理論上將RS 完全去除。NSP測定方法明確地鑒定了NSP所包含的物質(zhì)，為單獨進(jìn)行RS 測定和低聚寡糖的測定提供了可能性。

    ２．４其他方法

    除以上主要方法，還可利用近紅外反射光譜法快速測定谷類(lèi)及其制品中的總膳食纖維含量 ，若改用‘sugar－expanded’模式后，可對高糖甚至是含有糖結晶的樣品中總膳食纖維進(jìn)行快速分析。
    還有學(xué)者提出用食物中的不消化部分（indi－gestible fractions ）代替食品標簽和食物成分表中的DF。通過(guò)體外模擬體內的生理環(huán)境，用胃蛋白酶（pepsin）和α－淀粉酶對類(lèi)似咀嚼后的樣品進(jìn)行消化，經(jīng)離心和透析后獲得食物中的可消化和不消化部分（digestible and indigestible fractions ），不消化部分與進(jìn)入結腸的成分相近，主要包括DF、RS 、抗性蛋白質(zhì)以及其它的締合物。這種測定方法更符合人體生理學(xué)特點(diǎn)。

    ３不同分析方法DF測定值的比較

    DF分析方法與DF定義有密切關(guān)系。不同分析方法利用了各異的DF定義，定義又一般根據某種分析方法提出。
    AOAC方法測定的DF包括NSP、抗性淀粉（re－sistant  starch，RS ）中的一部分（部分回生淀粉）、樹(shù)膠、粘膠和木質(zhì)素等成分，而Englyst 將膳食纖維定義為非淀粉多糖（NSP），因此AOAC法測定的DF值一般比Englyst 法測定的DF值高。由于食品不同，兩種分析方法測定值間可能有很大差異。AOAC方法的測定值比Englyst方法的測定值平均高出３０％～４０％  。
    分析４種食品中的DF時(shí)發(fā)現，不同DF分析方法的SDF和IDF測定值不同；中性、酸性洗滌纖維方法對纖維素、半纖維素和木質(zhì)素不能準確定量，中性洗滌纖維法和Helloendoorn方法不適合IDF分析；AOAC法測定的DF中含低聚糖和美拉德反應產(chǎn)物，而Englyst 方法在水解或衍生化過(guò)程中造成某些多糖的損失，以上兩種原因之一或二者協(xié)同作用的結果導致前者的DF測定值比后者的高。在測定SDF值時(shí)，AOAC法和En－glyst 方法，用測得的總膳食纖維（total  dietary fi－bre，TDF）含量中減去IDF含量比較合理，因為單獨測定SDF時(shí)造成誤差的因素較多。
    比較１９８８年P(guān)rosky方法（AOAC９９１．４３）和AOAC９９４．１３兩種方法的TDF測定值，４１種蔬菜樣品只有兩種樣品Uppsala法測定值比AOAC法高，其余樣品測定值均低于A(yíng)OAC方法，Uppsala＝０．８５（AOAC）＋０．０４r２＝０．９３（P＜０．０１）。某些食用真菌用以上兩種方法測定的DF值進(jìn)行比較，也發(fā)現類(lèi)似結果  。主要原因可能有以下３個(gè)方面：１）AOAC方法中單糖同纖維多糖一起沉淀；２）AOAC法測得的DF含有未水解的抗性淀粉或糖原水解不完全；３）AOAC方法測定的纖維殘渣中可能含有較多的草酸鹽。
    烹調干燥后的豆類(lèi)，用５種膳食纖維分析方法測定總膳食纖維結果表明，AOAC９８５．２９、９９１．４３的測定值相近，都高于其他３種方法的，這主要是因為分析時(shí)有部分淀粉生成了抗性淀粉。兩種品牌的嬰兒食品（大麥），用Englyst 方法測定的總膳食纖維含量最低，AOAC９９２．１６的測定值略高于A(yíng)OAC９８５．２９的，但大米中３種方法的測定值各異，AOAC９９２．１６＞AOAC９８５．２９＞Englyst 方法 。對于某些極個(gè)別食品，Englyst 方法測定值略高于Prosky方法，如酸黃瓜（Gherkin）。但大多數食品中的總膳食纖維，由于樣品制備過(guò)程中淀粉（主要是直鏈淀粉）沒(méi)有酶解完全，Prosky方法測定值較Englyst 方法高。

    ４膳食纖維分析方法的補充

    酶重量法測定的膳食纖維中包括纖維素、半纖維素、果膠及其它非淀粉多糖，木質(zhì)素和一部分抗性淀粉（RS ），對溶于７８％～８０％乙醇的某些DF組分如葡聚糖、菊糖等不能測定。這些不消化碳水化合物的分析方法相對獨立，一些可以作為AOAC酶重量法的補充，但必須經(jīng)過(guò)驗證，因為補充方法存在與AOAC酶重量法沖突的可能性，即對某些成分進(jìn)行重復測定，從而高估樣品中膳食纖維含量。

    ４．１抗性淀粉

    研究非淀粉多糖時(shí)Englyst 首先發(fā)現RS ，并將RS 分成了RS１、RS２、RS３。RS１（physically inac－cessible starch）指包埋在致密細胞結構中的淀粉，不能與酶進(jìn)行接觸；RS２即抗性生淀粉粒（resistant  starch granule），主要存在于生馬鈴薯和未成熟香蕉中。RS３是淀粉糊化后冷卻或食物儲藏過(guò)程中形成的回生淀粉（retrograded starch），Eerlingen等又將那些經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾的淀粉或經(jīng)溫度處理而發(fā)生修飾的淀粉歸為RS４（modified starch。AOAC９８５．２９或AOAC９９１．４３只能對抗性淀粉中的一部分進(jìn)行測定，主要是RS３S 測定方法經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，形成McCleary＆Monaghan方法，此方法被AOAC和AACC采納，成為AOAC２００２．０２和AACC３２－４０。此方法可以較準確地定量食品中的抗性淀粉。但應用此方法作為AOAC９８５．２９或AOAC９９１．４３的補充測定總膳食纖維時(shí)，卻存在對抗性淀粉中的一部分（回生淀粉）進(jìn)行重復測定，造成測定值偏高的問(wèn)題。因此必須對AOAC９８５．２９、AOAC９９１．４３進(jìn)行修改，或改進(jìn)抗性淀粉的分析程序來(lái)解決這一矛盾。

    ４．２其他補充方法

    除抗性淀粉外，對于果聚糖（fructan）、葡聚糖（glucan）、多聚葡萄（polydextrose）、反式低聚半乳（trans－galactoloigosaccharide）、抗性麥芽糊精（re－sistant  maltodextrin）等可用如下方法定量：AOAC９９７．０８    ３８    、AOAC９９９．０３、Craig法（AOAC２０００．１１）、Slegte法（AOAC２００１．０２）、Gordon法（AOAC２００１．０３等。見(jiàn)表２：

    抗性麥芽糊精平均分子量為２０００道爾頓，多聚葡萄糖平均聚合度為１２，反式低聚半乳糖聚合度為１～７，均不能被７８～８０％乙醇沉淀，以上３種低聚糖的AOAC方法可作為AOAC酶重量法的補充。果聚糖測定方法是否能夠作為補充方法決定于果聚糖分子的大小，酶法生產(chǎn)的蔗果系列低聚糖，其平均聚合度一般為３～５；長(cháng)鏈菊粉的水解產(chǎn)物，聚合度較低且作為食品添加劑，測定總膳食纖維時(shí)可作為AOAC分析方法的補充。天然存在的長(cháng)鏈菊粉測定時(shí)，兩種方法間是否存在沖突及其程度，還有待實(shí)驗證實(shí)。

    ５展望

    國際食品法典委員會(huì )第２６屆會(huì )議上對DF定義內容達成共識：定義除包括化學(xué)特性外，還應該包括這些成分的生理學(xué)特性，定義對膳食纖維的來(lái)源、聚合度等作出了說(shuō)明，但未對膳食纖維的動(dòng)物性來(lái)源達成一致性意見(jiàn)，膳食纖維定義的擴大得到廣泛支持。
    膳食纖維定義擴充后，包括AOAC酶重量法不能或不能完全定量的一些不消化碳水化合物，使DF分析方法復雜化，因此在總DF測定時(shí)須優(yōu)化目前的分析方法。理論上可通過(guò)兩種方法解決這一問(wèn)題：１）對AOAC酶重量法進(jìn)行改進(jìn)，或優(yōu)化這些不消化碳水化合物的分析方法，使之與AOAC酶重量法測定的成分相對獨立；２）對食物中的非淀粉多糖NSP進(jìn)行定量后，再對DF定義所包括的各成分依相應方法測定，所得結果相加得到總膳食纖維的含量。相信隨分析手段的進(jìn)步，不久的將來(lái)這些問(wèn)題便可得以解決。

    參考文獻：

    １．Hispley，E．H．，Dietary“fibre”andpreg nan－ cy toxaemia．B Med J，１９５３，２：４２０－４２２．
    ２．Trowell H．Ischemic heart disease and di－etary fibre．Am Clin Nutr１９７２，２５：９２６－９３２．
    ３．Englyst ，H．N．，Wiggins  H．S．＆Cummings  J．H．Determination of  the non－starch polysacchar－ides  in plant  foods  by gas －liquid chromatography of  constituent  sugars as  alditol  acetates．Analy１９８２，１０７，３０７－３１８．
    ４．Cummings ，J．H．，Dietary fibre．Br  Med Bull，１９８１，３７，６５－７０．
    ５．Anonymous ，Defining dietary fibre for  nutri－tion labeling purposes．Report from Food industry ad hoc working group on dietary fibre．Interna－tional  Food Ingredients．１９９４，１，４６－４９．
    ６．Asp，NG．Dietary fibre analysis－An overview．Eur  J Clin Nutr，１９９５，４９，S４２－S４７．
    ７．Dietary Reference Intakes－Proposed Defini－tion of  Dietary Fiber．A Report of  the panel  on the definition of  dietary fiber  and the standing committee on the scientific evaluation of  dietary reference intakes （Food and Nutrition Board，In－stitute of  medicine）Washington．D．C．：National  Academy  Press http∥www．nap．edubooks０３０９０７５６４５html ２．html．
    ８．American Association of  Cereal  Chemists，The definition of  dietary fiber．Report of  the Di－etary fiber  Definition Committee to the Board of  Directors of  the American Association of  Cereal  Chemists．Cereal  Foods  World，２００１，４６，１１２－１２６．
    ９．Report of  the２６th Session of  the CODEX Committee on nutrition and Foods  for  Special  Di－etary Use．http∥www．codexalimentarius．net／down－loadreport６２７al２８＿２６e．pdf．
    １０．AOAC Official  method９６２．０９，Fiber （Crude）in Animal  feed and Pet  Food．Official  Methods  of  Analysis of  AOAC INTERNATIONAL，１７th Edition，２０００，Volume  I，Chapter ４，p．３４－３６．
    １１．AOAC Official  method９７８．１０，Fiber Crudein Animal  feed and Pet  Food．Official  Methods  of  Analysis of  AOAC INTERNATIONAL，１７th Edition，２０００，Volume  I，Chapter ４，p．３６－３７．
    １２．AOAC Official  method９７３．１８，Fiber （Acid Detergent ）and Lignin in animal  feed．Of－ficial  Methods  of  Analysis of  AOAC INTERNA－TIONAL，１７th Edition，２０００，Volume Ⅰ，Chapter ４，p．３７－３８．
    １３．Van Soest  P J，Robertson J B＆Lewis B A．Methods  for  dietary fiber ，neu tral  detergent  fiber ，and nonstarch polysaccharides  in relation to animal  nutrition．J．Dairy Sci．１９９１，７４：３５８３－３５９７．
    １４．AOAC Official  method９９３．２１，Total  Di－etary Fiber  in Food and Food Products with≤２％tarch．Official  Methods  of  Analysis of  AOAC IN－TERNATIONA１７th Edition，２０００，Volume Ⅱ，Chapter ４５，p．８１－８２．
    １５．AOAC Official  method９８５．２９，Total  Di－etary Fiber  in Food and Food Prod ucts．Official  Methods  of  Analysis of  AOAC INTERNATIONAL，１７th Edition，２０００，Volume Ⅱ，Chapter ４５，p．７８－８０．［Dr．William HorwitzEditor
    １６．AOAC Official  method９９３．１９，Soluble Di－etary Fiber  in Food and Food Products．Official  Methods  of  Analysis of  AOAC INTERNATIONAL，１７th Edition，２０００，Volume Ⅱ，Chapter ４５，p．８０－８１．［Dr．William HorwitzEditor ］
    １７．AOAC Official  method９９１．４２，Insoluble Dietary Fiber  in Food and Food Products．Official  Methods  of  Analysis of  AOAC INTERNATIONAL，１７th Edition，２０００，Volume Ⅱ，Chapter ３２，p．５－７．［Dr．William HorwitzEditor ］
    １８．AOAC Official  method９９１．４３，Total ，Solu－ble，and Insoluble Dietary Fiber  in Foods．Official Methods  of  Analysis of  AOAC INTERNATIONAL，１７th Edition，２０００，Volume Ⅱ，Chapter ３２，p．７－１２．［Dr．William HorwitzEditor ］
    １９．楊曉莉，楊月欣，周瑞華等．食品種總的、不溶性及可溶性膳食纖維的酶重量法。衛生研究，２００１，３０（６），３７７～３７８，封４。
    ２０．Southagte，D．A．T．，Determination of  carbo－h(huán)ydrates  in foods．ⅡUnavailable carbohydrates．J Sci  Food Agr １９６９，２０，３３１－３３５．
    ２１．AOAC Official  method９９４．１３，Total  Di－etary Fiber Determined as  Neutral  SugarResidues ，Uronic Acid Residues ，and Klason LigninOfficial  Methods  of  Analysis of  AOAC INTERNATIONAL，１７th Edition，２０００，Volume Ⅱ，Chapter ４５，p．８４－８８．
    ２２．Englyst ，H．N．，＆Hudson G．J．，Colori－metric method for  routine measurement  of  di etary fiber  as  non －starch polysaccharide．A comparison with gas －liquid chromatography．Food Chemistry．１９８７，２４，６３－７６．
    ２３．Englyst H．N．Bingham，S．A．，Runswick，S．A．et  al．Dietary fibrenon －starch polysaccha－ridesin fruit，vegetables  and nuts．Journal  of  Hu－man Nutrition and Dietetics．１９８８，１，２４７－２８６．
    ２４．Kays，S．E．，Windham，W．R．，Barton，F．E．，Ⅱ．Prediction of  total  dietary fiber  in cereal prod－ucts using near－infrared reflectance spectroscopy．J．Agric．Food Chem．１９９６，４４，２２６６－２２７１．
    ２５．Kays，S．E．，Barton，F．E．，Ⅱ，Wind－h(huán)am，W．R．，and Himmelsbach，D．S．，Prediction of  otal  Dietary Fiber  by Near－Infrared Reflectance Spectroscopy in Cereal  Products Containing High Sugar  nd Crystalline Sugar．J．Agric．Food Chem．１９９７，４５，３９４４－３９５１．
    ２６．Saura －Calixto，F．，García －Alonso，A．，Go ？iI．a(chǎn)nd BravoL．In Vitro Determi nation of  he Indigestible Fraction in Foods ：An Alternative to Di－etary Fiber  Analysis J．Agric．Food Chem．２０００，４８３３４２－３３４７．
    ２７．Butler R．C．＆Patel F．A direction in di－etary fibre analysis．Nutrition＆Food Science２０００，３０５：２２１－２２６．
    ２８．WoltersM．G．E．VerbeekC．＆Johannes  J．M．Van Westerop，Comparison of  Different  Meth－ods  For  Determination of  Dietary Fiber．Journal  of  AOAC International １９９２７５４６２６－６３４．
    ２９．Marlett，J．A．＆Vollendorf，N．W．，Dietary Fiber  Content  and Composition of  vegeta bles  Deter－mined by Two  Methods  of  Analysis，J．Agric．Food Chem．１９９３４１１６０８－１６１２．
    ３０．Peter  C －K CheungDietary fibre Content  and Composition of  Some  Edible Fungi  Determined by Two  Methods  of  Analysis．J．Sci．Food Agric．１９９７７３２５５－２６０．
    ３１．Roger  Mongeau and Ren？Brassard，Comparison and asessment  of  the difference in otal  dietary fiber  in cooked dried legumes  as  de－termined by five methods．Journal  of  AOAC Inter－national ，１９９４，７７，１１９７－１２０２．
    ３２．Mongeau R．，Brassard R．，Deeks J．R．，Laffey P．J．，Nguyen L．a(chǎn)nd Brooks S．P．J．Compari－on of  dietary fiber  contents of  selected baby foods  from two  major  barnds  in Canada using three meth－ods．J．Agric．Food Chem．２００１４９３７８２－３７８６．
    ３３．Kontraszti M．，Hudson，G．J．，Englyst  H．N．，Dietary fibre in Hungarian foods  measured by the Englyst  NSP procedure and the AOAC Procky procedure：a comparison study．Food Chemistry．１９９９，６４，４４５－４５０．
    ３４．Englyst  H Wiggins  H．S．＆Cummings  J．H．，Determination of  the non－starch polysaccha rides  by gas －liquid chromatography of  constituent  sugars as  alditol acetates．Analyst．１９８２，１０７，３０７－３１８．
    ３５．Englyst ，H．N．，Kingman，S．M．a(chǎn)nd Cum－mings ，J．H．，Classification and measurement  of  nutritionally important  starch fractions．European J．Clin．Nutr．，１９９２，４６（Suppl．２），S３３－S５０．
    ３６．Eerlingen R．C．＆Delcour  J．A．，Formation，Analysis，Structure and Propeties  of  TypeⅢEn－zyme  Resistant  Starch．Journal  of  Cereal  Science，１９９５，２２，１２９－１３８．
    ３７．MCcleary，B．V．＆Monaghan，D．A．Mea－surement  of  resistant  starch．Journal  of  AOAC inter－national．２００２，８５，６６５－６７５．
    ３８．AOAC Official  method９９７．０８，Fructans  in Food Products．Official  Methods  of  Analysis of AOAC INTERNATIONAL，１７th Edition，２０００，Vol－ume Ⅱ，Chapter ４５，p．７４－７８．
    ３９．AOAC Official  method９９９．０３，Measure－ment  of  Total  Fructan in Foods．Official  Methods  of  Analysis of  AOAC INTERNATIONAL，１７th Edition，２０００，Volume Ⅱ，Chapter ４４，p．４５－４７．
    ４０．Craig S．A．S．，Holden，J．F．，and Khaled M．Y．Determination of  Polydextrose as  Dietary iber  in Food．Journa of  AOAC International．２０００，８３，００６－１０１２．
    ４１．Slegte J．Determination of  trans －Galac－tooligosaccharides  in Selected Food Products by Ion－Exchange ChromatographyCollaborative study．Journa of  AOAC International．２００２，８５，４１７－４２３．
    ４２．Gordon D．T．＆Kazuhiro Okuma ，Determi－nation of  Total Dietary Fiber  in Selected Foods  Con－taining Resistant  Maltodextrin by Enzymatic －Gravi －metric Method and Liguid Chromato －graphy：Col－laborative Study．Journal  of  AOAC international ２００２，８５，４３５－４４４．