食品中膳食纖維的測定原理和方法

食品中膳食纖維的測定原理和方法

膳食纖維是食品中重要的營養(yǎng)功能成分，其測定需通過特定方法分離不可消化組分并定量分析。以下是膳食纖維測定的核心原理、常用方法及操作要點(diǎn)，避免使用表格形式呈現(xiàn)：

膳食纖維的測定基于其抗人體消化酶水解的特性，通過物理或化學(xué)手段去除可溶性成分后，定量分析殘留物。根據(jù)溶解性差異，膳食纖維可分為：

不溶性膳食纖維（IDF）：如纖維素、木質(zhì)素，不溶于水及稀酸/堿，通過過濾直接分離。

可溶性膳食纖維（SDF）：如果膠、部分半纖維素，溶于水但不被酶解，需用乙醇沉淀后分離。

總膳食纖維（TDF）：IDF與SDF之和，可通過綜合方法或單一流程同時(shí)測定。

二、常用測定方法

1. 酶重量法（AOAC標(biāo)準(zhǔn)方法）

原理：

用酶（淀粉酶、蛋白酶、糖化酶）分解食品中的淀粉、蛋白質(zhì)等可消化成分，再用乙醇沉淀SDF，過濾后分別稱量IDF（濾渣）和SDF（沉淀物），TDF為兩者之和。

操作步驟：

樣品處理：干燥、粉碎食品樣品。

酶解：

加入耐熱α-淀粉酶，70℃水浴30分鐘分解淀粉。

調(diào)節(jié)pH至4.5，加入蛋白酶，50℃水浴30分鐘分解蛋白質(zhì)。

加入糖化酶，60℃水浴30分鐘進(jìn)一步分解殘留多糖。

沉淀SDF：加入4倍體積60℃的95%乙醇，靜置1小時(shí)后過濾，沉淀物為SDF。

分離IDF：酶解液通過濾紙過濾，殘留濾渣為IDF，用78%乙醇、95%乙醇、丙酮依次洗滌。

干燥稱量：IDF和SDF濾渣置于105℃烘箱干燥至恒重，稱量。

特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確性高，被國際權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可。

缺點(diǎn)：操作復(fù)雜，耗時(shí)約6小時(shí)，需嚴(yán)格控制酶解條件。

2. 酸性洗滌劑法（Van Soest法）

原理：

用酸性洗滌劑（十二烷基硫酸鈉+濃硫酸）在高溫下溶解可溶性成分（如蛋白質(zhì)、淀粉、半纖維素），殘留物為纖維素、木質(zhì)素等不溶性成分（近似IDF）。

操作步驟：

樣品與酸性洗滌劑混合，回流加熱1小時(shí)。

過濾后殘留物為酸性洗滌纖維（ADF），用丙酮洗滌干燥后稱量。

特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，適用于快速分析。

缺點(diǎn)：僅能測定不溶性成分，無法區(qū)分IDF與SDF，且可能溶解部分半纖維素。

3. 堿性洗滌劑法

原理：

用堿性洗滌劑（氫氧化鈉+十二烷基硫酸鈉）溶解半纖維素，殘留物為纖維素和木質(zhì)素。

操作步驟：

樣品與堿性洗滌劑混合，回流加熱1小時(shí)。

過濾后干燥殘留物，稱量。

特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：可分析膳食纖維亞組分。

缺點(diǎn)：無法測定SDF，堿性條件可能破壞部分結(jié)構(gòu)。

4. 改進(jìn)結(jié)合法

原理：

優(yōu)化酶重量法流程，例如用單一酶解步驟同時(shí)分解淀粉和蛋白質(zhì)，再用乙醇沉淀SDF，縮短時(shí)間并提高效率。

特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：適合工業(yè)化生產(chǎn)質(zhì)量控制。

缺點(diǎn)：需根據(jù)樣品特性調(diào)整條件，通用性略低。

三、關(guān)鍵操作要點(diǎn)

樣品預(yù)處理：

高脂食品（如堅(jiān)果）需用乙醚或石油醚脫脂。

高淀粉樣品需增加淀粉酶用量或延長酶解時(shí)間。

酶解控制：

溫度：淀粉酶70℃、蛋白酶50℃、糖化酶60℃，需嚴(yán)格控溫。

pH：蛋白酶酶解時(shí)調(diào)節(jié)至4.5（用乙酸緩沖液）。

過濾與洗滌：

使用無灰濾紙（如玻璃纖維濾紙）避免雜質(zhì)。

78%乙醇去除糖分，95%乙醇促進(jìn)沉淀，丙酮加速干燥。

干燥與恒重：

干燥溫度105℃，連續(xù)兩次稱量差≤0.5mg視為恒重。

四、方法適用場景

酶重量法（AOAC）適用于谷物、蔬菜、水果及加工食品，可同時(shí)測定IDF、SDF和TDF，準(zhǔn)確性最高但操作復(fù)雜。酸性洗滌劑法適合粗飼料或高纖維植物材料，快速但僅能測定近似IDF。堿性洗滌劑法用于分析纖維素和木質(zhì)素，而改進(jìn)結(jié)合法適合快速篩查或工業(yè)質(zhì)控。

五、注意事項(xiàng)

酶活性驗(yàn)證：使用前需檢查酶活性，避免酶失活導(dǎo)致酶解不完全。

樣品均勻性：粉碎時(shí)需確保粒度一致，避免局部濃度差異。

空白實(shí)驗(yàn)：用蒸餾水代替樣品進(jìn)行全流程操作，扣除試劑干擾。

抗性淀粉處理：若樣品含抗性淀粉（RS），需用鹽酸處理使其水解后再測定。

酶重量法是國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法，適用于大多數(shù)食品；酸性洗滌劑法適合快速分析高纖維樣品；堿性洗滌劑法用于亞組分分析。隨著技術(shù)發(fā)展，近紅外光譜（NIR）、高效液相色譜（HPLC）等快速檢測技術(shù)正逐步補(bǔ)充傳統(tǒng)方法，但重量法仍為基準(zhǔn)。通過規(guī)范操作和合理選擇方法，可準(zhǔn)確測定膳食纖維含量，為營養(yǎng)評(píng)價(jià)和健康指導(dǎo)提供可靠數(shù)據(jù)。

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