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说说“遗矢”的问题（2）膳食纤维的组成和结构: 热度 12 fdc1947 2018-3-7 08:37; 说说“遗矢”的问题（2）膳食纤维的组成和结构为了使得排便不过于困难，就要使得粪便数量增加，而品质柔软润湿。其根本的办法，是做到如下两点：要使粪便含水量不太少，最好的办法还是不要让粪便在肠道中存留的时间太长，这就需要大肠的蠕动加快一些。要使粪便的数量增加，还是要分析粪便的成分，粪便中的最多的物质，一个是残留的纤维，一个是大量的细菌，就要想办法增加这两种东西。而要做到这两点，一个最有用的办法看起来像是“老生常谈”，那就是多吃富含膳食纤维的食物。对于这样的“老生常谈”，不少人会多少有点不屑：这还用说吗？在他们那里，膳食纤维就是像芹菜、韭菜、萝卜缨子、雪里蕻、白菜、青菜那样的蔬菜，里面都是一丝丝的纤维。也不少医生也都把这个办法称为多吃含有纤维素的食物。他们的理解是不准确的：膳食纤维不等于纤维素，即使富含纤维素的食物也不见得肉眼就看得出一丝丝的纤维。首先，富含纤维素的食物不见得都有我们肉眼一下子就看得见的一丝丝的纤维，如全麦粉，玉米粉等粮食，也可以磨得比较细，但是，仍然富含纤维素。我想，这一点容易被人们所了解。第二，膳食纤维可以分为可溶性的与不可溶的两类。不可溶的食物纤维包括纤维素、木质素、半纤维素等，而可溶性膳食纤维则包括果胶、藻胶、葡甘聚糖等。可见，纤维素只是膳食纤维中的一部分，膳食纤维的范围比纤维素广阔得多。像苹果一类的水果，显然很少有像芹菜那样的一丝丝的“纤维”，但是，它富含果胶，所以仍然是富含膳食纤维的。又如从超市购得的魔芋粉皮和魔芋粉丝，外形和口味都与普通淀粉所制的粉皮和粉丝相近，却是高富含膳食纤维的（普通的粉皮和粉丝基本上完全是淀粉，不含膳食纤维）。所以，就像“ 人不可貌相 ”一样，从食物的外貌上并不能一眼就看出是否富含膳食纤维，还是要看一下它的成分。众所周知，纤维一词就是指很细小的（纤细）丝线（维），就像我们做衣服的棉花就都是纤维，其成分是纤维素，为什么那些看上去与真正的“纤维”八杆子够不着的东西也叫做“纤维”？是不是故弄玄虚？不是的。我们看问题不能光看现象，要看本质。什么是本质？对于化学物质来说，本质就是他们的成分、结构。就是说，要看他们是什么东西组成的，是怎样组成的。而它们的性质就决定于他们的组成和结构。这些物质的命名是从他们的组成和结构出发的。从另一方面说，为了弄清楚为什么膳食纤维可以起到“既使大肠加速蠕动”、又使“粪便软润”的目的，我们也需要了解这些膳食纤维的组成和结构。我们说，之所以把这些东西称为膳食纤维，首先是因为，所有这些物质，与纤维素一样，都是一些“多糖” 。说起来糖，如今是大家所熟知的了，有些人甚至有些闻之而花容失色。怎么这些膳食纤维与糖有关？糖是一大类由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物的总称，由于大多数糖的化学成分都近似于（C m H 2n O n ），其中H和O的比例差不多都是2:1（与水一样），所以又称碳水化合物（当然这是一个不准确的历史称呼，但是，现在大家也还用着，因而也就那么马马虎虎地使用吧）。有5个碳原子的糖称戊糖，其组成是（C 5 H 10 O 5 ）。核糖就是一种戊糖（这是DNA的一个组分），与它成分相同的还有木糖（是不是有点面熟？很多“无糖产品”中的木糖醇，母体就是这个木糖）。这两种糖组成成分一样，只是几个原子的位置有所不同，所以性质不同。这种现象称同分异构，是有机化学中最常见的事情。与戊糖、木糖同分异构的还有阿拉伯糖等等。有6个碳原子的糖称己糖，它的组成成分是（C 6 H 12 O 6 ），葡萄糖就是一种己糖，与它同分异构的还有果糖（正如它的名称所示，水果中果糖较为丰富）。与葡萄糖、果糖同分异构的还有半乳糖、甘露糖、山梨糖等等（注意看商品成分说明的朋友对这些名词也都会有些面熟的），它们的差别也都只是个别原子基团的位置不同。在自然界的这些己糖中，以葡萄糖和果糖最丰富。两个糖分子能够连接起来，组成一个大一点的分子，称为二糖（当然，在连接的时候会失去一分子水）。例如，两个葡萄糖分子相连，就可生成一个麦芽糖分子。同样是两个葡萄糖分子相连，不过连接的方式略有差别，就生成了另一种二糖，称为纤维二糖。我们把第一种连接方式，即麦芽糖的方式称α-方式（阿尔法方式），第二种方式，也就是纤维二糖的方式称β-方式（贝塔方式）。当然，还可以三个糖分子相连接，生成三聚糖。如此等等。许多个糖分子连接起来就是多聚糖，简称多糖。淀粉，就是由许许多多个葡萄糖分子主要按照 α-方式聚合起来的多糖。许许多多是多少？一般有上千个或几千个。同样由许许多多个葡萄糖分子按照 β-方式聚合起来的多糖，是纤维素。聚合度更达到了上万。所以，如果我们能够把淀粉水解了，就能够得到葡萄糖，同样，把纤维素水解了，得到的结果也是葡萄糖。但是，要把连接起来的葡萄糖拆开来，是要专门的“工具”帮助才行的，这种“专用工具”就是酶。我们人体有拆开淀粉的酶，所以能够消化淀粉。我们没有消化纤维素的酶所以无法消化纤维素。其他的膳食纤维，也都是一些类似的多糖。与纤维素类似，我们的消化器官都没有水解这些膳食纤维的酶。像半纤维素，就是这样一类多糖。组成半纤维素的有2～4种不同的糖基，它们的聚合度比较低，主链只有50～100个糖基。例如，有一种半纤维素的主链是木聚糖，就是数十个木糖以贝塔方式聚合起来，而在侧链上则带有阿拉伯糖基。像果胶，也是类似的一些多糖。例如，有的果胶主链是带有醛酸基的半乳糖，大概150～500个，侧链上则有脱氧甘露糖基。像海藻胶，也是类似的多糖。例如有的海藻胶主链类似于纤维素，不过其单体不是葡萄糖，而是带醛酸基的甘露糖或者古洛糖（也是葡萄糖的同分异构体）。它们的聚合度一般也有几百。像魔芋的一个重要组分，被人称为葡甘露聚糖。该多糖由葡萄糖与甘露糖以贝塔方式连接组成的主链，另外还有一些支链。葡甘露聚糖可以溶于水，也可以形成凝胶，从而做成像魔芋糕、魔芋粉皮、魔芋粉丝一类的与淀粉制品在外形上十分类似的食品。果胶、海藻胶等膳食纤维，由于聚合度较低，在侧链上往往还有一些醛酸基等亲水的基团，所以它们可以溶于水，或者形成凝胶。综上所述，从组成和结构上说，像半纤维素、果胶、海藻胶、葡甘露聚糖等都是与纤维素相类似的多糖。与纤维素类似，我们人体的消化器官内都不能分泌出能够水解这些多糖的酶。也就是说，在我们的胃及包括十二指肠在内的小肠内，这些多糖都无法被消化吸收。所以，我们把它们称为膳食纤维并不是偶然的事情。纤维素、木质素、半纤维素、果胶等都是植物细胞壁的重要组成部分。由于人体内没有消化膳食纤维的酶，所以当这些膳食纤维进入到大肠的时候，它们的量并没有减少(食物中的其他成分，如淀粉、蛋白质、脂肪，都已经大都被消化吸收了)，进入大肠的食糜残渣中，除了从消化道脱落的粘膜残片、消化液之外，能够占据体积的就是这些膳食纤维。如果食物中膳食纤维比较丰富，那么最后的食糜残渣也就占据较大的体积，它们能够刺激肠道蠕动得比较快。由于膳食纤维是一些多糖，即使对于不溶于水的纤维素，其主链即这些葡萄糖基上面，也有许多羟基(OH)，这是很亲水的基团，所以纤维素是能够吸收大量水分的(我们只需要想象一下絮有棉花的棉衣，如果掉在水里，捞起来有多么重)。更不要说能够溶于水或者与水形成凝胶的可溶性膳食纤维了。它们的吸水性能好，当然也意味着不容易失水。这对于保持粪便的润湿性是很重要的。膳食纤维，特别是那些可溶性膳食纤维，虽然不能够被人体的消化液所消化分解，但是，一些肠道细菌却能够分泌出能够水解膳食纤维特别是可溶性膳食纤维的酶。在这些酶的作用下，部分膳食纤维被水解，而成为肠道细菌的食物。在营养丰富的情况下，肠道细菌的成长分裂是非常迅速的。不少细菌在短短的几十分钟内，就能够繁殖一代，成倍成倍增殖的细菌也使得需要排出体外的粪便体积大量增加。在上述几种作用的共同影响下，粪便的容易排出就是当然的事情了。所以，在食物中富含膳食纤维，是一件很重要的事情。; 个人分类: 科学与生活|9171 次阅读|26 个评论

果胶和果胶酶: 热度 9 luweidong 2009-4-10 08:55; 果胶(Pectin)是一组聚半乳糖醛酸。它具有水溶性,工业上即可分离,其分子量约5万一30万。在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化（甲酯化，也就是形成甲醇酯）,分子的主要成分是 D- 半乳糖醛酸以 -1 ， 4 糖苷键聚合而成的多糖链，并含有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和木糖等组成的侧链。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成按、钾钠和钙等盐。它是存在于所有高等植物细胞壁的一种结构多糖，与植物组织中与纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等相互交联，使细胞组织结构坚强，表现出固有的形态。果胶分子的大致结构图如图一所示。由于动物体内缺乏降解果胶的酶类，因而果胶通常被认为是饲料中的抗营养因子。果胶酶是一个多酶复合体系，是所有能够分解果胶质酶的总称，可裂解单糖之间的糖苷键，并脱去水分子，分解包裹在表皮中的果胶，促进植物组织的分解，降低内容物的粘度。果胶酶分类从广义上讲，果胶酶可以被分为3种类型：①原果胶酶：可以把不溶于水的原果胶分解为可溶于水的高聚合体果胶；②果胶酯酶：脱去果胶中的甲氧基基团，促使果胶的脱甲酯作用；③解聚酶：促使果胶中D-半乳糖醛酸的-1，4糖苷键的裂解。近来人们提出了更详细分类方法为：原果胶酶(protopectinases)、多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonases)、裂解酶(pectin lyases, PL)、果胶酯酶(Pectinesterase, PE)。 2.1 　原果胶酶 Briton等人把能够促使原果胶溶解的酶命名为原果胶酶。根据其作用机理分为两种类型：A型原果胶酶与B型原果胶酶。前者主要作用于原果胶的内部的多聚半乳糖醛酸区域。而后者主要作用于外部的连接聚半乳糖醛酸链和细胞壁组分的多糖链。 2.2 　多聚半乳糖醛酸酶 (Polygalacturonases) 聚半乳糖醛酸酶是在有水环境下促进聚半乳糖醛酸链水解的一种果胶酶，应用最为广泛。根据水解作用机理不同，它可以分为内切聚半乳糖醛酸酶(E.C.3.2.1.15)和外切聚半乳糖醛酸酶(E.C.3.2.1.67)。外切酶又可以划分两种类型：一种是真菌外切聚半乳糖醛酸酶，它的终产物是单体半乳糖醛酸；另一种是细菌外切聚半乳糖醛酸酶，它的终产物是二聚体的半乳糖醛酸。 2.3 　裂解酶 (pectin lyases ， PL) 裂解酶(反式消去酶)是通过反式消去作用裂解果胶聚合体的一种果胶酶，裂解酶在C-4位置上断开糖苷键，同时从C-5处消去一个H原子从而产生一个不饱和产物。根据其作用机理以及作用底物的不同，裂解酶可以划分为：① 内切聚半乳糖醛酸裂解酶(EndoPGL，E.C.4.2.2.2)；② 外切聚半乳糖醛酸裂解酶(ExoPGL，E.C.4.2.2.9)；③内切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(EndoPMGL，E.C.4.2.2.10)；④外切聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(ExoPMGL)。果胶酶是作用于果胶质的一类酶的总称，主要功能是通过裂解或消去作用切断果胶质中的糖苷键，使果胶质裂解为多聚半乳糖醛酸。真菌分解果胶类物质的酶主要是耐酸的多聚半乳糖醛酸酶和耐碱的果胶裂解酶，以内切型(endo-)为主，也有外切型(exdo-)。 PG可水解几丁质、几丁聚糖的-(1，4)-糖苷键，得到水溶性寡糖。参考网页： 1， http://baike.baidu.com/view/36975.htm 2， http://blog.china.alibaba.com/blog/owangd/article/b0-i3340719.html; 个人分类: 微生物生物化学|34766 次阅读|18 个评论

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