多年来，人们一直以为膳食纤维只是植物性食物中比拟坚硬的一部分，它们通过增多粪便体积来促退排便。然则那时，我们知道，炊事纤维是默默无闻的菌群康健守护者，膳食纤维的得多康健优点都与咱们的肠道微生物无关。
人体中具有着一个丰富多样的微生物群落，其数量远远跨越人体自身细胞的数量。至少有100万亿个微生物和千万亿病毒栖息在人体的各个部位，包括皮肤、眼结膜、口腔、呼吸道、阴道和肠道。肠道菌群是人体微生物群落中最大的部分，其中60%是细菌。这些微生物编码概略300多万个基因，是人类自身基因组的150倍。肠道菌群一样平常被称为“被遗忘的器官”，有时也被称为“失去性器官”，由于它是出世后发育形成的；然而，它在宿主代谢与免疫过程中起着相称须要的浸染。
肠道菌群主要请托于那些不克不及被宿主酶消化的食物成份，以获取能量和生长需要。肠道微生物所编码的酶承当利用不成消化的炊事纤维。这些食物要素的发酵，比方抗性淀粉、非淀粉多糖与低聚糖，为差异种类的细菌供应了一系列特定的成长促成和成长压迫因子。
膳食纤维
炊事纤维是指人体消化道内源性消化酶不能消化和吸收的多糖类碳水化合物和木质素以及关系精神的总称。真实，关于伙食纤维的界说仍在探讨汁中，2007年欧洲食品平安局将膳食纤维定义为具有3个或以上单体的多糖，2009年国际食物法典委员会将组成单体扩大到10个或以上。其后，木质素也被列为伙食纤维。依顺性纤维由不行消化的碳水化合物组成，这些碳水化合物已被联结或提存入来，并已被证实对人体心思具有有益感化。
纤维在水中的融化度、黏度和可发酵性等赋性是其生理甜头方面的需要特征。遵照这些特点，伙食纤维可分为：可溶性纤维与弗成溶性纤维、黏性纤维和非黏性纤维、可发酵性纤维与不行发酵性纤维。不溶性膳食纤维包括纤维素、半纤维素、木质素和壳聚糖等，而可溶性炊事纤维包括果胶、树胶等。黏性纤维是指在胃肠道中易于形成凝胶状黏性溶液的可溶性伙食纤维，而非黏性纤维则没有这种成绩，这取决于纤维的保水才能。结肠细菌对伙食纤维的代谢是将膳食纤维分为可发酵性与不可发酵性纤维的另一特点。可发酵性炊事纤维可以被肠道细菌代谢发作各种代谢产物，譬如短链脂肪酸，可发酵性纤维包括果聚糖、果胶、树胶与抗性淀粉等。不行发酵性膳食纤维首要包括纤维素、木质素和一些半纤维素，在促成结肠微生物的成长、解毒与增长排便方面具有须要浸染。
炊事纤维的类型和肠道菌群
抗性淀粉
抗性淀粉是不克不及被人类消化酶消化的淀粉，它被输送肠道下部被肠道细菌发展厌氧发酵。遵循其个性，抗性淀粉被分为五种主要类型：
- I型抗性淀粉（RS1）：这是指物理上难以濒临的淀粉，比方部份磨碎的谷物与豆类中，一些淀粉被附近卵白质或细胞壁所得救而发生物理断绝，不能被淀粉酶接近。I型抗性淀粉在大大都正常的烹饪哄骗中是热执著的，这使得它可以作为多种保守食物的配料。
- II型抗性淀粉（RS2）：是指那些具有抗消化性的天然淀粉，因为它们具有非常致密的结会谈构象，比方洋芋淀粉、豆类淀粉和高直链玉米淀粉。
- III型抗性淀粉（RS3）：又叫新生淀粉（retrograded starches），它们经由加热和冷却进程，形成一种抗淀粉酶感导的晶体机关。这类抗性淀粉是含淀粉的食物在煮熟与冷却时，通过一种叫做新生的历程，使一些可消化的淀粉转酿成抗性淀粉。好比大米、马铃薯、红薯等，它们自身淀粉含量高，它们加热之后再冷却，一一小块淀粉就会变卦为抗性淀粉，所以这类食物放凉了再吃更健康。
- IV型抗性淀粉（RS4）：这是经由历程化学改性的淀粉，由于淀粉分子构造的改变以及一些化学官能团的引入，从而低沉了消化率，包括醚化、酯化等。
- V型抗性淀粉（RS5）：这是一种淀粉-脂质复合物，脂质具备于淀粉链中，使得淀粉结构发生篡改，不溶于水，且具有热拘泥性，不易于淀粉酶反应。
抗性淀粉可以被肠道微生物有部发放酵。布氏瘤胃球菌（R. bromii）是具备于人类肠道中的降解抗性淀粉的细菌，富含抗性淀粉的饮食可以增进它的丰度。富含抗性淀粉的饮食也可以增长震颤杆菌和直肠真杆菌的数量。差别类型的抗性淀粉对肠道菌群的影响也不尽沟通。RS4可导致放线菌门与拟杆菌门的细菌物种增多，厚壁菌门细菌减少。随着RS4的添加，芳华双歧杆菌与迪氏拟杆菌的比例增大，而与RS4相比，RS2会增长布氏瘤胃球菌和直肠真杆菌的比例。
抗性糊精
抗性糊精或抗性麦芽糊精是一类含有短链葡萄糖聚合物的可溶性非黏性纤维。它们可以抵当人体消化酶的水解感召，因为它们含有比人造淀粉更高比例的α-和β-(1,2)、(1,3)和(1,6)-糖苷键。抗性糊精是以食用淀粉为质料，在酸性前提下经糊精化反应制得的，包括淀粉的解聚合、转糖基和再聚合历程。一连摄入抗性麦芽糊精可以篡改盲肠菌群的组成，增长了拟杆菌和产丁酸菌的丰度。据报道，抗性麦芽糊精的摄入在防备肿瘤生长、消沉餐后血糖和胰岛素水平、低落血清甘油三酯与胆固醇以及增长氮和碳水化合物的排泄与通过促退微生物的生长来增多排便具有必要浸染。
阿拉伯木聚糖
阿拉伯木聚糖是谷类中主要的非淀粉多糖。大米、小麦、瓜尔胶与大麦是阿拉伯木聚糖的丰硕来历。阿拉伯木聚糖的机关主链是β-(1,4)-糖苷键毗邻的木糖残基，在C2和/或C3位被阿拉伯糖残基所经办。阿拉伯木聚糖被酶水解后，孕育发生阿拉伯木寡糖。不少肠道微生物都能降解阿拉伯木聚糖，比喻乳酸杆菌属、拟杆菌属、罗斯氏菌属、真杆菌属、普氏栖粪杆菌、植物双歧杆菌和一些非致病性梭菌。植物双歧杆菌可以发生L-阿拉伯糖苷酶和β-木糖苷酶，被用于降解肠道中的阿拉伯木聚糖。阿拉伯木聚糖稀罕的理化性子使其对谷物食品行业（比喻面包产）和植物饲料行业具有需要含意。阿魏酸等酚酸通过酯键与阿拉伯糖基的C5位上，作为一种自由基铲除剂，付与阿拉伯木聚糖强大的抗腐蚀性能。
果聚糖
果聚糖是植物发作的一组人造多糖，譬喻菊粉、低聚果糖，它们主要由果糖聚合形成不同长度的链。菊粉是由2-60个果糖经β-(1,2)-糖苷键毗连而成的线性直链多糖，末端常带有一个葡萄糖残基。低聚果糖的聚合度较低，一样平常为2-4个果糖单体。菊苣、芦笋、洋葱、大蒜与香蕉等是果聚糖的首要来历。双歧杆菌主要通过β-果糖苷酶水解β-(1,2)-糖苷键来利用果聚糖。增补菊粉可以显然增进结肠中的双歧杆菌的数目。果聚糖具有踊跃的心思劝化，被认为是屈服性膳食纤维。据报导，补充菊粉或低聚果糖可以减少体重添加与肝脏甘油三酯的堆集，于是对高脂血症和心血管疾病具有有益作用。菊粉可以促退某些有益细菌的生长和活性，或压抑某些致病菌的生长或活性，从而促成结肠康健。
纤维素
纤维素是最丰富的植物多糖，是葡萄糖通过β-(1,4)-糖苷键毗连而成的一种线性、无支链的聚合物。相邻平行的纤维素链中的葡萄糖残基之间的氢键为纤维素供给了一种三维机关，这类构造是惰性的，不溶性的，而且可以抵拒人类酶的消化。它是植物细胞壁的主要要素，谷类麸皮、豆类、坚果、豌豆、根菜类蔬菜、种子的外壳与苹果凡是富含纤维素的食物。人类自身不克不及消化纤维素，它的部份消化是由肠道内的细菌发展的。约50%的纤维素在结肠中通过自然发酵被降解，孕育发生少量的短链脂肪酸。通过破不佳纤维素链上的氢键，得多改性纤维素被开收回来，从而导致纤维素晶体机关散失，并使其溶于水。这些物质包括粉状纤维素、微晶纤维素和羟丙基甲基纤维素，它们都被用于食品添加剂。由于不溶于水，人造纤维素具有与水结合的手腕，这有助于增长粪便量，从而促进正常的排便。自然纤维素还可以消沉餐后血糖和胰岛素水准。改性纤维素则像可溶性纤维同样，可以增进胃肠道的黏度，贻误营养吸收，增长胆汁酸的分泌，从而影响体内胆固醇的稳态。
半纤维素
半纤维素也是植物细胞壁的组成局部，它由几种差异类型的单糖造成的异质多聚体。它一般涵概50-200个戊糖基（木糖与阿拉伯糖）和己糖基（葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸与半乳糖醛酸）。它可以是可溶性的，也能够是不行溶性的，这取决于附着到半纤维素主链上的侧链。带少量电荷的酸性侧链具有水溶性。蔬菜、生果、豆类和坚果中约三分之一的膳食纤维含有半纤维素。人体内最显着的消化半纤维素的微生物是溶纤维丁酸弧菌，它也展示出弱的潮解纤维素的活性。在人类肠道中，除了纤维素外，瘤胃球菌也能降解半纤维素。肠道细菌对半纤维素的发酵才能也受到糖亚基及其位置的影响。与其他半纤维素相比，己糖与糖醛酸更易被细菌酶利用。
果胶
果胶类肉体是一类多糖，包括果胶、果胶酸和果胶酯酸。果胶是一类由半乳糖醛酸经由α-(1,4)-糖苷键毗连而成的多聚物，而主链的某些部位可以被α-(1,2)-鼠李糖基所包揽，由此又可以孕育发生一些中性糖侧链（比喻半乳糖、甘露糖、葡萄糖和木糖）。果胶是植物细胞壁的初生壁和细胞内层的组成部门，是一种水溶性多糖，具有很高的离子结合和凝胶形成潜力。是以，它被作为一种胶凝剂和增稠剂用于食品生产。果胶酯酸是果胶中部份半乳糖醛酸被甲酯化的衍生物。柑橘类生果的果皮、苹果与草莓都富含果胶。果胶可以绕太小肠内消化酶的消化，然则很简单被结肠中的肠道细菌降解。普氏栖粪杆菌、抉剔真杆菌（E. Eligens）和裂果胶毛螺菌（Lachnospira pectinoschiza）是人类肠道中主要的利用果胶的细菌。
树胶
树胶是一组异质性的长链聚合物（多糖和蛋白质），当分散在水中时可形成凝胶。它们本源于植物排泄物，比喻阿拉伯胶、黄蓍胶、桃胶等；或本源于种子，比方瓜尔胶和角豆豆胶等；或本源于海藻提取物，比如琼脂，卡拉胶、褐藻胶等。树胶是由各种糖类及其衍生物组成的，半乳糖和葡萄糖醛酸是其首要的糖类，而阿拉伯糖、鼠李糖与甘露糖则较少泛起。阿拉伯胶具有以阿拉伯半乳聚糖为主的，多支链的冗杂机关，其水解可失去半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸。瓜尔胶和角豆豆胶首要由半乳甘露聚糖组成，甘露糖基通过β-(1,4)-键连接成主链，而半乳糖则具备于侧链上。大批羟基的具有提供了树胶的亲水本色，并在某些食品顶用作凝胶、增稠、动摇与乳化剂。树胶也被认为是膳食纤维和机能性纤维。在人类肠道中，双歧杆菌是首要利用树胶的细菌，可以增加短链脂肪酸的发生。树胶和此外植物黏质，包括圆苞车前子壳和魔芋葡甘露聚糖，也被以为可以有用的低沉胆固醇。
β-葡聚糖
β-葡聚糖是由葡萄糖单体组成的多聚糖，通过β-(1,3)与β-(1,4)-糖苷键毗邻。与纤维素差距，葡萄糖基之间的键是可变的，它们有支链布局且份子较小。它们存在于谷类的胚乳中，主假定大麦和燕麦，小麦的胚乳中含量较少。β-葡聚糖在人类肠道中的发酵才略与形成高黏性溶液的才略是它们发挥康健利益的根蒂。它们对心血管病、血脂异常、胰岛素抵御与瘦削具有有益的浸染。β-葡聚糖的凝胶实质可能通过增长肠道黏度来削减胆汁酸的排汇以及可能增长胆汁酸的分泌，从而调理胆固醇体内失调。这也可能稽迟葡萄糖在血液中的吸收，从而低落餐后血糖和胰岛素水准。发生短链脂肪酸可能是β-葡聚糖影响代谢的另一种可能机制。发酵燕麦β-葡聚糖可以发生丙酸，这可以通过胁制胆固醇合成的枢纽酶的活性来显着打败胆固醇的合成。
木质素
木质素是由三种醇单体（香豆醇、松柏醇、芥子醇）形成的一种繁冗酚类聚合物，它是组成植物细胞壁的成份之一。它存在于含有“木质”因素的食物（譬喻芹菜）、谷物的外层、冲弱的块根类蔬菜（比喻胡萝卜、西兰花）以及带有可食用种子的水果中（例如草莓）。木质素不溶于水，使得其不容易被肠道微生物发酵。降解木质素的细菌包括放线菌（譬如红球菌属、诺卡菌属与链霉菌属）、α-变形菌（譬喻鞘氨醇单胞菌属）与γ-变形菌（比喻假单胞菌属）。这些细菌会编码一种叫做漆酶的酶，可以降解木质素。木质素也被以为是遵守性伙食纤维。
壳多糖与壳聚糖
壳多糖是N-乙酰氨基葡糖胺通过β-(1,4)-连接而成的多聚物，普及存在于甲壳类植物的外壳、虫豸的甲壳与真菌的胞壁中，也具备于一些绿藻中。壳聚糖是壳多糖的脱乙酰形式。壳多糖和壳聚糖但凡不溶性纤维。由于壳多糖与壳聚糖带正电荷，它们可与胃内带负电荷的炊事脂肪彼此感化，例如未酯化的胆固醇与磷脂，形成壳聚糖-脂质复合物，由胃部向肠转移，形成不溶性凝胶，随粪便倾轧体外。由于壳多糖和壳聚糖的这一本性，它们在消沉血清胆固醇、减少化疗药物的副作用、增强免疫零碎依顺，分外是自然杀伤细胞的坚守方面具有无益感召。
