所有膳食纤维组分检测早期方法论详细介绍
2024-12-19 来源:本站 点击次数:424
膳食纤维的发现
膳食纤维的历史可以追溯到古希腊时期，那时人们就知道麸皮谷物有助于预防便秘。20世纪30年代，J. H. Kellogg证实了麦麸对患有结肠炎和便秘的患者有积极影响，但直到1953年，Eben Hipsley博士在一篇关于妊娠毒血症的文章中首次提出了“膳食纤维”这个术语。
在整个20世纪70年代，英国研究人员Denis Burkitt和Hugh Trowell成为该领域的领导者，提出了“膳食纤维假说”和“西方疾病”的概念。
在撒哈拉以南非洲研究人口的重要部分后，他们得出结论，典型西方饮食中缺乏未加工的高纤维食物导致了包括心脏病和结直肠癌在内的某些疾病的高发病率。2-4 休·特罗威尔（Hugh Trowell）因在1974年提出首个可接受的膳食纤维定义而受到赞誉。5,6
“膳食纤维由可食用植物细胞的残余物、多糖、木质素以及抵抗人类消化酶消化的相关物质组成。”
早期方法论
在此之后，许多研究小组开始专注于改进用于测量膳食纤维含量的方法；Southgate、Theander、Schweizer、Furda、Heckman、Baker 和 Asp 是这一时期的主要贡献者。他们的目标是开发一种分析方法，可用于量化 Trowell 所定义的膳食纤维。
Prosky 方法（1985 年）和李方法（1991 年）
到 1985 年，Leon Prosky 成功地领导了一个协作努力，在科学界就膳食纤维方法论达成了共识。这是通过一个实验室间研究实现的，该研究导致 AOAC 985.29/AACC 32.05 被接受为膳食纤维分析的参考方法。这种方法受到了食品科学界的广泛欢迎，成为食品和饮料行业可靠、可重复的分析工具。随后出现了一系列相关的膳食纤维测量方法，并也得到了 AOAC 的批准。其中最有用的是 Prosky 方法的一个简单扩展，它允许分别测量可溶性和不溶性膳食纤维（李方法 - AOAC 991.43）。
Prosky/Lee 方法论的局限性
20 世纪 90 年代初的科学调查开始凸显膳食纤维定义的不足。越来越多的证据表明，应将抗性淀粉和非消化性低聚糖纳入总膳食纤维中，因为这些食物成分展现出了许多膳食纤维所声称的健康益处。这些成分未被“黄金标准”Prosky 方法（AOAC 985.29）或其可溶/不溶扩展 - AOAC 991.43 所测量。分析界通过开发全新方法和扩展现有方法来应对这一挑战。例如，可以使用 Matsutani 方法（AOAC 2001.03）测量包括非消化性低聚糖在内的膳食纤维，但对抗性淀粉的量化提出了更严重的问题。（K-TDFR）
抗性淀粉的测定
Prosky 方法（AOAC 985.29）从来不能用于抗性淀粉的测量，因为在酶解过程中苛刻的孵化条件（100°C，pH 8.2）确保样品中的淀粉内容物完全糊化，去除了任何“抗性”成分。
单独测量抗性淀粉
在整个 20 世纪 80 年代，许多研究小组（Champ，20 Berry，21 Cummings，22 以及 Muir 和 O’Dea23）将注意力转向抗性淀粉的测量方法，并寻求开发一种使用伪生理孵化条件进行所需酶解步骤的方法。McCleary 等人 24 最终开发了一种使用胰腺 α-淀粉酶代替细菌 α-淀粉酶，在 pH 6、37°C 的条件下，可以成功且可重复地测量抗性淀粉的方法。这是唯一一种在实验室间评估的严格性中幸存下来并被 AOAC 接受为官方方法（AOAC 2002.02）的抗性淀粉方法。25 （K-RSTAR）
经过深入研究，结果表明，为抗性淀粉方法开发的孵化步骤（只需非常微小的修改）也适用于高分子量膳食纤维（HMWDF）的测量。
所采用的温和、生理相关的条件确保样品中的淀粉不会糊化，并且可以作为膳食纤维的一个组分被准确测量。用于分离HMWDF的沉淀步骤按照AOAC 985.29进行，以保持之前的分子量截止值，此沉淀后的滤液的HPLC分析按照Matsutani方法（AOAC 2001.03）进行，以保证不可消化寡糖的正确测量。所有这些特点的综合导致了McCleary方法26（AOAC 2009.01）的综合总膳食纤维方法及其可溶/不可溶方法扩展（AOAC 2011.25）。这些方法进一步改进，开发出了更快速的RINTDF方法，用于快速综合总膳食纤维的测量（AOAC 2017.16）。
RINTDF现在是唯一正确测量食品法典委员会定义的所有膳食纤维组分的方法。
参考文献
1. Hiplsley, E. H. (1953)。膳食“纤维”与妊娠毒血症。英国医学杂志，2(4833)，420-422。文章链接
2. Trowell, H. (1972)。粗纤维、膳食纤维与动脉粥样硬化。动脉粥样硬化，16(1)，138-140。文章链接
3. Trowell, H. (1972)。缺血性心脏病与膳食纤维。美国临床营养学杂志，25(9)，926-932。文章链接
4. Burkitt, D. P., Walker, A. R. P. & Painter, N. S. (1972)。膳食纤维对粪便和排便时间的影响及其在疾病发生中的作用。柳叶刀，300(7792)，1408-1411。文章链接
5. Trowell, H. C. (1974)。膳食纤维的定义。柳叶刀，303(7856)，503。文章链接
6. Trowell, H. C., Southgate, D. A. T., Wolever, T. M. S., Leeds, A. R., Gassull, M. A. & Jenkins, D. J. A. (1976)。膳食纤维重新定义。柳叶刀，307(7966)，967。文章链接
7. Southgate, D. A. T. (1977)。膳食纤维的定义和分析。营养评论，35(3)，31-37。文章链接
8. Theander, O. & Aman, P. (1979)。膳食纤维研究。I. 水溶性和水不溶性膳食纤维的分析和化学表征。瑞典农业研究杂志，9(3)，97。文章链接
9. Schweizer, T. F. & Wursch, P. (1979)。膳食纤维分析。食品科学与农业杂志，30(6)，613-619。文章链接
10. Furda, I. (1981)。同时分析可溶性和不溶性膳食纤维。“食物纤维分析”，(W. P. T. James 和 O. Theander 编辑)，Marcel Dekker, 纽约, NY。书籍链接
11. Heckman, M. M. & Lane, S. A. (1981)。食物膳食纤维方法的比较。美国官方分析化学家协会杂志，64(6)，1339-1343。文章链接
12. Baker, D. (1981)。关于中性洗涤剂纤维方法的注记。“食物纤维分析”，(W. P. T. James 和 O. Theander 编辑)，Marcel Dekker, 纽约, NY。书籍链接
13. Asp, N-G., Johansson, C-G., Hallmer, H. & Siljestrom, M. (1983)。快速酶法测定不溶性和可溶性膳食纤维。农业与食品化学杂志，31(3)，476-482。文章链接
14. Prosky, L., Asp, N-G., Furda, I., DeVries, J. W., Schweizer, T. F. & Harland, B. F. (1985)。食物和食品产品中总膳食纤维的测定：协作研究。美国官方分析化学家协会杂志，68(4)，677-679。文章链接
15. AOAC官方方法985.29，食物中总膳食纤维-酶法-重量法。(1995)。分析方法官方手册，第16版。AOAC国际，盖瑟斯堡，MD。文章链接
16. AOAC方法991.43，食物中总、不溶性和可溶性膳食纤维-酶法-重量法，MES-TRIS缓冲液。(1995)。分析方法官方手册，第16版。AOAC国际，盖瑟斯堡，MD。书籍链接
17. Lee, S. C. & Prosky, L. (1995)。膳食纤维定义、分析和参考材料的国际调查。美国官方分析化学家协会国际杂志，78(1)，22-36。文章链接
18. Cho, S. S. & Prosky, L. (1999)。复杂碳水化合物/膳食纤维AOAC调查摘要。“复杂碳水化合物/膳食纤维”，(S. S. Cho, L. Prosky 和 M. Dreher 编辑)，Marcel Dekker, 纽约, NY。书籍链接
19. Gordon D. T. & Okuma K. (2002)。通过酶法-重量法和液相色谱法测定含有抗性麦芽糊精的选定食物中的总膳食纤维：协作研究。美国官方分析化学家协会国际杂志，(85)2，435-444。文章链接
20. Champ, M. (1992)。食物和食品产品中抗性淀粉的测定：实验室间研究。欧洲临床营养学杂志，46(补充2)，S51-S62。文章链接
21. Berry, C. S. (1986)。抗性淀粉：在测定膳食纤维时，能够抵抗淀粉酶消化作用的淀粉的形成和测量。谷物科学杂志，4(4)，301-314。文章链接
22. Englyst, H., Wiggins, H.S. & Cummings, J. H. (1982)。通过气液色谱法测定植物食物中的非淀粉多糖。分析家，107，307-318。文章链接
23. Muir, J. G. & O’Dea K. (1992)。抗性淀粉的测量：影响体外消化过程中逃逸淀粉量的因素。美国临床营养学杂志，56，123-127。文章链接
24. McCleary, B. V. & Monaghan, D. (2002)。抗性淀粉的测量。美国官方分析化学家协会国际杂志，85(3)，665-75。文章链接
25. McCleary, B. V., McNally, M. & Rossiter, P. (2002)。通过酶法消化在淀粉和选定植物材料中测量抗性淀粉：协作研究。美国官方分析化学家协会国际杂志，85，1103-1111。文章链接
26. McCleary, B. V. (2007)。测量总膳食纤维（包括抗性淀粉）、不可消化寡糖和可用碳水化合物的综合程序。分析生化化学，389(1)，291-308。文章链接
27. McCleary, B. V., DeVries, J. W., Rader, J. I., Cohen, G., Prosky, L., Mugford, D. C. & Okuma, K. (2010)。通过酶法-重量法和液相色谱法测定总膳食纤维（CODEX定义）：协作研究。美国官方分析化学家协会国际杂志，93(1)，221-233。文章链接
28. McCleary, B. V., DeVries, J. W., Rader, J. I., Cohen, G., Prosky, L., Mugford, D. C. & Okuma, K. (2012)。通过酶法-重量法和液相色谱法测定不溶性、可溶性和总膳食纤维（CODEX定义）：协作研究。美国官方分析化学家协会国际杂志，95(3)，824-844。文章链接
膳食纤维的历史可以追溯到古希腊时期，那时人们就知道麸皮谷物有助于预防便秘。20世纪30年代，J. H. Kellogg证实了麦麸对患有结肠炎和便秘的患者有积极影响，但直到1953年，Eben Hipsley博士在一篇关于妊娠毒血症的文章中首次提出了“膳食纤维”这个术语。
在整个20世纪70年代，英国研究人员Denis Burkitt和Hugh Trowell成为该领域的领导者，提出了“膳食纤维假说”和“西方疾病”的概念。
在撒哈拉以南非洲研究人口的重要部分后，他们得出结论，典型西方饮食中缺乏未加工的高纤维食物导致了包括心脏病和结直肠癌在内的某些疾病的高发病率。2-4 休·特罗威尔（Hugh Trowell）因在1974年提出首个可接受的膳食纤维定义而受到赞誉。5,6
“膳食纤维由可食用植物细胞的残余物、多糖、木质素以及抵抗人类消化酶消化的相关物质组成。”
早期方法论
在此之后，许多研究小组开始专注于改进用于测量膳食纤维含量的方法；Southgate、Theander、Schweizer、Furda、Heckman、Baker 和 Asp 是这一时期的主要贡献者。他们的目标是开发一种分析方法，可用于量化 Trowell 所定义的膳食纤维。
Prosky 方法（1985 年）和李方法（1991 年）
到 1985 年，Leon Prosky 成功地领导了一个协作努力，在科学界就膳食纤维方法论达成了共识。这是通过一个实验室间研究实现的，该研究导致 AOAC 985.29/AACC 32.05 被接受为膳食纤维分析的参考方法。这种方法受到了食品科学界的广泛欢迎，成为食品和饮料行业可靠、可重复的分析工具。随后出现了一系列相关的膳食纤维测量方法，并也得到了 AOAC 的批准。其中最有用的是 Prosky 方法的一个简单扩展，它允许分别测量可溶性和不溶性膳食纤维（李方法 - AOAC 991.43）。
Prosky/Lee 方法论的局限性
20 世纪 90 年代初的科学调查开始凸显膳食纤维定义的不足。越来越多的证据表明，应将抗性淀粉和非消化性低聚糖纳入总膳食纤维中，因为这些食物成分展现出了许多膳食纤维所声称的健康益处。这些成分未被“黄金标准”Prosky 方法（AOAC 985.29）或其可溶/不溶扩展 - AOAC 991.43 所测量。分析界通过开发全新方法和扩展现有方法来应对这一挑战。例如，可以使用 Matsutani 方法（AOAC 2001.03）测量包括非消化性低聚糖在内的膳食纤维，但对抗性淀粉的量化提出了更严重的问题。（K-TDFR）
抗性淀粉的测定
Prosky 方法（AOAC 985.29）从来不能用于抗性淀粉的测量，因为在酶解过程中苛刻的孵化条件（100°C，pH 8.2）确保样品中的淀粉内容物完全糊化，去除了任何“抗性”成分。
单独测量抗性淀粉
在整个 20 世纪 80 年代，许多研究小组（Champ，20 Berry，21 Cummings，22 以及 Muir 和 O’Dea23）将注意力转向抗性淀粉的测量方法，并寻求开发一种使用伪生理孵化条件进行所需酶解步骤的方法。McCleary 等人 24 最终开发了一种使用胰腺 α-淀粉酶代替细菌 α-淀粉酶，在 pH 6、37°C 的条件下，可以成功且可重复地测量抗性淀粉的方法。这是唯一一种在实验室间评估的严格性中幸存下来并被 AOAC 接受为官方方法（AOAC 2002.02）的抗性淀粉方法。25 （K-RSTAR）
经过深入研究，结果表明，为抗性淀粉方法开发的孵化步骤（只需非常微小的修改）也适用于高分子量膳食纤维（HMWDF）的测量。
所采用的温和、生理相关的条件确保样品中的淀粉不会糊化，并且可以作为膳食纤维的一个组分被准确测量。用于分离HMWDF的沉淀步骤按照AOAC 985.29进行，以保持之前的分子量截止值，此沉淀后的滤液的HPLC分析按照Matsutani方法（AOAC 2001.03）进行，以保证不可消化寡糖的正确测量。所有这些特点的综合导致了McCleary方法26（AOAC 2009.01）的综合总膳食纤维方法及其可溶/不可溶方法扩展（AOAC 2011.25）。这些方法进一步改进，开发出了更快速的RINTDF方法，用于快速综合总膳食纤维的测量（AOAC 2017.16）。
RINTDF现在是唯一正确测量食品法典委员会定义的所有膳食纤维组分的方法。
参考文献
1. Hiplsley, E. H. (1953)。膳食“纤维”与妊娠毒血症。英国医学杂志，2(4833)，420-422。文章链接
2. Trowell, H. (1972)。粗纤维、膳食纤维与动脉粥样硬化。动脉粥样硬化，16(1)，138-140。文章链接
3. Trowell, H. (1972)。缺血性心脏病与膳食纤维。美国临床营养学杂志，25(9)，926-932。文章链接
4. Burkitt, D. P., Walker, A. R. P. & Painter, N. S. (1972)。膳食纤维对粪便和排便时间的影响及其在疾病发生中的作用。柳叶刀，300(7792)，1408-1411。文章链接
5. Trowell, H. C. (1974)。膳食纤维的定义。柳叶刀，303(7856)，503。文章链接
6. Trowell, H. C., Southgate, D. A. T., Wolever, T. M. S., Leeds, A. R., Gassull, M. A. & Jenkins, D. J. A. (1976)。膳食纤维重新定义。柳叶刀，307(7966)，967。文章链接
7. Southgate, D. A. T. (1977)。膳食纤维的定义和分析。营养评论，35(3)，31-37。文章链接
8. Theander, O. & Aman, P. (1979)。膳食纤维研究。I. 水溶性和水不溶性膳食纤维的分析和化学表征。瑞典农业研究杂志，9(3)，97。文章链接
9. Schweizer, T. F. & Wursch, P. (1979)。膳食纤维分析。食品科学与农业杂志，30(6)，613-619。文章链接
10. Furda, I. (1981)。同时分析可溶性和不溶性膳食纤维。“食物纤维分析”，(W. P. T. James 和 O. Theander 编辑)，Marcel Dekker, 纽约, NY。书籍链接
11. Heckman, M. M. & Lane, S. A. (1981)。食物膳食纤维方法的比较。美国官方分析化学家协会杂志，64(6)，1339-1343。文章链接
12. Baker, D. (1981)。关于中性洗涤剂纤维方法的注记。“食物纤维分析”，(W. P. T. James 和 O. Theander 编辑)，Marcel Dekker, 纽约, NY。书籍链接
13. Asp, N-G., Johansson, C-G., Hallmer, H. & Siljestrom, M. (1983)。快速酶法测定不溶性和可溶性膳食纤维。农业与食品化学杂志，31(3)，476-482。文章链接
14. Prosky, L., Asp, N-G., Furda, I., DeVries, J. W., Schweizer, T. F. & Harland, B. F. (1985)。食物和食品产品中总膳食纤维的测定：协作研究。美国官方分析化学家协会杂志，68(4)，677-679。文章链接
15. AOAC官方方法985.29，食物中总膳食纤维-酶法-重量法。(1995)。分析方法官方手册，第16版。AOAC国际，盖瑟斯堡，MD。文章链接
16. AOAC方法991.43，食物中总、不溶性和可溶性膳食纤维-酶法-重量法，MES-TRIS缓冲液。(1995)。分析方法官方手册，第16版。AOAC国际，盖瑟斯堡，MD。书籍链接
17. Lee, S. C. & Prosky, L. (1995)。膳食纤维定义、分析和参考材料的国际调查。美国官方分析化学家协会国际杂志，78(1)，22-36。文章链接
18. Cho, S. S. & Prosky, L. (1999)。复杂碳水化合物/膳食纤维AOAC调查摘要。“复杂碳水化合物/膳食纤维”，(S. S. Cho, L. Prosky 和 M. Dreher 编辑)，Marcel Dekker, 纽约, NY。书籍链接
19. Gordon D. T. & Okuma K. (2002)。通过酶法-重量法和液相色谱法测定含有抗性麦芽糊精的选定食物中的总膳食纤维：协作研究。美国官方分析化学家协会国际杂志，(85)2，435-444。文章链接
20. Champ, M. (1992)。食物和食品产品中抗性淀粉的测定：实验室间研究。欧洲临床营养学杂志，46(补充2)，S51-S62。文章链接
21. Berry, C. S. (1986)。抗性淀粉：在测定膳食纤维时，能够抵抗淀粉酶消化作用的淀粉的形成和测量。谷物科学杂志，4(4)，301-314。文章链接
22. Englyst, H., Wiggins, H.S. & Cummings, J. H. (1982)。通过气液色谱法测定植物食物中的非淀粉多糖。分析家，107，307-318。文章链接
23. Muir, J. G. & O’Dea K. (1992)。抗性淀粉的测量：影响体外消化过程中逃逸淀粉量的因素。美国临床营养学杂志，56，123-127。文章链接
24. McCleary, B. V. & Monaghan, D. (2002)。抗性淀粉的测量。美国官方分析化学家协会国际杂志，85(3)，665-75。文章链接
25. McCleary, B. V., McNally, M. & Rossiter, P. (2002)。通过酶法消化在淀粉和选定植物材料中测量抗性淀粉：协作研究。美国官方分析化学家协会国际杂志，85，1103-1111。文章链接
26. McCleary, B. V. (2007)。测量总膳食纤维（包括抗性淀粉）、不可消化寡糖和可用碳水化合物的综合程序。分析生化化学，389(1)，291-308。文章链接
27. McCleary, B. V., DeVries, J. W., Rader, J. I., Cohen, G., Prosky, L., Mugford, D. C. & Okuma, K. (2010)。通过酶法-重量法和液相色谱法测定总膳食纤维（CODEX定义）：协作研究。美国官方分析化学家协会国际杂志，93(1)，221-233。文章链接
28. McCleary, B. V., DeVries, J. W., Rader, J. I., Cohen, G., Prosky, L., Mugford, D. C. & Okuma, K. (2012)。通过酶法-重量法和液相色谱法测定不溶性、可溶性和总膳食纤维（CODEX定义）：协作研究。美国官方分析化学家协会国际杂志，95(3)，824-844。文章链接
相关文章
更多 >