纖維素

纖維素（cellulose）是由葡萄糖組成的大分子多糖屠列。不溶于水及一般有機(jī)溶劑弱睦。是植物細(xì)胞壁的主要成分踪央。纖維素是自然界中分布最廣臀玄、含量最多的一種多糖，占植物界碳含量的50%以上畅蹂。棉花的纖維素含量接近100%健无，為天然的最純纖維素來(lái)源。一般木材中液斜，纖維素占40～50%累贤，還有10～30%的半纖維素和20～30%的木質(zhì)素叠穆。

麻、麥稈臼膏、稻草硼被、甘蔗渣等，都是纖維素的豐富來(lái)源渗磅。纖維素是重要的造紙?jiān)先铝颉４送猓岳w維素為原料的產(chǎn)品也廣泛用于塑料始鱼、炸藥仔掸、電工及科研器材等方面。食物中的纖維素（即膳食纖維）對(duì)人體的健康也有著重要的作用医清。? 纖維素的分子式(C6H10O5)n起暮，由D-葡萄糖以β-1，4糖苷鍵組成的大分子多糖会烙，分子量50000～2500000鞋怀，相當(dāng)于300～15000個(gè)葡萄糖基。不溶于水及一般有機(jī)溶劑持搜。是植物細(xì)胞壁的主要成分。

人類膳食中的纖維素主要含于蔬菜和粗加工的谷類中焙矛，雖然不能被消化吸收葫盼，但有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，利于糞便排出等功能村斟。草食動(dòng)物則依賴其消化道中的共生微生物將纖維素分解贫导，從而得以吸收利用。

性質(zhì)

1．溶解性? 常溫下蟆盹，纖維素既不溶于水孩灯，又不溶于一般的有機(jī)溶劑，如酒精逾滥、乙醚峰档、丙酮、苯等寨昙。它也不溶于稀堿溶液中讥巡。因此，在常溫下舔哪，它是比較穩(wěn)定的欢顷，這是因?yàn)槔w維素分子之間存在氫鍵。

2．纖維素水解? 在一定條件下捉蚤，纖維素與水發(fā)生反應(yīng)抬驴。反應(yīng)時(shí)氧橋斷裂炼七，同時(shí)水分子加入，纖維素由長(zhǎng)鏈分子變成短鏈分子布持，直至氧橋全部斷裂豌拙，變成葡萄糖。

3．纖維素氧化? 纖維素與氧化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)鳖链，生成一系列與原來(lái)纖維素結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)姆蘸，這樣的反應(yīng)過(guò)程，成為纖維素氧化芙委。（引自郭莉珠檔案保護(hù)技術(shù)）纖維素大分子的基環(huán)是D-葡萄糖以β-1逞敷，4糖苷鍵組成的大分子多糖，分子量約50000～2500000灌侣，相當(dāng)于300～15000個(gè)葡萄糖基脫水葡萄糖推捐，其分子式為：（C6H10O5）n， 其化學(xué)組成含碳44.44%侧啼、氫6.17%牛柒、氧49.39%。由于來(lái)源的不同痊乾，纖維素分子中葡萄糖殘基的數(shù)目皮壁，即聚合度（DP）在很寬的范圍。分子式可寫作（C6H10O5）n哪审。是維管束植物蛾魄、地衣植物以及一部分藻類細(xì)胞壁的主要成分。醋酸菌（Acetobaeter）的莢膜湿滓，以及尾索類動(dòng)物的被囊中也發(fā)現(xiàn)有纖維素的存在滴须，棉的種子毛是高純度（98%的纖維素。所謂α-纖維素（α－cellulose）這一名稱系指從原來(lái)細(xì)胞壁的完全纖維素標(biāo)準(zhǔn)樣品用17.5%NaOH不能提取的部分叽奥。β-纖維素（β-cellulose）扔水、γ-纖維素（γ-cellulose）是相應(yīng)于半纖維素的纖維素。雖然朝氓，α-纖維素通常大部分是結(jié)晶性纖維素魔市，β-纖維素，γ-纖維素在化學(xué)上除含有纖維素以外赵哲，還含有各種多糖類嘹狞。細(xì)胞壁的纖維素形成微纖維。寬度為10—30毫微米誓竿，長(zhǎng)度有的達(dá)數(shù)微米磅网。應(yīng)用X線衍射和負(fù)染色法（negative染色法），根據(jù)電子顯微鏡觀察筷屡，鏈狀分子平行排列的結(jié)晶性部分組成寬為3—4毫微米的基本微纖維涧偷。推測(cè)這些基本微纖維集合起來(lái)就構(gòu)成了微纖維簸喂。纖維素能溶于Schwitzer試劑或濃硫酸。雖然不易用酸水解燎潮，但是稀酸或纖維素酶可使纖維素生成D-葡萄糖喻鳄、纖維二糖和寡糖。在醋酸菌中有從UDP葡萄糖引子（primer）轉(zhuǎn)移糖苷合成纖維素的酶（cellulose synthase（UDPformingEC2．4．1．12）确封。在高等植物中已得到具有同樣活性的顆粒性酶的標(biāo)準(zhǔn)樣品除呵。此酶通常是利用GDP葡萄糖（cellulose synthase（GDP forming） EC2．4．1．29），在由UDP葡萄糖轉(zhuǎn)移的情況下爪喘，發(fā)生β－1颜曾，3鍵的混合。微纖維的形成場(chǎng)所和控制纖維素排列的機(jī)制還不太明瞭秉剑。另一方面就纖維素的分解而言泛豪，估計(jì)在初生細(xì)胞壁伸展生長(zhǎng)時(shí)，微纖維的一部分由于纖維素酶的作用而被分解侦鹏，成為可溶性诡曙。? 纖維素不溶于水和乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑略水，能溶于銅氨Cu(NH3）4（OH）2溶液和銅乙二胺[NH2CH2CH2NH2]Cu（OH）2溶液等价卤。水可使纖維素發(fā)生有限溶脹，某些酸渊涝、堿和鹽的水溶液可滲入纖維結(jié)晶區(qū)荠雕，產(chǎn)生無(wú)限溶脹，使纖維素溶解驶赏。纖維素加熱到約150℃時(shí)不發(fā)生顯著變化 ，超過(guò)這溫度會(huì)由于脫水而逐漸焦化既鞠。纖維素與較濃的無(wú)機(jī)酸起水解作用生成葡萄糖等，與較濃的苛性堿溶液作用生成堿纖維素，與強(qiáng)氧化劑作用生成氧化纖維素废士。?

4．柔順性? 纖維素柔順性很差媒抠，是剛性的，因?yàn)椋?）它分子有極性洒敏，分子鏈之間相互作用力很強(qiáng)龄恋；（2）纖維素中的六元吡喃環(huán)結(jié)構(gòu)致使內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難；（3）其分子內(nèi)和分子間都能形成氫鍵特別是分子內(nèi)氫鍵致使糖苷鍵不能旋轉(zhuǎn)從而使其剛性大大增加凶伙。

生理作用

纖維素的主要生理作用是吸附大量水分郭毕，增加糞便量，促進(jìn)腸蠕動(dòng)函荣，加快糞便的排泄显押，使致癌物質(zhì)在腸道內(nèi)的停留時(shí)間縮短扳肛，對(duì)腸道的不良刺激減少，從而可以預(yù)防腸癌發(fā)生乘碑。

膳食纖維

人類膳食中的纖維素主要含于蔬菜和粗加工的谷類中挖息，雖然不能被消化吸收，但有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)兽肤，利于糞便排出等功能套腹。草食動(dòng)物則依賴其消化道中的共生微生物將纖維素分解，從而得以吸收利用资铡。食物纖維素包括粗纖維电禀、半粗纖維和木質(zhì)素。食物纖維素是一種不被消化吸收的物質(zhì)害驹，過(guò)去認(rèn)為是“廢物”鞭呕，現(xiàn)在認(rèn)為它在保障人類健康，延長(zhǎng)生命方面有著重要作用宛官。因此葫松，稱它為第七種營(yíng)養(yǎng)素。? 膳食纖維素底洗，一般采用從天然食物（魔芋腋么、燕麥、蕎麥亥揖、蘋果珊擂、仙人掌、胡蘿卜等）中提取的多種類型的高純度膳食纖維费变。膳食纖維素的主要功能為：? 纖維素分子結(jié)構(gòu)

1摧扇、治療糖尿病? 膳食纖維可提高胰島素受體的敏感性，提高胰島素的利用率挚歧；膳食纖維能包裹食物的糖分扛稽，使其逐漸被吸收，有平衡餐后血糖的作用滑负，從而達(dá)到調(diào)節(jié)糖尿病患者的血糖水平在张，治療糖尿病的作用。?

2矮慕、預(yù)防和治療冠心病? 血清膽固醇含量的升高會(huì)導(dǎo)致冠心病帮匾。膽固醇和膽酸的排出與膳食纖維有著極為密切的關(guān)系。膳食纖維可與膽酸結(jié)合痴鳄，而使膽酸迅速排出體外瘟斜，同時(shí)膳食纖維與膽酸結(jié)合的結(jié)果，會(huì)促使膽固醇向膽酸轉(zhuǎn)化，從而降低了膽固醇水平哼转。?

3明未、降壓作用? 膳食纖維能夠吸附離子，與腸道中的鈉離子壹蔓、鉀離子進(jìn)行交換趟妥，從而降低血液中的鈉鉀比值，從而起到降血壓的作用佣蓉。?

4披摄、抗癌作用? 自七十年代以來(lái)，膳食纖維在抗癌方面的研究報(bào)道日益增多勇凭，尤其是膳食纖維與消化道癌的關(guān)系疚膊。早期在印度的調(diào)查顯示，生活在印度北部人們膳食纖維的食用量大大高于南部虾标，而結(jié)腸癌的發(fā)病率也大大低于南部寓盗。根據(jù)這個(gè)調(diào)查結(jié)果，科學(xué)家做了更加深入的研究璧函，發(fā)現(xiàn)膳食纖維防治結(jié)腸癌有以下幾點(diǎn)原因：結(jié)腸中一些腐生菌能產(chǎn)生致癌物質(zhì)傀蚌，而腸道中一些有益微生物能利用膳食纖維產(chǎn)生短鏈脂肪酸，這類短鏈脂肪酸能抑制腐生菌的生長(zhǎng)蘸吓；膽汁中的膽酸和鵝膽酸可被細(xì)菌代謝為細(xì)胞的致癌劑和致突變劑善炫，膳食纖維能束縛膽酸等物質(zhì)并將其排出體外，防止這些致癌物質(zhì)的產(chǎn)生库继；膳食纖維能促進(jìn)腸道蠕動(dòng)箩艺，增加糞便體積，縮短排空時(shí)間宪萄，從而減少食物中致癌物與結(jié)腸接觸的機(jī)會(huì)艺谆；腸道中的有益菌能夠利用膳食纖維產(chǎn)生丁酸，丁酸能抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖拜英，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞向正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化静汤，并控制致癌基因的表達(dá)。?

5聊记、減肥治療肥胖癥? 膳食纖維取代了食物中一部分營(yíng)養(yǎng)成份的數(shù)量，而使食物總攝取量減少恢暖。膳食纖維促增加唾液和消化液的分泌排监，對(duì)胃起到了填充作用，同時(shí)吸水膨脹杰捂，能產(chǎn)生飽腹感而抑制進(jìn)食欲望舆床。膳食纖維與部分脂肪酸結(jié)合，這種結(jié)合使得當(dāng)脂肪酸通過(guò)消化道時(shí)，不能被吸收挨队，因此減少了對(duì)脂肪的吸收率谷暮。?

6、治療便秘? 膳食纖維具有很強(qiáng)的持水性盛垦，其吸水率高達(dá)10倍湿弦。它吸水后使腸內(nèi)容物體積增大，大便變松變軟腾夯，通過(guò)腸道時(shí)會(huì)更順暢更省力颊埃。與此同時(shí)，膳食纖維作為腸內(nèi)異物能刺激腸道的收縮和蠕動(dòng)蝶俱，加快大便排泄班利，起到治便秘的功效。?

7榨呆、清除外源有害物質(zhì)? 膳食纖維對(duì)陽(yáng)離子有較強(qiáng)的結(jié)合和交換能力罗标，能吸附結(jié)合有機(jī)化合物，可以作為某些環(huán)境污染物質(zhì)最后的屏障积蜻，防止它們最終侵害人體闯割，起到解毒作用。目前已發(fā)現(xiàn)膳食纖維對(duì)鈣浅侨、汞纽谒、鉛、高濃度銅如输、鋅鼓黔，特別是有機(jī)陽(yáng)離子具有清除能力〔患可使它們的濃度由中毒水平達(dá)到安全水平澳化。此外，不溶性膳食纖維可縮短糞便在腸道的停留時(shí)間稳吮，稀釋有害物質(zhì)在腸道中的濃度缎谷，減少有害物如黃曲霉毒素、亞硝胺灶似、酚列林、多環(huán)芳烴等在腸道的滯留時(shí)間，從而減少人體對(duì)它們的吸收酪惭。水溶性膳食纖維被人體消化吸收希痴，進(jìn)入大腸內(nèi)為雙歧桿菌所利用，促進(jìn)雙歧桿菌增殖春感。雙歧桿菌能分解致癌物亞硝胺砌创，并能提高巨噬細(xì)胞的吞噬能力虏缸，增加人體免疫功能和對(duì)腫瘤的抵抗力。

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