膳食纤维

过去认为食物中不能被消化的残渣,没有什么营养意义。近来发现这些被称为膳食纤维的物质对人体健康来说,是必不可少的。 (一)定义膳食纤维(dietary fiber)指食物中不能被人体的消化酶分解的一类化合物,主要有下列四种: 纤维素(cellulose)。葡萄糖以1,4糖苷键缩合成的直链分子,是构成植物体的主要成分。半纤维素(hemi cellulose)。包含有戊聚糖、木聚糖和阿拉伯聚糖的一种多聚糖,常和纤维素一起存在。木质素(ligin)。一种多聚芳香族苯丙烷化合物,是使植物木质化的物质。果胶(pectin)。乳糖醛酸甲酯化的聚合物,     

木质纤维素资源化主要途径及半纤维素优先资源化利用策略

木质纤维生物质是地球上最丰富的可再生资源,可转化为能源、化学品和材料,开发木质纤维生物质有利于废弃物的高值化利用和缓解目前面临的环境污染等问题。木质纤维素主要包括纤维素、半纤维素和木质素,将其主要组分进行高效分离,是实现多元化、高值化生物精炼的基础。基于此,笔者简要总结了目前主要的木质纤维素资源化途径,如基于纤维素资源化、基于半纤维素资源化、基于木质素资源化、基于碳水化合物资源化以及全组分资源化的研究策略。依据半纤维素在植物细胞壁中承担的角色,结合前期的研究基础,提出半纤维素优先原位催化转化的木质纤维素生物炼制新策略,实现半纤维素的高选择性溶出和高效转化,保留结构完整的纤维素和木质素分级转化为小分子化学品和材料,最终实现资源生物量全利用,多元化产品联产的目的。     

从苹果渣中提取食用纤维

苹果渣是苹果汁工业的副产品,其粗纤维含量高达14～30％。过去,一般都作废料处理。其实,它是可以食用的。迄今为止,尚未从化学角度对粗纤维下一个定义,只是笼统地讲,它是一种没有营养价值的植物材料。粗纤维中,含有97％纤维素和木质素。此外,还含有半纤维素和果胶。有一种红苹果的纤维残渣中,含有39％的半纤维素,47％的纤维素,9％木质素和5％的角质。戊聚糖是植物中的一种纤维成分,用含有戊聚糖的不溶性植物材料可以制成极粘的溶     

食物纤维对人体的作用

食物纤维对人体的作用曹家根（安徽省当涂县黄池中学２４３１６１）过去人们常把食用纤维素看作是贫穷的象征,片面地追求“食不厌精,脸不厌细”。近年来,经过许多实验研究,人们发现纤维素在营养学中具有无法替代的特殊作用和地位。人们一般把植物性食物中难被胃肠消化...     

不同木质纤维素基质上白腐菌降解特性的研究

通过测定木质素、纤维素、半纤维素和漆酶分泌的变化,研究白腐菌在稻草、木屑、粗纤维素、滤纸、黑液木素基质上的降解特性。结果表明,除黑液木素上白腐菌不能生长外,在前25d,各基质中纤维素、半纤维素和木质素含量呈持续下降趋势,之后,降解速率减少,其中木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素的降解速率。漆酶分泌在生长初期呈快速上升趋势,第10d酶活达到最大,第10～20d快速下降,其后基本不变,基质中酶活大小顺序为稻草基质、木屑基质、粗纤维和滤纸基质,显示了木质素存在对漆酶分泌的诱导作用。     

高原鼢鼠的消化对策

动物面临不同的生活环境及生活方式,往往采取不同的消化对策,而消化道结构在动物的消化对策中起关键作用。为进一步了解高原鼢鼠的生存对策,比较了高原鼢鼠与大白鼠消化道形态结构与食物摄入量、食物吸收量及食物消化率的差异。结果表明:高原鼢鼠的食物摄入量及食物吸收量显著低于大白鼠,食物消化率、蛋白质消化率及粗纤维消化率显著高于大白鼠。而两种动物的蛋白质吸收量及粗纤维吸收量差异不显著。高原鼢鼠的胃、小肠、大肠、盲肠干重及大肠长度与盲肠长度显著高于大白鼠,小肠长度差异不显著。可见,动物的消化率及能量需求与其消化道形态相适应。高原鼢鼠采取摄取少量的食物、增加消化道长度或重量、提高食物消化率的消化对策。     

培菌白蚁菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展

白蚁及其共生微生物协同降解植物细胞壁的机理一直被世界各国科学家所关注。培菌白蚁作为高等白蚁,相比低等食木白蚁具有更多样化的食性,其利用外共生系统“菌圃”,对多种植物材料进行处理。本文综述了菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展,以期为深入研究菌圃中木质纤维素降解过程及其机制,并挖掘利用菌圃降解木质纤维素的能力及仿生模拟菌圃开发新的生物质利用系统提供参考。培 菌白蚁在其巢内利用由植物材料修建的多孔海绵状结构——“菌圃”来培养共生真菌鸡枞菌Termitomyces spp.,形成了独特的木质纤维素食物降解和消化策略,使木质纤维素在培菌白蚁及其共生微生物协同作用下被逐步降解。幼年工蚁取食菌圃上的共生真菌菌丝组成的小白球和老年工蚁觅得食物并排出粪便堆积到菌圃上成为上层菌圃。这一过程中,被幼年工蚁取食的共生真菌释放木质素降解酶对包裹在植物多糖外部的木质素屏障进行解聚。菌圃微生物(包括共生真菌)对解聚的木质素基团进一步降解,将多糖长链或主链剪切成短链,使菌圃基质自下而上被逐步降解。最后下层的老熟菌圃被老年工蚁取食,其中肠的内源酶系及后肠微生物将这些短链进一步剪切和利用。因此,蚁巢菌圃及其微生物是培菌白蚁高效转化利用木质纤维素的基础。化学层面的研究表明,菌圃能够实现对植物次生物质解毒和植 物纤维化学结构解构。对共生真菌相关酶系的研究显示可能其在菌圃的植物纤维化学结构和植物次生物质的降解中发挥了作用,但不同属共生真菌间其效率和具体功能不尽相同。而菌圃中的细菌是否发挥了作用和哪些细菌类群发挥了作用等仍有待进一步的研究。相比于低等食木白蚁利用其后肠共生微生物降解木质纤维素,培菌白蚁利用菌圃降解木质纤维素具有非厌氧和能处理多种类型食物两大优势,仿生模拟菌圃降解木质纤维素的机制对林地表面枯枝落叶的资源化利用具有重要意义。     

小型食草动物的结肠分离机制及其食粪行为

根据食草动物发酵部位的不同 ,动物对食物的消化方式一般分为前肠发酵和后肠发酵 ,这些动物分别称为前肠发酵动物和后肠发酵动物。大型后肠发酵动物 (体重 >2 5ｋｇ)的主要发酵部位是前结肠 ,Ｈｕｍｅ和Ｗａｒｎｅｒ[12 ] 称之为“结肠发酵动物” ;小型后肠发酵动物 (体重 <10ｋｇ)的主要发酵部位是盲肠 ,称之为“盲肠发酵动物”[12 ] 。多数食草动物都不能依靠自身的消化酶完全消化纤维食物 ,而植物的大部分结构和营养贮存部位都含有大量的纤维素和半纤维素 ,动物自身不易消化这些化合物 ,只能通过与某些微生物 (细菌、真菌等 )共生 ,使得…     

梁山慈竹(Dendrocalamus farinosus)体细胞突变体No.30生物量及品质特性分析

本试验对梁山慈竹体细胞突变体No.30的生物量以及品质特性,如纤维素含量、木质素含量和纤维形态等相关指标进行了研究。结果表明,与同龄的实生苗相比,No.30突变体具有生物量大、纤维素含量高、纤维长和长宽比大等特性。尽管No.30突变体中木质素含量也有升高,但木质素组成S/G值并没有明显改变,表明木质素脱除的难易程度并未受影响。基因表达分析表明,在No.30突变体中,纤维素生物合成途径中的Ces A和木质素生物合成途径中的Prx基因明显上调,可能与其纤维素和木质素含量的增加密切相关。     

四川2种丛生竹理化特性及纤维形态研究

以四川不同地区两种丛生竹—慈竹和梁山慈竹为研究对象,通过测定纤维素和木质素含量以及纤维形态,对其变异规律进行研究。结果表明,同一地区不同竹种间纤维素和木质素含量差异显著,同一竹种不同地区间纤维素和木质素含量、纤维长度、宽度和纤维长宽比因地域差异而异,且与竹龄有关。从纸浆用竹和纤维原料综合考虑,竹海地区的慈竹（纤维素含量在45%左右,木质素含量低于28%）、梁山慈竹（纤维素含量在50%以上,木质素含量低于20%）比较适合竹浆造纸。     

木质素生物合成途径及调控的研究进展

木质素是植物体中仅次于纤维素的一种重要大分子有机物质,具重要生物学功能。木质素填充于纤维素构架中增强植物体的机械强度,利于疏导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭。陆生植物的木质素合成是适应陆地环境的重要进化特征之一。然而,制浆造纸的中心环节是用大量化学品将原料中的木质素与纤维素分离,纤维素用于造纸,分离的木质素等成为造纸工业的主要废弃物,对江河湖海的污染触目惊心。脱木质素的化学品投入及废液的碱回收处理需大量耗能并增加造纸成本。饲草的木质素还影响牲畜的消化与营养吸收,木质素含量的高低是饲草优劣…     

大熊猫肠道正常菌群降解纤维素的机制

大熊猫的主食竹类粗纤维含量很高,而大熊猫自身的消化系统不能降解纤维素。现已从大熊猫的肠道正常菌群中鉴定出涵盖7个菌门的22种菌,相关的研究证明大熊猫的肠道正常菌群能降解纤维素。大熊猫肠道中的假单胞菌产生的漆酶能对竹纤维中的木质素进行氧化,使纤维素得以暴露,梭菌属、淀粉芽胞杆菌等产生的纤维素酶将其降解成大熊猫可利用的糖类。其具体机制有待进一步研究。     

厌氧真菌纤维降解酶及其应用潜力的研究进展

反刍动物的瘤胃是已知的纤维降解能力最强的天然发酵罐,其发酵粗纤维的能力很大程度上依赖于其中栖息的各类微生物的功能。厌氧真菌作为瘤胃内的一类低丰度菌群,最先定殖到宿主动物摄入的纤维质饲料上,并通过分泌大量高效的碳水化合物活性酶降解粗纤维。然而,由于缺乏足够的基因组信息和有效的厌氧真菌遗传操作系统,目前国内外对厌氧真菌分泌的纤维降解酶及其降解机制的研究进展有限。本文对厌氧真菌的分类及已发表的基因组信息进行概述,介绍了各类纤维降解酶及纤维小体的组成结构和催化机制特点,并对纤维降解酶在生物质能、饲料处理、纺织造纸及食品加工等方面的应用进行总结。研究厌氧真菌纤维降解酶的作用特性,将有助于完善其在瘤胃环境中有效竞争资源并降解粗纤维的知识体系,也将进一步了解其生物技术应用潜力,为工业生产中应用酶制剂提供新思路。     

蓝色农业潜力大

“蓝色农业”即海洋农业。我国濒临黄海、渤海、东海。南海,海岸线绵长,约一万多公里,有着辽阔的海滨、众多的岛屿和优良的港湾。我国的浅海滩涂面积广阔,海藻资源丰富,种类繁多,海藻生产有悠久的历史。海藻作为食用,有其特殊的营养成分,对人类具有一定的营养价值和疗效作用。海藻中主要含有大量的碳水化合物,是藻体的主要部分。①褐藻碳水化合物包括褐藻胶、褐藻淀粉、褐藻糖胶、纤维素、低分子量褐藻糖类、中性单糖及糖苦等;②红藻碳水化合物包括琼胶、卡拉胶、红藻淀粉、低分子量的碳水化合物和其它红藻藻胶等;③绿藻碳水化合…     

木质纤维素的定量测定及降解规律的初步研究

为了准确地测定稻草及其发酵物中纤维素、半纤维素、木质素的含量,通过差重法进行定量测定,并以此评价白腐菌株Pleurotus sapidus对稻草秸秆的降解状况,结果表明：利用差重法测定稻草发酵物中纤维素、半纤维索、木质素的百分含量是可行的,并能很好地评价白腐菌对稻草的降解规律,即降解过程中纤维素、半纤维素、本质素在前20d降解的很快,之后降解减缓,在50d内,纤维素被降解34．02％,半纤维素被降解56．29％,木质素被降解61．65％。     

不同碳源条件下广叶绣球菌转录组分析

【背景】广叶绣球菌(Sparassis latifolia)是一种名贵的食用菌,其木质纤维素降解的分子机制尚不明确。【目的】了解广叶绣球菌在不同碳源条件下木质纤维素降解相关基因表达动态。【方法】通过转录组测序技术对分别以葡萄糖、纤维素+木质素、纤维素及松木屑为碳源的广叶绣球菌基因表达谱进行分析。以葡萄糖为碳源的样本为对照,分别对不同碳源下广叶绣球菌显著差异表达的基因进行功能分析。【结果】Geneontology(Go)富集分析表明,以葡萄糖为碳源的样本为对照,差异表达基因主要富集在碳水化合物利用的过程,如多糖催化过程、碳水化合物催化过程、碳水化合物代谢过程及多糖代谢过程等。碳水化合物活性酶(Carbohydrate-activeenzymes,CAZymes)功能注释表明,碳源种类主要影响了半纤维素和纤维素降解相关糖苷水解酶家族基因的表达,其中涉及半纤维素降解的相关酶基因上调幅度最大。同时,在纤维素+木质素、松木屑为碳源的处理组中一些转录因子基因上调表达显著。【结论】不同碳源显著影响了广叶绣球菌基因表达谱,这种对碳源的适应也可能反映了广叶绣球菌攻击植物细胞壁的机制,研究结果为深入了解广叶绣球菌木质纤维素降解的分子机理和相关功能基因提供了一些参考。     

玉米芯综合利用研究进展

玉米芯主要由纤维素、半纤维素和木质素构成,便于收集、易加工处理,已被广泛应用于生产食品、饲料和化工产品中,但目前仍存在原料利用率低、能耗大、成本高等问题。本文对农业废弃物玉米芯工业化综合利用相关的工艺进行探讨,通过论述玉米芯中半纤维素、纤维素和木质素三大组分的高值化利用方式,阐述了玉米芯综合利用的产业化途径。     

木质素增量取食对台湾乳白蚁消化系统的影响

木质素代谢是白蚁消化木质纤维素的关键环节之一。本文利用木质素增量喂食台湾乳白蚁Coptotermes formosanus Shiraki,通过测定其取食量、体内酚氧化酶含量、纤维素酶活性的变化及后肠微生物群落16s rRNA基因Illumina Hi Seq高通量测序比较分析来研究木质素取食对低等白蚁消化系统的影响。结果表明:木质素取食组内源性(前肠/唾液腺)酚氧化酶含量的显著大于大于对照组,内源及外源性纤维素酶活性均小于对照组,尤其BG酶活性显著小于对照组;1%木质素对乳白蚁取食有一定的抑制作用,其后肠细菌多样性及丰度较对照组有所下降,但无显著的组间群落结构差异;Metastat、LDA(LDA Effect Size)及组间T-检验属水平群落差异分析显示,乳白蚁后肠核心菌群(相对丰度1%)Dysgonomonas属、弧菌属在木质素取食组中相对丰度显著小于对照组,Candidatus Azobacteriodes属相对丰度则显著大于对照组,它们在木质素增量取食引起的细菌群落变化中起关键作用。     

餐前负荷对餐后血糖的影响

“餐前负荷”是一种可能有利控制餐后血糖的进食模式。近期研究表明,餐前负荷能够通过减缓胃排空速度、刺激胰岛素和胃肠激素分泌达到平稳餐后血糖的效果。用于餐前负荷的食物主要包括蛋白质、碳水化合物、膳食纤维及富含它们的天然食物。     

纤维二糖抑制外切纤维素酶水解作用机理的分析

纤维二糖是纤维素分子的结构单元, 也是纤维素酶水解纤维素时的主要产物. 它能强烈抑制纤维素酶的水解作用, 但并不影响酶对纤维素的吸附. 红外、荧光、圆二色谱分析表明, 纤维二糖可结合在外切纤维素酶活性部位附近的色氨酸残基上形成“位阻效应”, 从而阻止纤维素分子链进入活性中心. 同时, 结合纤维二糖后, 外切纤维素酶分子构象发生了较大变化, 致使吸附纤维素后不能导致微纤维的分离, 为“无效吸附”.