第四節　其他營養素

一、水

不同于蛋白質、碳水化合物、脂類等營養素，水既不能提供人體所需的能量，也沒有調節人體生理功能的作用，但卻是人體的重要組成成分和維持生命最重要的物質。人體內只要損耗5%的水分而未及時補充，皮膚就會起皺和干燥，損失水分超過體重20%時就會危及生命。

（一）人體內水的含量與分布

人體所有組織都含有不同數量的水。通常，各種動物體內含水總量大致占體重的60%～70%。人體內含水量隨年齡、營養狀況，品種不同而有差異，但變化不大。例如，嬰兒體內含水量為70%～75%，成年人體內含水量為50%～65%。不同組織中的含量水也不一樣，血液、淋巴液、腦脊液含水量最高，占90%以上，心臟約70%，肌肉約75%，脂肪組織、骨骼組織在30%以下。

（二）人體內水的平衡

1.體內水分的來源

人體水分主要有三個來源：飲用水、食物中的水和代謝水。飲水是人體獲得水的主要來源，影響飲水的因素包括生理狀態、環境溫度、食品的構成成分等。食物是獲取水的另一個重要來源，幾乎所有的食物都含有水分且在消化時被身體所吸收，如水果和蔬菜。碳水化合物、蛋白質和脂肪在體內氧化分解時能夠產生代謝水。100g蛋白質、脂肪和碳水化合物經代謝分別產生42g、108g和60g代謝水。一般成人每日需2500～4000mL水，其中代謝水為200～400mL，其余來自飲水和食物。

2.水的排泄

水的排泄途徑包括尿液、糞便、呼吸、皮膚蒸發、出汗等。每日由尿中排泄的代謝廢物和電解質的總量為40～50g，腎臟為排出這些代謝廢物至少需要排尿1500mL；皮膚蒸發約500mL/天，肺部呼氣350mL/天，大腸約150 mL/天。需注意的是，每日水分攝入應與經由腎臟、皮膚、腸和肺等途徑排出水分的總量保持動態平衡。

（三）水的生理功用

水的生理功能很多，主要包括以下幾點。

1.細胞和體液的重要組成部分

水是人體含量最多的成分，廣泛分布于人體的各個組織中，特別是血液、肝臟、大腦、皮膚等代謝旺盛的組織。體液集中分布在細胞內、組織間和各種管道中，是構成細胞、組織液、血漿等的重要物質，水則是體液的主要組成部分。

2.參與機體新陳代謝和生化反應

動物體內營養物質的消化、代謝過程中的許多生化反應都必須有水的參與，如淀粉、蛋白質、碳水化合物的水解反應、氧化還原反應以及加水反應等。水是良好的溶劑，許多營養物質都需要溶解于水或分散于水中形成懸濁液才能發生生化反應。

3.參與物質的輸送

水是一種良好的溶劑，其黏度小，流動性好，所以有利于體內養分的輸送、奶汁分泌以及代謝廢物的排泄等。

4.參與體溫調節

水對動物調節體內熱平衡起著十分重要的作用。水具有比熱大、蒸發熱大及流動性大的特點。水在人體中隨著血液、淋巴液到處流動，并使物質代謝產生的熱能在體內得到迅速均勻的分布。它既可使人體37℃體溫保持穩定，又可使體溫不因環境溫度的改變而有明顯的變化。

5.參與潤滑液的組成

水是潤滑液的主要成分，使骨關節和內臟組織器官保持潤滑和活動自如。例如，淚液可防止眼球干燥，唾液及消化液有利于吞咽和咽部濕潤。

二、維生素

維生素（Vitamin）是維持機體正常生理功能及細胞內特異代謝反應所必需的一大類微量低分子量有機化合物。在體內，維生素不能提供熱能，一般也不是構成各種組織的原料，但是維生素對生物體的新陳代謝發揮重要的調節作用。維生素一般不能在體內合成，必須由食物提供。維生素一般是以其本體的形式或可被機體利用的前體形式存在于天然食物中。

（一）維生素的命名及分類

1.維生素的命名

維生素的命名一般包括以下三種，見表3-4。

（1）習慣命名：按照被發現的順序，依英文字母順序排列，如維生素A、B族維生素、維生素C、維生素D等。

（2）根據生物學作用命名：如抗神經炎維生素（維生素B1）、抗干眼病維生素（維生素A）、抗癩皮病維生素（維生素B3）、抗壞血酸（維生素C）等。

（3）根據其化學結構命名：如硫胺素（維生素B1）、視黃醇（維生素A）、核黃素（維生素B2）等。

2.維生素的分類

維生素的種類很多，化學結構各異，理化性質和生理功能各不相同。根據溶解性能的不同，可將維生素分為脂溶性維生素、水溶性維生素及類維生素物質三大類。

表3-4　維生素的命名

（1）脂溶性維生素：不溶于水，易溶于脂肪，包括維生素A、維生素D、維生素E、維生素K。

（2）水溶性維生素：包括B族維生素（維生素B1、維生素B2、煙酸、葉酸、生物素等）和維生素C。……

（3）類維生素物質：機體內存在的一些物質，盡管不被認為是真正的維生素類，但它們所具有的生物活性和維生素卻非常類似，有時把它們列入復合B族維生素這一類中，通常稱它們為“類維生素物質”，主要包括維生素P（生物類黃酮）、維生素BT（肉毒堿）、輔酶Q（泛醌）、維生素B17（苦杏仁苷）、維生素B15等。

（二）脂溶性維生素

脂溶性維生素主要有維生素A、維生素D、維生素E及維生素K。

1.維生素A

維生素A又名視黃醇、抗干眼病維生素，是一類具有視黃醇生物活性的物質（化學結構見圖3-6），包括維生素A1（視黃醇）和維生素A2（3-脫氫視黃醇），其中A1是維生素A類物質的最基本形式，A2的生物活性僅為A1的40%。

富含維生素A的食物有兩類：一是維生素A原，即α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素等，存在于植物性食物中，如綠葉菜類、黃色菜類以及水果類，含量較豐富的有菠菜、白菜、胡蘿卜、番茄、胡蘿卜、青椒、葡萄、香蕉等；另一類是來自于動物性食物的維生素A，這一類是能夠直接被人體利用的維生素A，主要存在于動物肝臟、魚肝油、魚卵、蛋黃等。魚肝油是維生素A的重要來源，其中海洋魚類肝臟提取到的是視黃醇（維生素A1），淡水魚類肝臟中提取到的是3-脫氫視黃醇（維生素A2）。

2.維生素D

維生素D是一類固醇類衍生物，具抗佝僂病作用，又被稱抗佝僂病維生素。維生素D有很多種，其中最主要的是維生素D2（麥角鈣化醇）和維生素D3（膽骨化醇），二者合稱為鈣化醇（圖）。

3.維生素E

維生素E又稱生育酚、抗不育維生素，指具有α-生育酚生物活性的一類化合物。目前，自然界中存在共α、β、γ、δ四種生育酚和α、β、γ、δ四種生育三烯酚，其中α-生育酚的生物活性最強（圖3-8）。

維生素E廣泛存在于動植物組織中，谷物制品（面粉、全麥等）和植物油（玉米油、棕櫚油、大豆油、橄欖油等）是維生素E的主要食物來源，其他食物如堅果（花生、杏仁、開心果等）、蔬菜、蛋黃、肉及乳制品等也是維生素E的豐富的來源。

4.維生素K

維生素K又稱為凝血維生素，是2-甲基-1，4-萘醌的衍生物，包括K1、K2、K3、K4等多種形式，其中K1和K2是天然存在的（圖3-9），K3和K4是人工合成維生素。維生素K1又稱為葉綠醌（Phylloquinone），存在于綠葉植物中。機體只能從綠葉蔬菜等外部食物攝取維生素K1，并且日常飲食是獲取維生素K1的主要途徑。維生素K2又稱為甲萘醌（Menaquinone）通常由動物腸道中的細菌合成。因此，只有在腸吸收脂類和脂溶性物質的機能發生障礙時，才會出現維生素K缺乏癥。……

（三）水溶性維生素

水溶性維生素包括B族維生素及維生素C兩大類。

1.B族維生素

B族維生素主要包括維生素B1（硫胺素）、維生素B2（核黃素）、維生素B3（煙酸）、維生素B5（泛酸）、維生素B6（吡哆醇、磷酸吡哆醛、吡哆胺）、維生素B7（生物素）、維生素B9（葉酸）、維生素B12（氰鈷胺素）、膽堿等。

（1）維生素B1：又稱為硫胺素、抗神經炎因子等。在機體中，維生素B1以輔酶形式參與糖類、脂肪的代謝，具有調節神經生理活動、促進腸胃蠕動、提高食欲等活性功能。維生素B1廣泛存在于各類食物中，含量豐富的食物有動物內臟（肝、心、腎和腦等）、瘦肉類、蛋類、豆類、堅果等，其中谷類是維生素B1的主要來源，而魚類、蔬菜和水果中維生素B1含量不高。

（2）維生素B2：又稱為核黃素，由核糖醇與異咯嗪結合構成，是人體必需的13種維生素之一。在自然界中，維生素B2主要以磷酸酯的形式存在于黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）兩種輔酶中。維生素B2廣泛存在于動物性和植物性食品中，如動物的肝、腎、心臟、奶類及其制品、蛋類、蔬菜、豆類、堅果等，而研磨過精的谷類含量較低。

（3）維生素B3：又稱為煙酸或維生素PP（化學結構式見圖3-10），是一種水溶性維生素。煙酸具有很高的穩定性，在酸、堿、光或加熱條件下不易破壞，是所有維生素中最穩定的，一般烹調方法對它影響極小。煙酸在動物肝臟、腎臟、肉類、奶、蛋、豆類、全谷、花生及有色蔬菜中較豐富。此外，人體能夠以色氨酸為底物合成煙酸，因此食用富含色氨酸的食品也能提供煙酸。玉米、高粱等谷物含有的煙酸大多數為結合型，不能被哺乳動物吸收利用，因此以玉米等為主食的人群容易發生癩皮病。用堿處理玉米可釋放使大量游離煙酸，易被機體吸收利用。

（4）維生素B5：又稱為泛酸，是人體必需的13種維生素之一，易溶于水中，在中性溶液（pH5～7）中穩定，在酸性或堿性溶液中不穩定，加熱可加速分解。泛酸廣泛存在于生物組織中，幾乎全部用以組成輔酶A（CoA）。輔酶A是酰基轉移酶類的輔酶，起著轉移酰基的作用，在物質代謝中具有極重要的作用。泛酸存在于所有的動植物食物中，如動物內臟、肉類、綠葉蔬菜、堅果、谷物等。除從食物攝入以外，人體腸道微生物也能夠合成泛酸，因此泛酸缺乏現象比較少見。

（5）維生素B6：又稱為抗皮炎維生素（化學結構式見圖3-11），主要包括吡哆醛、吡哆胺與吡哆醇。維生素B6普遍存在于動植物食品中，如肝臟、谷物、肉、魚、蛋、豆類及花生等。動物組織中維生素B6多以吡哆醇和吡哆胺形式存在，而植物組織中維生素B6多以吡哆醛的形式存在，動物性食物中維生素B6的生物利用率高于植物性食物中的維生素B6。

圖3-11　維生素B6的化學結構

（6）維生素B7：又稱為生物素、維生素H等，存在8種異構體，只有D-（+）-生物素是天然存在且具有生物活性。維生素B7性質非常穩定，遇熱、遇光、遇氧都不被破壞，在中等強度的酸性、堿性條件以及中性環境中也非常穩定。生物素廣泛存在于動植物食品中，如動物的肝、腎、蛋黃、奶、植物種子、新鮮蔬菜和水果等。

（7）維生素B9：也稱為葉酸（化學結構式見圖3-12），為深黃色或橙色晶體。葉酸缺乏可引起巨幼紅細胞性貧血及白細胞減少癥；在細胞分裂和生長過程（如嬰兒發育、懷孕）中具有重要的作用，如果孕婦懷孕前3個月內缺乏葉酸，可導致胎兒神經管發育缺陷，從而增加裂腦兒、無腦兒的發生率。

葉酸大量存在于各種食物中，如帶葉蔬菜（菠菜、萵苣、白菜等）、水果（香蕉、草莓、獼猴桃等）、動物性食物（如肝臟、腎臟、禽肉、蛋類等）、豆類和堅果類（如豆制品、核桃、栗子等）和谷物（如全麥面粉、大麥、小麥胚芽等）。但由于天然的葉酸極不穩定和葉酸生物利用度較低等原因，人體真正能從食物中獲得的葉酸并不多。

（8）維生素B12：又稱鈷胺素或抗惡性貧血維生素，是一類由含鈷的卟啉類化合物組成的B族維生素。維生素B12的缺乏癥為惡性貧血。維生素B12在自然界中都是由微生物合成的，所以只有動物性食物中才含有，尤以動物的肝臟、肉類、蛋類、牡蠣、乳制品、腐乳等食物中含量豐富。植物性食物不含維生素B12或含量極少。螺旋藻等含有類似維生素B12的物質，但是不能被人體利用。

（9）膽堿：是一種人類必需的維生素，是卵磷脂的組成成分，也存在于神經鞘磷脂之中。機肝臟體可在肝臟中合成膽堿，也能夠從不同的食物中獲得膽堿。膽堿廣泛存在各種食物中，特別是動物的腦、心臟與肝臟、蛋類、麥芽、花生和大豆卵磷脂等食物。

2.維生素C

維生素C又名抗壞血酸（化學結構式見圖3-13），為高度水溶性維生素，具有酸性和強還原性。自然界中存在L-型和D-型兩種形式的維生素C，其中只有L-型具有生理活性。在機體內，維生素C參與膠原蛋白三級結構的形成，有利于組織創傷傷口愈合；維生素C是一種重要的自由基清除劑，對O2-·、OH·等自由基具有清除作用，能分解皮膚中色素，防止發生黃褐班等；此外，維生素C還具有參與體內氧化還原反應、改善鐵、鈣和葉酸利用、促進類固醇代謝、阻斷亞硝胺形成等生理活性功能。

人體因缺乏古洛糖酸內酯氧化酶，自身不能合成維生素C，必須從膳食中獲取。維生素C廣泛存在于新鮮的蔬菜、水果中及一些植物的葉片中，如菠菜、番茄、鮮棗、葡萄、獼猴桃、山楂等。由于維生素C本身性質不穩定，對氧氣很敏感，光照、加熱、堿性條件、氧化酶和金屬離子（如Cu2+）等均可造成維生素C的氧化和破壞，在食品保藏和加工過程中需要注意采取措施避免維生素C的降解。

三、礦物質

人體組織中的各種元素，除碳、氫、氧和氮主要以有機化合物形式存在外，其余的統稱為礦物質，也稱為無機鹽或灰分。人體已發現有20余種無機鹽，占人體重量的4%～5%。

（一）礦物質的分類

1.從人體需要量的角度分類

從人體需要量的角度，礦物質可分為常量元素和微量元素。常量元素也稱為宏量元素，是指體內含量占生物體總質量0.01%以上的化學元素，包括鈣（Ca）、鎂（Mg）、磷（P）、鉀（K）、鈉（Na）、硫（S）和氯（Cl）。微量元素是指在機體內含量小于體重0.01%的化學元素，如鐵（Fe）、銅（Cu）、鋅（Zn）、碘（I）、硒（Se）等。

2.從營養學的角度分類

1995年FAO、WHO和IAEP三個國際組織的專家委員會重新界定必需微量元素的定義，并按其生物學的作用將之分為三類：

（1）人體必需微量元素：共8種，包括銅（Cu）、鈷（Co）、鉻（Cr）、鐵（Fe）、碘（I）、鉬（Mo）、硒（Se）和鋅（Zn）；

（2）人體可能必需微量元素：共5種，包括錳（Mn）、硅（Si）、鎳（Ni）、硼（B）和釩（V）；

（3）具有潛在的毒性，但在低劑量時，可能具有人體必需功能的微量元素：共7種，包括氟（F）、汞（Hg）、砷（As）、鋁（Al）、鎘（Cd）、錫（Sn）和鉛（Pb）。

（二）礦物質的特點

1.不能在體內合成，必須由外界環境供給

在人體新陳代謝過程中，每天都有一定量的礦物質通過特定途徑（如腎臟、腸道、皮膚等）排出體外，因此機體必須不斷從食物和飲水中補充礦物質。同時，除非被排出體外，礦物質不可能在體內經代謝而消失。

2.礦物質在體內分布極不均勻

礦物質在體內分布極不均勻，如鈣、磷主要存在骨骼和牙齒中，鐵集中在紅細胞，碘集中存在于甲狀腺，鈷主要存在于造血器官，鋅主要存在于肌肉組織，釩主要存在于脂肪組織等。體內各種礦物質的含量隨年齡增長而增加，但元素間比例變動不大。

3.礦物質相互之間存在協同或拮抗作用

在體內，各種礦物質元素在吸收、分布和利用方面存在著復雜的相互關系。如膳食攝入的過量鎂能夠在消化道內形成磷酸鎂，從而抑制磷的吸收和利用；鋅與銅的化學性質類似且吸收部位均在小腸，二者在腸粘膜或金屬硫蛋白中可互相競爭結合部位，從而互相抑制吸收和利用。

4.某些微量元素易產生毒性作用

微量元素的攝入量是其生物效應作用的關鍵，具有明顯的劑量反應關系。某些微量元素在體內需要量很少，但其生理劑量與中毒劑量范圍較窄，攝入過多易產生毒性作用。例如，硒元素是人體必需的微量礦物質營養素，適量的硒能夠促進人體健康，但攝入過量硒可則能夠引起中毒，因此對硒的強化應注意用量不宜過大。

（三）礦物質的生理功能

1.構成機體組織的重要成分

如鈣、磷和鎂是骨骼和牙齒的主要成分，鐵是血紅蛋白的主要成分，磷是核酸的主要成分。如果食物中長期缺乏礦物質，會造成生長發育不良，身材矮小。

2.細胞內、外液的組成成分，對維持細胞內、外液的滲透壓和物質交換起重要作用

在組織液中的各種礦物元素，特別是保持一定比例的鉀、鈉、鈣、鎂離子是維持神經、肌肉興奮性、細胞膜通透性、正常的滲透壓以及所有細胞正常功能的必要條件。

3.維持體液酸堿平衡

礦物質能促進無機鹽中金屬離子和非金屬離子的相互配合以及重碳酸鹽和蛋白質的緩沖作用，共同維持體液pH值的穩定。

4.構成體內具有特殊功能的物質

如血紅蛋白和細胞色素系統含有鐵元素，甲狀腺素含有碘，谷胱甘肽過氧化物酶含有硒。

5.構成酶的輔基、激素、維生素、蛋白質和核酸的成分，參與酶的激活

礦物質是生物酶系統中的輔助因子和激活劑、如鈣離子是凝血酶系統的激活劑等。

6.維持神經、肌肉的興奮性

各種組織中的鈉、鉀、鈣、鎂離子濃度保持一定比例，是維持神經及肌肉興奮性、細胞的通透性及細胞正常功能發揮的必要條件。

四、有機酸

食品中酸的種類很多，可分為有機酸和無機酸兩類，但主要是有機酸，而無機酸含量很少。通常有機酸部分呈游離狀態，部分呈酸式鹽狀態存在于食品中。果蔬中有機酸的含量取決于其品種、成熟度以及產地氣候條件等因素，其他食品中有機酸含量取決于其原料種類、產品配方以及工藝過程等。

（一）有機酸的種類

食品中常見的有機酸包括蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、乳酸和醋酸等。這些有機酸有的是食品中的天然成分，如葡萄中的酒石酸、蘋果中的蘋果酸；有的是在食品加工中人為加入的，如配制型飲料中加入的檸檬酸；有的是在食品生產、加工、貯藏過程中產生的，如酸奶發酵過程中產生的乳酸和食醋發酵過程中產生的醋酸。

（二）有機酸的性質與用途

1.檸檬酸

檸檬酸又名枸櫞酸，是一種重要的有機酸。在室溫下，檸檬酸為無色半透明晶體，易溶于水及乙醇，易潮解和風化。檸檬酸廣泛存在于檸檬、柑橘、梨、無花果、葡萄等水果中。檸檬酸可從植物原料中提取，也可由糖進行發酵制得。檸檬酸有溫和爽快的酸味，在食品工業中廣泛用于各種飲料、糖果、點心、餅干、罐頭等食品的生產。

2.蘋果酸

蘋果酸即2-羥基丁二酸，是一種重要的天然有機酸。蘋果酸首先從蘋果汁中分離出來，是蘋果汁酸味的來源。自然界存在L-蘋果酸、D-蘋果酸和DL-蘋果酸三種形式的蘋果酸，其中L-蘋果酸是生物體可以利用的形式。與檸檬酸相比，蘋果酸產熱量更低，是一種低熱量的理想食品添加劑，具有酸度大、味道柔和、滯留時間長等特點。在食品工業中，蘋果酸廣泛用做用于加工和配制飲料、果汁，也用于糖果、果醬等的制造，對食品具有抑菌防腐作用。

3.乳酸

乳酸存在L-乳酸和D-乳酸兩種旋光異構。乳酸具有很強的防腐保鮮功效和柔和的酸味，可作為防腐劑、酸味劑、pH調節劑、保濕劑和礦物質營養強化劑，廣泛應用于發酵食品、乳制品、飲料和酒、肉禽類產品、面制品、果醬、腌制品、罐頭和糖果等食品的生產。

4.酒石酸

酒石酸又名2，3-二羥基丁二酸，存在于葡萄等多種植物中，是葡萄酒中主要的有機酸之一。酒石酸具有3種旋光異構體，其中L-酒石酸最為常見，廣泛存在于水果中。酒石酸廣泛用于食品工業，如作為啤酒發泡劑、食品酸味劑、矯味劑，用于清涼飲料、糖果、果汁等的生產過程。

（三）有機酸在食品中的作用

有機酸不僅是食品中重要的酸味成分，而且影響食品的加工和儲藏過程。有機酸在食品中的作用主要包括以下三個方面：

1.顯味劑

大多數有機酸具有很濃的水果香味，顯著影響食品風味，并能刺激食欲，促進消化。此外，有機酸在維持人體體液酸堿平衡方面起著重要的作用。

2.保持顏色穩定

食品中的酸味物質的存在，即食品中pH值的高低，對保持食品顏色的穩定性起著一定的作用。選用pH6.5～7.2的沸水熱燙蔬菜，能很好地保持綠色蔬菜特有的鮮綠色；在水果加工過程中，如果加酸降低介質的pH值，可抑制水果的酶促褐變。

3.防腐作用

有機酸在食品中還能起到一定的防腐作用。當食品的pH＜2.5時，一般除霉菌以外，大部分微生物的生長都受到了抑制；若將醋酸的濃度控制在6%時，可有效地抑制腐敗菌的生長。

五、酶

各種動植物體中都含有多種酶，因此酶也是動植物食品的組成成分，對食品的質量有著非常重要的作用。但是，食品加工過程會破壞酶的催化活性。可以把酶看成一種蛋白質或結合蛋白質物質。食品中存在的酶分為內源酶和外源酶兩類，內源酶指食品原料中固有的酶；外源酶是指非動植物體食品中所產生的酶或具有的酶，即是一種外加到食品中的酶物質或含酶制品，包括加入的商品酶和食品加工儲藏中污染微生物產的酶。

（一）淀粉酶

淀粉酶又稱為淀粉分解酶，不僅能水解淀粉分子，也能催化糊精、低聚糖等淀粉水解產物發生水解作用。常見的淀粉酶主要包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和異淀粉酶等。

1.α-淀粉酶

α-淀粉酶（EC3.2.1.1.）能水解淀粉、糖原和環糊精分子中的α-1，4-糖苷鍵，將淀粉切斷成長短不一的短鏈糊精和少量低分子糖類，從而使淀粉糊的黏度迅速下降，即起到降低稠度和“液化”的作用，所以此類淀粉酶又稱為液化酶。α-淀粉酶的最適宜作用溫度為60～70℃，最適pH值為6.0，Ca2+具有一定的提高淀粉酶活力和穩定性的能力。α-淀粉酶廣泛分布于動物、植物和微生物中，主要應用于淀粉糖漿、低聚糖、啤酒、烘焙食品、面制品等的生產過程。

2.β-淀粉酶

β-淀粉酶（EC3.2.1.2.）又稱外切型淀粉酶，從淀粉的非還原性末端以麥芽糖為單位順次分解α-1，4-糖苷鍵，同時使切下的麥芽糖還原性末端的葡萄糖殘基構型轉變成β型，故稱為β-淀粉酶。β-淀粉酶不能水解淀粉分支處的α-1，6-糖苷鍵，淀粉的分解會在1，6鍵前的2～3個葡萄糖殘基處停止，所以β-淀粉酶分解直鏈淀粉的產物主要是麥芽糖，分解支鏈淀粉的產物主要是麥芽糖和大分子的β-界限糊精。β-淀粉酶主要存在于高等植物中，一般哺乳動物體中不含此酶，廣泛應用于啤酒、飴糖、高麥芽糖漿、結晶麥芽糖醇等以麥芽糖為產物的制糖，主要作用是進一步提高麥芽糖的糖化率和產出率。

（二）酯酶

酯酶是指能夠水解酯鍵的酶類，主要包括脂肪酶和植酸酶。

1.脂肪酶

脂肪酶（EC3.1.1.3）也稱脂肪水解酶，存在于所有的生物體中，能夠催化油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油單酯或二酯，廣泛應用于油脂加工、食品、醫藥、日化等工業。

2.植酸酶

植酸酶可以水解植酸生成肌醇和磷酸，同時釋放出與植酸結合的其他營養物質，可分為3-植酸酶（EC3.1.3.8）和6-植酸酶（EC3.1.3.26）。在食品和飼料工業中，植酸酶能夠通過分解植酸（鹽）來解除植酸的抗營養作用，提高多種礦物元素和蛋白質、氨基酸的可利用性。

（三）蛋白酶

蛋白酶是一類可以水解蛋白質或多肽中的酰胺鍵（肽鍵）的酶，主要來源于高等植物的種子和果實、動物的內臟和腺體以及酵母等微生物。蛋白酶廣泛應用于食品工業中，包括肉類加工、以谷物為原料的酒精、釀酒和釀造醋生產、茶飲料、風味調料等。例如，木瓜蛋白酶（EC3.4.22.2）是一種從木瓜乳液中提取的含巰基的肽鏈內切酶，在食品工作中廣泛用作肉類嫩化劑、啤酒飲料澄清劑、餅干松化劑、面條穩定劑等，能夠有效提高食品營養價值，有利于人體的消化和吸收。

（四）氧化還原酶

氧化還原酶是能催化兩分子間發生氧化還原作用的酶的總稱，在食品中常見的氧化還原酶主要包括多酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶、過氧化氫酶和磷酸化酶等。

1.多酚氧化酶

多酚氧化酶（Polyphenol oxidase, PPO）是一類含銅金屬酶，能有效催化多酚類化合物氧化形成相應的醌類物質，可分為酪氨酸酶（EC.1.14.18.1）、漆酶（EC.1.10.3.1）和兒茶酚氧化酶（EC.1.10.3.2）三大類。多酚氧化酶廣泛存在于蔬菜、水果等植物性食物中，是導致蔬菜、水果發生酶促褐變的主要因素。

2.抗壞血酸氧化酶

抗壞血酸氧化酶（EC1.10.3.3）是一種含銅的氧化酶，廣泛存在于蔬菜、水果等植物性食物的細胞質和細胞壁中。抗壞血酸氧化酶能夠催化抗壞血酸氧化為脫氫抗壞血酸，在氧化還原系統中起重要作用。

3.過氧化氫酶

過氧化氫酶（EC1.11.1.6）是廣泛存在于動植物體中的一種抗氧化酶，能夠催化過氧化氫分解成氧和水的酶。在食品工業中，過氧化氫酶主要用于除去用于制造奶酪的牛奶中的過氧化氫，也用于食品包裝，防止食物被氧化。

4.磷酸化酶

磷酸化酶廣泛存在于動物、植物及微生物中，如淀粉磷酸化酶。淀粉磷酸化酶（EC2.4.1.1）是參與淀粉代謝的重要酶類之一，能夠逐步水解直鏈或支鏈淀粉的非還原端上的α-1，4-糖苷鍵，產物為葡萄糖-l-磷酸。

六、膳食纖維

（一）膳食纖維的定義

膳食纖維一般指能抗人體小腸消化吸收的而在人體大腸中能部分或全部發酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相類似物質的總和，包括多糖、寡糖、木質素以及相關的植物物質。2009年，國際食品法典委員會對膳食纖維進行最新的定義：膳食纖維是指具有10個或以上單體鏈節的碳水化合物，不能夠被人體小腸內生酶水解，且屬于天然存在于消費食物中的可食用的碳水化合物，由食物原料經物理、酶或化學法獲得的碳水化合物，對健康表現出有益的生理作用的人造碳水化合物的聚合物。

（二）膳食纖維的分類

膳食纖維的成分復雜、來源廣泛，因此分類方法眾多。

1.根據溶解特性分類

根據溶解性能，膳食纖維可分為可溶性膳食纖維（Soluble dietary fiber, SDF）和不溶性膳食纖維（Insoluble dietary fiber, IDF）。

（1）可溶性膳食纖維：可溶解于水又可吸水膨脹，但不能被人體消化道所消化，包括水溶性果膠、魔芋葡甘聚糖、海藻膠、親水性植物膠（如瓜爾豆膠、阿拉伯膠）、黏多糖、殼聚糖等。水果、蔬菜、海藻、豆類等食物中可溶性膳食纖維含量較高。

（2）不溶性膳食纖維：不溶于熱水且不能被人體消化吸收，主要包括纖維素、半纖維素、木質素、不溶性果膠、殼聚糖和植物蠟等。不溶性膳食纖維是構成植物細胞壁的的主要成分，主要來源于禾谷和豆類種子的外皮以及植物的莖和葉。

2.根據被大腸菌群發酵程度來分類

根據被大腸菌群發酵程度的不同，膳食纖維可分為部分發酵類纖維和完全發酵類纖維。部分發酵類纖維包括纖維素、半纖維素、木質素、植物蠟和角質等，發酵纖維包括β-葡聚糖、果膠、瓜爾豆膠、阿拉伯膠、海藻膠和菊粉等。一般來說，完全發酵類纖維多屬于可溶性膳食纖維，而部分發酵類纖維多屬于不溶性膳食纖維。

3.根據來源分為五類

根據來源不同，可分為植物性來源的膳食纖維（纖維素、木質素、果膠等）、動物性來源的膳食纖維（甲殼素、殼聚糖等）、海藻多糖類膳食纖維（卡拉膠、瓊脂等）、微生物多糖膳食纖維（真菌多糖、黃原膠等）及合成類膳食纖維（羧甲基纖維素等）。

（三）膳食纖維的生理功能

1.延緩碳水化合物消化吸收，預防肥胖癥

膳食纖維能夠通過多種途徑預防肥胖癥。膳食纖維在腸胃中吸水膨脹并形成高黏度的溶膠或凝膠，具有填充劑的容積作用，易產生飽腹感并減慢胃排空，因而減少進食量；膳食纖維取代了食物中一部分營養量，從而減少食物總攝取量；膳食纖維具有低熱能的特點，主要在大腸內發酵的方式進行代謝，提供的能量低于普通碳水化合物；膳食纖維能夠與部分脂肪酸結合，減少了機體對脂肪的吸收率。

2.改善腸道菌群，維持腸道微生態平衡

腸道內存在著由不同細菌構成的各類菌群，其中的有益菌在提高機體免疫力和增強抗病能力方面有著顯著的功效。膳食纖維在小腸不能被人體消化吸收而直接進人大腸。膳食纖維能在腸道中發酵，產生大量乙酸、醋酸、葉酸和乳酸等短鏈脂肪酸（SCFA），改變了腸道pH值，改善有益菌群的繁殖環境，選擇性地促進腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的增殖并抑制腐敗菌的生長，從而調節腸道微生態平衡。

3.預防和輔助性治療糖尿病

大量研究結果證實，增加膳食纖維的攝入有利于預防和控制糖尿病。膳食纖維能夠延緩葡萄糖的吸收，推遲可消化性糖類如淀粉等的消化，從而抑制餐后血糖急劇升高和改善糖耐量；膳食纖維能夠抑制胰高血糖素的分泌，增強機體對胰島素的敏感性，改善血液中胰島素的調節作用，有利于糖尿病的治療和康復。

4.調節腸胃功能，促進腸道道健康

膳食纖維具有很強的持水性，吸水后使腸內容物體積增大，大便變松變軟，通過腸道時會更順暢更省力；作為腸內異物，膳食纖維及其產生的短鏈脂肪酸等物質能夠刺激腸道的收縮和蠕動而加速排便，加快大便排泄，起到治便秘的功效；膳食纖維能夠減少糞便中有害物質與腸道的接觸，保持腸道清潔，從而減少和預防胃腸道疾病。

5.預防心血管疾病

流行病學研究結果表明，增加膳食纖維的攝入能降低心血管疾病的發生風險并可延緩高危人群向心血管病轉化的速度，其可能的機制包括調節血脂、降低血壓、改善胰島素敏感性和改善炎癥等。膳食纖維素可吸附膽汁酸、脂肪等而使其吸收率下降，達到降血脂的作用；膳食纖維能與胃腸道中的Na+進行交換，使Na+隨糞便大量排出，血液中Na+/K+比變小，從而產生降血壓作用；膳食纖維還能夠提高胰島素敏感性和改善炎癥。

6.降低重金屬和有毒化學物質對人體的毒害作用

膳食纖維分子中含有的一些羧基和羥基類側鏈基團具有弱酸性離子交換樹脂作用，在腸道內能夠吸附Mg2+、Pb2+、Hg2+、Cd2+等金屬離子，從而延緩和減少重金屬的吸收，起到解毒作用；同時，膳食纖維有利于減少黃曲霉毒素、亞硝胺、多環芳烴等有毒化學物質的吸收并促進其腸道排出，從而降低有毒化學物質對人體的毒害作用。