2 英文参考
cellulose[WS/T 476—2015 营养名词术语]
3 概述
纤维素（cellulose）是指葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而形成的葡聚糖[1]。属不可溶性膳食纤维[1]。
膳食纤维（dietary fiber）是植物性食物中含有的，不能被人体小肠消化吸收的，对人体有健康意义的碳水化合物[1]。包括纤维素、半纤维素、果胶、菊粉等，还包括木质素等其他一些成分[1]。
纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖。无论一年生或多年生植物，尤其是各种木材都含布大量的纤维素。自然界中，植物体内约有50％的碳存在于纤维素的形式。棉花、亚麻、芋麻和黄麻部含有大量优质的纤维素。棉花中的纤维素含量最高，达90%以上。木材中的纤维素则常与半纤维素和木质素共同存在。
4 纤维素的来源
纤维素是维管束植物、地衣植物以及一部分藻类细胞壁的主要成分。醋酸菌（Acetobaeter）的荚膜，以及尾索类动物的被囊中也发现有纤维素的存在，棉的种子毛是高纯度（98%的纤维素。纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50％以上。棉花的纤维素含量接近100％，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50％，还有10～30％的半纤维素和20～30％的木质素。此外，麻、麦秆、稻甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。纤维素是重要的造纸原料。此外，以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的纤维素（即膳食纤维）对人体的健康也有着重要的作用。
5 结构和性质
纤维素是一种复杂的多糖，有8000至10000个葡萄糖残基通过β-1,4-糖苷键连接而成。天然纤维素为无臭、无味的白色丝状物。纤维素在水中有高度的不溶性，同时也不溶于稀酸、稀碱和有机溶剂，主要的生物学功能是构成植物的支持组织。
D-葡萄糖以β-1，4糖苷键连接而成的链状高分子。具有（C6H10O5）n的组成。所谓α-纤维素（α－cellulose）这一名称系指从原来细胞壁的完全纤维素标准样品用17.5%NaOH不能提取的部分。β-纤维素（β-cellulose）、γ-纤维素（γ-cellulose）是相应于半纤维素的纤维素，虽然，α-纤维素通常大部分是结晶性纤维素，β-纤维素，γ-纤维素在化学上除含有纤维素以外，还含有各种多糖类。细胞壁的纤维素形成微纤维。宽度为10—30毫微米，长度有的达数微米。应用X线衍射和负染色法（negative染色法），根据电子显微镜观察，链状分子平行排列的结晶性部分组成宽为3—4毫微米的基本微纤维。推测这些基本微纤维集合起来就构成了微纤维。纤维素能溶于Schwitzer试剂或浓硫酸。虽然不易用酸水解，但是稀酸或纤维素酶可使纤维素生成D-葡萄糖、纤维二糖和寡糖。在醋酸菌中有从UDP葡萄糖引子（primer）转移糖苷合成纤维素的酶（cellulose synthase（UDPformingEC2．4．1．12）。在高等植物中已得到具有同样活性的颗粒性酶的标准样品。此酶通常是利用GDP葡萄糖（cellulose synthase（GDP forming） EC2．4．1．29），在由UDP葡萄糖转移的情况下，发生β－1，3键的混合。微纤维的形成场所和控制纤维素排列的机制还不太明瞭。另一方面就纤维素的分解而言，估计在初生细胞壁伸展生长时，微纤维的一部分由于纤维素酶的作用而被分解，成为可溶性。
纤维素是由许多葡萄糖分子通过β－糖苷键连接而成的多糖。天然纤维素常同木质素、半纤维素、树脂等伴生在一起。棉纤维是较纯的纤维素（含97～99%）。纤维素不溶于水，但溶于浓盐酸和浓硫酸，是地球上最丰富的多糖化合物，广泛存在于植物如树干、竹秆、草秆、甘蔗渣中。纤维素为植物细胞壁的主要成分，对植物体有支持和保护作用。纤维素不能为一般动物所直接消化利用，但能为若干微生物所消化分解，对人类无营养价值，但有刺激肠道蠕动的生理作用，故是膳食中不应缺少的成分。
纤维素大分子的基环是D-葡萄糖以β-1，4糖苷键组成的大分子多糖，分子量约50000～2500000，相当于300～15000个葡萄糖基脱水葡萄糖，其分子式为：（C6H10O5）n, 其化学组成含碳44.44%、氢6.17%、氧49.39%。由于来源的不同，纤维素分子中葡萄糖残基的数目，即聚合度（DP）在很宽的范围。分子式可写作（C6H10O5）n。是维管束植物、地衣植物以及一部分藻类细胞壁的主要成分。醋酸菌（Acetobaeter）的荚膜，以及尾索类动物的被囊中也发现有纤维素的存在，棉的种子毛是高纯度（98%的纤维素。所谓α-纤维 素（α－cellulose）这一名称系指从原来细胞壁的完全纤维素标准样品用17.5%NaOH不能提取的部分。β-纤维素（β-cellulose）、γ-纤维素（γ-cellulose）是相应于半纤维素的纤维素。虽然，α-纤维素通常大部分是结晶性纤维素，β-纤维素，γ-纤维素在化学上除含有纤维素以外，还含有各种多糖类。细胞壁的纤维素形成微纤维。宽度为10—30毫微米，长度有的达数微米。应用X线衍射和负染色法（negative染色法），根据电子显微镜观察，链状分子平行排列的结晶性部分组成宽为3—4毫微米的基本微纤维。推测这些基本微纤维集合起来就构成了微纤维。纤维素能溶于Schwitzer试剂或浓硫酸。虽然不易用酸水解，但是稀酸或纤维素酶可使纤维素生成D-葡萄糖、纤维二糖和寡糖。在醋酸菌中有从UDP葡萄糖引子（primer）转移糖苷合成纤维素的酶（cellulose synthase（UDPformingEC2．4．1．12）。在高等植物中已得到具有同样活性的颗粒性酶的标准样品。此酶通常是利用GDP葡萄糖（cellulose synthase（GDP forming） EC2．4．1．29），在由UDP葡萄糖转移的情况下，发生β－1，3键的混合。微纤维的形成场所和控制纤维素排列的机制还不太明瞭。另一方面就纤维素的分解而言，估计在初生细胞壁伸展生长时，微纤维的一部分由于纤维素酶的作用而被分解，成为可溶性。
植物细胞壁
纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂，能溶于铜氨溶液（Cu（NH3）4（OH）2）和铜乙二胺溶液（（NH2CH2CH2NH2）Cu（OH）2）等。水可使纤维素发生有限溶胀，某些酸、碱和盐的水溶液可渗入纤维结晶区，产生无限溶胀，使纤维素溶解。纤维素加热到约150℃时不发生显著变化，超过这温度会由于脱水而逐渐焦化。纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖等，与较浓的苛性碱溶液作用生成碱纤维素，与强氧化剂作用生成氧化纤维素。
6 膳食纤维
人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中，虽然不能被消化吸收，但有促进肠道蠕动，利于粪便排出等功能。草食动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解，从而得以吸收利用。食物纤维素包括粗纤维、半粗纤维和木质素。食物纤维素是一种不被消化吸收的物质，过去认为是“废物”，现在认为它在保障人类健康，延长生命方面有着重要作用。因此，称它为第七种营养素。
②纤维素比重小，体积大，在胃肠中占据空间较大，使人有饱食感，有利于减肥。
③纤维素体积大，进食后可刺激胃肠道，使消化液分泌增多和胃肠道蠕动增强，可防治糖尿病的便秘。
④高纤维饮食可通过胃排空延缓、肠转运时间改变、可溶性纤维在肠内形成凝胶等作用而使糖的吸收减慢。亦可通过减少肠激素如抑胃肽或胰升糖素分泌，减少对胰岛B细胞的刺激，减少胰岛素释放与增高周围胰岛素受体敏感性，使葡萄糖代谢加强。
⑤近年研究证明高纤维饮食使Ⅰ型糖尿病患者单核细胞上胰岛素受体结合增加，从而节省胰岛素的需要量。由此可见，糖尿病患者进食高纤维素饮食，不仅可改善高血糖，减少胰岛素和口服降糖药物的应用剂量，并且有利于减肥，还可防治便秘、痔疮等疾病。
纤维素的主要生理作用是吸附大量水分，增加粪便量，促进肠蠕动，加快粪便的排泄，使致癌物质在肠道内的停留时间缩短，对肠道的不良刺激减少，从而可以预防肠癌发生。
各种膳食纤维
膳食纤维被营养学界称为“第七营养素”，1998年美国FDA建议，补充适量的膳食纤维可有效预防肥胖、糖尿病、冠心病、直肠癌、结肠癌等，膳食纤维通过吸收胃肠内的水份，迅速膨胀，使人体产生饱腹感，并且减少肠道吸收糖类、脂类物质，润滑肠道，促进排便，抑制肥胖。
7 纤维素的分类
水溶性：也就是可溶性，含有树脂，果胶，如水果、蔬菜、燕麦或豆类植物的种荚中，可去除残渣及胆固醇。
非水溶性：也就是不可溶，含有纤维素、半纤维素、木质素，如果皮、蔬菜及动物的甲骨质中，其中果蔬类含的纤维种类最齐全、最丰富，它们可增加水分容积，软化物质，刺激肠壁，帮助排泄并促进良性菌的发展。
果蔬
8 纤维素的用途
纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子，是取之不尽用之不竭的，人类最宝贵的天然可再生资源。纤维素化学与工业始于160多年前，是高分子化学诞生及发展时期的主要研究对象，纤维素及其衍生物的研究成果为高分子物理及化学学科的创立、发展和丰富作出了重大贡献。全世界用于纺织造纸的纤维素，每年达800万吨。此外，用分离纯化的纤维素做原料，可以制造人造丝，赛璐玢以及硝酸酯、醋酸酯等酯类衍生物；也可制成甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素等醚类衍生物，用于石油钻井、食品、陶瓷釉料、日化、合成洗涤、石墨制品、铅笔制造、电子、涂料、建筑建材、装饰、蚊香、烟草、造纸、橡胶、农业、胶粘剂、塑料、炸药、电工及科研器材等方面。
纤维素是造约业和棉纺业的主要原料。经过加工处理可制造人造丝和人造棉。如碱可使棉花纤维素部分溶解而形成碱纤维素，再经二硫化碳处理得水溶性的黄纤维素——人造丝原料。纤维素与醋酸结合成的乙酸纤维素是照相胶卷、人造丝及多种塑料的原料。纤维素经浓硝酸处理后要形成硝化纤维素，是制造炸药的原料。世界上每天有6亿多吨木屑、秸秆、旧报纸等废物未被利用，若将其中的纤维素加以利用，必为人类创造大量财富。科学家正在研究利用纤维素酶水解纤维素生产酒精以代替石油。农业上利用绿色木霉等微生物（内含纤维素酶）处理秸秆，可使纤维素部分水解，用作牲畜饲料。
9 参考资料
- ^ [1] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会．WS/T 476—2015 营养名词术语[Z]．2015-12-29．