膳食纤维是不能被人体消化吸收，但能在大肠部分或全部发酵的可食用的碳水化合物及其相类似物质的总和，包括细胞壁多糖、低聚糖、木质素以及与之键合的相关物质。谷物膳食纤维的主要组成成分是戊聚糖、β- 葡聚糖和纤维素等细胞壁多糖物质，它们富集在籽粒的外皮层，因此，谷物麸皮成为决定全谷物保健功能的关键部位。
膳食纤维除了能够增殖双歧杆菌、改善肠道菌群结构功能之外，与膳食纤维 共价结合的酚类抗氧化物质也是决定谷物膳食纤维生理功能的重要因素。谷物籽粒中约95% 的酚类化合物通过酯键与多糖、木质素共价连接，被称为“膳食纤维- 酚类抗氧化剂复合物”，并被统一归属为膳食纤维。
与膳食纤维相连的阿魏酸是谷物中含量最丰富的酚类化合物，具有良好的抗氧化能力，并对慢性疾病的预防起着关键作用。
低聚糖的发酵主要位于结肠近端，通过代谢产生短链脂肪酸，使pH 值下降，由此产生了一个有益的肠道环境。然而，结肠远端由于蛋白质降解生成氨、聚胺和其他不良代谢物，更容易产生致癌环境。戊聚糖的高聚合度、结构的多样性以及肠道菌群中相关水解酶的代谢抑制使得戊聚糖的发酵部位发生在结肠的更远端，成为慢发酵型潜在益生元。它们在结肠远端既可作为产生短链脂肪酸的碳源，也可以抑制蛋白质和脂类代谢产生有害物质，降低了结肠癌发生的风险。