抗性淀粉(Resistant starch,RS)又稱抗酶解淀粉,是在健康人體的小腸和胃中不能消化吸收,但能被大腸菌群利用的淀粉及其降解物的總稱,并在放射性腸炎中可以與揮發(fā)性脂肪酸起發(fā)酵反應(yīng)。其顏色為白色、水溶性低、風味清淡,是一種極具研究價值的功能性食品原料。
抗性淀粉可以降低大腸和結(jié)腸的pH值、影響葡萄糖的代謝,促進胃腸道運動,稀釋腸道中的有毒物質(zhì),降低ORS滲透壓,有利于鈣、鎂等礦物元素的消化和吸收及預(yù)防便秘的發(fā)生;對于維持腸道菌群平衡、促進益生菌群生長具有重要作用進而產(chǎn)生許多對人體有益的生理功能。此外,研究還表明抗性淀粉還可通過抑制肝臟三酸甘油脂的合成,改善脂肪代謝異常來提高胰島素敏感性,從而降低血糖含量,對于降低血糖和胰島素水平、改善餐后血糖狀況具有積極意義,尤其對Ⅱ型糖尿病具有良好的輔助治療作用。同時在增加飽腹感方面的作用與粗食纖維相似,可以有效降低食物攝入量,對于控制體重具有重要作用。
抗性淀粉存在于部分天然食品中,例如藜麥、蕨根、馬鈴薯、香蕉、大米、奶白花蕓豆等均含有抗性淀粉,其中高直鏈淀粉的玉米淀粉抗性淀粉含量可達60%。富含抗性淀粉的全谷物類食物主要包括糙米、燕麥(生燕麥片)、大麥、全麥粉、小麥膳食纖維、全燕麥粉、甜玉米、高粱等。
歷史定義
1983年,英國生理學家Hans Englyst首次發(fā)現(xiàn)一種在人體小腸及胃中不能消化的淀粉,并將其定義為抗性淀粉(RS),在此之后,有許多學者開始對其進行廣泛的研究,許多動物實驗表明抗性淀粉不在小腸中消化,而在大腸中被微生物發(fā)酵。
1985年,Englyst等人根據(jù)淀粉在人體內(nèi)的消化特點,將淀粉分為三類:物理包埋淀粉(physicallytrappedstarch,RS,)、抗性淀粉顆粒(resistantstarchgranules,RS,)、回生淀粉(retrogradedstarch,RS,);隨著研究的深入,1992年,F(xiàn)lansEnglyst等人根據(jù)其抗酶解性的不同,在原有的分類基礎(chǔ)上補充了另一種類型的RS,即化學改性淀粉(chemicallymodifedstarch,RS,)。至目前為止,常用的便有這4種RS分類。
1993年,歐洲抗性淀粉協(xié)會(EURESTA)將抗性淀粉定義為:不被健康人體小腸所吸收的淀粉及其分解物的總稱。
1998年,F(xiàn)AO和WHO聯(lián)合出版的《人類營養(yǎng)中的碳水化合物》中指出,抗性淀粉的發(fā)展和研究進展,是近年來“碳水化合物與健康關(guān)系研究的一項最重要成果,高度評價了抗性淀粉對健康的重要意義。
理化特征
分子結(jié)構(gòu)特點
抗性淀粉的分子量受淀粉種類的影響極小,一般含20~25個葡萄糖基,對分子量的影響不大,且不溶于水,但能溶解于2摩爾/LKOH溶液和二甲基亞砜(DMS0);抗性淀粉的聚合度一般小于直鏈淀粉的聚合度,平均聚合度DP,Xn(degreeofpohymerization)范圍為30~200;分子量分布比較集中,葡萄糖殘基鏈之間的氫鍵作用力較強,X射線衍射類型為B型,在100~165℃時,直鏈淀粉品體熔融。
能量值
抗性淀粉由于在小腸中不被消化吸收,故能量的利用率較低,其熱值一般不超過10.0~10.5kJ·g-1。不消化的抗性淀粉在結(jié)腸中通常能夠全部發(fā)酵,并產(chǎn)生冰醋、丁酸等短鏈脂肪酸,為機體提供能量,這部分能量約占總能量的12%。與易消化淀粉相比,抗性淀粉在體內(nèi)為低能量甚至不產(chǎn)生能量且持水能力低,僅為1.4~2.8g,是所有粗食纖維中最低的;因此是一種很有前途的減肥食品原料。
發(fā)酵特點
抗性淀粉與膳食纖維一樣,在結(jié)腸的發(fā)酵產(chǎn)物主要為CO2、CH4等氣體、各種短鏈脂肪酸和水。通常認為抗性淀粉在結(jié)腸全部發(fā)酵物總能中所占比例為5%~35%。抗性淀粉在放射性腸炎中的發(fā)酵率可達100%,遠高于膳食纖維發(fā)酵率。同時抗性淀粉也是激短鏈脂肪酸生成的最好底物。研究表明抗性淀粉發(fā)酵能產(chǎn)生更多的丁酸和丙酸,從而降低盲腸內(nèi)容物和糞便pH值。
RS的分類
根據(jù)最新營養(yǎng)學分類,淀粉可分為快速消化淀粉(RDS)、緩慢消化淀粉(SDS)和具有抗消化性的抗性淀粉(RS)。RS目前尚無化學上的精確分類,因為抗性淀粉的定性與酶和淀粉的比例、酶的來源、水解條件等有關(guān),所以需要一種優(yōu)化標準。目前,大多學者根據(jù)淀粉來源和抗酶解性的不同,將抗性淀粉分為4類:RS1、RS2、RS3、RS4。
分類解析
以上參考資料。
常見食物中RS含量
以上參資料。
制備方法
不同的抗性淀粉由于本身的性質(zhì)不同,其制備方法也不一樣。有關(guān)RS,抗性淀粉制備研究,國內(nèi)外近十年來發(fā)展較快,制備較為廣泛,其制備方法主要有以下5種。
熱液處理法
按照熱處理溫度和淀粉乳水分含量的不同,淀粉的熱液處理可分為濕熱處理、化處理,壓熱處理,減壓處理和超高壓處理五類。
脫支降解法
在抗性淀粉的制備過程中,常見的脫支方法有2種:一是酶法脫支,二是化學方法脫支。據(jù)報道,用酸(鹽酸、硫酸、硝酸等)處理淀粉,有一定的脫支效果,但其脫支效果不及酶法脫支效果好。酶法脫支所用的酶主要為脫支酶類,最常用的是普魯蘭酶,此種酶是異淀粉酶的一種,它可以水解直鏈和支鏈淀粉分子中的α-l,6糖苷鍵,且所切α-l,6糖苷鍵的兩頭至少含有2個以上的α-l,4糖苷鍵,從而使淀粉的水解產(chǎn)物中含有更多游離的直鏈分子,在淀粉的老化過程中,更多的直鏈淀粉雙螺旋相互締合,形成高抗性的晶體結(jié)構(gòu)。
超聲波法
超聲波可引發(fā)聚合物的降解,一方面是由于超聲波加速了溶劑分子與聚合物分子之間的摩擦,從而引起C—C鍵裂解;另一方面是由于超聲波的空化效應(yīng)所產(chǎn)生的高溫高壓環(huán)境導(dǎo)致了鏈的斷裂。與其他降解法相比,超聲波降解所得的降解物的分子量分布窄小、純度高。
微波輻射法
微波法處理淀粉在相對較低的溫度下所需的時間比濕熱處理短。微波處理受淀粉的加熱溫度以及水分含量的影響,尤其是水分與升溫速度顯著相關(guān)。當水分含量較低時,升溫速度非常快;當水分含量較高時,升溫卻不顯著。微波輻射法是一種新工藝,具有良好的發(fā)展前景。
蒸汽加熱法
Juscelino用熱蒸汽和高壓熱蒸汽分別對黑豆粉、紅豆、利馬豆進行處理,RS的得率為19%一31%,所得RS含量比原淀粉中RS含量高3—5倍,從而證明蒸汽加熱法也是一種制備RS的有效方法。當蒸汽處理時問延長至90min時,會導(dǎo)致總淀粉含量的降低,其原因為加熱時間過長導(dǎo)致了豆類淀粉的水解,并伴有轉(zhuǎn)糖苷反應(yīng)的發(fā)生。加熱過程中的。
日常應(yīng)用
抗性淀粉具有低持水能力等加工特性,可以用于改善食品的加工工藝,增加食品的脆度、膨脹性及提高最終產(chǎn)品的質(zhì)地。因此,可將其作為食品粗食纖維的功能成分,適量添加在食品中,制成不同特色的風味食品和功能食品。
面食類
目前,國外已將抗性淀粉作為食品原配料或膳食纖維的強化劑應(yīng)用到面類食品中,如面包、饅頭、包子、通心粉、餅干等。其中,最引人注目的是抗性淀粉在面包中的應(yīng)用。添加抗性淀粉的面包不僅膳食纖維成分得到了強化,而且在氣孔結(jié)構(gòu)、均勻性、體積和顏色等感官品質(zhì)方面均比添加其他傳統(tǒng)膳食纖維的營養(yǎng)強化面包好。抗性淀粉添加到通心粉和面條中可增加其耐煮性,有利于維持韌性結(jié)構(gòu),避免煮后出現(xiàn)粘連現(xiàn)象。
焙烤食品中
抗性淀粉已應(yīng)用于許多面筋蛋白食品如蛋糕、餅干等。抗性淀粉不僅可作為粗食纖維的強化劑,也是一種良好的結(jié)構(gòu)改良劑,賦予食品令人喜愛的柔軟性。含RS的蛋糕在焙烤后,其水分損失量、體積、密度與加入膳食纖維、燕麥纖維的蛋糕相似。餅干類食品加工對面筋質(zhì)量要求較低,可較大比例添加抗性淀粉。這樣稀釋的面粉面筋在焙烤時可減少褐變機會,使含抗性淀粉的餅干柔軟、疏松、色澤光亮,有利于制作以抗性淀粉功能為主的保健餅干。
膨化及脆性食品
抗性淀粉作為膨化和脆性食品的改良劑,除了可改善食品的結(jié)構(gòu)特性外,還可提高擠壓谷物食品和休閑食品的膨化系數(shù),使其具有獨特的質(zhì)地。將添加抗性淀粉的膨化食品浸泡到牛奶等飲料中,其質(zhì)地雖變軟但不會因吸水而崩潰,使谷物在浸泡中保持松脆。抗性淀粉還可以改善食品的脆性,尤其是冷凍后需要重新加熱的食品,其表面脆性是至關(guān)重要的品質(zhì)。添加了抗性淀粉的食品,氣孔均勻,中心組織柔軟,體積、顏色等感官品質(zhì)良好,且具有最佳脆性。
飲料及發(fā)酵制品中
抗性淀粉因具有較好的黏度穩(wěn)定性、很好的流變特性及低持水性,因此可作為食品增稠劑使用。抗性淀粉為水不溶性物質(zhì),在黏稠不透明的飲料中可用抗性淀粉來增加飲料的不透明度及懸浮度,既不會產(chǎn)生砂粒感,也不會掩蓋飲料風味。抗性淀粉不僅是雙歧桿菌、乳酸桿菌等益生菌繁殖的良好基質(zhì),還可以作為菌體保存劑。加有RS的酸奶中乳酸桿菌的數(shù)量明顯高于對照,飲用后菌體的存活率大為提高。另外,抗性淀粉還可用于湯料中。
參考資料 >
“干飯人”體重超標怎么辦?基因編輯有妙招.m.toutiao.com.2022-06-20
淀粉的消化速度不同,對人體的影響也不同.中國日報中文網(wǎng).2025-06-03
研究發(fā)現(xiàn):抗性淀粉或是脂肪肝新救星!.騰訊網(wǎng).2024-01-26