食物加工對抗性淀粉含量的影響

陳正榮

摘 要 文章分析了包括原料種類、物料顆粒大小、直鏈/支鏈淀粉相對含量、淀粉晶體類型和大小、直鏈淀粉-脂類復合物、磷酸酯基團、糊化程度以及其他營養(yǎng)成分對食物中抗性淀粉含量的影響，比較了蒸煮、炒炸烹調處理后的變化以及貯藏條件的影響，以利準確評價該類營養(yǎng)素的膳食攝入量，及向消費者推薦優(yōu)先選用的烹調方法。

關鍵詞 抗性淀粉 含量 食品原料 貯藏條件

中圖分類號：TS210.1 文獻標識碼：A

抗性淀粉簡稱RS，意指天然具有抗消化性的淀粉，F(xiàn)AO將其定義為“食物中不被健康者小腸消化吸收的淀粉或其降解產物”。 RS是近年來才被新發(fā)現(xiàn)的一種具有功能性的營養(yǎng)組分，具有吸收慢、較低血糖反應、預防大腸癌的功能特點及獨特的加工特性，已引起國內外學者的廣泛關注。

食物中RS含量受原料種類、物料顆粒大小、直鏈/支鏈淀粉相對含量、淀粉晶體類型和大小、直鏈淀粉-脂類復合物、磷酸酯基團、糊化程度以及其他營養(yǎng)成分（脂肪、蛋白質、膳食纖維、有機酸、酶抑制劑）等影響，也與烹飪方式和加工處理條件、食品貯藏條件諸因素有關。

了解各類食物中的抗性淀粉含量與影響因素，對合理評估居民膳食中該營養(yǎng)素的攝入量，及向相關企業(yè)推薦合理的加工方法與食品貯藏條件，具有積極的意義。

1 食物原料對抗性淀粉含量的影響

1.1 食物原料種類的影響

石勱等指出，薯類及薯芋類蔬菜的RS比例較高，面粉、豆類、根莖類蔬菜含量較低。 而Liyong Chen等 通過測定49種食物原料及熟制品、精細加工食品中的RS含量發(fā)現(xiàn)，豆類、馬鈴薯、香蕉和谷物的淀粉含量較高的食物RS含量也很高。世界范圍內的RS日攝入量約為3～40g。 Liyong Chen等通過膳食調查發(fā)現(xiàn)，中國居民每天RS攝入量為14.9g/d。最主要來源為谷類（9.3g/d）（包括米制品、面制品、玉米制品、其它谷類以及主要由谷類制作的小吃食品等），接著是粉條等淀粉類食品（1.9g/d）；薯類（1.6g/d）和豆類（1.4g/d）也是RS的主要來源；而堅果種子類、蔬菜類和香蕉提供的RS相對較低。

1.2 淀粉自身特性的影響

研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯淀粉最易于糊化，這與其內部晶體結構、顆粒大小及磷酸酯基團有關。馬鈴薯淀粉中直鏈淀粉含量比重高、含有磷酸酯基團、淀粉顆粒大等特點使其比其他淀粉更易糊化。直鏈淀粉和支鏈淀粉的相對含量是RS3生成量的決定因素，其生成量隨直鏈淀粉含量的升高而升高。由于直鏈淀粉的線性結構，淀粉回生的過程是直鏈淀粉的結晶過程，而支鏈淀粉由于其支鏈的分叉結構導致結晶過程較慢。 因此，高直鏈淀粉含量的食物往往有較高含量的RS，且在加工、貯藏過程中較容易形成RS。另外，直鏈淀粉較長的鏈長在RS形成中同樣扮演重要的作用，直鏈淀粉的長鏈（25個葡萄糖單元）可以形成穩(wěn)定的雙螺旋結構，進而使RS相對穩(wěn)定。

大顆粒的物料比小顆粒物料有更小的比表面積而更難被消化。食品的物性也能夠顯著影響酶對食物顆粒的滲透能力。碾磨因能破壞淀粉顆粒，從而能夠顯著增加酶對淀粉的水解。因此，將淀粉包圍在組織內部的全谷類、豆類食品比各種面粉、谷粉的RS，特別是RS1（物理難接近淀粉），含量高（5倍）。在淀粉X 射線衍射（X-Ray Diffraction， XRD）圖樣的A、B、C三種晶型中，A、B型是晶體；而C型淀粉則是A、B型的混合型；通過物理或化學的方法處理淀粉還可以得到具有V 型衍射圖樣的淀粉。一般而言，谷類淀粉是A型；塊莖類和高直鏈淀粉，如生土豆和香蕉，產生B型X 射線衍射圖譜；一些水果、豆類、莖菜和塊根類會產生C型X 射線衍射圖譜。 其中A型比B型更易于被酶水解。

1.3 其他營養(yǎng)物質的影響

蛋白質對RS含量的影響是雙向的，蛋白質能阻止酶與被包裹的淀粉分子的接觸從而增加RS1的含量；但同時，蛋白質能阻止淀粉老化，降低RS3的生成。Holin等人發(fā)現(xiàn)小麥制品的淀粉被蛋白質包裹，但去除蛋白質后RS的量并沒有顯著增加。 通過研究外源蛋白質對淀粉老化的影響，發(fā)現(xiàn)外加的蛋白質也能與直鏈淀粉形成氫鍵，進而抑制直鏈淀粉的老化，降低了食物中的RS含量。 Escarpa等實驗在馬鈴薯淀粉中添加牛血清蛋白，經高壓蒸汽處理和-20℃冷卻后，蛋白質-淀粉形成氫鍵，阻礙了直鏈淀粉老化，使RS含量降低。

多酚、植酸、單寧、凝集素等酶抑制劑因為能夠抑制胰淀粉酶等活性，從而增加RS含量。Escarpa等將馬鈴薯淀粉和兒茶素驚醒高壓蒸汽處理后冷卻發(fā)現(xiàn)，兒茶素能夠顯著減低RS的生成，但植酸對RS的形成影響較輕。高濃度的葡萄糖、麥芽糖等可溶性糖導致玻璃臺轉化溫度升高，抑制淀粉結晶，從而降低RS的產率。Escarpa等還發(fā)現(xiàn)添加鈣離子和鉀離子能夠降低馬鈴薯糊化淀粉RS的含量，原因可能是這些金屬離子的吸附作用阻礙了直鏈淀粉和支鏈淀粉之間氫鍵的形成。

2 食物的加工方式對抗性淀粉含量的影響

加工方式、加工條件（濕度、溫度、加熱時間和冷卻方式）和程度對RS的含量具有顯著影響。粗加工食品及油炸、烘烤等高溫處理的食品RS含量高。Liyong Chen等通過對比食物原料、熟食和精加工食品的RS含量發(fā)現(xiàn)，粗加工食物含量RS保留率較高，并隨著烹調而降低。石勱等研究發(fā)現(xiàn)，除了豆類，食物經烹調后的RS含量顯著降低，加工越精細，RS含量越低。通過對比不同加工方式對RS含量的影響也發(fā)現(xiàn)，經蒸煮烹調的面制品比烘烤更有益于RS的形成；蒸、炒烹調后的薯類RS含量比油炸的低。

膨化處理雖然由于高溫、高壓以及很大的剪切力導致原淀粉顆粒的破壞，但同時也不利于RS，特別是RS3（回生淀粉）的形成，從而大大降低RS含量。 Mahasuk honthachat等發(fā)現(xiàn)經膨化處理的高粱淀粉消化率提高了近10倍。 雖然也有研究指出膨化能夠增加RS含量，但增加幅度降低，且往往有冷凍貯藏等后續(xù)處理。 Abd-Elmoneim等研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵能夠增加面粉酶解性，從而降低RS和總淀粉的含量。endprint

2.1 濕熱加工的影響

水分含量是影響RS形成的重要因素。濕熱加工能破壞RS1和RS2（天然抗性淀粉顆粒），但有益于RS3的形成。 反復的濕熱加工有益于RS的形成，適當?shù)臐駸崽幚砟軌虺蔀橹苽銻S的一種方法。Sievert和Pomernaz壓熱-冷卻循環(huán)處理高直鏈型玉米淀粉得到高含量的RS。當18%水分條件下對淀粉熱處理可以增加其結晶度，并降低對酶消化的敏感性；但是當水分含量達到27%時，會導致部分淀粉的劣變，使其更容易被酶消化水解。Sagum等研究發(fā)現(xiàn)，蒸煮和加壓蒸煮能夠顯著降低大米中的RS含量，從約10%干重（dwb）降為1.6%dwb。 經蒸煮和膨化的小米RS含量也有顯著降低，但經加壓蒸煮后經過烘焙的小米含量最高。 研究發(fā)現(xiàn)，濕熱加工會改變馬鈴薯的晶型（B→A+B）； 同時，高溫低水分處理有利于形成A型淀粉晶體，高水分低溫條件則更利于A型淀粉晶體的形成。

2.2 油炸加工的影響

淀粉容易和油脂形成淀粉-酯類化合物，且當脂肪酸的濃度在一定適量范圍時，復合物最易形成。 直鏈淀粉是由 -1，4糖苷鍵連接而成的直鏈狀分子，由于分子內氫鍵作用，直鏈淀粉的鏈會發(fā)生卷曲，能夠與一些無機或有機的基團進行絡合形成螺旋狀內絡物，配合物如碘﹑脂類﹑酒精和香味混合物等，淀粉-酯類化合物就是最常見的絡合物。 研究發(fā)現(xiàn)，經充分油炸和焙烤的食物中的RS含量比燉的食物高。Cui R.等認為淀粉-酯類化合物一方面降低了淀粉顆粒的膨脹能力，阻止了酶進入顆粒內部；同時，淀粉-酯類化合物比直鏈淀粉對消化酶的抗性要高。 但Mahmood 等研究發(fā)現(xiàn)，深度油炸和淺度油炸的馬鈴薯RS分別降低了65.4%和77.1%。 而Baljeet Singh Yadav發(fā)現(xiàn)深度油炸的馬鈴薯RS含量降低幅度大于淺度油炸，這和Goni 及Mangala 等研究一致。Baljeet S. Yadav將此現(xiàn)象解釋為深度油炸的油量多，更易于形成淀粉-脂類復合物。另外，油炸的低水分環(huán)境也不利于淀粉的重結晶。Goni研究發(fā)現(xiàn)，由于法式炸薯條的油滲入深度小于1mm，水分的損失較輕，允許其淀粉在冷卻時發(fā)生部分老化，從而使其RS降低幅度低于油炸土豆片。

淀粉-酯類化合物抑制淀粉顆粒的膨脹，進而提高了其糊化溫度。Singh等人發(fā)現(xiàn)馬鈴薯淀粉加入脂肪酸后，其使糊化溫度升高，添加1%硬脂酸額馬鈴薯淀粉的糊化溫度從61.2℃上升到81.7℃。但艾志錄等研究發(fā)現(xiàn)糯米淀粉中添加油酸，可加速淀粉顆粒分子無序化排列過程，使糯米淀粉的糊化起始溫度、峰值溫度以及糊化焓減小。棕櫚酸由于吸熱溫度范圍與糯米淀粉復合物糊化溫度范圍部分重合，導致糯米淀粉的糊化焓隨棕櫚酸用量增加而顯著增大。

3 貯藏條件的影響

貯藏時間和溫度因能顯著影響淀粉的回生過程，進而影響RS的形成。在對比不同貯藏時間（12，24h）和溫度（4， 25℃）對高壓烹調的谷物和豆類的RS含量影響的研究發(fā)現(xiàn)，兩類食物的RS隨著貯藏時間延長而增加，同時在4℃的回生溫度條件下貯藏RS含量最高，淀粉體外消化率也最低。雖然低溫通常能夠促進淀粉老化， 但溫度太低也將影響淀粉老化。對于一個特定的結晶聚合物系統(tǒng)中，結晶過程只在玻璃態(tài)轉化溫度和熔解溫度之間時才能發(fā)生。當溫度低于玻璃態(tài)轉化溫度（B型淀粉晶體的玻璃態(tài)轉化溫度是-5℃）時，成核率較低；當溫度高于玻璃態(tài)轉化溫度時，擴散作用和晶體生長增加，但如果溫度朝著熔解溫度升高，晶體生長速度不斷降低。高于玻璃態(tài)轉化溫度的4℃時，由于較高的成核率和晶體生長速率最有益于晶體的形成和淀粉的回生，RS含量最高。Park等 發(fā)現(xiàn)，相比持續(xù)低溫處理，通過對淀粉進行30℃和4℃的冷熱交替處理能夠進一步降低淀粉的消化率，并能改變其理化性質（熔化溫度等）。

基金項目：科技部計劃項目（2013GA690252），泰州市科技局項目（泰科2012-131）

注釋

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（下轉第39頁）（上接第32頁）

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