富含抗性淀粉食品對(duì)人體生理功能的影響

韓國(guó)瑋（山西旅游職業(yè)學(xué)院 山西太原 030031）

近年來，隨著人們物質(zhì)生活水平的提高和生活方式的改變，高熱量、高脂肪、高鹽飲食進(jìn)入了人們的生活，不合理的飲食結(jié)構(gòu)亟待改善。增加食物中膳食纖維的含量，可減少能量的攝入，促進(jìn)多余代謝產(chǎn)物的排出。雖然膳食纖維被越來越多的應(yīng)用于食品行業(yè)，但存在口感和質(zhì)地粗糙等問題，而抗性淀粉的出現(xiàn)很好地解決了這一難題。抗性淀粉又稱為難消化淀粉、抗酶解淀粉，是一種在人體小腸中不能被酶解，在人體大腸通過發(fā)酵產(chǎn)生多種短鏈脂肪酸和氣體而發(fā)揮生理效應(yīng)的淀粉類物質(zhì)?？剐缘矸圩鳛橐环N安全性高的新型食品，具有來源廣泛、飽腹感強(qiáng)、熱量低、消化率低、血糖生成指數(shù)低等類似于膳食纖維的特點(diǎn)。但相較于膳食纖維粗糙的口感和質(zhì)地，和普通淀粉口感一致的抗性淀粉更易被消費(fèi)者所接受和喜愛。隨著對(duì)抗性淀粉研究的深入，其獨(dú)特的生理功能被人們所熟知：調(diào)節(jié)糖、脂代謝；對(duì)腸道微生物和上皮細(xì)胞有調(diào)節(jié)和保護(hù)作用；能有效控制體重；減少膽石癥的發(fā)生；降低血清肌酐和尿素，并有一定的預(yù)防結(jié)直腸癌的效果。本文主要綜述了抗性淀粉的分類及其代謝產(chǎn)物對(duì)人體生理功能的影響，旨在為后期人們對(duì)富含抗性淀粉的食品研究提供一定的參考依據(jù)。

一、抗性淀粉的分類

抗性淀粉在化學(xué)上無精確分類，目前研究學(xué)者常根據(jù)其淀粉來源和抗酶解性的不同分為5種類型：物理包埋淀粉（RS1）、抗酶解的天然淀粉顆粒（RS2）、老化回生淀粉（RS3）、化學(xué)改性淀粉（RS4）、直鏈淀粉－脂肪復(fù)合淀粉（RS5）。

1.物理包埋淀粉（RS1）

RS1主要是存在于輕度研磨的谷物、種子、豆類之中，可以保存天然結(jié)構(gòu)，一些淀粉顆粒被包裹在植物細(xì)胞壁上或因蛋白質(zhì)的隔離作用而難以被淀粉酶所接觸，因而難以被消化。但是，加工時(shí)的研磨、碾碎或進(jìn)食中的咀嚼等物理處理可使其屏障或隔離作用減弱或消失，當(dāng)轉(zhuǎn)化為可消化淀粉時(shí)其含量減少。

2.抗酶解的天然淀粉顆粒（RS2）

RS2主要存在于天然的植物如生的薯類、高直鏈玉米淀粉和香蕉中，其具有天然致密的結(jié)構(gòu)和部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)，對(duì)淀粉酶具有高度抗性，因此難以被消化。但是，RS2穩(wěn)定性較差，蒸煮、粉碎等加工方式會(huì)破壞其結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生糊化作用而被消化。

3.老化回生淀粉（RS3）

RS3是老化淀粉或者變性淀粉，是老化變性后的淀粉在冷卻過程中淀粉顆粒重結(jié)晶而形成的凝沉淀粉聚合物。此類抗性淀粉分為RS3a和RS3b兩部分，前者為凝沉的支鏈淀粉，后者為凝沉的直鏈淀粉，前者經(jīng)過再加熱可被淀粉酶降解，后者的抗酶性最強(qiáng)，即使加熱也不會(huì)被破壞。RS3常存在于冷米飯、冷卻的馬鈴薯、冷面包、玉米片中，是抗性淀粉最主要的制備方式，是被廣泛應(yīng)用的食品添加劑。

4.化學(xué)改性淀粉（RS4）

RS4是在淀粉分子上通過化學(xué)方法、基因改造或引入化學(xué)官能團(tuán)等方式加入一些修飾基團(tuán)，使淀粉分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而產(chǎn)生抗酶解部分，如乙?；矸邸Ⅳ燃谆矸鄣?。

5.直鏈淀粉－脂肪復(fù)合淀粉（RS5）

RS5是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型抗性淀粉，是一種高直鏈淀粉為原料與脂肪酸或脂肪醇形成的復(fù)合物。其具有特殊的三維螺旋結(jié)構(gòu)和較好的熱穩(wěn)定性，不易與淀粉酶結(jié)合被分解，因此難以被消化。

二、富含抗性淀粉的食品對(duì)人體生理功能的影響

1.富含抗性淀粉的食品對(duì)人體糖代謝的影響

抗性淀粉因?yàn)槠涮厥獾木w結(jié)構(gòu)不易被淀粉酶酶解，在人體小腸吸收比較少，因此抗性淀粉引起餐后血糖波動(dòng)比較小，屬于低GI值食物。一般認(rèn)為：抗性淀粉具有較低的血糖生成指數(shù)和胰島素反應(yīng)，控制葡萄糖緩慢釋放進(jìn)入血液有助于餐后血糖的降低，增加胰島素的敏感性及餐后飽腹感，從而利于2型糖尿病的預(yù)防和控制。研究數(shù)據(jù)表明，抗性淀粉能維持體內(nèi)較高濃度的胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）和葡萄糖依賴性胰島素多肽，而這兩種物質(zhì)是腸道餐后分泌的，可起到降低血糖的作用。動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)也表明，抗性淀粉能降低正常及2型糖尿病小鼠的葡萄糖依賴性胰島素多肽在空腸和回腸的表達(dá)，利于血糖平穩(wěn)。因此，富含抗性淀粉的食品將有助于降低食物的總熱量，延緩葡萄糖快速入血而引起的血糖驟升，對(duì)餐后血糖起到削峰填谷的作用。

2.富含抗性淀粉的食品對(duì)人體脂代謝的影響

研究發(fā)現(xiàn)，抗性淀粉能增加脂質(zhì)的排泄，降低血中總膽固醇和甘油三酯的含量，這可能與抗性淀粉能阻止黏膜細(xì)胞上膽固醇和膽汁酸的吸收及抗性淀粉的發(fā)酵產(chǎn)物減少腸道膽汁酸的溶解和被動(dòng)吸收有關(guān)。動(dòng)物試驗(yàn)表明，用富含抗性淀粉的食品喂養(yǎng)小鼠、倉(cāng)鼠、大鼠，能顯著降低其血漿中總膽固醇和甘油三酯的含量，降低血液及肝臟中的脂肪含量，改善了脂質(zhì)代謝。在人類的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果：將代謝綜合征患者的普通淀粉食物換成含抗性淀粉30%的淀粉食物，結(jié)果顯示，其總膽固醇下降了7.2%。因此，在飲食中增加抗性淀粉能有效地降低總膽固醇和甘油三酯，增加脂肪動(dòng)員和排泄，改善脂質(zhì)代謝紊亂。

3.富含抗性淀粉的食品對(duì)人體腸道菌群的影響

抗性淀粉的酶解抗性使其只有小部分在小腸吸收，大部分進(jìn)入大腸發(fā)酵為短鏈脂肪酸如乙酸、丙酸、丁酸等和某些氣體，這些成分能增大腸道糞便的體積，使糞便變得疏松易于排出，對(duì)便秘、結(jié)腸炎、盲腸炎、腸憩室病、結(jié)直腸癌等腸道疾病有預(yù)防和緩解作用。大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：抗性淀粉作為益生菌的“食物”能促進(jìn)腸道有益菌如雙歧桿菌、乳酸桿菌等的生長(zhǎng)、繁殖并增強(qiáng)其活性，抑制腸道有害菌如大腸球菌等的繁殖，平衡腸道菌群。同時(shí)，短鏈脂肪酸通過降低腸腔內(nèi)的pH值來發(fā)揮抑制腸道內(nèi)腐敗菌的增殖作用，從而保護(hù)了消化道，降低了腸道炎癥性疾病和癌癥的發(fā)生。最新報(bào)道指出：抗性淀粉發(fā)酵后產(chǎn)生的短鏈脂肪酸以丁酸最多，丁酸可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、分化，并能誘導(dǎo)其凋亡，同時(shí)能抑制癌變的結(jié)腸黏膜細(xì)胞增殖，抑制亞硝胺、過氧化物等有毒產(chǎn)物的排出而發(fā)揮抗癌機(jī)制。有研究數(shù)據(jù)表明：對(duì)直腸上皮細(xì)胞損傷的小鼠喂食抗性淀粉，能增大糞便體積、改善腸道pH值，促進(jìn)凋亡上皮細(xì)胞和毒素的排出，從而降低了患結(jié)直腸癌的風(fēng)險(xiǎn)。

4.富含抗性淀粉的食品對(duì)人體體重的影響

體內(nèi)能量的蓄積是引起肥胖的主要原因，而肥胖是多種疾病的元兇。研究數(shù)據(jù)表明：抗性淀粉能有效控制體重主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是抗性淀粉本身不含熱量，且能增加飽腹感?？剐缘矸蹫榈虶I值食物，餐后2小時(shí)仍有很好的飽腹感，從而減少了能量的攝入。二是抗性淀粉能促進(jìn)脂肪動(dòng)員。富含抗性淀粉的食品能增加脂肪的動(dòng)員，促進(jìn)脂質(zhì)的排泄，從而抑制了脂肪的堆積。有動(dòng)物試驗(yàn)表明：給肥胖小鼠喂食高抗性淀粉的食物，最多可將體重減少40%左右。也有數(shù)據(jù)表明：給小鼠每增加4%的抗性淀粉，則可減少9.8 kJ的熱量攝入。因此，富含抗性淀粉的食品能有效控制體重和平衡能量。

5.富含抗性淀粉的食品對(duì)人體礦物質(zhì)的吸收及對(duì)膽結(jié)石的影響

抗性淀粉能提高人體礦物質(zhì)鈣、鎂、鐵、鋅、硒等在回腸的吸收水平。這可能與抗性淀粉發(fā)酵產(chǎn)物短鏈脂肪酸降低腸道pH值、提高礦物質(zhì)在腸道的溶解度及短鏈脂肪酸使盲腸壁增大增加礦物質(zhì)的吸收表面積有關(guān)。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：添加16.4%抗性淀粉的食物，能增加人體腸道對(duì)鈣、鐵的吸收。

抗性淀粉降低膽石癥的發(fā)生率?？剐缘矸勰芙档湍懝檀己湍懼岬奈?，促進(jìn)脂質(zhì)的排泄，降低了體內(nèi)膽固醇含量，減少了膽石癥的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：南非等地傾向于全谷物而非精細(xì)面粉，因此其膽石癥的發(fā)生率較低，以精細(xì)面食為主的國(guó)家，膽石癥的發(fā)生率較高。

6.富含抗性淀粉的食品對(duì)人體血清肌酐和尿素的影響

抗性淀粉能降低人體血清肌酐和尿素水平。其機(jī)制可能與以下幾個(gè)方面有關(guān)：（1）抗性淀粉縮短了腸道內(nèi)容物在腸道停留的時(shí)間，減輕了腎小球重吸收的負(fù)擔(dān)。（2）增加糞便中氮的排出量。在抗性淀粉發(fā)酵產(chǎn)生的低pH值的環(huán)境下，增加血中彌散開來的尿素與腸道尿素分解酶的結(jié)合，使其最終隨糞便排出體外。（3）增加腸道尿素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，促進(jìn)腸道微生物對(duì)尿素的利用，減少門靜脈回流的尿素總量，降低腎小球的重吸收，減輕其負(fù)荷。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：給46名需要定期血液透析的腎病患者補(bǔ)充高直鏈玉米淀粉后，其血清肌酐及尿素均降低，且攝入耐受性良好。也有研究表明：分別給予慢性腎病的小鼠支鏈淀粉和玉米直鏈淀粉3周后，給予玉米直鏈淀粉的小鼠肌酐清除率升高，腎小球損傷、腎炎等情況顯著改善，而給予支鏈淀粉的小鼠則無上述變化。因此，富含抗性淀粉的食品能降低人體血清肌酐和尿素水平，對(duì)腎炎、慢性腎病等有一定的預(yù)防和緩解作用。

三、抗性淀粉在食品中的應(yīng)用

抗性淀粉是一類品質(zhì)優(yōu)良的食品原料，其不僅有獨(dú)特的生理功能，且其持水性低、熱量低、口感細(xì)膩，添加后能提高食品的脆度、膨脹性等感官品質(zhì)。因此，抗性淀粉可適量添加在食品中，制成不同特色的風(fēng)味食品和功能食品。

1.抗性淀粉在面類食品中的應(yīng)用

抗性淀粉添加在面包中，不僅強(qiáng)化了面包的膳食纖維部分，而且增加了面包的彈性、均勻性，使其體積變大，口感更好，色澤變化在可接受范圍內(nèi)，易被消費(fèi)者所接受；抗性淀粉添加在面條中可增加其韌性避免煮后出現(xiàn)粘連影響口感，且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提升。

2.抗性淀粉在烘焙食品中的應(yīng)用

抗性淀粉添加在蛋糕、餅干等烘烤食品中。不僅作為膳食纖維的強(qiáng)化劑，而且可以作為一種結(jié)構(gòu)改良劑賦予食品柔軟性、疏松度且使其色澤明亮。

3.抗性淀粉在膨化食品中的應(yīng)用

抗性淀粉應(yīng)用于膨化食品中可改良食品的結(jié)構(gòu)，提高膨化系數(shù)和食品脆性。加入抗性淀粉的膨化食品通過牛奶的浸泡即使變軟也不會(huì)因吸水而崩解。

4.抗性淀粉在飲料中的應(yīng)用

因抗性淀粉的低持水性，黏度穩(wěn)定性和不溶水性，可作為增稠劑添加在飲料中，其可增加飲料的不透明度和懸浮度，且不會(huì)掩蓋飲料原有的風(fēng)味。同時(shí)，抗性淀粉可作為菌體保護(hù)劑添加在酸奶中，其作為益生元可明顯增加菌體數(shù)量和存活率。

四、小結(jié)

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)健康飲食的關(guān)注度越來越高?？剐缘矸劬哂幸欢ū＝」δ?，在改善人體糖、脂代謝，控制體重，調(diào)節(jié)腸道菌群，預(yù)防結(jié)直腸癌等方面能發(fā)揮重要作用。目前，抗性淀粉已廣泛應(yīng)用于面制品、膨化食品、焙烤食品和飲料中，成為國(guó)內(nèi)外食品研究的重要領(lǐng)域。