抗性淀粉的研究进展

时间：2023-04-30 14:31:30 资料我要投稿

相关推荐

抗性淀粉的研究进展

第5期总第191期

抗性淀粉的研究进展

2010年5月

农业科技与装备

AgriculturalScience＆TechnologyandEquipment

No．5TotalNo．191

May2010

抗性淀粉的研究进展

于子君，纪淑娟*

（沈阳农业大学食品学院，沈阳110161）

摘要：抗性淀粉是一种新型的膳食纤维资源，具有良好的加工特性和保健功能。概述抗性淀粉的分类情况，分析其理化性质、生理学特性及功能，介绍并对比抗性淀粉的几种制备方法，综述抗性淀粉作为食品添加剂在食品工业中的应用，展望抗性淀粉的研究前景。

关键词：抗性淀粉；分类；理化性质；生理功能；制备；应用中图分类号：TS23

文献标识码：A

文章编号：1674-1161(2010)05-0014-04

抗性淀粉（Resistantstarch，简称RS）这一概念是由英国生理学家Englyst提出的，国内大多译为抗性淀粉，也有人将其译为抗淀粉及抗消化淀粉。1993年，欧洲抗性淀粉研究协会（EURESTA）将其定义为“健康者小肠中不被吸收的淀粉及其降解产物的总称”［1－3］。

随着生活水平的不断提高，人们开始注重食用高营养、低热量的功能性或保健性食物，这对“富贵病”的发生有很好的抑制作用。抗性淀粉作为低热量、高膳食纤维含量的功能性食品成分，具有与膳食纤维类似的作用，有助于控制体重、预防糖尿病等，对便秘、盲肠炎及痔疮等也有预防作用［4－5］。

抗性淀粉广泛应用于食品加工，不仅可提高纤维含量，还可克服传统膳食纤维的某些缺点，改进食品品质，使消费者能够在享受食品原有美味的同时，得到健康和营养。

类：RS1、RS2、RS3、RS4［6］。

1）RS1指物理包埋淀粉，是由于机械加工而使

淀粉颗粒发生物理屏蔽作用，被锁在植物细胞壁上使其不能为淀粉酶所作用的部分。常见于轻度碾磨的谷类、豆类等食品中。

2）RS2指抗性淀粉颗粒，为有一定粒度的淀粉，

如生的薯类和香蕉淀粉。物理和化学分析方法认为，

RS2对酶具有高度抗性。RS1和RS2经过适当加工后

仍可被淀粉酶消化吸收。

3）RS3指老化淀粉，是凝沉的淀粉聚合物，由糊化淀粉冷却后形成。这类抗性淀粉分为RS3a和RS3b两部分，其中RS3a为凝沉的支链淀粉，RS3b为凝沉

的直链淀粉。RS3b的抗酶解性最强，而RS3a可经过再加热而被淀粉酶降解。目前对于RS3的抗酶解机理存在2种不同的解释：一种认为是由于直链淀粉晶体的形成阻止淀粉酶靠近结晶区域的葡萄糖苷键，并阻止淀粉酶活性基团中的结合部位与淀粉分子结合，因而使RS3产生抗酶解特性；另一种认为RS3之所以能抵抗酶的水解，是由于形成直链淀粉晶体的双螺旋之间存在较强的氢键及范德华力，使得RS3的分子结构非常牢固，热稳定性强，因而在人体的胃肠道内不能被消化吸收。RS3是最主要的抗性淀粉，国内外对此类淀粉研究较多。

1抗性淀粉的分类

根据最新营养学分类，淀粉可分为快速消化淀粉

（RDS）、缓慢消化淀粉（SDS）和具有抗消化性的抗性淀粉（RS）。RS目前尚无化学上的精确分类，因为抗性淀粉的定性与酶和淀粉的比例、酶的来源、水解条件等有关，所以需要一种优化标准。目前，大多学者根据淀粉来源和抗酶解性的不同，将抗性淀粉分为4

4）RS4指化学改性淀粉，用基因改造或化学方

收稿日期：2010－04－15

作者简介：于子君（1984—），女，硕士，从事果蔬加工贮藏方面的研究工作。

通信作者：纪淑娟（1960—），女，教授，博士生导师，从事食品检验、分析及果蔬贮藏加工研究。

法以及一些化学官能团的引入而引起淀粉分子结构变化，如乙酰基淀粉、羟丙基淀粉、热变性淀粉、磷酸化淀粉等。

2抗性淀粉的理化性质

抗性淀粉的主要理化性质如下：1）不溶于水，能

2010年第5期于子君等：抗性淀粉的研究进展15

溶解于2mol／LKOH溶液和DMSO（二甲基亚砜）；2）平均聚合度DPn范围30～200；3）在100～165℃

时，直链淀粉晶体熔融；4）X－射线衍射类型为B型；

5）耐热性高，在高温蒸煮后，几乎没有损失；6）持水能力低，仅为1．4～2．8g，是所有膳食纤维中最低的；7）含热量低，热值一般不超过10．0～10．5kJ／g。

3抗性淀粉的生理学特性和生理功能

RS可发挥与水溶性膳食纤维（DF）类似的生理

功效，但其降低肠道pH、诱导肿瘤细胞凋亡、预防结（直）肠癌的作用大于DF。

3．1控制体重与平衡能量

RS可增加脂质排泄，从而减少热量摄取并改善

脂类物质分布。同时，因其本身几乎不含热量，作为低热量添加剂添加到食物中，能有效控制体重。

3．2控制餐后血糖和胰岛素水平

Brynes等发现RS的摄入会导致胰岛素分泌的

减少；Muir等用缓慢吸收法对含淀粉食物进行试验，结果表明RS能降低进食后的血糖指数和胰岛素分泌，因而可有效控制Ⅱ型糖尿病病情，但对I型糖尿病无作用；王竹等利用天然稳定同位素技术，研究了

RS对人体餐后胰岛素分泌及血糖生成指数的影响，

结果表明，食用RS的受试对象餐后胰岛素升高幅度、胰岛素／葡萄糖比值明显低于食用葡萄糖和可消化淀粉的受试对象（P＜0．05）。一般认为，抗性淀粉具有较低的血糖生成指数和胰岛素反应，有利于糖尿病患者的病情控制。

3．3促进锌、钙、镁离子的吸收

研究发现，RS在不影响大鼠锌表观吸收率的同

时，可通过调节血糖维持高糖饮食大鼠锌营养状况［7－8］。但在回肠造口术的人体研究中发现，RS可使小肠对铁的排泄增加。Charles等用动物试验证实，RS在结肠中的发酵产物———

短链脂肪酸（SCFA）可使肠道pH降低，促进上皮细胞增殖，促使镁、钙转变成可溶

性的Mg2＋、Ca2＋而易通过上皮细胞被人体吸收。3．4治疗腹泻

由于RS持水力差，因此可将其作为基质加入到“经口再生碳水化合物溶液（ORS）”，借以降低ORS

的渗透压，从而提高“经口再生碳水化合物疗法（ORT）”对婴幼儿腹泻的治疗效果，该疗法在20世纪

70年代以来一直是WHO推荐治疗婴幼儿腹泻的基

本方法。

3．5保护肠道

Cassidy等报道了RS到达大肠后丁酸盐增加与

结肠癌发病率降低之间的关系。Ahmed等将南非黑人结（直）肠癌的低发病率归因于其饮食中高RS水平。RS可增加粪便容量，将肠道中的有毒物质稀释，缩短内容物通过肠道的时间，被生理性菌群发酵产生乙酸、丙酸、丁酸等，能有效降低肠道pH值，发挥酸化消毒作用。最近有报道指出，RS产生的SCFA中丁酸含量很高，丁酸通过抑制肿瘤细胞分化并诱导其凋亡、抑制癌变的结肠粘膜细胞增殖、诱导化学预防酶和谷胱苷肽转化酶的合成、抑制诱变物（如亚硝胺、氢过氧化物等）的潜在毒性而发挥抗癌作用。

3．6双歧杆菌增殖因子

Gerhard等通过动物试验证实，RS能促进肠道有

益菌丛的生长、繁殖，是一种双歧杆菌增殖因子，试验组大肠杆菌和类杆菌的数量低于对照组，而试验组乳酸杆菌的数量却明显高于对照组。

4抗性淀粉的制备方法

国内外近10a来对于抗性淀粉制备的研究较为

广泛，其制备方法主要有以下5种。

4．1热液处理法［9－13］

按照热处理温度和淀粉乳水分含量的不同，淀粉

的热液处理可以分为以下5类：1）湿热处理是指淀粉在低水分含量下经热处理加工的过程，其含水量小于35％，温度较高，一般为80～160℃。2）韧化处理又称退火处理，是指淀粉含水量大于40％，温度设定在淀粉糊化温度以下的热处理过程。3）压热处理是指淀粉含水量大于40％，溶液在一定温度和压力下进行处理的过程。4）减压处理法在短时间内能够进行大批量的处理，没有糊化的淀粉颗粒，热稳定性高，工业生产非常有潜力。5）超高压处理法是指通过高压处理使A型结晶在压力的作用下，双螺旋结构重新聚集，部分转为B型，但是此处理不能导致分子量的降解。此处理淀粉颗粒糊化，但保持其颗粒结构，不发生溶出现象。

4．2脱支降解法［14－15］

在抗性淀粉的制备过程中，常见的脱支方法有2

种：一是酶法脱支，二是化学方法脱支。据报道，用酸（盐酸、硫酸、硝酸等）处理淀粉，有一定的脱支效果，但其脱支效果不及酶法脱支效果好。酶法脱支所用的酶主要为脱支酶类，最常用的是普鲁兰酶，此种酶是

16农业科技与装备2010年5月

异淀粉酶的一种，它可以水解直链和支链淀粉分子中的α－l，6糖苷键，且所切α－l，6糖苷键的两头至少含有2个以上的α－l，4糖苷键，从而使淀粉的水解产物中含有更多游离的直链分子，在淀粉的老化过程中，更多的直链淀粉双螺旋相互缔合，形成高抗性的晶体结构。

4．3超声波法

超声波可引发聚合物的降解，一方面是由于超声

波加速了溶剂分子与聚合物分子之间的摩擦，从而引起C—C键裂解；另一方面是由于超声波的空化效应所产生的高温高压环境导致了链的断裂。与其他降解法相比，超声波降解所得的降解物的分子量分布窄小、纯度高。

4．4微波辐射法［16］

微波法处理淀粉在相对较低的温度下所需的时

间比湿热处理短。微波处理受淀粉的加热温度以及水分含量的影响，尤其是水分与升温速度显著相关。当水分含量较低时，升温速度非常快；当水分含量较高时，升温却不显著。微波辐射法是一种新工艺，具有良好的发展前景。

4．5蒸汽加热法Juscelino用热蒸汽和高压热蒸汽分别对黑豆、红豆及利马豆进行处理，RS的得率为19％～31％，所得RS含量比原淀粉中RS含量高3～5倍，从而证明蒸

汽加热法也是一种制备RS的有效方法。

5抗性淀粉在食品中的应用

抗性淀粉具有低持水能力等加工特性，可以用于

改善食品的加工工艺，增加食品的脆度、膨胀性及提高最终产品的质地。因此，可将其作为食品膳食纤维的功能成分，适量添加在食品中，制成不同特色的风味食品和功能食品。

5．1在面类食品中的应用

目前，国外已将抗性淀粉作为食品原配料或膳食

纤维的强化剂应用到面类食品中，如面包、馒头、包子、通心面、饼干等。其中，最引人注目的是抗性淀粉在面包中的应用。添加抗性淀粉的面包不仅膳食纤维成分得到了强化，而且在气孔结构、均匀性、体积和颜色等感官品质方面均比添加其他传统膳食纤维的营养强化面包好。抗性淀粉添加到通心粉和面条中可增加其耐煮性，有利于维持韧性结构，避免煮后出现粘连现象。

5．2在焙烤食品中的应用

抗性淀粉已应用于许多面筋蛋白食品如蛋糕、饼

干等。抗性淀粉不仅可作为膳食纤维的强化剂，也是一种良好的结构改良剂，赋予食品令人喜爱的柔软性。含RS的蛋糕在焙烤后，其水分损失量、体积、密度与加入膳食纤维、燕麦纤维的蛋糕相似。饼干类食品加工对面筋质量要求较低，可较大比例添加抗性淀粉。这样稀释的面粉面筋在焙烤时可减少褐变机会，使含抗性淀粉的饼干柔软、疏松、色泽光亮，有利于制作以抗性淀粉功能为主的保健饼干。

5．3在膨化食品及其他脆性食品中的应用

抗性淀粉作为膨化和脆性食品的改良剂，除了可

改善食品的结构特性外，还可提高挤压谷物食品和休闲食品的膨化系数，使其具有独特的质地。将添加抗性淀粉的膨化食品浸泡到牛奶等饮料中，其质地虽变软但不会因吸水而崩溃，使谷物在浸泡中保持松脆。抗性淀粉还可以改善食品的脆性，尤其是冷冻后需要重新加热的食品，其表面脆性是至关重要的品质。添加了抗性淀粉的食品，气孔均匀，中心组织柔软，体积、颜色等感官品质良好，且具有最佳脆性。

5．4在饮料及发酵制品中的应用

抗性淀粉因具有较好的黏度稳定性、很好的流变

特性及低持水性，因此可作为食品增稠剂使用。抗性淀粉为水不溶性物质，在黏稠不透明的饮料中可用抗性淀粉来增加饮料的不透明度及悬浮度，既不会产生砂粒感，也不会掩盖饮料风味。抗性淀粉不仅是双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌繁殖的良好基质，还可以作为菌体保存剂。加有RS的酸奶中乳酸杆菌的数量明显高于对照，饮用后菌体的存活率大为提高。另外，抗性淀粉还可用于汤料中。

5．5在保健食品中的应用

抗性淀粉可以不被小肠吸收而原封不动地进入

大肠，部分被大肠内的细菌发酵利用而产生一系列短链脂肪酸，如丁酸等。丁酸可降低肠内及排泄物的pH值，并可增加粪便体积、促进肠道蠕动，对于便秘、炎症、痔疮等疾病有良好的预防作用。

抗性淀粉可增加脂质排泄，将食物中脂质部分排除，且抗性淀粉本身几乎不含热量，作为热量添加剂加到食品中去，可减少对热量的摄取，从而有效控制体重。此外，它还有降低血液中血糖含量、防治糖尿病的作用。以上优点及特殊生理功能使抗性淀粉在食品

2010年第5期于子君等：抗性淀粉的研究进展17

营养学研究领域中的地位显得十分重要。行的今天，抗性淀粉以其色白、颗粒细、风味淡、持水力温和而成为传统膳食纤维的最佳替代物，可以增加食品的脆性、改善口感、减少食品的膨胀度等。抗性淀粉不仅具有独特的食品加工性能，而且还具有优良的生理功能，作为天然、安全且“药食两用”的食品资源，抗性淀粉有着重要的工业应用价值和广阔的市场开发前景。

6抗性淀粉的研究展望

随着人们生活水平的提高，饮食中“三高”食品

（高热量、高盐、高脂肪）逐渐增多，糖尿病、肥胖症、高血压、心脏病等富贵病的发生率也逐年提高，给人们的健康带来了潜在的威胁。解决这一问题的关键是提高保健意识，改善膳食结构，大力推广食用具有低热量、高膳食纤维含量的功能食品。在强化纤维食品盛

参考文献

［1］ENGLYSTH．N，TROWELH，SOUTHGATEDAT，etal．Dietaryfibeandresistantstarch［J］．AmJClinNutr，1987（46）：873－874．［2］罗志刚．功能性食品添加剂———抗性淀粉［J］．淀粉与淀粉糖，2007（2）：14－17．［3］余焕玲，曾凯．抗性淀粉研究方法［J］．粮食与油脂，2001（9）：32－34．

［4］ENGLYSTH．N，ANDERSENV，CUMMINGSJ．H．Starchandnonstarchpolysaccharidesinsomecerealfoods［J］．Sci．Food．Agric，1983

（34）：1434－1440．

［5］程燕锋，王娟，鲍金勇，等．抗性淀粉制备现状与发展对策的探讨［J］．食品研究与开发，2007，28（6）：153－155．

［6］ENGLYSTHN，KINGMANSM，CUMMINGSJH．Classificationandmeasuremeofnutritionallyimportantstarchfraction［J］．Clin

Nutr，1992，46（2）：333－350．

［7］尚晓娅，高群玉，王捷，等．抗性淀粉食品安全性毒理学研究［J］．毒理学杂志，2006，20（5）：310－311．

［8］杨月欣，王竹，洪洁，等．抗性淀粉结肠内酵解对大鼠肠道健康的影响［J］．营养学报，2004，12（11）：2618－2622．

［9］WENQB，LORENZKJ，MATINDJ，ETAL．CarbohydrateDigestibilityandResistantStarchofSteamedBread［J］．Starch，1996，48

（5）：180－185．

［10］刘亚伟，张杰．抗性淀粉制备工艺研究［J］．食品与机械，2003（1）：19－20．［11］王洪燕，周惠明．抗性淀粉制备方法的研究［J］．粮油加工，2006（8）：85－87．

［12］李新华，崔静涛，钟彦，等．玉米抗性淀粉制备工艺的优化研究［J］．食品科学，2008，29（6）：186－189．［13］赵凯，张守文，杨春华，等．玉米抗性淀粉提取过程中的影响因素研究［J］．化学世界，2005（7）：415－417．［14］蹇华丽，高群玉，梁世中．抗性淀粉的酶法研制［J］．食品与发酵工业，2002，28（5）：6－9．

［15］R．A．GONZALEZ－SOTO，R．MORA－ESCOBEDO，H．HERNA′NDEZ－SA′NDEZ．Theinfluenceoftimeandstoragetemperatureon

resistantstarchformationfromautoclaveddebranchedbananastarch［J］．FoodResearchInternational，2007（40）：304－310．

［16］张华东，张淼，沈晓萍，等．微波－酶法制备RS3型玉米抗性淀粉工艺参数优化研究［J］．食品科学，2007，28（4）：237－240．

ResearchProgressofResistantStarch

YUZijun，JIShujuan*

（CollegeofFoodScience，ShenyangAgriculturalUniversity，Shenyang110161，China）

Abstract:Resistantstarchisonekindofnewdietaryfiberresources．Ithasgoodprocessingcharacteristicandhealthcarefunction．Thisarticledealswiththeclassificationofresistantstarches，analyzesitsphysicochemistrypropertiesaswellasthephysiologicalcharacteris-ticsandtheirfunctions．Theauthordiscussesseveralpreparationmethodsofresistantstarch，summarizestheapplicationofresistantstarchasafoodadditiveinfoodindustry，andforecaststheresearchprospectofresistantstarch．

Keywords:resistantstarch；classification；physicochemistryproperties；physiologicalfunctions；preparation；application

【抗性淀粉的研究进展】相关文章：

抗性淀粉04-30

淀粉废水处理技术研究进展04-28

玉米可溶性淀粉合成酶研究进展04-27

植物对重金属的抗性机理及其植物修复研究进展04-27

植物抗性与农业04-26

淀粉代谢及影响烤烟淀粉含量的因素05-02