抗性淀粉的研究
食品添加剂论文
论文题目：
抗性淀粉的功效及其应用
独创性声明.......................................................... 1
摘要................................................................ 1
1抗性淀粉的分类 .................................................... 1
1.1物理包埋淀粉................................................. 2
1.2化学改性淀粉................................................. 2
1.3回生淀粉..................................................... 2
1.4抗性淀粉颗粒................................................. 2
2抗性淀粉的生理学特性 .............................................. 2
2.1抗性淀粉的能量值............................................. 3
2.2抗性淀粉的发酵性与胃肠疾病................................... 3
2.3抗性淀粉的血糖生成指数....................................... 3
2.4抗性淀粉与脂类物质代谢、胆固醇............................... 3
3抗性淀粉的制备 .................................................... 3
3.1压热处理法（湿热处理）....................................... 4
3.2微波辐射法................................................... 4
3.3脱支法....................................................... 4
4抗性淀粉的功效 .................................................... 4
4.1类似膳食纤维的作用........................................... 4
4.2降脂减肥作用................................................. 4
4.3肠道疾病的防治作用........................................... 5
5抗性淀粉在食品工业中的应用 ........................................ 5
5.1在面类食品中的应用........................................... 5
5.2在焙烤食品中的应用........................................... 6
5.3在饮料及发酵制品中的应用..................................... 6
5.4在保健食品中的应用........................................... 6
6结束语 ............................................................ 6
参考文献............................................................ 7 致谢............................................... 错误！未定义书签。
独创性声明
抗性淀粉的功效及其应用
摘要：近年来，随着人们对于健康要求的更新，出现了一种比膳食纤维更对人类健康具有广泛意义的淀粉，便是抗性淀粉。抗性淀粉是近年来兴起的一个概念，1992年，世界粮农组织根据专家建议，将其定义为“健康者小肠中不吸收的淀粉及其降解产物”。本文对抗性淀粉的功能特性、分类及其制备进行了综述，介绍了抗性淀粉作为一种新型的食品添加剂，在食品工业上的应用及其特有的生理功能在促进人类健康中的作用。
关键字：抗性淀粉 生理功能 食品添加剂 应用
前言
抗性淀粉（RS）是近年来发展起来的新概念。最早，英国的生理学家将一部分在人体肠胃中不被淀粉酶消化的淀粉定义为抗性淀粉。经研究初步证明，抗性淀粉不能在小肠消化吸收和消化葡萄糖，可直接进入大肠被生理性细菌发酵，产生多种短链脂肪酸和气体。除此之外，抗性淀粉还有刺激有益菌群生长、减少人体热量摄取、控制体重等功能。其物理特性和普通的淀粉相同，作为食品添加剂加入到食品中不影响食品的质地和口感。因此，抗性淀粉是一种新型的食品添加剂，可作为食品的膳食纤维功能成分，广泛的应用于碳水化合物、脂肪食品、低脂人造奶油等，或作为一种单独的食品添加剂加入食品配方中，是食用纤维及加工食品的理想材料。1998年，世界粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）联合出版的《人类营养中的碳水化物》专家论坛一书中指出：“抗性淀粉的发现和研究，是近年来碳水化物与健康关系研究中的一项最重要的成果”。高度评价了抗性淀粉对人类健康的重要意义。近十年来，国外对于抗性淀粉的研究生产非常活跃，但国内还处于起步阶段。不过，相信在不久的将来，这种健康的淀粉在我国的生产将步入一个新的台阶。
1抗性淀粉的分类
抗性淀粉至今尚无化学上的精确分类，分类的主要依据是抗性淀粉与酶和淀粉的比例、酶的来源、环境因素等等。目前，大多数研究人员根据淀粉的来源和人体实验的结果，将抗性淀粉进行分类[1]。
1.1物理包埋淀粉
物理包埋淀粉为生理上不接受的淀粉，是由于机械加工抗性淀粉的功能特性及应用研究现状而使淀粉粒发生物理屏蔽作用，被锁定在植物细胞壁上使其不能为淀粉酶所作用的部分，当咀嚼时，植物细胞壁不能被唾液和胰腺α-淀粉酶分解，即淀粉包埋于食物基质中，主要存在于完整或部分碾磨的谷粒、豆粒、麦粒中[2]，从而使淀粉颗粒接触不到淀粉酶，淀粉无法降解。
1.2化学改性淀粉
化学改性淀粉主要指经过物理或化学变性后，由于淀粉分子结构的改变以及一些化学官能团的引入而产生的抗酶解淀粉部分。同时，也指种植过程中，基因改造而引起的淀粉分子结构变化[3]，如基因改造或化学方法引起的分子结构变化。
1.3回生淀粉
回生淀粉为变性或老化的淀粉，指糊化后在冷却或储存过程中结晶而难以被淀粉酶分解的淀粉，也称为老化淀粉。它是抗性淀粉的重要成分，通过食品加工引起的淀粉化学结构、聚合度和晶体构象等方面的变化形成，因而也是重要的一类抗性淀粉。回生淀粉常存在于冷米饭、面包及一些油炸食品中。
1.4抗性淀粉颗粒
抗性淀粉颗粒为有一定粒度的淀粉，如未经糊化和未成熟的生淀粉粒，其结构的完整性和高密度性以及特殊的构象或晶体结构，使其对淀粉酶有高度的抗性。抗性淀粉颗粒主要存在于生的马铃薯、生的豌豆和香蕉中[4]。
虽然抗性淀粉的分类仍在不断的变化，但是这四种淀粉常共存于一种食物中，第二种到第四种均可以由淀粉在食物生产或食品加工过程中转化形式，不同类别的抗性淀粉可能对食品风味和特点有着重要意义。
2抗性淀粉的生理学特性
抗性淀粉属于多糖类物质，其功能被视为膳食纤维，对人体健康非常有益，但与膳食纤维相比又有许多不同和特殊的优点[5]。据最新研究显示，抗性淀粉具有降低血糖、降血脂、降胆固醇、改善糖尿病症状、缩短粪便在消化道内停留时间、增加排便、降低粪便PH、降低二级胆汁酸等活性。
2.1抗性淀粉的能量值
抗性淀粉含量高的食物在小肠中部分被消化吸收，葡萄糖的利用率较低。不消化的部分可到达结肠，在结肠细菌的帮助下，一般能够全部发酵，并产生可被吸收的短链脂肪酸，如丁酸、乙酸等，继续向集体提供能量。有研究表明，RS在体内所产生的热量不及淀粉的1/10，所以认为RS在体内为低能量甚至不产生能量，是一种很有益的减肥食品原料[6 ]。
2.2抗性淀粉的发酵性与胃肠疾病
抗性淀粉同膳食纤维一样，其功效主要源于膳食纤维在肠道发酵所生成的短链脂肪酸二一丁酸,研究发现丁酸与直肠癌防治密切相关，抗性淀粉在直肠内发酵产生的丁酸高于其它膳食纤维。RS在结肠中发酵，其代谢产物一方面维持肠道的酸性环境，另一方面促进毒素的分解和排出，缩短了在人体内的转运时间，可有效的防治结肠癌的发生。同时，摄食RS能增加粪便的体积湿度和重量，减少排空时间，对于便秘、肛门及直肠等疾病有良好的预防效果。
2.3抗性淀粉的血糖生成指数
血糖生成指数反应了食物最初消化和葡萄糖吸收的应答关系。食物中的血糖生成指数受食物物理特性、温度、加工工艺及烹调方式等因素的影响。FAO最新报告中认为RS是膳食纤维的一部分，能影响血糖生成指数和胰岛素的'水平，这与其黏度增加、延缓胃排空有关，其原因是RS在结肠中的难消化性可被用作缓释葡萄糖的载体，以控制体内葡萄糖的释放，控制餐后血糖升高和胰岛素分泌。
2.4抗性淀粉与脂类物质代谢、胆固醇
研究表明，抗性淀粉对胆固醇、甘油三酯在人体内的含量降低有一点积极作用，其原因为抗性淀粉可有效增加肠道菌群的数量，增加结肠中隐窝细胞的产率或减缓结肠上皮发生萎缩，提高结肠健康程度，从而排除胆固醇醇质，减少脂质的吸收和脂肪的合成。
3抗性淀粉的制备
RS的制备是一定浓度的淀粉乳经糊化后再经老化等的过程。近年来，国外有关抗性淀粉制备的研究一直很活跃，发展也很快。可在国内，有关于抗性淀粉制备这方面的研究很少，可以说处于起步阶段[7]。目前，对于RS形成机理比较一致的认识是：直链淀粉双螺旋叠加形成抗性淀粉。
3.1压热处理法（湿热处理）
将淀粉和水混合，经高温高压处理制备RS。对压热处理温度、时间和水分含量进行研究，在水分含量70%、150℃、60min条件下，可得到较高的抗性淀粉含量[8]。
3.2微波辐射法
将淀粉和水混合后，进行微波辐射，处理一定时间后，冷却、烘干、粉碎。低水分淀粉样品接受微波辐射后，温度迅速升高，50min内可达到170℃，其x-射线衍射类型没有变化，溶解度没有变化，表明原淀粉中的结晶区未完全破坏。高水分淀粉样品，升温缓慢，x-射线衍射类型发生变化，而且溶解度明显减小，证明淀粉已回生，形成新的晶体[9]。
3.3脱支法
在压热处理前，用酶进行脱支处理，可以得到更高的抗性淀粉含量。据报道，用盐酸、硫酸等处理淀粉也有一定的脱支效果，但抗性淀粉产率不及酶法脱支高
[10]。
4抗性淀粉的功效
4.1类似膳食纤维的作用 抗性淀粉被认为属于膳食纤维的一种。膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收，而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和。包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。膳食纤维具有润肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂等一种或多种生理功能。抗性淀粉对人体产生作用．主要是通过影响其他物质的吸收代谢，以及在结肠内发酵产生的次生产物而发挥其生理功能[11]。
4.2降脂减肥作用
长期以来人们有一种误解，认为多吃含淀粉食物会导致肥胖，进而罹患多种慢性病。然而近年来，科研人员惊喜地发现情况并非如此。抗性淀粉所产生的热量约只有糖类的一半，可用于控制食欲及巨量营养素的平衡，进而达到体重的控制。抗性淀粉能降低胆固醇的含量、促进胆汁分泌与循
环，因而可预防胆结石的形成；抗消化淀粉还能减少脂质吸收与脂肪酸合成，有效降低血中及肝脏内脂质含量，预防脂肪肝形成，因此它可作为减肥保健食品添加剂。抗性淀粉还具有防治糖尿病的性能。抗性淀粉有较低的血糖生成指数和胰岛素反应．尤其对II型糖尿病人，可延缓餐后血糖上升，有效控制糖尿病情[12]。
4.3肠道疾病的防治作用 抗性淀粉不被消化，进入结肠作为结肠菌群的营养源[13]。这些微生物通过发酵，将碳水化合物代谢后生成丁酸等短链脂肪。降低结肠及粪便的pH。丁酸具有促进结肠健康，减少胺类致癌物的产生，抑制肿癌细胞，减少肠黏膜细胞的增生，进而降低患结肠癌危险。肠道的大肠杆菌还能合成泛酸、尼克酸、核黄素等人体不可缺少的生命物质增加人体所需营养。未降解的抗性淀粉还可增加粪便通量，加速有毒物质的排出，防治便秘和痔疮及肛门直肠疾病。抗性淀粉能在回肠中经肠内微生物发酵而降低pH，促进矿物质等微量营养素的吸收，促进矿物元素钙、镁等的溶解，形成可溶性钙镁、经扩散易被人体上皮细胞吸收。降低血清胆固醇，防治心血管疾病，控制体重，改变结肠微生物群落，促进肠道有益微生物繁殖，促进无机盐吸收[14]。
5抗性淀粉在食品工业中的应用
由于抗性淀粉本身的物理特性以及对人体的独特的生理功能，可将其作为食品膳食纤维的功能成分，适量添加在食品中，制成不同特色风味食品和功能食品，这是抗性淀粉最引人关注的应用前景[15]。
5.1在面类食品中的应用
目前，国外已将抗性淀粉作为原配料或膳食纤维的强化剂，应用到面类食品中，如馒头、包子、面包、饼干、通心面等面类制品中。最引人注目的是抗性淀粉在面包中的应用，因为面包为世界性的大众食品，其销售量大，人们一直试图将非淀粉多糖类膳食纤维添加到面包中，以生产膳食纤维强化面包，使人们的膳食纤维摄入量低于营养要求的水平。在许多面包与糕点中添加RS后面团质地和结构良好。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它传统膳食纤维的营养强化面包好。在主食中添加抗性淀粉将有益人们的健康。
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，如饼干、蛋糕等。抗性淀粉不仅可以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，所制成的含RS的蛋糕在焙烤后，其水分损失量、蛋糕的体积、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多种保健饼干。另外，抗性淀粉能在笑食品表面形成一层光滑、透明、有光泽的薄膜。这是因为RS3中的直连淀粉聚合体沉淀与产品表面，产品表面脱水后便形成一层光滑薄膜；又由于直连淀粉有较强的拉伸性，因此抗性淀粉可降低表面涂层的易脆性。
5.3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和很好的流变特性及低持水性，所以可以作为食品增稠剂使用。将抗性淀粉、天然糯性谷物淀粉及变性淀粉分别添加于调味汁中，于90℃蒸煮15min，结果显示添加抗性淀粉的制品稠度较佳。又由于抗性淀粉为水不溶性物质，在黏稠不透明的饮料中可用于抗性淀粉来增加饮料的不透明度及悬浮度，它不会产生沙粒感，也不会掩盖饮料风味。另外抗性淀粉还可以用于汤料中。
5.4在保健食品中的应用
由于抗性淀粉具有良好的生理功能，因此可广泛应用于开发功能食品。抗性淀粉可以不被小肠吸收而原封不动的进入大肠，部分被大肠内菌发酵利用而产生一系列短链脂肪酸，如丁酸等。抗性淀粉可以增加脂质排泄，将食物中部分脂质排除，从而减少热量的摄取，而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有效控制体重。此外，他还有降低血液中血糖含量防治糖尿病的作用。所以，抗性淀粉可以作为原料来开发高品质的功能性保健食品。 6结束语
人类对RS的认识远不如其他营养素那么清楚,各国的科学家均把提高碳水化合物的摄入来量、减少脂肪的摄入量作为各国的膳食指南，但如何科学合理的提高碳水化合物的摄入量仍然是值得关注的问题。RS的发现和研究将为碳水化物的深入研究开创良好的开端。综上所述，抗性淀粉具有许多独特的功能和良好的物质，几乎各方面的特性均优于非淀粉多糖类得膳食纤维，是一种值得开发的新型的保健食品添加剂，可作为食品膳食功能成分，广泛应用于碳水化物、脂肪类食品中，而且抗性淀粉利用的原料可以使用直链淀粉含量高的玉米淀粉，它的生产可使玉米获得更高层次的利用。随着人民生活水平的提高，人们对具有保健功
能的营养因子或食品更加青睐，抗性淀粉作为低热、高膳食纤维含量功能食品成分，可为人们提供崭新的功能性产品。
参考文献
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[3] 抗性淀粉的功能及形成机理2005年全国淀粉糖及其衍生物生产与应用技术交流展示会2005
[4] 抗性淀粉的结构及生理功能研究.中国粮油报2008,23（3）
[5] 抗性淀粉的制备研究.粮食与饲料工业2006,(3)
[6] 抗性淀粉制备及其性质研究.粮食与油脂2005,(4)
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[10]王竹，杨月欣抗性淀粉的代谢及对血糖的调节作用-营养学报2003（02）
[11] 抗性淀粉的研究-甘肃科技2010,26（6）
[12]功能性淀粉---抗性淀粉在食品中的应用 营养强化剂和功能性食品配料国际研讨会暨中国食品添加剂生产应用工业协会营养强化剂及特种营养食品专业委员会2006年年会2006
[13]陈光，高俊鹏抗性淀粉的功能特性及应用研究现状-吉林农业大学报2005（05）
[14]一种新型的膳食纤维---抗性淀粉---饮料工业2007,10（8）
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