抗性淀粉的研究現狀及展望

鄭云云，周紅玲，張帥，洪佳敏，鄭開斌

（1.福建省農科院亞熱帶農業研究所，福建　漳州363005；2.福建省農科院作物研究所，福建　福州350003）

抗性淀粉的研究現狀及展望

鄭云云1，2，周紅玲1，2，張帥1，洪佳敏1，*鄭開斌1，2

（1.福建省農科院亞熱帶農業研究所，福建漳州363005；2.福建省農科院作物研究所，福建福州350003）

抗性淀粉具有良好的保健功能和食品應用價值，已受到廣大研究人員的青睞。闡述抗性淀粉的定義、分類、理化性質及產業研究進展，展望了抗性淀粉的研究前景，以期為我國富含抗性淀粉產業發展提供參考。

抗性淀粉；分類；理化性質；生物活性；展望

近年來，高血糖、高血脂、高血壓及肥胖等各種“富貴病”的患病率呈現出增長趨勢。《2016全球營養報告》指出，“三高”、超重、肥胖屬于營養不良，全球大約有1/3人口屬于此類營養不良，在接下來的10年里，需要引導人們培養健康的生活習慣，以期在2025年達到超重、肥胖、“三高”的零增長率目標。在飲食上，解決這一問題的關鍵是轉變飲食習慣，改善膳食結構，增加膳食纖維的攝入，開發具有營養和保健功能的食品尤為重要。

淀粉是由多個葡萄糖分子聚合而成，是植物組織和細胞中碳水化合物最普遍的貯藏形式，亦是人體主要的膳食能量來源[1]。根據其在人體中的消化吸收方式不同，淀粉可分為可消化淀粉、慢消化淀粉和抗消化淀粉。其中，抗消化淀粉又稱為抗性淀粉，是指在健康人體的小腸中不能被分解吸收，而在大腸中可被酵母菌發酵分解的淀粉。抗性淀粉具有良好的生理功能，可應用于高膳食纖維功能性食品的加工，已引起國內外營養學專家的關注。本文將對抗性淀粉的定義、分類、理化性質進行總結歸納，綜述該產業研究進展。

1　抗性淀粉的定義

抗性淀粉（Resistant starch，簡稱RS）是由英國科學家Englyst在1985年發現和提出的[2]，并在1992年被世界糧農組織正式定義為不被健康人體小腸所吸收的淀粉及其降解物的總稱。抗性淀粉在小腸中不能被消化吸收，但在結腸中可被微生物菌群發酵，產生短鏈脂肪酸和氣體，繼而發生有益的生理作用。

2　抗性淀粉的分類

抗性淀粉在化學上無精確分類，大多數研究人員根據抗性淀粉的來源及其抗酶解性質的不同，一般是將抗性淀粉分為5種類型[3]。

物理包埋淀粉（RS1）：因植物細胞壁屏蔽或蛋白質的隔離作用，阻礙了淀粉酶與淀粉的接觸，從而阻礙了淀粉的消化降解。物理包埋淀粉主要存在于不完全被研磨的谷粒、種子及豆類植物中，具有較好的熱穩定性，在傳統的食品加工中應用極為廣泛。

抗性淀粉顆粒（RS2）：具有B型、C型的結晶包埋結構，這種特殊的晶體結構使得淀粉酶將難以接近淀粉，使淀粉難以消化降解為糖類物質。生馬鈴薯和青皮香蕉富含該類抗性淀粉。該類抗性淀粉的熱穩定性較差，蒸煮、粉碎等加工方式會破壞淀粉的晶體結構，抗性淀粉顆粒將轉化為快消化淀粉。

老化回生淀粉（RS3）：指在食品加工過程中發生回生作用而形成的抗性淀粉，如冷卻的馬鈴薯和回生的高直鏈玉米淀粉。淀粉類食物在冷凍條件下，淀粉會發生回生作用，在回生過程中直鏈淀粉分子和支鏈淀粉的長鏈纏繞在一起形成雙螺旋結構，不易與淀粉酶結合，因此使淀粉具有抗消化特性。通常食品加工過程（如擠壓、蒸煮等）都會破壞RS1和RS2的結構，但水分含量高時，直鏈淀粉分子內部氫鍵作用加強，更容易回生形成RS3。RS3是一種可溶的膳食纖維，不僅具有熱穩定性，還具有較高的持水能力，在傳統食品的加工中具有更加廣泛的應用價值。

化學改性淀粉（RS4）：指使用化學方法對淀粉進行修飾，使其具有抗淀粉酶活性的淀粉。常見的修飾方法為酯化、醚化和交聯作用。

直鏈淀粉-脂質復合物（RS5）：指淀粉的長鏈部分與脂肪酸或脂肪醇結合形成的復合物。該復合物具有三維螺旋結構，不溶于水，且具有極好的熱穩定性，不易與淀粉酶結合。

3　抗性淀粉的制備

抗性淀粉的制備方法主要有酶解或酸解脫支法、壓熱處理法、微波膨脹法和超聲波法[4]。

酶解或酸解脫支法是向淀粉懸浮液中加入酶（普魯蘭酶）或無機酸（鹽酸、硫酸和硝酸），利用脫支酶的脫支作用和無機酸的降解效應，使淀粉水解得到更多游離的直鏈分子，再通過雙螺旋相互締結，形成高抗性的晶體結構。

壓熱處理法是通過高溫、高壓、冷卻等方法將淀粉充分糊化、老化，使淀粉由A型晶體轉變為B型晶體，而得到抗性淀粉。

微波膨脹法是利用微波輻射打斷淀粉中的分子間氫鍵，淀粉在糊化的同時產生膨化效應，多孔網狀結構明顯，增加酶與淀粉的接觸面積，有利于酶解作用，形成更多的小直鏈，冷卻老化過程中，分子間氫鍵重新形成，直鏈淀粉通過締結作用形成抗性淀粉結晶。

超聲波法是指超聲波空化效應帶來的高溫高壓環境和加速溶劑與聚合物分子間的摩擦作用，均可提高支鏈淀粉的酶解速率，提高抗性淀粉的得率。

4　抗性淀粉的理化性質和生理活性

抗性淀粉水溶性差，但可溶于氫氧化鉀溶液及有機溶劑中，其平均聚合度DPn為30～200，含熱量低，熱值一般不超過10.0～15.0 kJ/g；具有天然來源、顆粒大小、顏色、口味、低持水能力和高結合水能力、高糊化溫度、擠壓性能好等獨特的品質特性；具有與水溶性膳食纖維類似的生理活性，通過影響人體對糖、脂肪等物質的代謝，達到控制糖尿病、降低膽固醇和控制體質量的作用，并且可以起到益生元的作用，改善腸道環境和誘導腫瘤細胞凋亡等生理功效[5-7]。

5　抗性淀粉在食品加工中的應用

抗性淀粉具有獨特的品質特性和優良的生物活性，因此在食品加工中應用廣泛。例如，老化回生淀粉（RS3）具有很好的熱穩定性，因此可用作油炸食品添加劑，而達到減少油炸食物的含油量，提高食物的脆性，并增加油炸食品膳食纖維含量的作用[8-9]；魔芋、青香蕉抗性淀粉含量在50%以上，是一種非常有潛力的食品加工原料，可以做成代餐粉和健康型方便面，以提高其營養價值[10-12]；抗性淀粉可以作為微膠囊的壁材用來包埋益生菌，制備益生菌類食品，使益生菌能安全到達大腸并充分發揮其腸道清道夫的功效[13-15]。

6　結論

抗性淀粉具有良好的理化性質和生物活性，已被廣泛應用于食品加工中，如代餐粉、酸奶、冰激凌、餅干、面包、面條、油炸食品等。隨著人們對健康生活的崇尚，功能性食品的需求量日益增加，抗性淀粉作為一種新型的食品添加劑，在降脂、降糖、促進腸道健康和控制體質量等方面發揮了不可替代的作用，將成為食品科學領域研究的熱點和食品加工業的新方向。

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[15]曾紹校，林鴛緣，鄭寶東.蓮子及蓮子淀粉對雙歧桿菌增殖作用的影響[J].福建農林大學學報，2009，38（4）：417-419.◇

Advances and Prospects of Resistant Starch

ZHENG Yunyun1，2，ZHOU Hongling1，2，ZHANG Shuai1，HONG Jiamin1，*ZHENG Kaibin1，2
（1.Institute of Subtropical Agriculture，Fujian Academy of Agricultural Sciences，Zhangzhou，Fujian 363005，China；2.Institue of Crop Science，Fujian Academ of Agricultural Sciences，Fuzhou，Fujian 350003，China）

Resistant starch has attracted more and more attentions for its important physiological functions and values in food industry.The definition，classification，physical and chemical properties of resistant starch are briefly introduced，and the industry research of resistant starch is reviewed.This paper also looks forward to the prospects of resistant starch.In order to provide some references for food industry rich in resistant starch.

resistant starch；classification；physical and chemical properties；biological activity；prospects

TS231

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.10.047

2016-08-30

福建省公益類科研院所專項（2015R1013-9）；福建省農業科學院青年英才計劃（YC2016-11）；福建省農業科學院杰出青年基金（2015JQ-1）。

鄭云云（1985—），女，博士，助理研究員，研究方向為天然農產品主功能成分提取及結構研究。

鄭開斌（1966—），男，博士，研究員，研究方向為作物品質育種與農產品天然產物。

1671-9646（2016）10b-0067-03

1671-9646（2016）10b-0063-04