抗性淀粉的研究現(xiàn)狀及展望

鄭云云，周紅玲，張帥，洪佳敏，鄭開斌

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

抗性淀粉的研究現(xiàn)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(nóng)科院亞熱帶農(nóng)業(yè)研究所，福建漳州363005；2.福建省農(nóng)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(yīng)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(zhì)及產(chǎn)業(yè)研究進(jìn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

抗性淀粉；分類；理化性質(zhì)；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(xiàn)出增長趨勢。《2016全球營養(yǎng)報告》指出，“三高”、超重、肥胖屬于營養(yǎng)不良，全球大約有1/3人口屬于此類營養(yǎng)不良，在接下來的10年里，需要引導(dǎo)人們培養(yǎng)健康的生活習(xí)慣，以期在2025年達(dá)到超重、肥胖、“三高”的零增長率目標(biāo)。在飲食上，解決這一問題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)變飲食習(xí)慣，改善膳食結(jié)構(gòu)，增加膳食纖維的攝入，開發(fā)具有營養(yǎng)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(xì)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(jù)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(fā)酵分解的淀粉。抗性淀粉具有良好的生理功能，可應(yīng)用于高膳食纖維功能性食品的加工，已引起國內(nèi)外營養(yǎng)學(xué)專家的關(guān)注。本文將對抗性淀粉的定義、分類、理化性質(zhì)進(jìn)行總結(jié)歸納，綜述該產(chǎn)業(yè)研究進(jìn)展。

1　抗性淀粉的定義

抗性淀粉（Resistant starch，簡稱RS）是由英國科學(xué)家Englyst在1985年發(fā)現(xiàn)和提出的[2]，并在1992年被世界糧農(nóng)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(jié)腸中可被微生物菌群發(fā)酵，產(chǎn)生短鏈脂肪酸和氣體，繼而發(fā)生有益的生理作用。

2　抗性淀粉的分類

抗性淀粉在化學(xué)上無精確分類，大多數(shù)研究人員根據(jù)抗性淀粉的來源及其抗酶解性質(zhì)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(xì)胞壁屏蔽或蛋白質(zhì)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(wěn)定性，在傳統(tǒng)的食品加工中應(yīng)用極為廣泛。

抗性淀粉顆粒（RS2）：具有B型、C型的結(jié)晶包埋結(jié)構(gòu)，這種特殊的晶體結(jié)構(gòu)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(zhì)。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(wěn)定性較差，蒸煮、粉碎等加工方式會破壞淀粉的晶體結(jié)構(gòu)，抗性淀粉顆粒將轉(zhuǎn)化為快消化淀粉。

老化回生淀粉（RS3）：指在食品加工過程中發(fā)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(fā)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(jié)構(gòu)，不易與淀粉酶結(jié)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(jié)構(gòu)，但水分含量高時，直鏈淀粉分子內(nèi)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(wěn)定性，還具有較高的持水能力，在傳統(tǒng)食品的加工中具有更加廣泛的應(yīng)用價值。

化學(xué)改性淀粉（RS4）：指使用化學(xué)方法對淀粉進(jìn)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(lián)作用。

直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物（RS5）：指淀粉的長鏈部分與脂肪酸或脂肪醇結(jié)合形成的復(fù)合物。該復(fù)合物具有三維螺旋結(jié)構(gòu)，不溶于水，且具有極好的熱穩(wěn)定性，不易與淀粉酶結(jié)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(yīng)，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(jié)，形成高抗性的晶體結(jié)構(gòu)。

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(zhuǎn)變?yōu)锽型晶體，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(chǎn)生膨化效應(yīng)，多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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(jié)作用形成抗性淀粉結(jié)晶。

超聲波法是指超聲波空化效應(yīng)帶來的高溫高壓環(huán)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(zhì)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(jié)合水能力、高糊化溫度、擠壓性能好等獨特的品質(zhì)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(zhì)的代謝，達(dá)到控制糖尿病、降低膽固醇和控制體質(zhì)量的作用，并且可以起到益生元的作用，改善腸道環(huán)境和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡等生理功效[5-7]。

5　抗性淀粉在食品加工中的應(yīng)用

抗性淀粉具有獨特的品質(zhì)特性和優(yōu)良的生物活性，因此在食品加工中應(yīng)用廣泛。例如，老化回生淀粉（RS3）具有很好的熱穩(wěn)定性，因此可用作油炸食品添加劑，而達(dá)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(yǎng)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(dá)大腸并充分發(fā)揮其腸道清道夫的功效[13-15]。

6　結(jié)論

抗性淀粉具有良好的理化性質(zhì)和生物活性，已被廣泛應(yīng)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(jìn)腸道健康和控制體質(zhì)量等方面發(fā)揮了不可替代的作用，將成為食品科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點和食品加工業(yè)的新方向。

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Advances and Prospects of Resistant Starch

ZHENG Yunyun1，2，ZHOU Hongling1，2，ZHANG Shuai1，HONG Jiamin1，*ZHENG Kaibin1，2
（1.Institute of Subtropical Agriculture，F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences，Zhangzhou，F(xiàn)ujian 363005，China；2.Institue of Crop Science，F(xiàn)ujian Academ of Agricultural Sciences，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 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(nóng)業(yè)科學(xué)院青年英才計劃（YC2016-11）；福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(nóng)產(chǎn)品主功能成分提取及結(jié)構(gòu)研究。

鄭開斌（1966—），男，博士，研究員，研究方向為作物品質(zhì)育種與農(nóng)產(chǎn)品天然產(chǎn)物。

1671-9646（2016）10b-0067-03

1671-9646（2016）10b-0063-04