富含抗性淀粉食品對人體生理功能的影響

韓國瑋（山西旅游職業學院 山西太原 030031）

近年來，隨著人們物質生活水平的提高和生活方式的改變，高熱量、高脂肪、高鹽飲食進入了人們的生活，不合理的飲食結構亟待改善。增加食物中膳食纖維的含量，可減少能量的攝入，促進多余代謝產物的排出。雖然膳食纖維被越來越多的應用于食品行業，但存在口感和質地粗糙等問題，而抗性淀粉的出現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，在人體大腸通過發酵產生多種短鏈脂肪酸和氣體而發揮生理效應的淀粉類物質。抗性淀粉作為一種安全性高的新型食品，具有來源廣泛、飽腹感強、熱量低、消化率低、血糖生成指數低等類似于膳食纖維的特點。但相較于膳食纖維粗糙的口感和質地，和普通淀粉口感一致的抗性淀粉更易被消費者所接受和喜愛。隨著對抗性淀粉研究的深入，其獨特的生理功能被人們所熟知：調節糖、脂代謝；對腸道微生物和上皮細胞有調節和保護作用；能有效控制體重；減少膽石癥的發生；降低血清肌酐和尿素，并有一定的預防結直腸癌的效果。本文主要綜述了抗性淀粉的分類及其代謝產物對人體生理功能的影響，旨在為后期人們對富含抗性淀粉的食品研究提供一定的參考依據。

一、抗性淀粉的分類

抗性淀粉在化學上無精確分類，目前研究學者常根據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）、化學改性淀粉（RS4）、直鏈淀粉－脂肪復合淀粉（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，可以保存天然結構，一些淀粉顆粒被包裹在植物細胞壁上或因蛋白質的隔離作用而難以被淀粉酶所接觸，因而難以被消化。但是，加工時的研磨、碾碎或進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，當轉化為可消化淀粉時其含量減少。

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構和部分結晶結構，對淀粉酶具有高度抗性，因此難以被消化。但是，RS2穩定性較差，蒸煮、粉碎等加工方式會破壞其結構，產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，前者經過再加熱可被淀粉酶降解，后者的抗酶性最強，即使加熱也不會被破壞。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，是被廣泛應用的食品添加劑。

4.化學改性淀粉（RS4）

RS4是在淀粉分子上通過化學方法、基因改造或引入化學官能團等方式加入一些修飾基團，使淀粉分子結構發生變化而產生抗酶解部分，如乙酰基淀粉、羧甲基淀粉等。

5.直鏈淀粉－脂肪復合淀粉（RS5）

RS5是近年來發現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合物。其具有特殊的三維螺旋結構和較好的熱穩定性，不易與淀粉酶結合被分解，因此難以被消化。

二、富含抗性淀粉的食品對人體生理功能的影響

1.富含抗性淀粉的食品對人體糖代謝的影響

抗性淀粉因為其特殊的晶體結構不易被淀粉酶酶解，在人體小腸吸收比較少，因此抗性淀粉引起餐后血糖波動比較小，屬于低GI值食物。一般認為：抗性淀粉具有較低的血糖生成指數和胰島素反應，控制葡萄糖緩慢釋放進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型糖尿病的預防和控制。研究數據表明，抗性淀粉能維持體內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，而這兩種物質是腸道餐后分泌的，可起到降低血糖的作用。動物試驗數據也表明，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，利于血糖平穩。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，對餐后血糖起到削峰填谷的作用。

2.富含抗性淀粉的食品對人體脂代謝的影響

研究發現，抗性淀粉能增加脂質的排泄，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胞上膽固醇和膽汁酸的吸收及抗性淀粉的發酵產物減少腸道膽汁酸的溶解和被動吸收有關。動物試驗表明，用富含抗性淀粉的食品喂養小鼠、倉鼠、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，改善了脂質代謝。在人類的研究中也發現了類似的結果：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，增加脂肪動員和排泄，改善脂質代謝紊亂。

3.富含抗性淀粉的食品對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，大部分進入大腸發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，對便秘、結腸炎、盲腸炎、腸憩室病、結直腸癌等腸道疾病有預防和緩解作用。大量的實驗數據顯示：抗性淀粉作為益生菌的“食物”能促進腸道有益菌如雙歧桿菌、乳酸桿菌等的生長、繁殖并增強其活性，抑制腸道有害菌如大腸球菌等的繁殖，平衡腸道菌群。同時，短鏈脂肪酸通過降低腸腔內的pH值來發揮抑制腸道內腐敗菌的增殖作用，從而保護了消化道，降低了腸道炎癥性疾病和癌癥的發生。最新報道指出：抗性淀粉發酵后產生的短鏈脂肪酸以丁酸最多，丁酸可抑制腫瘤細胞生長、分化，并能誘導其凋亡，同時能抑制癌變的結腸黏膜細胞增殖，抑制亞硝胺、過氧化物等有毒產物的排出而發揮抗癌機制。有研究數據表明：對直腸上皮細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，促進凋亡上皮細胞和毒素的排出，從而降低了患結直腸癌的風險。

4.富含抗性淀粉的食品對人體體重的影響

體內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。研究數據表明：抗性淀粉能有效控制體重主要表現在兩個方面。一是抗性淀粉本身不含熱量，且能增加飽腹感。抗性淀粉為低GI值食物，餐后2小時仍有很好的飽腹感，從而減少了能量的攝入。二是抗性淀粉能促進脂肪動員。富含抗性淀粉的食品能增加脂肪的動員，促進脂質的排泄，從而抑制了脂肪的堆積。有動物試驗表明：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。也有數據表明：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人體礦物質的吸收及對膽結石的影響

抗性淀粉能提高人體礦物質鈣、鎂、鐵、鋅、硒等在回腸的吸收水平。這可能與抗性淀粉發酵產物短鏈脂肪酸降低腸道pH值、提高礦物質在腸道的溶解度及短鏈脂肪酸使盲腸壁增大增加礦物質的吸收表面積有關。有實驗數據表明：添加16.4%抗性淀粉的食物，能增加人體腸道對鈣、鐵的吸收。

抗性淀粉降低膽石癥的發生率。抗性淀粉能降低膽固醇和膽汁酸的吸收，促進脂質的排泄，降低了體內膽固醇含量，減少了膽石癥的發生。實驗數據表明：南非等地傾向于全谷物而非精細面粉，因此其膽石癥的發生率較低，以精細面食為主的國家，膽石癥的發生率較高。

6.富含抗性淀粉的食品對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。其機制可能與以下幾個方面有關：（1）抗性淀粉縮短了腸道內容物在腸道停留的時間，減輕了腎小球重吸收的負擔。（2）增加糞便中氮的排出量。在抗性淀粉發酵產生的低pH值的環境下，增加血中彌散開來的尿素與腸道尿素分解酶的結合，使其最終隨糞便排出體外。（3）增加腸道尿素轉運蛋白，促進腸道微生物對尿素的利用，減少門靜脈回流的尿素總量，降低腎小球的重吸收，減輕其負荷。有實驗數據顯示：給46名需要定期血液透析的腎病患者補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，對腎炎、慢性腎病等有一定的預防和緩解作用。

三、抗性淀粉在食品中的應用

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

1.抗性淀粉在面類食品中的應用

抗性淀粉添加在面包中，不僅強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，易被消費者所接受；抗性淀粉添加在面條中可增加其韌性避免煮后出現粘連影響口感，且營養價值提升。

2.抗性淀粉在烘焙食品中的應用

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化劑，而且可以作為一種結構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用

抗性淀粉應用于膨化食品中可改良食品的結構，提高膨化系數和食品脆性。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因吸水而崩解。

4.抗性淀粉在飲料中的應用

因抗性淀粉的低持水性，黏度穩定性和不溶水性，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，且不會掩蓋飲料原有的風味。同時，抗性淀粉可作為菌體保護劑添加在酸奶中，其作為益生元可明顯增加菌體數量和存活率。

四、小結

隨著人們生活水平的提高，人們對健康飲食的關注度越來越高。抗性淀粉具有一定保健功能，在改善人體糖、脂代謝，控制體重，調節腸道菌群，預防結直腸癌等方面能發揮重要作用。目前，抗性淀粉已廣泛應用于面制品、膨化食品、焙烤食品和飲料中，成為國內外食品研究的重要領域。