淀粉以顆粒形式存在于植物組織和細胞中，通?？上矸墼谛∧c內(nèi)被α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和異麥芽糖酶消化分解成游離葡萄糖在人體小腸內(nèi)被吸收。然而，并不是所有種類的淀粉都能在小腸內(nèi)被消化吸收。根據(jù)淀粉能否在小腸內(nèi)被完全消化分解生成葡萄糖以及在小腸內(nèi)吸收的速率將淀粉分成3種類型：快消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）?？剐缘矸?，指不能在小腸中被消化吸收，但120min后可到達結(jié)腸并被結(jié)腸中的微生物菌群發(fā)酵，繼而發(fā)揮有益的生理作用，因此被看作膳食纖維的組成成分之一。
01
抗性淀粉的定義與分類
抗性淀粉主要存在于種子、谷物和冷卻的淀粉類食物中，生馬鈴薯的抗性淀粉含量最高，占總淀粉含量的75%，綠香蕉也是富含抗性淀粉的天然食品，抗性淀粉含量約17.5%。抗性淀粉在小腸內(nèi)不能被消化吸收的原因可能有以下4個：
1、天然淀粉顆粒中致密的分子結(jié)構(gòu)使消化酶無法接近。
2、淀粉顆粒被細胞壁和蛋白質(zhì)包裹，這種物理結(jié)構(gòu)阻礙了消化酶的分解。
3、淀粉顆粒在大量水中加熱膨脹最終崩解的過程被稱為糊化，此時淀粉可以充分接觸消化酶，但淀粉糊化后冷卻回生形成的淀粉結(jié)晶卻不易與淀粉酶結(jié)合。
4、某些淀粉被化學(xué)修飾，不能夠被消化酶分解。
目前，抗性淀粉主要被分成5種類型，抗性淀粉的類型、在小腸內(nèi)消化速率、抗性減小的方法以及其食物來源見表1。
表1抗性淀粉的分類、在小腸中的消化以及食物來源
02
抗性淀粉對人體的健康作用
一、調(diào)節(jié)血糖水平
抗性淀粉在腸道中不易被消化吸收，因此可以作為緩慢釋放葡萄糖的載體，控制體內(nèi)葡萄糖釋放，穩(wěn)定餐后血糖。短鏈脂肪酸的產(chǎn)生可以增加胰島素敏感性，改善糖耐量，減少β細胞凋亡?？剐缘矸劭梢越档褪澄锏难巧芍笖?shù)，有助于糖尿病患者控制血糖。
二、預(yù)防腸道疾病
抗性淀粉被腸道微生物發(fā)酵后，產(chǎn)生的短鏈脂肪酸和氣體可以改變腸道環(huán)境，促進腸道有益菌的生長，抑制有害物質(zhì)的產(chǎn)生，從而預(yù)防便秘、盲腸炎、痔瘡等腸道疾病?？剐缘矸郾砻娴拇植诮Y(jié)構(gòu)可以作為益生菌生長和生存的基質(zhì)，選擇性地促進有益微生物的生長。短鏈脂肪酸可以抑制病原微生物的生長，降低與結(jié)腸內(nèi)次級膽汁酸生成有關(guān)的酶的活性，從而預(yù)防結(jié)腸癌等腸道疾病。
三、降低膽固醇、減少膽結(jié)石形成
抗性淀粉發(fā)酵產(chǎn)生的丁酸可以增加糞便中游離脂肪酸的排泄，減少血液中膽固醇含量，從而降低膽固醇。抗性淀粉還可以通過減少膽固醇合成，從而降低膽結(jié)石發(fā)病率。
四、抑制脂肪堆積
抗性淀粉發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸可以抑制糖原分解，增加脂肪氧化，并促進抗肥胖激素的產(chǎn)生，從而抑制脂肪堆積，預(yù)防肥胖。
五、促進礦物質(zhì)、維生素的吸收利用
抗性淀粉發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸可以降低腸道內(nèi)的pH值，促使礦物質(zhì)變成可溶性物質(zhì)，從而增加礦物質(zhì)的吸收率。短鏈脂肪酸可以加快腸道上皮細胞的增殖速度，使腸壁增大、吸收無機鹽的表面積增大，從而促進礦物質(zhì)的吸收利用?？剐缘矸圻€可以促進鉛從體內(nèi)排出。
六、降低胃損傷程度
抗性淀粉進入排泄物，稀釋無法代謝的有害物質(zhì)，減少腸胃的運轉(zhuǎn)時間，加速胃排空，從而減少胃部所受的損害?？剐缘矸郯l(fā)酵產(chǎn)生的丁酸可以增強免疫調(diào)節(jié)功能，降低誘變物的潛在毒性，從而產(chǎn)生胃保護作用。
03
抗性淀粉在食品中的應(yīng)用
通常富含膳食纖維的食物都比較粗糙，而含抗性淀粉的食物不僅沒有改變食物本身的口味，還改變了食物的品質(zhì)特性，比如增加了食物的脆性，減少了油炸食物的含油量?？剐缘矸叟c傳統(tǒng)意義的膳食纖維相比，具有獨特的品質(zhì)特性，如天然來源，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，使其被廣泛添加到功能性食品中。
抗性淀粉可以作為湯料的增稠劑，添加了交聯(lián)度為1%的木薯淀粉的湯具有最佳凝膠和抗剪切力特性，有效改善了湯的感官品質(zhì)。研磨、蒸煮以及膨化等加工過程會使RS1和RS2失去抗性，尤其是擠壓膨化使抗性淀粉的含量降低最為顯著，但RS3的含量并不會降低，甚至?xí)S著加工過程而增加。
RS3具有熱穩(wěn)定性，能夠增加油炸食物的膳食纖維含量，同時RS3在油炸過程中能夠阻止脂肪的吸收和水分含量的丟失。RS4能夠阻礙凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成從而使硬度減小，也能夠降低淀粉的膨脹特性和水溶指數(shù)，可以作為功能性成分添加到烘培食品和零食中。
在抗性淀粉中，低持水能力和高結(jié)合水能力能夠降低食品的水活度從而延長貨架期。與傳統(tǒng)富含不溶的膳食纖維食品相比，抗性淀粉改善了某些產(chǎn)品的脆性、延展性和口感，這種特性使得產(chǎn)品更容易被消費者接受食用從而增加了膳食纖維的攝入。
一、在面條中的應(yīng)用
面食是日常飲食中的基本食品，具有很高的營養(yǎng)價值。與其他淀粉類的食物相比，意大利面的升糖指數(shù)較低，這可能是因為在擠壓過程導(dǎo)致蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被壓縮，限制了α-淀粉酶的接近，從而降低了淀粉的消化性。高品質(zhì)的面條不僅對營養(yǎng)價值有較高的要求，對面條的最佳蒸煮時間、適宜的質(zhì)構(gòu)、低吸水能力等特性也有較高的要求。然而，超市里富含小麥麩皮的面條因其質(zhì)構(gòu)和感官特性（如顏色、硬度、蒸煮損失）不佳而不受消費者青睞，其含有的小麥麩皮減弱了面條中蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從而使得蒸煮損失增加。另外，某些膳食纖維，如菊粉，也對面條的性質(zhì)產(chǎn)生了不利影響。
在面粉中添加RS2可以明顯改善面條的質(zhì)量。添加了50%RS2的面條亮度最大，添加了20%RS2的面團變得更軟，同時面條消化性降低，這可能與抗性淀粉具有高的持水能力有關(guān)，但并沒有改變硬度、韌度、咀嚼性、順滑度和口感等感官特性。當(dāng)添加10%RS3時，面團的硬度增加而蒸煮損失沒有明顯變化。
二、在酸奶制品中的應(yīng)用
抗性淀粉應(yīng)用于酸奶制品中可進一步提高酸奶的營養(yǎng)價值、增強酸奶保健功能。一方面，抗性淀粉是雙歧桿菌、乳酸桿菌等益生菌繁殖的合適底物，含抗性淀粉的酸奶中乳酸桿菌的數(shù)量明顯高于對照組，并且進入人體后菌體的存活率顯著提高，增強了酸奶的保健功能。
另一方面，抗性淀粉的加入可以提高酸奶的粘度、改善酸奶的感官品質(zhì)，將抗性淀粉作為增稠劑添加到攪拌型酸奶中，可增加酸奶的不透明度和懸浮度，影響酸奶的乳清析出量，比普通酸奶的口感更加順滑，酸甜適口，感官品質(zhì)達到最佳。因此，將抗性淀粉添加到酸奶中，既提高酸奶中菌種存活率、又可很好的提高酸奶的品質(zhì)，具有更強的益生菌作用。
三、在肉制品中的應(yīng)用
將抗性淀粉代替部分淀粉加入到香腸中后，發(fā)現(xiàn)肉糜的保水性逐漸提高，當(dāng)抗性淀粉的替代量為80%時，香腸的硬度和彈性都達到最佳，綜合品質(zhì)達到最好。
抗性淀粉加入到香腸中可以達到保水保汁、增加肉制品的彈性等效果，一方面，因為抗性淀粉顆粒的強滲透性，使得體系中的游離水滲入抗性淀粉顆粒中，并與抗性淀粉分子中游離的羥基形成氫鍵水合物，使體系中的游離水分會顯著減少、結(jié)合水增加，肉糜的保水性提高
另一方面，因為抗性淀粉與肉中的肌球蛋白形成凝膠，抗性淀粉的親水性和凝膠內(nèi)部水的流動性有助于保留肉制品的水分和汁液。例如將玉米抗性淀粉加入到雞肉中，發(fā)現(xiàn)抗性淀粉可以吸收凝膠混合體系中的水分從而降低內(nèi)部凝膠的流動性，形成連續(xù)、致密、均勻的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強凝膠強度。通過以上研究可以發(fā)現(xiàn)，將抗性淀粉應(yīng)用到肉制品中，可以提高產(chǎn)品的彈性、凝膠強度并且起到抑制脂質(zhì)氧化的作用。
四、在面包中的應(yīng)用
面包中常添加傳統(tǒng)膳食纖維，如小麥麩皮和大麥粉，但這會導(dǎo)致面包體積減小，顏色變暗，香味被掩蓋，使得消費者的滿意度下降。在面包中添加20%玉米淀粉（含RS2）時，并沒有改變面團的醒發(fā)時間、體積以及面包皮的顏色參數(shù)。而將RS2和RS3分別以10%、20%和30%的質(zhì)量比添加到面包中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加了抗性淀粉的面包能夠吸收更多水，更加松軟。
在RS3的含量大于10%以及RS2的含量大于20%時，面包的體積減小，硬度增大；當(dāng)添加30%的RS2和RS3時，面包的顏色值降低。在面粉中添加不同含量的改性豌豆淀粉（含大量RS1）來制作面包時，面粉的吸水量以及面包皮的硬度和咀嚼性都隨著豌豆淀粉含量的增加而增加，這可能與抗性淀粉具有高水結(jié)合能力和適宜的質(zhì)構(gòu)特性有關(guān)。
當(dāng)面團中添加20%和30%的改性豌豆淀粉時，面包的粘合性、膠粘度和硬度都隨之增加，但面團中添加30%的改性豌豆淀粉時，由于硬度太大而不利于面團的處理?？傮w來說，添加20%豌豆淀粉的面包更容易被消費者接受。
五、在油炸食品中的應(yīng)用
RS3比其他種類的抗性淀粉的熱穩(wěn)定性更強，用20%RS3（Novelose 330）替代小麥面粉可以使油炸食品中總膳食纖維的含量提高5.0%～13.2%。油炸食品的最佳顏色是淡黃色，代表了油炸的最佳時間。隨著RS3含量的增加，油炸食品的顏色也逐漸變深，硬度和脆性也隨之增加。盡管在油炸食品中添加RS2更容易被消費者接受，但添加RS3比添加RS2更能改善食品的顏色和營養(yǎng)價值。
六、微膠囊技術(shù)
抗性淀粉是眾多微膠囊材料中的一種，抗性淀粉的B型結(jié)晶結(jié)構(gòu)存在大量水通道，能夠包埋這些敏感的化學(xué)物質(zhì)，降低其消化率，從而作為一種穩(wěn)定的運輸工具幫助解決了食品工業(yè)中控制生物活性分子的釋放，延長敏感化合物的貨架期等技術(shù)難題。
藻酸鈣被廣泛應(yīng)用于固定乳酸菌，可以降低成本，而且不影響人體健康?？剐缘矸叟c藻酸鹽在膠凝過程中具有協(xié)同作用，可以強化固定細菌細胞。在4℃條件下貯存8周后，添加2% RS2與藻酸鹽混合時可以顯著提高乳酸菌的數(shù)量，而4% RS2與藻酸鹽混合時乳酸菌數(shù)量沒有顯著影響。貯存8周之后，游離培養(yǎng)基中乳酸菌和雙歧桿菌的數(shù)量比添加了RS2后微囊化培養(yǎng)基中下降的更加明顯。
微膠囊在食品運輸以及貯存過程中為益生菌創(chuàng)造一個抵抗惡劣條件的微環(huán)境，從而提高益生菌的存活率，使其在消化道內(nèi)合適的位點釋放繼而發(fā)揮有益的生理作用。如微膠囊技術(shù)可以保護乳制品中的益生菌抵抗胃腸道內(nèi)較低的酸性環(huán)境。
通常將高直鏈玉米淀粉與益生菌相結(jié)合封存到微膠囊材料里從而實現(xiàn)益生元－益生菌的共生，在微膠囊化之前將1%～2%可溶性淀粉顆粒加入到益生菌－膠體的前體里，可以更好地維持益生菌的活性。而將干燥的益生菌微囊添加到干燥食品中，如谷物制品、飲料粉，對食品的貯存也有著重要的作用。
抗性淀粉作為一種新型膳食纖維，既可以作為輔料用于食品，也可以作為原料加工利用，具有預(yù)防腸道疾病、穩(wěn)定餐后血糖、降低膽固醇、抑制脂肪堆積、促進礦物質(zhì)、維生素的吸收利用和降低胃損傷程度等生理功能，應(yīng)用在食品工業(yè)中能夠增加食品的脆性、改善色澤和降低膨脹度等，并且抗性淀粉對食物感官特性的影響較小，對保障機體健康有著積極的影響。
抗性淀粉在結(jié)腸發(fā)酵、短鏈脂肪酸的產(chǎn)生以及某些基因表達水平的調(diào)控發(fā)揮作用，但在生化和分子機制的研究還不夠明確。不同食物來源的抗性淀粉生理功能是否存在差異，以及抗性淀粉與脂類、果膠及蛋白等形成復(fù)合物的加工特性有待進一步研究。
此外，有研究表明抗性淀粉可能與減少組織學(xué)損傷和改善炎癥性腸病有關(guān)，因此，可將抗性淀粉加入到臨床治療中，使其作為一種聯(lián)合治療手段以放大治療效果，但仍需進行嚴格的臨床研究。
未來，基于消費者對于抗性淀粉的特定需求，進一步開發(fā)功能性食品，以期發(fā)掘抗性淀粉在醫(yī)藥、飼料等其他行業(yè)的潛在應(yīng)用價值。
引用文獻：
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來源：食品研發(fā)與生產(chǎn)
