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食品成分中的潜力股:抗性淀粉(Resistant Starch)
2016-05-06 15:38:27   来源:植提桥媒体   评论:0 点击:

随着经济的快速发展,人们生活水平的提高。消费者越来越重视食品的营养成分和功能,功能性食品成为21世纪食品行业发展的一个重要方向。然而,抗性淀粉作为一种新的膳食纤维已经引起的许多人的关注和研究。1982年英国生理学家Hans Englyst等在进行膳食纤维研究中,发现不溶性膳食纤维中含有淀粉成分,便将其命名为抗性淀粉(Resistant Starch),至此,引发了人们对抗性淀粉的关注和研究。1992年的时候,FAO(联合国粮农组织)根据Englyst和欧洲抗性淀粉研究协作组(EURESA)的研究,将其定义为:“健康者小肠中不吸收的淀粉及抗性淀粉的降解产物。”通俗的来说,抗性淀粉在小肠中不能被吸收并且酶解,但其在人的肠胃道结肠中可以和挥发性脂肪酸进行发酵反应。因此,抗性淀粉又称为抗酶解淀粉、难消化淀粉。

目前,研究人员根据淀粉的来源和实验结果,将RS存分为以下四类:RS1、RS2、RS3、RS4。RS1(物理包埋淀粉),指的是由于机械加工而使淀粉颗粒发生物理屏障作用,被锁定在植物细胞壁上使其不能为淀粉酶所作用,这类淀粉主要存在于谷粒和豆类中。RS2(抗性淀粉颗粒),指的是那些天然具有抗消化性的淀粉。主要存在于生的马铃薯、香蕉和高直链玉米淀粉中。其抗酶解的原因是具有致密的结构和部分结晶结构,其抗性随着糊化完成而消失。RS3(回生淀粉),指的是经过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,通过食品加工引起淀粉化学结构、聚合度和晶体构象方面等的变化形成,因而也是重要的一类抗性淀粉。回生淀粉是膳食中抗性淀粉的主要成分,这类淀粉即使经加热处理,也难以被淀粉酶类消化,因此可作为食品添加剂使用。RS3常存在于冷米饭、面包和油炸食品中。RS4(化学改性淀粉),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,如羧甲基淀粉、交联淀粉等。同时,也指种植过程中,基因改造引起的淀粉分子结构变化,如基因改造或化学方法引起的分子结构变化而产生的抗酶解淀粉部分。
RS分类的形式仍然不断变化,但是RS1和RS2或RS1和RS3常共存于一种食物中。由于RS1和RS2在加热和加工的过程中会损失掉大部分,国内外研究人员目前最感兴趣的还是RS3和RS4,可以将它们添加到食品中,提高食品的功能性。
由于“抗性淀粉”的主要生理功能是供应非常低的持久的能量,它的饱腹作用也较持久。世界卫生组织最新报告中认为,“抗性淀粉”具有调节血糖的作用。流行病学研究表明,食物中胺类等毒素在结肠中聚积,可能是结肠癌发生的一个重要原因。而淀粉消费量高的地区,结肠癌的发生率显著低于淀粉消费量低的地区,估计与“抗性淀粉”摄入量的多少有关。有研究者观察到,用含40%的“抗性淀粉”饲料喂养模型小鼠数周,小鼠的血浆胆固醇和甘油三酯可调整到正常水平。另外,“抗性淀粉”在控制体重方面也有一定作用。
从功能方面来说,抗性淀粉被视为膳食纤维,但其与膳食纤维仍有不同的方面,它对人体具有更加广泛的功能作用。抗性淀粉对人体产生作用,主要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物而发挥其生理功能。基于研究人员对其多年的研究发现,抗性淀粉主要有以下几个功能。

(1)降低餐后血糖和胰岛素应答,提高机体对胰岛素的敏感性
抗性淀粉在人体内缓慢完全吸收的特性使人们更关注其对慢性疾病,比如糖尿病、冠心病等的作用。人体在食用高抗性淀粉后,血糖的升高和血糖总量均明显低于食用其它碳水化合物,这对于改善II型糖尿病的代谢控制具有良好的作用。
 国内外许多学者开展了抗性淀粉对血糖值和胰岛素水平的影响方面进行大量研究,一致认为抗性淀粉可延缓饭后血糖浓度的升高和降低胰岛素的分泌,同时可以改善脂质的构成,从而有助于体重的控制和糖尿病的预防。
 
(2)对肠道疾病的防治作用。
抗性淀粉不容易被消化,可进入结肠,作为结肠菌群的营养源。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。其中乙酸、丙酸和丁酸的含量最高,是肠道中主要的SCFA(short-chain fatty acid)。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。同时也具有减少肠黏膜细胞的增生的作用,进而降低了患结肠癌的风险。抗性淀粉还可降低结肠及粪便的pH,肠道中pH值的降低有利于抑制腐生菌的生长。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。
 
(3)降脂减肥的作用
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,进而引发多种慢性病。然而近年来,科研人员惊喜地发现情况并非如此。抗性淀粉能降低血清中甘油三酯、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。此外,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。
 
(4)促进矿物质的吸收
尽管抗性淀粉和膳食纤维的功能类似,但是其不含有典型的抗营养分子—植酸,因此抗性淀粉可促进食物中钙、铁、镁等矿物质的消化和吸收。同时,有研究表明,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。还能够促进矿物元素钙、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。
 
由于抗性淀粉具有上述重要的生理功能,所以世界卫生组织等机构1998年联合出版的《人类营养中的碳水化合物》一书中指出:“抗性淀粉的发现和研究进展,是近年来碳水化合物与健康关系的研究中的一项重要成果”,高度评价了抗性淀粉对人类健康的重要意义。
抗性淀粉在食品应用方面具有重要的价值。抗性淀粉的特性与淀粉基本相似,但在添加到食品中后,它不会像膳食纤维那样影响食品的感官和质构。首先其颜色为白色,添加到食品中不会使食品呈现出令人讨厌的颜色。其次,其持水力低、吸水性差,适合用于焙烤食品,成为烘培食品优良的膳食纤维营养强化剂,如饼干、曲奇等。第三,由于抗性淀粉为水不溶性物质,在粘稠不透明的饮料中可用抗性淀粉来增加饮料的不透明度和悬浮度,不会产生沙粒感,也不会掩盖饮料风味。第四,抗性淀粉的添加除了可改善食品的质构特性外,还可以改善挤压食品的膨化情况,减少其他膳食纤维对食品膨化的负面影响。因此可以作为膨化食品的添加物。第五,抗性淀粉具有较好的黏度稳定性、高流变特性及低持水性,可以作为食品增稠剂使用,可用于汤料、乳制品中。因此可作为食品增稠剂。此外,抗性淀粉在通心粉和面条中的应用也十分广泛。RS可以增加通心粉和面条的耐煮性,帮助维持韧性的结构,煮后通心粉不会黏在一起。
抗性淀粉在保健食品方面的应用也不可忽视,抗性淀粉在大肠发酵产生的短链脂肪酸可有效的预防和降低便秘,痔疮和直肠癌的发生率。其可以作为功能因子的载体,制成合剂,补充日常膳食所需。此外,RS又能境地血清中的胆固醇卓平,减少肠道对脂肪的吸收,适合三高人群。也可称为爱美人士的减肥产品。
抗性淀粉在医药中的应用
抗性淀粉在医药方面也是很有潜力的。由于抗性淀粉独特的抗酶解特性,还可作为靶向缓释药物载体。它作为药物载体,即可提高药物疗效,又可降低毒副作用,在现代药物制剂技术中具有重要的意义。
作为一种食品添加剂,抗性淀粉不仅具有优良的生理功能,而且还具有独特的食品加工性能。在当今人们越来越看重健康的潮流下,RS以其白色、颗粒细、风味淡、持水力温和而成为传统膳食纤维的最佳替代物,可以改善食品的口感、质感和膨胀度。由于RS具有多种生理特性,未来发展的前景不可限量。
抗性淀粉在国外发展的非常快,美国、西欧等发达国家关于RS的研究已经步入系统化,对其生产、应用和性能均进行了大量的研究。目前国外已有多种浓缩抗性淀粉产品上市,但是总体还需要进一步完善和研究。比如,2015年推出的含抗性淀粉的食品有Enervit Protein Vanilla Shortbread、Udi's Gluten Free Whole Grain Seeded Dinner Rolls,含抗性淀粉的医药保健品有GNC Total Lean Lean Shake、UltraGlycemX by Metagenics。
对于中国来说,抗性淀粉的认识始于上世纪90年代,关于其研究也是非常稀少。因此,不管是食品领域和医药领域,我们要充分认识到抗性淀粉的巨大潜力,对其的研究还需更深入的层次,笔者认为随着研究的不断换啥呢如,必定为开发出更多关于RS的产品。
总之,作为一种新型的食品功能成分,抗性淀粉在未来将会具有更广阔的发展空间,成为食品添加剂行业耀眼的一颗星。

 

 

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