富含抗性淀粉食品对人体生理功能的影响

韩国玮（山西旅游职业学院 山西太原 030031）

近年来，随着人们物质生活水平的提高和生活方式的改变，高热量、高脂肪、高盐饮食进入了人们的生活，不合理的饮食结构亟待改善。增加食物中膳食纤维的含量，可减少能量的摄入，促进多余代谢产物的排出。虽然膳食纤维被越来越多的应用于食品行业，但存在口感和质地粗糙等问题，而抗性淀粉的出现很好地解决了这一难题。抗性淀粉又称为难消化淀粉、抗酶解淀粉，是一种在人体小肠中不能被酶解，在人体大肠通过发酵产生多种短链脂肪酸和气体而发挥生理效应的淀粉类物质。抗性淀粉作为一种安全性高的新型食品，具有来源广泛、饱腹感强、热量低、消化率低、血糖生成指数低等类似于膳食纤维的特点。但相较于膳食纤维粗糙的口感和质地，和普通淀粉口感一致的抗性淀粉更易被消费者所接受和喜爱。随着对抗性淀粉研究的深入，其独特的生理功能被人们所熟知：调节糖、脂代谢；对肠道微生物和上皮细胞有调节和保护作用；能有效控制体重；减少胆石症的发生；降低血清肌酐和尿素，并有一定的预防结直肠癌的效果。本文主要综述了抗性淀粉的分类及其代谢产物对人体生理功能的影响，旨在为后期人们对富含抗性淀粉的食品研究提供一定的参考依据。

一、抗性淀粉的分类

抗性淀粉在化学上无精确分类，目前研究学者常根据其淀粉来源和抗酶解性的不同分为5种类型：物理包埋淀粉（RS1）、抗酶解的天然淀粉颗粒（RS2）、老化回生淀粉（RS3）、化学改性淀粉（RS4）、直链淀粉－脂肪复合淀粉（RS5）。

1.物理包埋淀粉（RS1）

RS1主要是存在于轻度研磨的谷物、种子、豆类之中，可以保存天然结构，一些淀粉颗粒被包裹在植物细胞壁上或因蛋白质的隔离作用而难以被淀粉酶所接触，因而难以被消化。但是，加工时的研磨、碾碎或进食中的咀嚼等物理处理可使其屏障或隔离作用减弱或消失，当转化为可消化淀粉时其含量减少。

2.抗酶解的天然淀粉颗粒（RS2）

RS2主要存在于天然的植物如生的薯类、高直链玉米淀粉和香蕉中，其具有天然致密的结构和部分结晶结构，对淀粉酶具有高度抗性，因此难以被消化。但是，RS2稳定性较差，蒸煮、粉碎等加工方式会破坏其结构，产生糊化作用而被消化。

3.老化回生淀粉（RS3）

RS3是老化淀粉或者变性淀粉，是老化变性后的淀粉在冷却过程中淀粉颗粒重结晶而形成的凝沉淀粉聚合物。此类抗性淀粉分为RS3a和RS3b两部分，前者为凝沉的支链淀粉，后者为凝沉的直链淀粉，前者经过再加热可被淀粉酶降解，后者的抗酶性最强，即使加热也不会被破坏。RS3常存在于冷米饭、冷却的马铃薯、冷面包、玉米片中，是抗性淀粉最主要的制备方式，是被广泛应用的食品添加剂。

4.化学改性淀粉（RS4）

RS4是在淀粉分子上通过化学方法、基因改造或引入化学官能团等方式加入一些修饰基团，使淀粉分子结构发生变化而产生抗酶解部分，如乙酰基淀粉、羧甲基淀粉等。

5.直链淀粉－脂肪复合淀粉（RS5）

RS5是近年来发现的一种新型抗性淀粉，是一种高直链淀粉为原料与脂肪酸或脂肪醇形成的复合物。其具有特殊的三维螺旋结构和较好的热稳定性，不易与淀粉酶结合被分解，因此难以被消化。

二、富含抗性淀粉的食品对人体生理功能的影响

1.富含抗性淀粉的食品对人体糖代谢的影响

抗性淀粉因为其特殊的晶体结构不易被淀粉酶酶解，在人体小肠吸收比较少，因此抗性淀粉引起餐后血糖波动比较小，属于低GI值食物。一般认为：抗性淀粉具有较低的血糖生成指数和胰岛素反应，控制葡萄糖缓慢释放进入血液有助于餐后血糖的降低，增加胰岛素的敏感性及餐后饱腹感，从而利于2型糖尿病的预防和控制。研究数据表明，抗性淀粉能维持体内较高浓度的胰高血糖素样肽-1（GLP-1）和葡萄糖依赖性胰岛素多肽，而这两种物质是肠道餐后分泌的，可起到降低血糖的作用。动物试验数据也表明，抗性淀粉能降低正常及2型糖尿病小鼠的葡萄糖依赖性胰岛素多肽在空肠和回肠的表达，利于血糖平稳。因此，富含抗性淀粉的食品将有助于降低食物的总热量，延缓葡萄糖快速入血而引起的血糖骤升，对餐后血糖起到削峰填谷的作用。

2.富含抗性淀粉的食品对人体脂代谢的影响

研究发现，抗性淀粉能增加脂质的排泄，降低血中总胆固醇和甘油三酯的含量，这可能与抗性淀粉能阻止黏膜细胞上胆固醇和胆汁酸的吸收及抗性淀粉的发酵产物减少肠道胆汁酸的溶解和被动吸收有关。动物试验表明，用富含抗性淀粉的食品喂养小鼠、仓鼠、大鼠，能显著降低其血浆中总胆固醇和甘油三酯的含量，降低血液及肝脏中的脂肪含量，改善了脂质代谢。在人类的研究中也发现了类似的结果：将代谢综合征患者的普通淀粉食物换成含抗性淀粉30%的淀粉食物，结果显示，其总胆固醇下降了7.2%。因此，在饮食中增加抗性淀粉能有效地降低总胆固醇和甘油三酯，增加脂肪动员和排泄，改善脂质代谢紊乱。

3.富含抗性淀粉的食品对人体肠道菌群的影响

抗性淀粉的酶解抗性使其只有小部分在小肠吸收，大部分进入大肠发酵为短链脂肪酸如乙酸、丙酸、丁酸等和某些气体，这些成分能增大肠道粪便的体积，使粪便变得疏松易于排出，对便秘、结肠炎、盲肠炎、肠憩室病、结直肠癌等肠道疾病有预防和缓解作用。大量的实验数据显示：抗性淀粉作为益生菌的“食物”能促进肠道有益菌如双歧杆菌、乳酸杆菌等的生长、繁殖并增强其活性，抑制肠道有害菌如大肠球菌等的繁殖，平衡肠道菌群。同时，短链脂肪酸通过降低肠腔内的pH值来发挥抑制肠道内腐败菌的增殖作用，从而保护了消化道，降低了肠道炎症性疾病和癌症的发生。最新报道指出：抗性淀粉发酵后产生的短链脂肪酸以丁酸最多，丁酸可抑制肿瘤细胞生长、分化，并能诱导其凋亡，同时能抑制癌变的结肠黏膜细胞增殖，抑制亚硝胺、过氧化物等有毒产物的排出而发挥抗癌机制。有研究数据表明：对直肠上皮细胞损伤的小鼠喂食抗性淀粉，能增大粪便体积、改善肠道pH值，促进凋亡上皮细胞和毒素的排出，从而降低了患结直肠癌的风险。

4.富含抗性淀粉的食品对人体体重的影响

体内能量的蓄积是引起肥胖的主要原因，而肥胖是多种疾病的元凶。研究数据表明：抗性淀粉能有效控制体重主要表现在两个方面。一是抗性淀粉本身不含热量，且能增加饱腹感。抗性淀粉为低GI值食物，餐后2小时仍有很好的饱腹感，从而减少了能量的摄入。二是抗性淀粉能促进脂肪动员。富含抗性淀粉的食品能增加脂肪的动员，促进脂质的排泄，从而抑制了脂肪的堆积。有动物试验表明：给肥胖小鼠喂食高抗性淀粉的食物，最多可将体重减少40%左右。也有数据表明：给小鼠每增加4%的抗性淀粉，则可减少9.8 kJ的热量摄入。因此，富含抗性淀粉的食品能有效控制体重和平衡能量。

5.富含抗性淀粉的食品对人体矿物质的吸收及对胆结石的影响

抗性淀粉能提高人体矿物质钙、镁、铁、锌、硒等在回肠的吸收水平。这可能与抗性淀粉发酵产物短链脂肪酸降低肠道pH值、提高矿物质在肠道的溶解度及短链脂肪酸使盲肠壁增大增加矿物质的吸收表面积有关。有实验数据表明：添加16.4%抗性淀粉的食物，能增加人体肠道对钙、铁的吸收。

抗性淀粉降低胆石症的发生率。抗性淀粉能降低胆固醇和胆汁酸的吸收，促进脂质的排泄，降低了体内胆固醇含量，减少了胆石症的发生。实验数据表明：南非等地倾向于全谷物而非精细面粉，因此其胆石症的发生率较低，以精细面食为主的国家，胆石症的发生率较高。

6.富含抗性淀粉的食品对人体血清肌酐和尿素的影响

抗性淀粉能降低人体血清肌酐和尿素水平。其机制可能与以下几个方面有关：（1）抗性淀粉缩短了肠道内容物在肠道停留的时间，减轻了肾小球重吸收的负担。（2）增加粪便中氮的排出量。在抗性淀粉发酵产生的低pH值的环境下，增加血中弥散开来的尿素与肠道尿素分解酶的结合，使其最终随粪便排出体外。（3）增加肠道尿素转运蛋白，促进肠道微生物对尿素的利用，减少门静脉回流的尿素总量，降低肾小球的重吸收，减轻其负荷。有实验数据显示：给46名需要定期血液透析的肾病患者补充高直链玉米淀粉后，其血清肌酐及尿素均降低，且摄入耐受性良好。也有研究表明：分别给予慢性肾病的小鼠支链淀粉和玉米直链淀粉3周后，给予玉米直链淀粉的小鼠肌酐清除率升高，肾小球损伤、肾炎等情况显著改善，而给予支链淀粉的小鼠则无上述变化。因此，富含抗性淀粉的食品能降低人体血清肌酐和尿素水平，对肾炎、慢性肾病等有一定的预防和缓解作用。

三、抗性淀粉在食品中的应用

抗性淀粉是一类品质优良的食品原料，其不仅有独特的生理功能，且其持水性低、热量低、口感细腻，添加后能提高食品的脆度、膨胀性等感官品质。因此，抗性淀粉可适量添加在食品中，制成不同特色的风味食品和功能食品。

1.抗性淀粉在面类食品中的应用

抗性淀粉添加在面包中，不仅强化了面包的膳食纤维部分，而且增加了面包的弹性、均匀性，使其体积变大，口感更好，色泽变化在可接受范围内，易被消费者所接受；抗性淀粉添加在面条中可增加其韧性避免煮后出现粘连影响口感，且营养价值提升。

2.抗性淀粉在烘焙食品中的应用

抗性淀粉添加在蛋糕、饼干等烘烤食品中。不仅作为膳食纤维的强化剂，而且可以作为一种结构改良剂赋予食品柔软性、疏松度且使其色泽明亮。

3.抗性淀粉在膨化食品中的应用

抗性淀粉应用于膨化食品中可改良食品的结构，提高膨化系数和食品脆性。加入抗性淀粉的膨化食品通过牛奶的浸泡即使变软也不会因吸水而崩解。

4.抗性淀粉在饮料中的应用

因抗性淀粉的低持水性，黏度稳定性和不溶水性，可作为增稠剂添加在饮料中，其可增加饮料的不透明度和悬浮度，且不会掩盖饮料原有的风味。同时，抗性淀粉可作为菌体保护剂添加在酸奶中，其作为益生元可明显增加菌体数量和存活率。

四、小结

随着人们生活水平的提高，人们对健康饮食的关注度越来越高。抗性淀粉具有一定保健功能，在改善人体糖、脂代谢，控制体重，调节肠道菌群，预防结直肠癌等方面能发挥重要作用。目前，抗性淀粉已广泛应用于面制品、膨化食品、焙烤食品和饮料中，成为国内外食品研究的重要领域。