吴殿星：高抗性淀粉稻米防治慢性病研究进展

高抗性淀粉稻米防治慢性病研究进展曾亚文1,杨树明1,杜娟1,吴殿星2,普晓英1,房亚南3（1云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，昆明650205;2浙江大学核农所IAEA合作中心, 杭州310029;3昆明田康科技有限公司，昆明650231)摘要：本文综述了防治慢性病尤其是糖尿病的研究进展，着重强调了高抗性淀粉稻米新品种选育及其防治慢性病尤其是糖尿病的作用,为高抗性淀粉稻米产业化奠定基础。

关键词:抗性淀粉;慢性病;功能稻米;研究进展抗性淀粉是近年来国际上新兴的食品研究领域; “抗性淀粉”由Englyst等(1982)首次描述为体外抵抗 -淀粉酶和支链淀粉酶水解的一部分淀粉。

1992年FAO(世界粮农组织)将其定义为“不被健康人体小肠吸收的淀粉及其降解物的总称”。

联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)1998年联合出版的《人类营养中的碳水化合物专家论坛》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研究中的一项重要成果”。

目前,抗性淀粉已成为国内外营养专家和功能食品专家的研究热点[1]。

1 抗性淀粉的生理功能抗性淀粉不能被小肠消化吸收和提供葡萄糖，但在大肠中能部分被肠道微生物菌群发酵，产生多种短链脂肪酸，改善肠道环境;抗性淀粉热量极低，作为低热量添加到食物中起到与膳食纤维相似的生理功能；更为重要的是，抗性淀粉还具有调节血糖、防止心脑血管疾病、预防结肠直肠癌的作用，故抗性淀粉有着比膳食纤维更为广泛的保健意义[2]。

因此抗性淀粉具有许多重要生理功能: (1) 对糖代谢的影响即控制餐后血糖及防止糖尿病抗性淀粉控制餐后血糖及防止糖尿病早已被医药学界和营养学家所公认；高抗性淀粉饮食具有吸收慢、明显降低餐后血糖和胰岛素分泌,增加胰岛素敏感性、饱腹感和预防慢性病的发生，减少餐后组织负荷,这对II型糖尿病患者可起延缓餐后血糖上升，控制糖尿病病情的作用[3]。

RS3食品降低餐后血糖和改善II型糖尿病起了重要作用；裸大麦Himalaya 292含有更高的RS和低的血糖生成指数，可促进人体健康[1]。

葛根抗性淀粉膳食对动物餐后血糖具有削峰填谷的调节作用，适当抗性淀粉含量的膳食有利于动物血糖值的控制，长期饲喂可以延缓及改善动物模型血糖值升高、体重下降等Ⅱ型糖尿病症状[4]。

(2)对脂代谢的影响即降胆固醇作用和控制体重RS降胆固醇作用已被广泛证实。

以25%RS(生马铃薯)为小鼠食物明显提高盲肠中短链脂肪酸(SCFA)含量及其吸收,降低血浆胆固醇和甘油三酸酯；9.7%RS的木薯淀粉降低胆固醇和改善心血管疾病；膳食中碳水化合物含5.4%的RS能显著增加餐后脂质氧化,长期食用降低脂肪堆积；抗性淀粉降低了脂肪组织而不是肌肉组织中脂肪的形成[5]，降低血及肝中的脂肪含量,能预防脂肪肝的形成。

长期以RS为主食使老鼠白脂肪变薄和防止体重增加[6]。

直链淀粉重结晶营养特性有利于增加抗性淀粉防止糖尿病、高血脂和肥胖等[7]。

(3) 有利于肠道健康和预防便秘、痔疮及结肠癌抗性淀粉在大肠中充当益生菌微生物的培养基,被细菌发酵分解，产物主要是一些气体和短链脂肪酸。

气体能使粪便变得疏松,有利于预防便秘、盲肠炎、痔疮、肠憩室病、肛门至直肠机能失调等肠道疾病。

老鼠食用熟红肉比白肉更易引起肠内单链和双链DNA损伤，饮食中RS通过增加丁酸对其损伤起保护作用[8]，短链脂肪酸主要是丁酸、丙酸、乙酸等，其中丁酸与直肠癌的防治密切相关，改变某些致癌基因或它们产物的表达，诱导肿瘤细胞凋亡,阻止结肠DNA损伤[9];乙酸会阻止癌细胞的生长,防止直肠癌的发生,促进双歧杆菌增殖,改善肠道微环境。

抗性淀粉和双歧杆菌能促进致癌剂引起的小鼠结肠损伤细胞凋亡[10]。

(4) 降低患胆结石的频率稻米和麦面可消化淀粉通过胰岛素及其大量分泌物刺激胆固醇合成导致胆结石;整粒食用为主的印度南部比面粉消费为主的印度北部胆结石发病率低。

显然，美国、欧洲和澳大利亚RS日常消费为印度和中国(高淀粉食物消费群体)的2~4倍,但患胆结石频率明显较低,揭示了这些国家胆结石案例数量的差异[11]。

(5) 促进矿物质的吸收16.4%抗性淀粉的膳食与完全消化淀粉对比肠中明显增加Ca,Fe和Zn的吸收；增加小肠中不吸收锌流入盲肠,发酵产生的低pH 值促进了锌生物利用率的增加[12]。

(6) 作为膳食纤维的成分RS生理上类似膳食纤维,但呈现明显的缓慢消化特性和被用于缓慢释放葡萄糖的媒介；RS类似可溶纤维素瓜尔胶,防止肿瘤发生,减少血清胆固醇和甘油三酸脂[7]。

(7) 抗消化及降低食物的热效应RS通过增加脂质排泄减少热量摄取、减低食物的热效应和小肠中不消化吸收的持久饱腹作用，达到节食瘦身对体重的控制[2]。

故而对肥男胖女特别适宜。

2 高抗性淀粉稻米新品种选育及其防治慢性病研究进展2.1 高RS稻米新品种选育鉴于抗性淀粉具有“控制餐后血糖及防止糖尿病、降血脂和控制体重、有利于肠道健康、抗消化及降低食物的热效应、促进锌钙镁离子的吸收”等重要生理功能；代谢综合症是指病人的腹部肥胖、2型糖尿病、高血压、高血脂、高尿酸血症、微量清蛋白尿等病理现象,RS通过降低餐后血糖、血清胆固醇、三酰甘油和增强胰岛素敏感性来防治代谢综合症;预示着抗性淀粉可以预防代谢综合征的发生,减少餐后的组织负荷[13]。

因此高抗性淀粉稻米防止人类慢性病研究利用已成稻作研究的新兴领域。

普通大米中抗性淀粉含量一般低于1%，市售优质大米含量为0.1%~0.5%。

目前,国际上已创新种质籼稻RS111(7.54%)和AE(8.25%)的抗性淀粉来源有差异,前者以直链淀粉为主而后者支链淀粉占很大比例[14]。

浙江大学对我国常规籼稻、粳稻和杂交水稻等200 以上不同类型水稻品种热米饭中RS 含量测定显示,绝大多数品种稻米RS含量均在1%左右,极个别水稻品种RS含量接近3%[15]。

浙江大学在建立高效间接富含RS稻米筛选技术的基础上,培育了首个高RS早籼稻突变新品种…浙辐201‟,并以我国主推杂交水稻恢复系R7954 为起始材料,经航天搭载诱变,筛选创造了富含RS的突变体RS111;其热米饭中RS的含量是一般普通品种的3~5倍;采取优化蒸煮方式,其热米饭中RS含量可高达10%[16];沈伟桥等(2006) [17]选育出的“浙辐201”抗性淀粉含量(3.6%)为普通稻米(金早47为0.4%,嘉早312和越糯1号均为0.1%)的9~36倍。

云南省农业科学院生物所与浙江大学共同担的省院省校合作项目“功能稻米产业化关键技术研究与示范”中已选育出了米饭抗性淀粉含量高达10％以上功能型水稻1个(功米3号)和抗性淀粉含量为5%以上共5个品种系；发现云南生产中推广的“丽粳6号”抗性淀粉含量相对较高为1.61%。

浙江大学等单位以主栽水稻品种为材料，运用生物技术和核技术相结合的方法，在国际上率先创造了系列高抗性淀粉含量的新种质，从中培育了抗性淀粉含量高达以8％上的系列功能型水稻;2006年“高抗性淀粉水稻资源创新与特性研究”(浙科鉴字[2006]第1073号)通过浙江省科技厅组织的科技鉴定，达国际领先水平；2007年将系列高抗性淀粉稻米命名为“宜糖”米。

双亲Wx基因第一内含子+1bp位为G/G组合“Ⅱ-32/RS111”F2:3株系中RM72和RM547与抗性淀粉和直链淀粉关系密切；T/G组合“宜香B/RS111” F2:3株系中RM72和RM547连锁位于第8染色体,RM217和RM225连锁位于第6染色体[18]。

2.2 高抗性淀粉稻米防治慢性病研究进展中国传统的“药食同源”先进理念在防治慢性病方面起了重要作用。

糖代谢、脂代谢紊乱和胰岛素抵抗是代谢综合征的主要诱因,通过发挥抗性淀粉的生理学特性可改善糖脂代谢,减轻体重,增强胰岛素的敏感性可防治代谢综合征和慢性病[13]。

饮食疗法被世界卫生组织和国际糖尿病联盟列为防止糖尿病的标本兼治方法;高抗性淀粉具有许多重要生理功能: (1) 高抗性淀粉稻米控制餐后血糖及防治糖尿病美国用大米加工出改性淀粉Ricemic产品有效改善糖负荷,成为一种糖尿病患者的新食品[19]；金健米业“小背篓”鲜湿米粉抗性淀粉含量5%~10%。

浙江大学长达2年防治糖尿病食疗试验，证实了抗性淀粉含量为8%~10%的“宜糖米”对增加饱腹感、节制饮食和控制血糖指数功效显著，逐步停吃阻断消化药物。

近期云南省农科院生物所防治糖尿病食疗试验证实米饭抗性淀粉含量10%~12%的“功米3号”对增加饱腹感、控制血糖指数、防治肠道疾病和节制饮食功效显著。

(2) 高抗性淀粉稻米降血脂和控制体重就全球半数以上人口稳定食物论,日常食用热米饭高抗性淀粉对防止糖尿病和降血脂的影响引起了特别的兴趣。

用大米抗性淀粉饲喂大鼠试验证实,高抗性淀粉大米在控制体重、改善脂质构成、降低血浆胆固醇和甘油三酯、预防脂肪肝等方面功效显著[20]；高抗性淀粉稻米可显著降低血浆总脂肪、胆固醇和控制糖尿病，对免疫球蛋白G和C均无影响[21]。

近期课题组食疗评价显示“适糖米”(抗性淀粉10%~12%)对降血脂和控制体重有一定功效。

(3) 高抗性淀粉稻米改善肠道健康和预防结肠癌抗性淀粉大米作基质加入法,被WHO推荐治疗婴幼儿腹泻的基本方法[22]。

近期课题组食疗评价显示“宜糖米”(抗性淀粉8%~10%)和“适糖米”(抗性淀粉10%~12%)对防止便秘、肠炎和痔疮等肠道疾病功效显著。

总之,糖代谢、脂代谢紊乱和胰岛素抵抗是代谢综合征产生的主要诱因, RS 通过发挥其潜在的生理学特性可以有效地改善糖脂代谢,减轻体重,增强胰岛素的敏感性,达到防治代谢综合征和慢性病的目的[13]。

饮食结构不合理等导致高血糖、高血压、高血脂、糖尿病、肾脏病、癌症、肥胖和骨质疏松等全球慢性病相当普遍;药物疗法长期用药易产生药物依赖及副作用大等缺点，给患者带来极大的心理和经济压力。

中国传统的“药食同源”先进理念在防治慢性病方面起了重要作用。

功能稻米是兼有营养和调节人体生理活动功能,不以治疗疾病为目的适宜特定人群的稻米;通过研究和开发活性多糖(如高抗性淀粉)、功能氨基酸(如γ-氨基丁酸)、功能蛋白质(低谷蛋白等)、功能维生素( -胡萝卜素)、矿质元素(钙、铁、锌和硒等)、黄酮类化合物等功能稻米[23]，通过日常食用功能稻米尤其是高抗性淀粉稻米防止慢性病是一条经济有效的解决途径。

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