抗性淀粉介绍
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收稿日期:2023-09-07基金项目:国家自然科学基金面上项目(32172545);海南省自然科学基金高层次人才项目(321RC636);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项“揭榜挂帅”项目(1630052022007);国家现代农业(香蕉)产业技术体系品种改良岗位科学家项目(CARS-31-03);热带作物生物育种全国重点实验室项目(NKLTCB202301)和中国热带农业科学院“热科优青”人才项目作者简介:苗红霞(1982—),女,博士,研究员,研究方向为果实品质形成与调控机理,E-mail:miaohongxia @通信作者:刘菊华(1970-),女,博士,研究员,研究方向为香蕉遗传改良,E-mail:*****************.cn广东农业科学2023,50(11):1-16Guangdong Agricultural SciencesDOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.11.001苗红霞,孙佩光,金志强,贾彩红,张建斌,刘菊华. 香蕉抗性淀粉研究进展[J]. 广东农业科学,2023,50(11):1-16.香蕉抗性淀粉研究进展苗红霞1,2,孙佩光1,2,金志强1,2,贾彩红1,2,张建斌1,2,刘菊华1,2(1. 热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海南 海口 571101;2. 中国热带农业科学院三亚研究院,海南 三亚 572025)摘 要:抗性淀粉(Resistant starch, RS)是指在120 min 内不能被健康人体小肠消化和吸收、但在大肠中能够被发酵的淀粉及其淀粉降解物的总称,具有预防糖尿病、改善肠道微环境、降血糖、降血脂和减肥等多种保健作用,引起农业、食品和医药等领域学者的极大兴趣,已成为作物营养品质改良、健康食品研发的热点内容之一。
依据其化学结构、来源和性质不同,RS 共分为RS 1、RS 2、RS 3、RS 4和RS 5等5种类型。
食品成分抗性淀粉检测众所周知,碳水化合物又称多糖,人们食用碳水化合物后要在体内被胃酸及酶消化铃解为单糖一一一葡萄糖以后才能吸收并进入血液,抗性淀粉由于消化吸收慢,食用后不致使血糖升高过快,也就是可以调节血糖水平,因此成为一种功能性淀粉,特别适宜糖尿病患者食用,食用抗性淀粉后不容易饥饿,有助于糖尿病人维持正常的血糖,减少饥饿感〔特别是午夜〕。
抗性淀粉存在于某些天然食品中,如马铃薯、香蕉、大米等都含有抗性淀粉,特别是高直链淀粉的玉米淀粉(highamylosecornstarch)含抗性淀粉高达60%。
抗性淀粉也可通过某些加工方法提高其含量,如将原淀粉加热使其糊化并迅速冷却,则此糊液产生老化,或将淀粉制品在冰箱内贮存,都可增加抗性淀粉含量;还可添加脂肪使淀粉变性以增加抗性淀粉含量,因脂肪可使淀粉分子。
淀粉分三类:(1)物理包埋淀粉、如部分碾磨过的谷类、种子或外皮破裂后,淀粉才溢出;(2)抗性淀粉颗粒,如青香蕉、未煮过的土豆、豌豆等;(3)已老化的淀粉。
食物中抗性淀粉含量最高的是工业制造纯抗性淀粉〔含量72.6%〕、高直链玉米淀粉〔含68.8%〕、生土豆淀粉(含量64.926)、青香蕉(含量57c>6),含量大于15%的还有生豆、直链玉米淀粉、老化后的直链淀粉等,未经加工过的小麦粒筹。
内部的螺旋结构凝固而趋于稳定,可抵抗酶的侵蚀。
抗性淀粉优点:1、抗性淀粉可抵抗酶的分解,在体内释放葡萄糖缓慢,具有较低的胰岛素反应,可控制血糖平衡,减少饥饿感,特别适宜糖尿病患者食用;2、抗性淀粉具有可溶性食用纤维的功能,食后可增加排便量,减少便秘,减少结肠癌的危险;3、抗性淀粉可减少血胆固醇和三甘油脂的量,因食用抗性淀粉后排泄物中胆固醇和三甘油脂的量增加,因而具有一定的减肥作用;4、抗性淀粉可以增值,据资料介绍,玉米原淀粉20美分/磅,制成功能性抗性淀粉作为食物配分,价格可提高至2.5美元/磅,价值增加10倍。
抗性淀粉分类:一般将其分为四类:即RSI,RS2,RS3,RS4RSI物理包埋淀粉,指那些因细胞壁的屏障作用或蛋白质的隔离作用而不能被淀粉酶接近的淀粉。
抗性淀粉在食品中的应用及功效研究进展 作者:张志龙 来源:《现代食品》 2017年第7期
摘 要:抗性淀粉是一种能够产生多种功效的膳食纤维,应用在多种食品中,开发出具有多重功效的食品。本文从抗性淀粉的种类出发,分析抗性淀粉在食品中的应用,提出几种抗性淀粉在食品中应用的功效。
关键词:抗性淀粉;食品应用;功效研究 随着经济水平和生活水平不断提高,人们饮食习惯发生改变,目前食品市场中存在着很多缺乏膳食纤维的食品,让人们健康受到极大影响,越来越多人们出现三高症状,解决这一现象的根本方式是提高食品中膳食纤维的含量。
1 抗性淀粉的种类 1.1 回生淀粉 回生淀粉又称老化淀粉,指已经被分解的淀粉在冷却过程中重新生成凝沉聚合物,回生淀粉主要存在于凉米饭、薯片和冷面包中,回生淀粉具有良好的结构稳定性,常常应用在食品添加剂中。
1.2 物理性质的包埋淀粉 物理性质的包埋淀粉主要存在于不完整的谷类作物中,这时谷类作物的天然淀粉颗粒还在,但是这些淀粉颗粒由于谷类作物的不完整性,受到细胞壁和蛋白质的阻碍,难以与酶接触,导致典范颗粒不容易被吸收。但是外界一些行为和因素能够改善这一局面,如食品加工和生物咀嚼,这些物理行为可以降低物理性质的包埋淀粉的含量[1]。
1.3 抗性淀粉颗粒 抗性淀粉颗粒指具有天然结构的淀粉,主要存在于马铃薯这种具有较高淀粉含量的食物中,具有一定抗消化性,但是这种抗消化性会随着食物加工而弱化,甚至消失。
1.4 脂肪复合淀粉 脂肪复合物含量和结构取决于脂肪复合淀粉的来源植物,脂肪复合淀粉在加工和烹饪过程中不容易膨胀,将降低淀粉酶进入到脂肪复合淀粉中的效率,减少淀粉水解现象的发生。
1.5 化学改性淀粉 化学改性淀粉指经过加工之后发生一些化学反应,改变原有结构,或是抗性淀粉中加入一些化学官能团,进而改变淀粉的抗酶部分,此类淀粉的结构比较稳定。
2 抗性淀粉在食品中的应用 2.1 面条制作中的应用 面条是人们生活中一种经常食用的食物,淀粉含量较高,高品量的面条不但具有较高的营养价值,还要在烹饪时间、吸水程度上优于其他面条。在面条中添加抗性淀粉颗粒能够提高面条亮度,让面条变得更加柔软,同时也能降低面条消化性,但是这些改变并不影响面条的口感、韧性、咀嚼性和硬度等,也就是说在面条中添加抗性淀粉并不影响面条的口感。如青香焦面粉中的抗性淀粉含量高达45.7%,在众多面粉种类中属于营养价值较高的面粉,具有极高的应用价值和意义,是一个具有发展潜力的新型面粉品种,如果在制作方便面面饼的面粉中添加10% 的青香焦面粉,面团结构将会发生变化,但是这种结构的变化不会降低方便面的弹性和口感。
9种减肥“超级食物”抗性淀粉提高代谢
当听到“超级食物”的时候,通常会联想到那些国外才有的食物或者很难获得的提取物等等,比如巴西莓浆果,海带宽面这些。
实际上,超级食物没有想象的那么难以企及。
想一下“小身材大营养”的扁豆,还有含有奇迹般完美蛋白质的鸡蛋,除却它们的高营养价值特点,这些食物还有成为“超级食物”的其他理由:有助于控制体重。
扁豆能够提高身体能量代谢速度,鸡蛋则能增强饱腹感。
下面为你介绍10种含有跑者所需营养素的超级食物,并能促进新陈代谢、增强饱腹感。
★【大豆】
除富含能够增强饱腹感的膳食纤维和蛋白质以外,大豆还含有另外一种有助于控制体重的重要成分:抗性淀粉。
这种成分(抗性淀粉,一种在小肠中无法被酶解的淀粉,在体内消化缓慢)含量高的食物,通常需要动员身体额外的能量去分解消化。
美国科罗拉多州大学的研究人员发现成年人摄取含有抗性淀粉的一餐后,表现出较高的餐后能量代谢率。
此外,抗性淀粉还可能有助
于控制食欲。
获取益处:将豆沙与蒜汁和适量油调拌后,用来蘸食蔬菜。
抗性淀粉营养特性及生物学作用的研究进展郭秀兰;唐仁勇;刘达玉;苟兴华;王卫【摘要】抗性淀粉( Resistant Starch,RS)是健康人体小肠中不吸收的淀粉及其降解产物,进入后肠可发酵产生多种短链脂肪酸.近年来研究表明RS可降低糖尿病、结直肠癌、肥胖等慢性病的发病风险.本文就RS对肠道健康、血脂和血糖水平以及矿物元素吸收等方面的改善作用及其可能的机制作一综述.【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2011(032)010【总页数】5页(P165-169)【关键词】抗性淀粉:短链脂肪酸;生物学作用【作者】郭秀兰;唐仁勇;刘达玉;苟兴华;王卫【作者单位】成都大学肉类加工四川省重点实验室,四川成都610106;成都大学肉类加工四川省重点实验室,四川成都610106;成都大学生物产业学院,四川成都610106;成都大学肉类加工四川省重点实验室,四川成都610106;成都大学肉类加工四川省重点实验室,四川成都610106;成都大学肉类加工四川省重点实验室,四川成都610106【正文语种】中文近年来,研究表明抗性淀粉(Resistant Starch,RS)可降低糖尿病、结直肠癌、肥胖等慢性病的发病风险,此现象引起了营养学家、医学家和食品工作者的广泛关注。
RS是健康者小肠中不吸收的淀粉及其降解产物[1]。
RS不能在小肠消化吸收和提供葡萄糖,可直接进入大肠被生理性细菌发酵,产生多种短链脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸等)和气体。
RS是无异味、持水性低、多孔性白色粉末,具有优良的食品加工性能,作为食品的功能性营养成分,广泛应用于食品加工。
RS可促进有益微生物群的生长,降低肠道的pH值,增强肠道对多种矿物质的吸收,促进肠道健康,并可潜在地预防结直肠癌;RS对降低血液中胆固醇、甘油三酯和血糖的含量有一定的积极作用。
本文就RS的分类、营养特性和生物学功能作一介绍。
1 抗性淀粉的分类抗性淀粉至今尚无化学上的精确分类,目前大多根据淀粉的来源和人体试验的结果,把抗性淀粉分为4种类型:(1)RS1(物理包埋淀粉,Physically Trapped Starch),指那些因细胞壁的屏障作用或蛋白质的隔离作用而不能被淀粉酶接近的淀粉,主要存在于完整或部分碾磨的谷粒、豆粒、麦粒中。
Liang Shi Jia Gong抗性淀粉的制备研究逬展1◎刘佳2曾英男李瑞周家旭刘奕含3摘要:抗性淀粉是一种不被小肠消化吸收,在食用120min后可到达结肠被结肠中的微生物菌群分解发酵,继而发挥有益的生理作用的淀粉。
由于抗性淀粉在人体内的消化速度较慢,食用后能够减缓血糖的升高,因此抗性淀粉具有预防肠道疾病、控制体重、降低血糖等方面的生理功能。
本文主要介绍了抗性淀粉的分类及制备方法,又对抗性淀粉的功能、在食品中的应用进行了总结,对抗性淀粉的未来发展和应用进行展望,为抗性淀粉相关产品的研发提供建议。
关键词:抗性淀粉制备方法生理功能近年以来,随着人们生活水平的提高以及膳食结构的改变,导致“三高”、糖尿病等与饮食相关疾病的发生率逐渐增加。
因此,如何在饮食中做到抗糖和降糖,已经成为了越来越多的研究者所关注的热点问题。
淀粉作为食品工业中的重要基础原料,它属于高GI型(Glycemic Index,GI)食品,在体内消化速率较快并会导致餐后血糖快速升高,导致肥胖、高血糖等一系列慢性疾病。
淀粉具有提高食品加工性能,对食品口感和质构的调整效果往往是其他食品原料所不能替代的。
因此,需要通过对其进行改性处理来改善其消化吸收速度,抗性淀粉属于低GI的改性淀粉,可降低人体胰岛素分泌,减少热量产生及脂肪的形成。
根据淀粉能否在小肠内被完全消化分解生成应用葡萄糖,以及在小肠内吸收的速率将淀粉分成三种类型,一是快消化淀粉,指在小肠中20min内能够被消化吸收的淀粉;二是慢消化淀粉,指在小肠中20-120min才能够被完全消化吸收的淀粉;三是抗性淀粉,指不能在小肠中被消化吸收,但120min后可到达结肠被结肠中的微生物菌群分解发酵,继而发挥有益的生理作用的淀粉。
根据淀粉抗酶降解的机制,Dupuis等人[1]又将抗性淀粉(Resistant Starch,RS)分为5类:物理包埋淀粉、天然抗性淀粉颗粒、回生淀粉、化学改性淀粉以及直链淀粉——脂质复合物。
抗性淀粉研究进展抗性淀粉研究进展摘要:抗性淀粉是膳⾷纤维的⼀种,对于⼈体健康具有重要的⾷⽤价值和保健作⽤。
本⽂就抗性淀粉的分类、制备⽅法、对⼈体的⽣理功能、及其在⾷品中的应⽤进⾏综述。
关键词:抗性淀粉;⽣理功能;⾷品应⽤抗性淀粉(resistant starch,RS)是膳⾷纤维的⼀种,是⼈类⼩肠内不能消化吸收,但能在结肠发酵的淀粉及其分解产物[1]。
1982年,英国⽣理学家Englyst发现并⾮所有淀粉都能被α-淀粉酶⽔解,由此提出抗性淀粉这⼀概念[2]。
因为抗性淀粉在⼩肠内不被消化吸收,⽽是进⼊结肠被肠道微⽣物利⽤发酵产⽣短链脂肪酸再被吸收,有利于其能量缓慢释放,此外,还能产⽣⼆氧化碳、甲烷等⽓体维持结肠良好的微⽣态环境,有研究发现短链脂肪酸还能降低⼈体的胆固醇,这些功能都改善了⼈体健康。
抗性淀粉的热量较低,热值⼀般不超过10.0-10.5KJ/g[3],具有膳⾷纤维的功能特性,但在⾷品加⼯能克服膳⾷纤维的某些缺点,改善⾷品品质。
⽬前,⼈们已经将抗性淀粉应⽤在⾯条、饼⼲、酸奶等⾷品中。
本⽂主要从抗性淀粉的分类、制作⽅法、健康特性、⾷品应⽤⽅⾯进⾏阐述。
1 抗性淀粉的分类普通淀粉的形状为圆形或椭圆形轮廓,光滑平整;抗性淀粉为不规则的碎⽯状,表⾯鳞状起伏[4]。
⾼直连淀粉(如⽟⽶、⼤麦)是RS的主要来源,⼀般来说,直链淀粉与⽀链淀粉的⽐例⽐值越⼤,抗性淀粉的含量越⾼[5]。
此外,抗性淀粉的颗粒⼤,因其体⾯积⽐⼤,与酶接触机会⼩,⽔解速度慢。
宾⽯⽟[2]等的研究测定⾼直连⽟⽶淀粉、⽟⽶、早籼稻糙⽶、糯⽶的抗性淀粉的含量分别为44.98%、3.89%、1.52%和0。
1.1 物理包埋淀粉(RS1)因淀粉包埋在⾷物基质(蛋⽩质、细胞壁等)中,这种物理结构阻碍了淀粉与淀粉酶的接触⽽阻碍淀粉的消化,⼀般通过碾磨、破碎等⼿段可破坏包埋体系⽽转变为易消化淀粉。
典型代表:⾕粒、种⼦、⾖类。
1.2 抗性淀粉颗粒(RS2)主要存在⽔分含量较低的天然淀粉颗粒中,由于淀粉颗粒结构排列规律,晶体结构表⾯致密使得淀粉酶不易作⽤,从⽽对淀粉酶产⽣抗性,可通过热处理如蒸煮使其糊化失去抗性。
抗 性 淀 粉
(Resistant Starch)
赵从伟
(甘肃天景祥淀粉有限公司)
摘要:
淀粉可以按营养功能划分成三大类――快速消化淀粉(RDS),缓慢消化淀粉(SDS) 和抗性淀粉(RS)。
抗性淀粉的定义是:健康者小肠中不吸收
的淀粉及降解物。
抗性淀粉可以分成四大类。
1.物理结构上包埋淀粉(Physically Inaccessible Starch) 2.原(精)淀粉(Native Starch) 3.回生淀粉(Retrograded or Crystalline non-granular Starch) 4.化
学变性淀粉(Chemically Modified Starch)。
抗性淀粉在国外已经大量生
产和应用到各种食品里。
如何能在食品中添加高量抗性淀粉又能保持食品
的原有风味和质量是目前研发主要的方向。
随着经济的不断改善,发达国家的人民在饮食方面的要求趋势已经从
增加营养,吸收得更好,进步到如何利用饮食来改进身体健康,减小或者
避免一些所谓的“富贵病”。
例如肥胖,高血脂,肠癌等等。
近年,营养
学家除了在注重维他命方面的工作以外,也加强了对碳水化合物的研究。
尤其是纤维素和抗性淀粉。
纤维素或者“膳食纤维”有水溶性和非水溶性两种。
它对人体的某些慢性非传染性疾病起着预防和保健的作用。
淀粉的
营养价值多年来一直被定位在提供能源的位置上。
直到八零年代,澳大利
亚Topping根据医药卫生统计数字发觉以大米为主食的东方国家消费者患
肠癌的机率比其它发达国家为低。
他认为这个现象是与大米里面的淀粉有关。
这个结论引起很多营养学家的关注。
1982年英国科学家Englyst等把这部分有关的淀粉命名为抗性淀粉(Resistant Starch)。
其实比较科学
和适当的中文翻译名称应该是“抗酶化淀粉”。
因为这种特有的淀粉从食
品进到小肠里以后,不被小肠里的淀粉酶消化吸收,在进入大肠后给细菌
发酵成为短链脂肪酸,氢气和甲烷。
从生理营养的角度来看淀粉的作用,
它可以按血糖指数分成三大类。
1.快速消化淀粉(RDS) 2.缓慢消化淀粉(SDS) 3.抗酶化(抗性)淀粉(RS)。
第一和第二类淀粉主要是完全糊化
和大部分已经糊化的淀粉。
因此它可以很容易给酶转化为葡萄糖吸收到血
液里。
第三类的淀粉主要是不糊化的淀粉。
它包括1.物理结构上被包埋的原淀粉 2.原淀粉 3.回生淀粉 4.化学变性淀粉。
含有这类淀粉的食
品进到小肠后,不可以酶化成葡萄糖被吸收,因此不增加血糖。
所以“抗
酶化淀粉”有很多的生理功能益处。
除了对糖尿病患者有调节血糖指数(GI)
的功能外,根据很多的科研成果,它能增快人体脂肪的消耗量,有瘦身减肥的效果。
“抗酶化淀粉”进入到大肠以后,能增加有益细菌的数量,给细菌发酵后产生的短链脂肪酸对大肠生理健康有很多好处。
除了可以中和食物中的胺类等毒素以外,其中的丁酸有防肠癌的功能。
“抗酶化淀粉”除了受都营养学家的关注以外,食品工业和淀粉供应产家也看到是一个好的商业机会。
如何能大量生产“抗酶化淀粉”是九十年代发展的方向。
粗粮里的淀粉因为被包埋在植物细胞壁的结构中,不能酶化,所以含有一部分的“抗酶化淀粉”。
例如各种的五谷的磨粉。
一些原淀粉也含有大量的“抗酶化淀粉”,例如马铃薯和香蕉淀粉。
用原淀粉来提供食品中的“抗酶化淀粉”份量有一个很大的缺点,就是食品加工以后,大部分的“抗酶化淀粉”会损失掉。
因此开发一种能在食品加工以后仍然保持高量“抗酶化淀粉”的原料是淀粉厂研发主要的任务。
在九零年代中期,国民淀粉公司(National Starch & Chemicals Co.)开发了第一代的“抗酶化淀粉”Novelose 330,它是利用高直链玉米原淀粉加上酶法转化后生产“回生淀粉”(Retrograded Starch),这种产品在苛刻食品加工条件下仍能保持“抗酶化淀粉”的高含量。
在同一期间,噢塔(Opta Foods Co.)也开发类似的产品Crystalean. 它的特性与Novelose 330很相近。
美国农业部南部研究中心利用大米也开发一种产品Ricemic.适合在某些食品生产用。
可是它在苛刻加工条件下,大量的“抗酶化淀粉”受到破坏。
因此有它的局限性。
目前来说,它还未有大量生产。
第二代的”抗酶化淀粉”也是利用高直链玉米淀粉,在适当的温度和水份条件下经过一段时间的处理后可以达到含有60-70%的“抗酶化淀粉” Novelose 260. 在澳大利亚也有类似的产品Hi-Maize (Starch Australasia Ltd)。
现在Hi-Maize已经合併到国民淀粉公司里去。
九十年代末,美国肯撒斯州立大学用化学变性方法研究生产第三代的“抗酶化淀粉”。
利用不同的原淀粉和不同化学改性条件,可以控制“抗酶化淀粉”的含量,能把含量提高到90%以上。
后来学院把它的生产专利权转让给MGP Ingredients,Inc.生产Fiberstar70和80两种产品。
最近MGP与嘉吉(Cargill)合作,共同生产Fibersym HA.
在食品方面,“抗酶化淀粉”已经广泛应用到各种食品里,其中包括低热量食品,高纤维面包,悠闲食品,运动健康食品,面條,意大利面食,焙烘食品等等。
以上的“抗酶化淀粉”产品能满足大部份高纤食品配方的需要,保持产品质量。
“抗酶化淀粉” 的产值已经快接近两仡美元。
目前情况,消费者比较熟悉纤维素对健康的好处。
对“抗酶化淀粉” 的营养价值认识不足,所以淀粉和食品行业都是以纤维素含量来推广。
国内外营养专家建议每人每天攝入不少于25克的纤维素(美国最低是20克)。
从食品新产品开发的角度来看,个别食品能达到这个数目的是很不容易,这也是食品行业的一个很大的挑战。