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抗性淀粉的研究
食品添加劑論文
論文題目：
抗性淀粉的功效及其應(yīng)用
獨(dú)創(chuàng)性聲明.......................................................... 1
摘要................................................................ 1
1抗性淀粉的分類 .................................................... 1
1.1物理包埋淀粉................................................. 2
1.2化學(xué)改性淀粉................................................. 2
1.3回生淀粉..................................................... 2
1.4抗性淀粉顆粒................................................. 2
2抗性淀粉的生理學(xué)特性 .............................................. 2
2.1抗性淀粉的能量值............................................. 3
2.2抗性淀粉的發(fā)酵性與胃腸疾病................................... 3
2.3抗性淀粉的血糖生成指數(shù)....................................... 3
2.4抗性淀粉與脂類物質(zhì)代謝、膽固醇............................... 3
3抗性淀粉的制備 .................................................... 3
3.1壓熱處理法（濕熱處理）....................................... 4
3.2微波輻射法................................................... 4
3.3脫支法....................................................... 4
4抗性淀粉的功效 .................................................... 4
4.1類似膳食纖維的作用........................................... 4
4.2降脂減肥作用................................................. 4
4.3腸道疾病的防治作用........................................... 5
5抗性淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用 ........................................ 5
5.1在面類食品中的應(yīng)用........................................... 5
5.2在焙烤食品中的應(yīng)用........................................... 6
5.3在飲料及發(fā)酵制品中的應(yīng)用..................................... 6
5.4在保健食品中的應(yīng)用........................................... 6
6結(jié)束語 ............................................................ 6
參考文獻(xiàn)............................................................ 7 致謝............................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。
獨(dú)創(chuàng)性聲明
抗性淀粉的功效及其應(yīng)用
摘要：近年來，隨著人們對(duì)于健康要求的更新，出現(xiàn)了一種比膳食纖維更對(duì)人類健康具有廣泛意義的淀粉，便是抗性淀粉。抗性淀粉是近年來興起的一個(gè)概念，1992年，世界糧農(nóng)組織根據(jù)專家建議，將其定義為“健康者小腸中不吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物”。本文對(duì)抗性淀粉的功能特性、分類及其制備進(jìn)行了綜述，介紹了抗性淀粉作為一種新型的食品添加劑，在食品工業(yè)上的應(yīng)用及其特有的生理功能在促進(jìn)人類健康中的作用。
關(guān)鍵字：抗性淀粉 生理功能 食品添加劑 應(yīng)用
前言
抗性淀粉（RS）是近年來發(fā)展起來的新概念。最早，英國的生理學(xué)家將一部分在人體腸胃中不被淀粉酶消化的淀粉定義為抗性淀粉。經(jīng)研究初步證明，抗性淀粉不能在小腸消化吸收和消化葡萄糖，可直接進(jìn)入大腸被生理性細(xì)菌發(fā)酵，產(chǎn)生多種短鏈脂肪酸和氣體。除此之外，抗性淀粉還有刺激有益菌群生長、減少人體熱量攝取、控制體重等功能。其物理特性和普通的淀粉相同，作為食品添加劑加入到食品中不影響食品的質(zhì)地和口感。因此，抗性淀粉是一種新型的食品添加劑，可作為食品的膳食纖維功能成分，廣泛的應(yīng)用于碳水化合物、脂肪食品、低脂人造奶油等，或作為一種單獨(dú)的食品添加劑加入食品配方中，是食用纖維及加工食品的理想材料。1998年，世界糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）聯(lián)合出版的《人類營養(yǎng)中的碳水化物》專家論壇一書中指出：“抗性淀粉的發(fā)現(xiàn)和研究，是近年來碳水化物與健康關(guān)系研究中的一項(xiàng)最重要的成果”。高度評(píng)價(jià)了抗性淀粉對(duì)人類健康的重要意義。近十年來，國外對(duì)于抗性淀粉的研究生產(chǎn)非常活躍，但國內(nèi)還處于起步階段。不過，相信在不久的將來，這種健康的淀粉在我國的生產(chǎn)將步入一個(gè)新的臺(tái)階。
1抗性淀粉的分類
抗性淀粉至今尚無化學(xué)上的精確分類，分類的主要依據(jù)是抗性淀粉與酶和淀粉的比例、酶的來源、環(huán)境因素等等。目前，大多數(shù)研究人員根據(jù)淀粉的來源和人體實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，將抗性淀粉進(jìn)行分類[1]。
1.1物理包埋淀粉
物理包埋淀粉為生理上不接受的淀粉，是由于機(jī)械加工抗性淀粉的功能特性及應(yīng)用研究現(xiàn)狀而使淀粉粒發(fā)生物理屏蔽作用，被鎖定在植物細(xì)胞壁上使其不能為淀粉酶所作用的部分，當(dāng)咀嚼時(shí)，植物細(xì)胞壁不能被唾液和胰腺α-淀粉酶分解，即淀粉包埋于食物基質(zhì)中，主要存在于完整或部分碾磨的谷粒、豆粒、麥粒中[2]，從而使淀粉顆粒接觸不到淀粉酶，淀粉無法降解。
1.2化學(xué)改性淀粉
化學(xué)改性淀粉主要指經(jīng)過物理或化學(xué)變性后，由于淀粉分子結(jié)構(gòu)的改變以及一些化學(xué)官能團(tuán)的引入而產(chǎn)生的抗酶解淀粉部分。同時(shí)，也指種植過程中，基因改造而引起的淀粉分子結(jié)構(gòu)變化[3]，如基因改造或化學(xué)方法引起的分子結(jié)構(gòu)變化。
1.3回生淀粉
回生淀粉為變性或老化的淀粉，指糊化后在冷卻或儲(chǔ)存過程中結(jié)晶而難以被淀粉酶分解的淀粉，也稱為老化淀粉。它是抗性淀粉的重要成分，通過食品加工引起的淀粉化學(xué)結(jié)構(gòu)、聚合度和晶體構(gòu)象等方面的變化形成，因而也是重要的一類抗性淀粉�；厣矸鄢４嬖谟诶涿罪�、面包及一些油炸食品中。
1.4抗性淀粉顆粒
抗性淀粉顆粒為有一定粒度的淀粉，如未經(jīng)糊化和未成熟的生淀粉粒，其結(jié)構(gòu)的完整性和高密度性以及特殊的構(gòu)象或晶體結(jié)構(gòu)，使其對(duì)淀粉酶有高度的抗性。抗性淀粉顆粒主要存在于生的馬鈴薯、生的豌豆和香蕉中[4]。
雖然抗性淀粉的分類仍在不斷的變化，但是這四種淀粉常共存于一種食物中，第二種到第四種均可以由淀粉在食物生產(chǎn)或食品加工過程中轉(zhuǎn)化形式，不同類別的抗性淀粉可能對(duì)食品風(fēng)味和特點(diǎn)有著重要意義。
2抗性淀粉的生理學(xué)特性
抗性淀粉屬于多糖類物質(zhì)，其功能被視為膳食纖維，對(duì)人體健康非常有益，但與膳食纖維相比又有許多不同和特殊的優(yōu)點(diǎn)[5]。據(jù)最新研究顯示，抗性淀粉具有降低血糖、降血脂、降膽固醇、改善糖尿病癥狀、縮短糞便在消化道內(nèi)停留時(shí)間、增加排便、降低糞便PH、降低二級(jí)膽汁酸等活性。
2.1抗性淀粉的能量值
抗性淀粉含量高的食物在小腸中部分被消化吸收，葡萄糖的利用率較低。不消化的部分可到達(dá)結(jié)腸，在結(jié)腸細(xì)菌的幫助下，一般能夠全部發(fā)酵，并產(chǎn)生可被吸收的短鏈脂肪酸，如丁酸、乙酸等，繼續(xù)向集體提供能量。有研究表明，RS在體內(nèi)所產(chǎn)生的熱量不及淀粉的1/10，所以認(rèn)為RS在體內(nèi)為低能量甚至不產(chǎn)生能量，是一種很有益的減肥食品原料[6 ]。
2.2抗性淀粉的發(fā)酵性與胃腸疾病
抗性淀粉同膳食纖維一樣，其功效主要源于膳食纖維在腸道發(fā)酵所生成的短鏈脂肪酸二一丁酸,研究發(fā)現(xiàn)丁酸與直腸癌防治密切相關(guān)，抗性淀粉在直腸內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生的丁酸高于其它膳食纖維。RS在結(jié)腸中發(fā)酵，其代謝產(chǎn)物一方面維持腸道的酸性環(huán)境，另一方面促進(jìn)毒素的分解和排出，縮短了在人體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，可有效的防治結(jié)腸癌的發(fā)生。同時(shí)，攝食RS能增加糞便的體積濕度和重量，減少排空時(shí)間，對(duì)于便秘、肛門及直腸等疾病有良好的預(yù)防效果。
2.3抗性淀粉的血糖生成指數(shù)
血糖生成指數(shù)反應(yīng)了食物最初消化和葡萄糖吸收的應(yīng)答關(guān)系。食物中的血糖生成指數(shù)受食物物理特性、溫度、加工工藝及烹調(diào)方式等因素的影響。FAO最新報(bào)告中認(rèn)為RS是膳食纖維的一部分，能影響血糖生成指數(shù)和胰島素的水平，這與其黏度增加、延緩胃排空有關(guān)，其原因是RS在結(jié)腸中的難消化性可被用作緩釋葡萄糖的載體，以控制體內(nèi)葡萄糖的釋放，控制餐后血糖升高和胰島素分泌。
2.4抗性淀粉與脂類物質(zhì)代謝、膽固醇
研究表明，抗性淀粉對(duì)膽固醇、甘油三酯在人體內(nèi)的含量降低有一點(diǎn)積極作用，其原因?yàn)榭剐缘矸劭捎行г黾幽c道菌群的數(shù)量，增加結(jié)腸中隱窩細(xì)胞的產(chǎn)率或減緩結(jié)腸上皮發(fā)生萎縮，提高結(jié)腸健康程度，從而排除膽固醇醇質(zhì)，減少脂質(zhì)的吸收和脂肪的合成。
3抗性淀粉的制備
RS的制備是一定濃度的淀粉乳經(jīng)糊化后再經(jīng)老化等的過程。近年來，國外有關(guān)抗性淀粉制備的研究一直很活躍，發(fā)展也很快。可在國內(nèi)，有關(guān)于抗性淀粉制備這方面的研究很少，可以說處于起步階段[7]。目前，對(duì)于RS形成機(jī)理比較一致的認(rèn)識(shí)是：直鏈淀粉雙螺旋疊加形成抗性淀粉。
3.1壓熱處理法（濕熱處理）
將淀粉和水混合，經(jīng)高溫高壓處理制備RS。對(duì)壓熱處理溫度、時(shí)間和水分含量進(jìn)行研究，在水分含量70%、150℃、60min條件下，可得到較高的抗性淀粉含量[8]。
3.2微波輻射法
將淀粉和水混合后，進(jìn)行微波輻射，處理一定時(shí)間后，冷卻、烘干、粉碎。低水分淀粉樣品接受微波輻射后，溫度迅速升高，50min內(nèi)可達(dá)到170℃，其x-射線衍射類型沒有變化，溶解度沒有變化，表明原淀粉中的結(jié)晶區(qū)未完全破壞。高水分淀粉樣品，升溫緩慢，x-射線衍射類型發(fā)生變化，而且溶解度明顯減小，證明淀粉已回生，形成新的晶體[9]。
3.3脫支法
在壓熱處理前，用酶進(jìn)行脫支處理，可以得到更高的抗性淀粉含量。據(jù)報(bào)道，用鹽酸、硫酸等處理淀粉也有一定的脫支效果，但抗性淀粉產(chǎn)率不及酶法脫支高
[10]。
4抗性淀粉的功效
4.1類似膳食纖維的作用 抗性淀粉被認(rèn)為屬于膳食纖維的一種。膳食纖維是指能抗人體小腸消化吸收，而在人體大腸能部分或全部發(fā)酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相類似物質(zhì)的總和。包括多糖、寡糖、木質(zhì)素以及相關(guān)的植物物質(zhì)。膳食纖維具有潤腸通便、調(diào)節(jié)控制血糖濃度、降血脂等一種或多種生理功能�？剐缘矸蹖�(duì)人體產(chǎn)生作用．主要是通過影響其他物質(zhì)的吸收代謝，以及在結(jié)腸內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生的次生產(chǎn)物而發(fā)揮其生理功能[11]。
4.2降脂減肥作用
長期以來人們有一種誤解，認(rèn)為多吃含淀粉食物會(huì)導(dǎo)致肥胖，進(jìn)而罹患多種慢性病。然而近年來，科研人員驚喜地發(fā)現(xiàn)情況并非如此。抗性淀粉所產(chǎn)生的熱量約只有糖類的一半，可用于控制食欲及巨量營養(yǎng)素的平衡，進(jìn)而達(dá)到體重的控制。抗性淀粉能降低膽固醇的含量、促進(jìn)膽汁分泌與循
環(huán)，因而可預(yù)防膽結(jié)石的形成；抗消化淀粉還能減少脂質(zhì)吸收與脂肪酸合成，有效降低血中及肝臟內(nèi)脂質(zhì)含量，預(yù)防脂肪肝形成，因此它可作為減肥保健食品添加劑�？剐缘矸圻�具有防治糖尿病的性能�？剐缘矸塾休^低的血糖生成指數(shù)和胰島素反應(yīng)．尤其對(duì)II型糖尿病人，可延緩餐后血糖上升，有效控制糖尿病情[12]。
4.3腸道疾病的防治作用 抗性淀粉不被消化，進(jìn)入結(jié)腸作為結(jié)腸菌群的營養(yǎng)源[13]。這些微生物通過發(fā)酵，將碳水化合物代謝后生成丁酸等短鏈脂肪。降低結(jié)腸及糞便的pH。丁酸具有促進(jìn)結(jié)腸健康，減少胺類致癌物的產(chǎn)生，抑制腫癌細(xì)胞，減少腸黏膜細(xì)胞的增生，進(jìn)而降低患結(jié)腸癌危險(xiǎn)。腸道的大腸桿菌還能合成泛酸、尼克酸、核黃素等人體不可缺少的生命物質(zhì)增加人體所需營養(yǎng)。未降解的抗性淀粉還可增加糞便通量，加速有毒物質(zhì)的排出，防治便秘和痔瘡及肛門直腸疾病�？剐缘矸勰茉诨啬c中經(jīng)腸內(nèi)微生物發(fā)酵而降低pH，促進(jìn)礦物質(zhì)等微量營養(yǎng)素的吸收，促進(jìn)礦物元素鈣、鎂等的溶解，形成可溶性鈣鎂、經(jīng)擴(kuò)散易被人體上皮細(xì)胞吸收。降低血清膽固醇，防治心血管疾病，控制體重，改變結(jié)腸微生物群落，促進(jìn)腸道有益微生物繁殖，促進(jìn)無機(jī)鹽吸收[14]。
5抗性淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用
由于抗性淀粉本身的物理特性以及對(duì)人體的獨(dú)特的生理功能，可將其作為食品膳食纖維的功能成分，適量添加在食品中，制成不同特色風(fēng)味食品和功能食品，這是抗性淀粉最引人關(guān)注的應(yīng)用前景[15]。
5.1在面類食品中的應(yīng)用
目前，國外已將抗性淀粉作為原配料或膳食纖維的強(qiáng)化劑，應(yīng)用到面類食品中，如饅頭、包子、面包、餅干、通心面等面類制品中。最引人注目的是抗性淀粉在面包中的應(yīng)用，因?yàn)槊姘鼮槭澜缧缘拇蟊娛称�，其銷售量大，人們一直試圖將非淀粉多糖類膳食纖維添加到面包中，以生產(chǎn)膳食纖維強(qiáng)化面包，使人們的膳食纖維攝入量低于營養(yǎng)要求的水平。在許多面包與糕點(diǎn)中添加RS后面團(tuán)質(zhì)地和結(jié)構(gòu)良好。添加抗性淀粉的面包不僅膳食纖維成分得到了強(qiáng)化，而且在氣孔結(jié)構(gòu)、均勻性、體積和顏色等感官品質(zhì)方面均比添加其它傳統(tǒng)膳食纖維的營養(yǎng)強(qiáng)化面包好。在主食中添加抗性淀粉將有益人們的健康。
5.2在焙烤食品中的應(yīng)用
抗性淀粉已應(yīng)用于許多面筋蛋白食品，如餅干、蛋糕等�？剐缘矸鄄粌H可以作為膳食纖維的強(qiáng)化劑，也是一種良好的結(jié)構(gòu)改良劑，賦予食品令人喜愛的柔軟性，所制成的含RS的蛋糕在焙烤后，其水分損失量、蛋糕的體積、密度與加入膳食纖維、燕麥纖維的蛋糕相似。餅干類食品加工對(duì)面筋質(zhì)量要求較低，可較大比例添加抗性淀粉，這樣稀釋的面粉面筋在焙烤時(shí)可減少褐變機(jī)會(huì)，使含抗性淀粉的餅干柔軟、疏松、色澤光亮，有利于制作以抗性淀粉功能為主的多種保健餅干。另外，抗性淀粉能在笑食品表面形成一層光滑、透明、有光澤的薄膜。這是因?yàn)镽S3中的直連淀粉聚合體沉淀與產(chǎn)品表面，產(chǎn)品表面脫水后便形成一層光滑薄膜；又由于直連淀粉有較強(qiáng)的拉伸性，因此抗性淀粉可降低表面涂層的易脆性。
5.3在飲料及發(fā)酵制品中的應(yīng)用
抗性淀粉因具有較好的黏度穩(wěn)定性和很好的流變特性及低持水性，所以可以作為食品增稠劑使用。將抗性淀粉、天然糯性谷物淀粉及變性淀粉分別添加于調(diào)味汁中，于90℃蒸煮15min，結(jié)果顯示添加抗性淀粉的制品稠度較佳。又由于抗性淀粉為水不溶性物質(zhì)，在黏稠不透明的飲料中可用于抗性淀粉來增加飲料的不透明度及懸浮度，它不會(huì)產(chǎn)生沙粒感，也不會(huì)掩蓋飲料風(fēng)味。另外抗性淀粉還可以用于湯料中。
5.4在保健食品中的應(yīng)用
由于抗性淀粉具有良好的生理功能，因此可廣泛應(yīng)用于開發(fā)功能食品�？剐缘矸劭梢圆槐恍∧c吸收而原封不動(dòng)的進(jìn)入大腸，部分被大腸內(nèi)菌發(fā)酵利用而產(chǎn)生一系列短鏈脂肪酸，如丁酸等。抗性淀粉可以增加脂質(zhì)排泄，將食物中部分脂質(zhì)排除，從而減少熱量的攝取，而且抗性淀粉本身幾乎不含熱量，作為熱量添加劑加到食品中去可有效控制體重。此外，他還有降低血液中血糖含量防治糖尿病的作用。所以，抗性淀粉可以作為原料來開發(fā)高品質(zhì)的功能性保健食品。 6結(jié)束語
人類對(duì)RS的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)不如其他營養(yǎng)素那么清楚,各國的科學(xué)家均把提高碳水化合物的攝入來量、減少脂肪的攝入量作為各國的膳食指南，但如何科學(xué)合理的提高碳水化合物的攝入量仍然是值得關(guān)注的問題。RS的發(fā)現(xiàn)和研究將為碳水化物的深入研究開創(chuàng)良好的開端。綜上所述，抗性淀粉具有許多獨(dú)特的功能和良好的物質(zhì)，幾乎各方面的特性均優(yōu)于非淀粉多糖類得膳食纖維，是一種值得開發(fā)的新型的保健食品添加劑，可作為食品膳食功能成分，廣泛應(yīng)用于碳水化物、脂肪類食品中，而且抗性淀粉利用的原料可以使用直鏈淀粉含量高的玉米淀粉，它的生產(chǎn)可使玉米獲得更高層次的利用。隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)具有保健功
能的營養(yǎng)因子或食品更加青睞，抗性淀粉作為低熱、高膳食纖維含量功能食品成分，可為人們提供嶄新的功能性產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)
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