抗性淀粉及其生理功能研究新進展

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抗性淀粉及其生理功能研究新進展
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作者：楊 參 闞建全 陳宗道 王光慈

摘要：抗性淀粉是指不被健康人體小腸所吸收的淀粉及其降解產物的總稱，除具有與膳食纖維相似的生理功能外，還具有一些獨特的功能，綜述了近年來抗性淀粉及其生理功能研究概況。
關鍵詞：抗性淀粉；生理功能
1 抗性淀粉的定義和分類
1．1 定義
Resistant starch，簡稱RS，這一概念由Englyst提出，國內大多文章譯為抗性淀粉，也有的將其譯為抗淀粉及抗消化淀粉。1993年，歐洲抗性淀粉研究協(xié)會(EURESTA)將其定義為“健康者小腸中不被吸收的淀粉及其降解產物的總稱”。根據此定義，筆者認為譯為抗性淀粉更為準確，因為這部分淀粉在結腸內仍可100％被微生物發(fā)酵、消化，同時，老化的直鏈淀粉未結晶部分仍能受到α-淀粉酶的作用，從而使鏈長降低。Eorlingen(1993)研究發(fā)現(xiàn)，用β-淀粉酶處理馬鈴薯直鏈淀粉成平均聚合度在40～610之間的片段溶液(0．83％W／V)，然后在4℃下老化，用X-照射觀察發(fā)現(xiàn)所分離出來的抗性淀粉是由短鏈(平均聚合度在19～26)組成。Cairns等(1995)研究抗性淀粉的理化性質時發(fā)現(xiàn)，用豬胰α-淀粉酶處理不同結晶度的直鏈淀粉溶膠，其層析譜表明，溶液中的抗性物質是一樣的，用X-衍射分析也表明，溶膠水解后產生的抗性物質具有平均大小的結晶體。從以上證據我們認為由于老化產生的抗性淀粉主要是由一些短結晶片段構成。

1．2 分類

根據最新營養(yǎng)學分類，淀粉可分為快速消化淀粉(RDS)、緩慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)。抗性淀粉(RS)目前尚無化學上的精確分類，多數(shù)學者根據淀粉來源和抗酶解性的不同，將抗性淀粉分為4類：RSl、RS2、RS3、RS4。

RSl指的是由于機械加工而使淀粉顆粒發(fā)生物理屏蔽作用，被鎖在植物細胞壁上使其不能為淀粉酶所作用的部分。常見于輕度碾磨的谷類、豆類等食品中，也稱為物理包埋淀粉。

RS2是指抗性淀粉顆粒。為有一定粒度的淀粉，通常存在于生的薯類和香蕉中，物理和化學分析方法認為，RS2具有特殊的構象或結晶結構(B型或C型X衍射圖譜)．對酶具有高度抗性。RSl和RS2經過適當加工后仍可被淀粉酶消化吸收。

RS3 為老化淀粉，是凝沉的淀粉聚合物，主要由糊化淀粉經冷卻后形成。這類分為RS3a和RS3b兩部分，其中RS3a為凝沉的支鏈淀粉，RS3b為凝沉的直鏈淀粉。RS3b的抗酶解性最強，而RS3a可經過再加熱而被淀粉酶降解。RS3是最重要也是最主要的抗性淀粉，國外對其研究較多。
RS4為化學改性淀粉。主要由基因改造或化學方法引起的分子結構變化等所產生，如乙酰基、羥丙基淀粉、熱變性淀粉以及磷酸化淀粉等。

2 抗性淀粉的檢測

抗性淀粉的檢測方法很多，但基本原理一致，都是利用RS的抗酶解性和RS能溶解于KOH或二甲基亞砜(DMSO)溶液而被淀粉酶重新作用的性質，這些測定方法主要用于RSl、RS2、RS3的測定。而對于RS4，還需要建立一套標準的分析方法，如AOAC的酶—重力析法等。但這些方法均存在不足，抗性淀粉是用“活體”定義，而這些測定方法只測定了抗酶解部分，所測結果只能稱為抗酶解淀粉的含量。

3 抗性淀粉的生理學特性和生理功能

RS在小腸中具有很強的抗消化性，但RS在結腸內被細菌發(fā)酵后可重吸收，并促進有益微生物的生長?？剐缘矸蹖θ梭w直接產生作用的生理功能較少，其生理功能主要通過影響其他物質的吸收代謝，以及在結腸內發(fā)酵產生的次生產物而發(fā)揮其生理功能。

3．1 生理學特性

3．1．1 RS的能值 Wisker的研究認為，混合膳食中的纖維可提供的能量范圍為9．2-13．8kJ／g，而低聚果糖是4．2 kJ／g，膳食中的蔬菜、水果和大豆中的纖維可提供2．9～3．3kJ／g的能量?？剐缘矸墼谛∧c中抗消化，但可在結腸中為細菌發(fā)酵，產生短鏈脂肪酸，短鏈脂肪酸經過結腸壁吸收進入血液后，可提供能量。有研究認為，含高RS的食物，能量的12％是由結腸發(fā)酵產生的短鏈脂肪酸提供的。Tomlin的研究表明，分別給予動物10．3g和0．86 g抗性淀粉持續(xù)l周，由于RS在結腸中發(fā)酵能力高，兩組的能量值是基本一致的，說明RS具有緩慢且完全的吸收方式。

3．1．2 RS的發(fā)酵
現(xiàn)在研究表明，RS的結腸內發(fā)酵可產生氣體(H2、C02、CH4)和短鏈脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸、異戊酸等)，有研究認為RS在結腸內發(fā)酵主要產生丁酸和C02。與膳食纖維相比，RS可100％在結腸發(fā)酵。同時，研究表明，RS可作為微生物的碳源，有利于合成微生物蛋白，從而減少了不消化蛋白質腐敗產生酚、胺類和吲哚等物質。未降解的RS還可增加糞便通量，加速有毒物質的排出。

3．1．3 RS的血糖生成指數(shù)
血糖生成指數(shù)(GI)反應了食物最初消化和葡萄糖吸收的應答關系。楊月欣(1999)研究表明，抗性淀粉有較低的血糖生成指數(shù)，從而可降低人體飯后的血糖值。一般認為RS具有較低的血糖生成指數(shù)和胰島素反應，從而有利于糖尿病患者的病情控制。

3．2 生理功能
3．2．1 對腸道疾病的防治作用
抗性淀粉對腸道的生理意義，是其生理功能最早的研究，是研究的重點和出發(fā)點。抗性淀粉在小腸中抗消化，在結腸內發(fā)酵產生大量短鏈脂肪酸，從而降低結腸pH值，產生的短鏈脂肪酸對結腸炎具有很好的防治作用，因此，抗性淀粉可減少結腸炎的發(fā)生。未被完全發(fā)酵的RS可增加糞便體積，對于防止便秘、盲腸炎、痔瘡等有重要作用。RS在大腸內發(fā)酵產生大量丁酸，Hsing- Hsien Cheng(2000)等人用大鼠研究表明，抗性淀粉的攝入與血清中的丁酸含量呈正相關?，F(xiàn)已證實丁酸在減少癌發(fā)生過程中有重要作用：①控制體內腫瘤細胞的階段生長繁殖；②誘導腫瘤細胞分化產生與正常細胞相似的表型；③改變某些致癌基因或它們產物的表達。同時，RS促進微生物生長，從而合成更多的微生物蛋白，減少胺類致癌物的產生。因此，RS對結腸癌具有很好的防治作用。

3．2．2 降脂作用 Hsing-Hsien
Cheng研究表明，大米抗性淀粉飼喂大鼠具有良好的降低血中膽固醇的作用。同時，血清中的丙酸含量與抗性淀粉的攝入量呈正相關。有學者認為，丙酸具有較好的調節(jié)脂類代謝作用。Byrnes等人也證實了RS有降膽固醇與甘油三酯的效果，其研究結果顯示，含RS組的糞便中膽汁酸數(shù)量明顯增加。因而他們認為RS的降膽固醇作物主要是因為膽汁醇酸類化合物排泄亢進而導致生物合成基質供給速度不平衡所致。

3．2．3 對體重的控制
抗性淀粉可控制體重，主要來自兩方面的作用：一是增加脂肪的排出，減少熱能攝入，減少了脂肪的生成；二是RS本身能量遠低于淀粉的能量。因此，RS可作為減肥保健食品添加劑。

3．2．4 促進礦物質的吸收
研究表明，膳食纖維由于其中的植酸影響會抑制食物中礦物質的吸收，特別是Ca、Mg的吸收。而抗性淀粉無不良影響，近年來動物實驗表明，RS2能促進Ca，Mg的吸收。同時，由于結腸發(fā)酵，降低了pH值，從而可提高其它礦物質的吸收。

3．2．5 增加營養(yǎng)
RS在結腸內發(fā)酵能產生多種短鏈脂肪酸，而且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，因此RS還可增加營養(yǎng)。


4 抗性淀粉及其生理功能的研究展望
國外(美國、西歐．澳大利亞等)關于RS的研究已經系統(tǒng)化，對RS的生產、分析測定及RS的生理功能均作了廣泛研究，但尚不完善，還需要作進一步的研究。

在 RS的分類上，還需在弄清RS結構的基礎上對RS進行細分，比如不同來源的RS2必然有所差異，還需要明確這些不同來源的RS的生理功能。在RS的生產上，還需進一步研究出完善的工藝，以獲得低成本的RS，且在加工中其抗性性能不消失。在RS的分析測定上，還需進一步完善測定方法，使測定迅速、準確。在 RS的生理功能上，最重要的是進一步闡明RS的腸道生理特性，其促進的主要微生物生長菌群及代謝產物的進一步明確，特別是RS4的腸道生理特性研究。
總之，經臨床驗證，RS對人體有許多保健功能，澳大利亞推薦，20 g／人·d的食用量對身體有很好的作用，而30-40g／人·d的食用量可很好的預防結腸癌的發(fā)生。隨著研究的深入，必將生產出更多更健康的含RS的食品。

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在動物營養(yǎng)中也要注意抗性淀粉營養(yǎng)與抗營養(yǎng)作用。

tian11aiguo

豬場經常會發(fā)生糞便發(fā)白有未消化的玉米，跟抗性淀粉有關系嗎