随着经济的快速发展,人们的生活水平提高了。消费者越来越重视食品的营养成分和功能,功能食品已经成为21世纪食品工业发展的重要方向。然而,抗性淀粉作为一种新型膳食纤维,已经引起了许多人的关注和研究。1982年,英国生理学家汉斯·恩格斯特发现不溶性膳食纤维中含有淀粉,并将其命名为抗性淀粉,引起了人们对抗性淀粉的关注和研究。1992年,联合国粮农组织(FAO)根据Englyst和EURESA的研究,将其定义为“健康人小肠不吸收的淀粉和抗性淀粉的降解产物”。一般来说,抗性淀粉在小肠中不能被吸收和水解,但在人体胃肠结肠中可以与挥发性脂肪酸一起发酵。因此,抗性淀粉又称为酶水解抗性淀粉和难消化淀粉。
目前,根据淀粉的来源和实验结果,研究者将rs分为以下四类:RS1、RS2、RS3和RS4。RS1(物理包埋淀粉)是指淀粉颗粒由于机械加工而形成的物理屏障,被锁在植物的细胞壁上,不受淀粉酶的作用。这种淀粉主要存在于谷物和豆类中。RS2(抗性淀粉颗粒)是指那些天然抗消化的淀粉。主要存在于生马铃薯、香蕉和高直链玉米淀粉中。其对酶水解的抗性是由于其结构致密和部分结晶结构,其抗性随着糊化的完成而消失。RS3(回生淀粉)指的是在冷却或储存过程中糊化后结晶的淀粉,不易被淀粉酶分解,也称为老化淀粉。它是抗性淀粉的重要组成部分,是通过食品加工过程中淀粉的化学结构、聚合度和晶体构象的变化而形成的,因此也是抗性淀粉的重要类型。回收淀粉是膳食中抗性淀粉的主要成分,即使经过热处理也很难被淀粉酶消化,因此可以作为食品添加剂使用。RS3经常出现在冷米饭、面包和油炸食品中。RS4(化学改性淀粉)是指淀粉分子结构发生变化,经物理或化学改性后,引入一些化学官能团而产生的抗酶解淀粉部分,如羧甲基淀粉、交联淀粉等。同时也指基因修饰引起的淀粉分子结构变化,如基因修饰或化学方法引起的分子结构变化产生的抗酶淀粉。
遥感分类的形式仍在变化,但RS1和RS2或RS1和RS3经常共存于一种食物中。由于RS1和RS2在加热和加工过程中会丢失大部分,国内外研究人员对RS3和RS4最感兴趣,它们可以添加到食品中以提高食品的功能性。
因为“抗性淀粉”的主要生理功能是供给非常低而持久的能量,所以它的饱腹感也是持久的。根据世界卫生组织的最新报告,“抗性淀粉”可以调节血糖。流行病学研究表明,食物中的胺等毒素在结肠中的积累可能是结肠癌的重要原因。淀粉消耗高的地区结肠癌发病率明显低于淀粉消耗低的地区,估计与摄入“抗性淀粉”有关。一些研究人员观察到,在给模型小鼠喂食40%的“抗性淀粉”饲料几周后,小鼠的血浆胆固醇和甘油三酯可以调节到正常水平。另外,“抗性淀粉”对控制体重也有一定作用。
从功能方面来说,抗性淀粉被认为是膳食纤维,但它与膳食纤维仍有一定的区别,对人体具有更广泛的功能。抗性淀粉在人体内起作用,主要是通过影响结肠内发酵产生的其他物质和次级生物的吸收代谢。根据研究人员多年的研究,抗性淀粉主要具有以下功能。
(1)降低餐后血糖和胰岛素反应,提高机体对胰岛素的敏感性。抗性淀粉的缓慢而完全的吸收,使人们更加关注其对糖尿病、冠心病等慢性病的作用。食用高抗性淀粉后,血糖水平和总血糖水平明显低于其他碳水化合物,对改善2型糖尿病的代谢控制有很好的效果。
国内外许多学者对抗性淀粉对血糖和胰岛素水平的影响做了大量的研究。他们一致认为,抗性淀粉可以延缓餐后血糖浓度的升高,减少胰岛素分泌,改善脂质组成,从而有助于控制体重和预防糖尿病。
(2)对肠道疾病的预防和治疗作用。抗性淀粉不易消化,可以作为结肠菌群的营养来源进入结肠。通过发酵,这些微生物代谢碳水化合物产生短链脂肪,如丁酸。其中乙酸、丙酸、丁酸含量最高,是肠道中主要的短链脂肪酸。丁酸能促进结肠健康,减少胺类致癌物的产生,抑制癌细胞。同时,它可以减少肠粘膜细胞的增殖,从而降低结肠癌的风险。抗性淀粉还可以降低结肠和粪便的pH值,肠道pH值的降低有利于抑制腐生菌的生长。肠道大肠杆菌还能合成泛酸、烟酸、核黄素等不可缺少的生命物质,能增加人体所需的营养。未降解的抗性淀粉还能增加粪便流量,加速有毒物质的排出,预防便秘、痔疮、肛肠疾病。
(3)减脂减肥的效果长期以来有一个误区,认为多吃含淀粉的食物会导致肥胖,进而导致各种慢性病。然而,近年来,研究人员惊喜地发现情况并非如此。抗性淀粉可以降低血清中甘油三酯和胆固醇的含量,促进胆汁分泌和循环。从而防止胆结石的形成。此外,抗消化淀粉还可以减少脂质吸收和脂肪酸合成,有效降低血液和肝脏中的脂质质量,防止脂肪肝的形成。因此,可作为减肥保健食品的添加剂。抗性淀粉产生的热量只有糖的一半左右,可以用来控制食欲和常量营养素的平衡,从而达到控制体重的目的。
(4)促进矿物质的吸收抗性淀粉虽然功能与膳食纤维类似,但不含植酸,所以抗性淀粉可以促进食物中钙、铁、镁等矿物质的消化吸收。同时,有研究表明,抗性淀粉在回肠通过肠道微生物发酵,可以降低pH值,促进矿物质等微量营养素的吸收。还能促进钙、镁等矿物质元素的溶解,形成可溶性钙、镁,扩散后容易被人体上皮细胞吸收。
由于抗性淀粉具有上述重要的生理功能,1998年世界卫生组织等机构联合出版的《人体营养中的碳水化合物》一书指出,“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的重要成果”,并高度评价了抗性淀粉对人体健康的意义。
抗性淀粉在食品应用中具有重要价值。抗性淀粉的特性与淀粉基本相似,但添加到食品中后,不会像膳食纤维那样影响食品的感官和质地。首先,它的颜色是白色的,添加到食物中不会使食物呈现不愉快的颜色。其次,由于其持水性低,吸水性差,适合烘焙食品,成为饼干、曲奇等烘焙食品的优良膳食纤维营养强化剂。第三,由于抗性淀粉是一种水不溶性物质,可以在粘稠不透明的饮料中使用抗性淀粉来增加饮料的不透明度和悬浮度,不会产生沙粒,掩盖饮料的风味。第四,抗性淀粉的添加不仅可以改善食品的质构特性,还可以改善挤压食品的膨化情况,减少其他膳食纤维对食品膨化的负面影响。因此,它可以作为膨化食品的添加剂。第五,抗性淀粉粘度稳定性好,流变性能高,持水性低,可用作食品增稠剂、汤料和乳制品。因此,它可以用作食品增稠剂。此外,抗性淀粉广泛用于通心粉和面条。RS可以增加通心粉和面条的烹饪阻力,有助于保持坚韧的结构。煮好后通心粉就不会粘在一起了。
抗性淀粉在保健食品中的应用不容忽视。抗性淀粉在大肠发酵中产生的短链脂肪酸能有效预防和降低便秘、痔疮和直肠癌的发病率。可作为功能因子的载体,制成合剂补充日常饮食。此外,RS可以降低血清胆固醇水平,减少肠道对脂肪的吸收,适合三高人群。也可以称之为爱美人士的瘦身产品。
抗性淀粉在医药上的应用抗性淀粉在医药上也有很大的潜力。抗性淀粉因其独特的抗酶解特性,也可作为靶向缓释药物载体。作为药物载体,不仅可以提高药物的疗效,还可以降低毒副作用,在现代药物制备技术中具有重要意义。
抗性淀粉作为一种食品添加剂,不仅具有优异的生理功能,而且具有独特的食品加工性能。随着人们对健康越来越重视的趋势,RS因其白色、颗粒细小、风味清淡、持水性温和,可以改善食物的口感、质地和膨胀性,成为传统膳食纤维的最佳替代品。由于RS具有多种生理特性,未来发展前景无限。
抗性淀粉在国外发展迅速,美国、西欧等发达国家对抗性淀粉的研究已经系统化,并对其生产、应用和性质进行了大量研究。目前,国外已经有多种浓缩抗性淀粉产品投放市场,但整体还需要进一步改进和研究。例如,2015年,含有抗性淀粉的食品包括enervit蛋白香草短面包、udi的无麸质全谷物晚餐卷,含有抗性淀粉的保健品包括GNC全瘦肉奶昔()和Metagenics公司的UltraGlycemX。
对于中国来说,对抗性淀粉的认识始于20世纪90年代,对它的研究非常少。因此,无论是在食品领域还是医药领域,我们都应该充分认识到抗性淀粉的巨大潜力,对它的研究还需要更深的层次。作者认为,随着研究的不断深入,我们必须开发更多的遥感产品。
总之,抗性淀粉作为一种新的食品功能性成分,在未来空会有更广阔的发展空间,成为食品添加剂行业中一颗耀眼的明星。
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