[科普中國(guó)]-抗性淀粉

理化性質(zhì)

1） 不溶于水，能溶解于2 mol / L KOH 溶液和DMSO （二甲基亞砜）；

2） 平均聚合度DPn 范圍30～200；3） 在100～165 ℃時(shí)，直鏈淀粉晶體熔融；

4） X－射線衍射類型為B 型；

5） 耐熱性高，在高溫蒸煮后，幾乎沒有損失；

6） 持水能力低，僅為1．4～2．8 g，是所有膳食纖維中最低的；

7） 含熱量低，熱值一般不超過10．0～10．5 kJ / g。1

分類根據(jù)最新營(yíng)養(yǎng)學(xué)分類，淀粉可分為快速消化淀粉（RDS）、緩慢消化淀粉（SDS）和具有抗消化性的抗性淀粉（RS）。RS 目前尚無化學(xué)上的精確分類，因?yàn)榭剐缘矸鄣亩ㄐ耘c酶和淀粉的比例、酶的來源、水解條件等有關(guān)，所以需要一種優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。目前，大多學(xué)者根據(jù)淀粉來源和抗酶解性的不同， 將抗性淀粉分為4類：RS1、RS2、RS3、RS4。2

RS1指物理包埋淀粉， 是由于機(jī)械加工而使淀粉顆粒發(fā)生物理屏蔽作用，被鎖在植物細(xì)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。

RS2指抗性淀粉顆粒，為有一定粒度的淀粉，如生的薯類和香蕉淀粉。物理和化學(xué)分析方法認(rèn)為，RS2 對(duì)酶具有高度抗性。RS1 和RS2 經(jīng)過適當(dāng)加工后仍可被淀粉酶消化吸收。

RS3指老化淀粉，是凝沉的淀粉聚合物，由糊化淀粉冷卻后形成。這類抗性淀粉分為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(qiáng)，而RS3a 可經(jīng)過再加熱而被淀粉酶降解。目前對(duì)于RS3 的抗酶解機(jī)理存在2 種不同的解釋：一種認(rèn)為是由于直鏈淀粉晶體的形成阻止淀粉酶靠近結(jié)晶區(qū)域的葡萄糖苷鍵，并阻止淀粉酶活性基團(tuán)中的結(jié)合部位與淀粉分子結(jié)合，因而使RS3 產(chǎn)生抗酶解特性； 另一種認(rèn)為RS3 之所以能抵抗酶的水解，是由于形成直鏈淀粉晶體的雙螺旋之間存在較強(qiáng)的氫鍵及范德華力， 使得RS3 的分子結(jié)構(gòu)非常牢固，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，因而在人體的胃腸道內(nèi)不能被消化吸收。RS3 是最主要的抗性淀粉，國(guó)內(nèi)外對(duì)此類淀粉研究較多。

RS4指化學(xué)改性淀粉， 用基因改造或化學(xué)方法以及一些化學(xué)官能團(tuán)的引入而引起淀粉分子結(jié)構(gòu)變化，如乙?；矸?、羥丙基淀粉、熱變性淀粉、磷酸化淀粉等。1

制備方法國(guó)內(nèi)外近10 年來對(duì)于抗性淀粉制備的研究較為廣泛，其制備方法主要有以下5 種。

熱液處理法按照熱處理溫度和淀粉乳水分含量的不同，淀粉的熱液處理可以分為以下5 類：

濕熱處理是指淀粉在低水分含量下經(jīng)熱處理加工的過程，其含水量小于35%，溫度較高，一般為80～160 ℃。

韌化處理又稱退火處理，是指淀粉含水量大于40%，溫度設(shè)定在淀粉糊化溫度以下的熱處理過程。

壓熱處理是指淀粉含水量大于40%， 溶液在一定溫度和壓力下進(jìn)行處理的過程。

減壓處理法在短時(shí)間內(nèi)能夠進(jìn)行大批量的處理，沒有糊化的淀粉顆粒，熱穩(wěn)定性高，工業(yè)生產(chǎn)非常有潛力。

超高壓處理法是指通過高壓處理使A 型結(jié)晶在壓力的作用下， 雙螺旋結(jié)構(gòu)重新聚集，部分轉(zhuǎn)為B 型，但是此處理不能導(dǎo)致分子量的降解。此處理淀粉顆粒糊化，但保持其顆粒結(jié)構(gòu)，不發(fā)生溶出現(xiàn)象。

脫支降解法在抗性淀粉的制備過程中，常見的脫支方法有2種：一是酶法脫支，二是化學(xué)方法脫支。據(jù)報(bào)道，用酸（鹽酸、硫酸、硝酸等）處理淀粉，有一定的脫支效果，但其脫支效果不及酶法脫支效果好。酶法脫支所用的酶主要為脫支酶類，最常用的是普魯蘭酶，此種酶是異淀粉酶的一種，它可以水解直鏈和支鏈淀粉分子中的α－l，6 糖苷鍵，且所切α－l，6 糖苷鍵的兩頭至少含有2 個(gè)以上的α－l，4 糖苷鍵，從而使淀粉的水解產(chǎn)物中含有更多游離的直鏈分子， 在淀粉的老化過程中，更多的直鏈淀粉雙螺旋相互締合，形成高抗性的晶體結(jié)構(gòu)。

超聲波法超聲波可引發(fā)聚合物的降解，一方面是由于超聲波加速了溶劑分子與聚合物分子之間的摩擦，從而引起C—C 鍵裂解；另一方面是由于超聲波的空化效應(yīng)所產(chǎn)生的高溫高壓環(huán)境導(dǎo)致了鏈的斷裂。與其他降解法相比， 超聲波降解所得的降解物的分子量分布窄小、純度高。

微波輻射法微波法處理淀粉在相對(duì)較低的溫度下所需的時(shí)間比濕熱處理短。微波處理受淀粉的加熱溫度以及水分含量的影響，尤其是水分與升溫速度顯著相關(guān)。當(dāng)水分含量較低時(shí)，升溫速度非?？?；當(dāng)水分含量較高時(shí)，升溫卻不顯著。微波輻射法是一種新工藝，具有良好的發(fā)展前景。3

蒸汽加熱法Juscelino 用熱蒸汽和高壓熱蒸汽分別對(duì)黑豆、紅豆及利馬豆進(jìn)行處理，RS 的得率為19%～31%， 所得RS 含量比原淀粉中RS 含量高3～5 倍， 從而證明蒸汽加熱法也是一種制備RS 的有效方法。

應(yīng)用抗性淀粉具有低持水能力等加工特性，可以用于改善食品的加工工藝，增加食品的脆度、膨脹性及提高最終產(chǎn)品的質(zhì)地。因此，可將其作為食品膳食纖維的功能成分，適量添加在食品中，制成不同特色的風(fēng)味食品和功能食品。

在面類食品中的應(yīng)用目前，國(guó)外已將抗性淀粉作為食品原配料或膳食纖維的強(qiáng)化劑應(yīng)用到面類食品中， 如面包、饅頭、包子、通心面、餅干等。其中，最引人注目的是抗性淀粉在面包中的應(yīng)用。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)方面均比添加其他傳統(tǒng)膳食纖維的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化面包好?？剐缘矸厶砑拥酵ㄐ姆酆兔鏃l中可增加其耐煮性，有利于維持韌性結(jié)構(gòu)，避免煮后出現(xiàn)粘連現(xiàn)象。1

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蛋糕、餅干等?？剐缘矸鄄粌H可作為膳食纖維的強(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。含RS 的蛋糕在焙烤后，其水分損失量、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保健餅干。

在膨化食品及其他脆性食品中的應(yīng)用抗性淀粉作為膨化和脆性食品的改良劑，除了可改善食品的結(jié)構(gòu)特性外，還可提高擠壓谷物食品和休閑食品的膨化系數(shù)，使其具有獨(dú)特的質(zhì)地。將添加抗性淀粉的膨化食品浸泡到牛奶等飲料中，其質(zhì)地雖變軟但不會(huì)因吸水而崩潰， 使谷物在浸泡中保持松脆?？剐缘矸圻€可以改善食品的脆性，尤其是冷凍后需要重新加熱的食品，其表面脆性是至關(guān)重要的品質(zhì)。添加了抗性淀粉的食品， 氣孔均勻， 中心組織柔軟，體積、顏色等感官品質(zhì)良好，且具有最佳脆性。

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、很好的流變特性及低持水性，因此可作為食品增稠劑使用?？剐缘矸蹫樗蝗苄晕镔|(zhì)，在黏稠不透明的飲料中可用抗性淀粉來增加飲料的不透明度及懸浮度，既不會(huì)產(chǎn)生砂粒感，也不會(huì)掩蓋飲料風(fēng)味?？剐缘矸鄄粌H是雙歧桿菌、乳酸桿菌等益生菌繁殖的良好基質(zhì)，還可以作為菌體保存劑。加有RS 的酸奶中乳酸桿菌的數(shù)量明顯高于對(duì)照，飲用后菌體的存活率大為提高。另外，抗性淀粉還可用于湯料中。1