抗性淀粉检测及功能性质.pdfVIP

2 0 杭州食品科技2 0 0 3年第 4期总第 7 1期 摘要： 抗性淀粉由于其功能的特殊性成为现代食品领域研究的热点。本文综述 了近年来抗性 淀粉的研究进展和定量检测方法， 以及抗性淀粉对健康的潜在意义。并对将业应从事的研究进行 了展望 。 关键词 ： 抗性淀粉 ； 测定； 功能性质 O 前言 淀粉是人类膳食中主要的碳水化合物。一般认为经过消化道前端的初步消化后， 淀粉大 部分在人的小肠中被消化吸收， 因为人体排泄物中末检测到淀粉质的残余 1 l 。但是 Ap S 2 I、 E n g l y s t 和 c u m mi n g TM等人的一系列研究表明， 淀粉质食物中的部分淀粉在人的小肠中因各种 原因不能被小肠所吸收， 但能在大肠中发酵和部分发酵。这些学者就将这类淀粉命名为抗性 淀粉。到 1 9 9 3 年， E U R E S T A将抗性淀粉正式定义为不能在健康正常人小肠中消化吸收的淀 粉及其降解物的总称L 4 J 。 1 淀粉及抗性淀粉 抗性淀粉即是一种抗消化的淀粉。影响食物中淀粉抗消化的因素包括： 淀粉的糊化程度， 淀粉颗粒大小， 直链淀粉与支链淀粉的比例， 淀粉与蛋白质的相互作用， 直链淀粉一脂质复合 物的形成及淀粉的老化程度等 引 。B a g h u r s t 等将淀粉按其消化性进行分类( 如表 1 ) 。 表 1 淀粉按其消化性进行分类 维普资讯 杭州食品科技2 0 0 3 年第 4 期总第 7 1 期 2 1 R S 1 型抗性淀粉的形成是因为淀粉质被包埋于食物基质中， 人的小肠无法吸收。此类型 的抗性淀粉深受饮食时咀嚼作用及加工过程中粉碎及碾磨作用的影响而改变其含量。R S 2 指 未经糊化的生淀粉和未成熟的淀粉颗粒。一般 当淀粉未经糊化时， 对 一淀粉酶会有高度的 消化抗性； 此外天然淀粉颗粒其结构的完整和高密度都是造成酶高度抗性的原 因 7 l。R S 3指 糊化后的淀粉在冷藏和储存过程中部分重结晶， 这类淀粉广泛存在于食品中。其含量与食 品 中直链淀粉含量、 链长、 其它基质成分及相应的食 品加工、 贮藏条件密切相关引。R S 4型包括 化学改性淀粉， 这类淀粉可作为食品配料。 抗性淀粉的特点： 具有较小的分子结构， 通常认为其具有 2 O 一2 5 个葡萄糖殖基的长度， 以 氢键连结的回生状的多分散的线性聚糖。抗性淀粉之所 以能抵抗酶的水解， 就是 由于存在的 氢键的原故， 该氢键在 1 5 5 “( 3 1 6 0 “( 3 时具有 4 0 J g的焓 ； 同时由于这种聚糖具有 B型的晶 性【 1 0 】 。然而， s h u k l a 【 9 J 发现， 西米和竹芋等具有 C型晶性的淀粉也显示出抗酶水解的能力， 这 就对通常认为 B型晶性是抗性淀粉主要结构的观点产生疑问。 2 抗性淀粉的定量检测 表 2 根据抗性淀粉含量对一些食物材料的分类 ( 干物质 ) 】 由于抗性淀粉的特殊性， 对其检测分析就有一定的难度， D y s s e l e r 等人【 1 l 】 总结了存在直接 法和间接法两种测定方法， 并对二者的准确性和精确性进行了比较。直接法测定的是抗性淀 粉， 在除去可消化淀粉后定量地溶解2 M 的KO H溶液中所获得的葡萄糖残基。间接方法测定 的是淀粉总量和可消化淀粉量之间的差值。这两种方法都较复杂， 不能快速测定， 且测定值不 可靠。 S a u r a - C a l i x t o 等 1 2 改进了 S ilj e s t r o m等人 ” 的方法， 认为抗性淀粉可以通过测定纤维残 基的方法来测定， 而不需测定纤维素。其基本过程是将碾磨后的样品放入 5 0 ml 离心管中， 加 入热稳定性的 a 一淀粉酶， 在 1 0 0 “( 2 下保温 3 5 min ， 后加入蛋白酶溶液在 6 O 下保温 3 5 mi n ， 再 加入淀粉葡苷酶， 在 6 O 下保温 3 5 min ， 处理 完毕后， 将离心管离心， 获得不溶 的膳食纤维 ( 口 ) F ) ， 将 I D F溶解在刚制备的 2 MK O H溶液中， 2 5 下保温 3 0 ra i n ， 然后离心获得上清液， 用 葡萄糖氢化酶过氧化酶试剂测定上清液中的抗性淀粉， 以 0 9 倍葡萄糖 n a g数表示。此法 与其它方法相 比， 避免了在定量测定抗性淀粉时使用硅藻土及在 1 0 5 1 2 下干燥的过程， 且该法 更快捷， 所消耗的酶 、 试剂更少。 最近 C o n i 等 14 又发 展 了一种 直接 定量 测定食 品中抗性 淀粉 的方法。这一 方法是 B e n 法的改进。其基本步骤包括： 除去蛋白质， 消化可溶性淀粉， 酶水解及测定抗性淀粉 维普资讯 2 2 杭州食品科技2 o o 3 年第 4 期总第 7 l 期 ( 以0 9 倍葡萄糖 mg 数表示) 。这种方法不仅适于测定抗性淀粉质含量高的食品， 也适用于 抗性淀粉含量低于 1 的样品。与间接法相 比， 该法测定结果具有更好的重现性， 并且费用更 低 。 3 抗性淀粉功能 3 1 抗性淀粉与直肠癌等肠道疾病 抗性淀粉比普通膳食纤维更容易被大肠中的微生物发酵或部分发酵， 能产生较多的挥发 性短链脂肪酸， 如乙酸、 丙酸和丁酸， 尤其是丁酸的产率要远高于其它膳食纤维， 而丁酸能抑制 癌细胞的生长， 有利于肠道健康。同时抗性淀粉对增加粪便容量、 防止便利、 预防肠功能紊乱 都有重要作用。R a n h o s t r a 等 1 6 对老鼠粪便中天然淀粉和抗性淀粉作了比较， 与天然淀粉相 比， 抗性淀粉使粪便的湿重和干重增加了 6 倍， 当在饮食中增加抗菌素后， 则增加了 l 8倍。而 v a 1 Mu n s t e r 【 使用抗性淀粉后的粪便体积要 比使用天然淀粉的高 2 5 ( 见表 3 ) 。 表 3 老 鼠肠内物质 数据 a a 平均值 S D( 每种 日量 8 1 0只老 鼠) ， 同一种中数据后带不同字母的表示差异显著( PO 0 5=) b 每组的平均初始体重为 5 2 g c用于将粪便干重转变为湿重的因子 ： 日粮 A： 2 1 ， 日粮 B： 2 3 ， 日粮 C： 3 3 d 抗性 淀粉 *资料来源 Ra n t r a , 等【 】 v a 1 Mu rat e r 【 - 8 】 报道， 在人的饮食中添加高直链玉米淀粉可以减结肠细胞的增殖， 提高粪 便中的短链脂肪酸含量和降低次级胆汁酸的含量。C a s s id y 】 等也报道 了抗性淀粉到达大肠 后丁酸盐的增加与结肠癌发病率的降低之问的关系。同样 J o h n s o n和 G e e 2 a 】 也证实 了丁酸盐 维普资讯 杭州食品科技2 0 0 3年第 4期总第 7 1 期 2 3 在调节小肠细胞功能， 抑制肿瘤细胞增长和降低结肠粘膜增生方面的作用。并且与其它纤维 素源相比， 抗性淀粉已居于丁酸盐产品的首位 2 1 】 ( 见表 4 ) 。 表 4 不同来源短链脂肪酸的组成 *资料来源 B a g h u r 等【 3 2 降低血清 中胆 固醇及苷油三酸酯 - _h o t r a 等【2 2 研究了含胆固醇的日粮对青年 田的血和肝 的影响， 在 日粮中分别不加纤 维、 加作为抗性诧粉的纤维和加纤维素。4 周后， 饲喂加抗性淀粉 日粮的田鼠血清总胆固醇要 比不加纤维的田鼠低( 1 6 2 ， 比饲 喂加纤维素的则要低 1 3 1 。同时他们还证 实了胆固醇 的降低与高密度和低密度脂蛋白水平的降低有关。同样的饲喂加抗性淀粉 日粮的田鼠血清中 苷油三酸酯含量比饲喂加含天然淀粉 日粮的田鼠低约 5 0 ( 见表 5 ) 。 表 5 采食试验 日粮的田鼠生理反应 ( 4 周) a 平均值 S D( 每种 日粮 9只田鼠) ， 在同一行中不具有相 同字母者表示差异显著 ( P0 0 5 ) b 初使体重 5 O6 g 维普资讯 2 4 杭州食品科技2 0 0 3年第 4期总第 7 1期 c 初始( O天 ) 水平 ： 血清总胆固醇： 1 3 62 ； H DL一胆固醇 ： 8 27； VL D L+L DL一胆固醇 ； 5 49 ； 血清苷 油三酸酯： 1 5 86 6 d 极低密度酯蛋 白和低密度脂蛋白胆固醇 e 对 比日粮天然淀粉 *资料来源 b b o t r a 【 】 3 3 抗性淀粉与维生素和矿物吸收 对于饮食中维生素、 矿物质的吸收， 膳食纤维常起干扰作用。主要因为膳食纤维含水量高 的饮食其植酸含量相对提高而影响吸收。抗性淀粉则不具备此效果。S c h u 1 z ( 1 9 9 3 ) 2 3 】 年试验 发现： 饮食 中天然抗性淀粉( R ) 能与回肠中经肠内菌发酵而降低 p H值， 促使镁 、 钙变成可溶 性的而易通过上皮细胞为人体所吸收。R s 3 则不具有此功能。 3 4 抗性淀粉与血糖 B r y n e s等 】 发现抗性淀粉的摄入会导 致胰 岛素分 泌的减 少。在研究 中， 他 们用抗 性淀 粉 含量大于 2 0 的高直链淀粉 日粮和低直链淀粉 日粮分别饲养老 鼠， 结果发现饲养高直链淀粉 的老鼠的胰岛素分泌要少于饲养低直链淀粉 日粮的老鼠。Mu i r 等 2 5 】 在实验中采用缓慢吸收 或用阿卡波糖抑制 a 一 葡糖苷酶活性 的含淀粉食物， 结果表 明抗性粉能降低饮食后血中葡萄 糖浓度和胰岛素分泌， 并能改善脂类物质的分布， 因而对非胰岛素病人有益。 3 5 抗性淀粉与体重