[科普中国]-抗性淀粉

理化性质

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

2） 平均聚合度DPn 范围30～200；3） 在100～165 ℃时，直链淀粉晶体熔融；

4） X－射线衍射类型为B 型；

5） 耐热性高，在高温蒸煮后，几乎没有损失；

6） 持水能力低，仅为1．4～2．8 g，是所有膳食纤维中最低的；

7） 含热量低，热值一般不超过10．0～10．5 kJ / g。1

分类根据最新营养学分类，淀粉可分为快速消化淀粉（RDS）、缓慢消化淀粉（SDS）和具有抗消化性的抗性淀粉（RS）。RS 目前尚无化学上的精确分类，因为抗性淀粉的定性与酶和淀粉的比例、酶的来源、水解条件等有关，所以需要一种优化标准。目前，大多学者根据淀粉来源和抗酶解性的不同， 将抗性淀粉分为4类：RS1、RS2、RS3、RS4。2

RS1指物理包埋淀粉， 是由于机械加工而使淀粉颗粒发生物理屏蔽作用，被锁在植物细胞壁上使其不能为淀粉酶所作用的部分。常见于轻度碾磨的谷类、豆类等食品中。

RS2指抗性淀粉颗粒，为有一定粒度的淀粉，如生的薯类和香蕉淀粉。物理和化学分析方法认为，RS2 对酶具有高度抗性。RS1 和RS2 经过适当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，由糊化淀粉冷却后形成。这类抗性淀粉分为RS3a 和RS3b两部分， 其中RS3a 为凝沉的支链淀粉，RS3b 为凝沉的直链淀粉。RS3b 的抗酶解性最强，而RS3a 可经过再加热而被淀粉酶降解。目前对于RS3 的抗酶解机理存在2 种不同的解释：一种认为是由于直链淀粉晶体的形成阻止淀粉酶靠近结晶区域的葡萄糖苷键，并阻止淀粉酶活性基团中的结合部位与淀粉分子结合，因而使RS3 产生抗酶解特性； 另一种认为RS3 之所以能抵抗酶的水解，是由于形成直链淀粉晶体的双螺旋之间存在较强的氢键及范德华力， 使得RS3 的分子结构非常牢固，热稳定性强，因而在人体的胃肠道内不能被消化吸收。RS3 是最主要的抗性淀粉，国内外对此类淀粉研究较多。

RS4指化学改性淀粉， 用基因改造或化学方法以及一些化学官能团的引入而引起淀粉分子结构变化，如乙酰基淀粉、羟丙基淀粉、热变性淀粉、磷酸化淀粉等。1

制备方法国内外近10 年来对于抗性淀粉制备的研究较为广泛，其制备方法主要有以下5 种。

热液处理法按照热处理温度和淀粉乳水分含量的不同，淀粉的热液处理可以分为以下5 类：

湿热处理是指淀粉在低水分含量下经热处理加工的过程，其含水量小于35%，温度较高，一般为80～160 ℃。

韧化处理又称退火处理，是指淀粉含水量大于40%，温度设定在淀粉糊化温度以下的热处理过程。

压热处理是指淀粉含水量大于40%， 溶液在一定温度和压力下进行处理的过程。

减压处理法在短时间内能够进行大批量的处理，没有糊化的淀粉颗粒，热稳定性高，工业生产非常有潜力。

超高压处理法是指通过高压处理使A 型结晶在压力的作用下， 双螺旋结构重新聚集，部分转为B 型，但是此处理不能导致分子量的降解。此处理淀粉颗粒糊化，但保持其颗粒结构，不发生溶出现象。

脱支降解法在抗性淀粉的制备过程中，常见的脱支方法有2种：一是酶法脱支，二是化学方法脱支。据报道，用酸（盐酸、硫酸、硝酸等）处理淀粉，有一定的脱支效果，但其脱支效果不及酶法脱支效果好。酶法脱支所用的酶主要为脱支酶类，最常用的是普鲁兰酶，此种酶是异淀粉酶的一种，它可以水解直链和支链淀粉分子中的α－l，6 糖苷键，且所切α－l，6 糖苷键的两头至少含有2 个以上的α－l，4 糖苷键，从而使淀粉的水解产物中含有更多游离的直链分子， 在淀粉的老化过程中，更多的直链淀粉双螺旋相互缔合，形成高抗性的晶体结构。

超声波法超声波可引发聚合物的降解，一方面是由于超声波加速了溶剂分子与聚合物分子之间的摩擦，从而引起C—C 键裂解；另一方面是由于超声波的空化效应所产生的高温高压环境导致了链的断裂。与其他降解法相比， 超声波降解所得的降解物的分子量分布窄小、纯度高。

微波辐射法微波法处理淀粉在相对较低的温度下所需的时间比湿热处理短。微波处理受淀粉的加热温度以及水分含量的影响，尤其是水分与升温速度显著相关。当水分含量较低时，升温速度非常快；当水分含量较高时，升温却不显著。微波辐射法是一种新工艺，具有良好的发展前景。3

蒸汽加热法Juscelino 用热蒸汽和高压热蒸汽分别对黑豆、红豆及利马豆进行处理，RS 的得率为19%～31%， 所得RS 含量比原淀粉中RS 含量高3～5 倍， 从而证明蒸汽加热法也是一种制备RS 的有效方法。

应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艺，增加食品的脆度、膨胀性及提高最终产品的质地。因此，可将其作为食品膳食纤维的功能成分，适量添加在食品中，制成不同特色的风味食品和功能食品。

在面类食品中的应用目前，国外已将抗性淀粉作为食品原配料或膳食纤维的强化剂应用到面类食品中， 如面包、馒头、包子、通心面、饼干等。其中，最引人注目的是抗性淀粉在面包中的应用。添加抗性淀粉的面包不仅膳食纤维成分得到了强化，而且在气孔结构、均匀性、体积和颜色等感官品质方面均比添加其他传统膳食纤维的营养强化面包好。抗性淀粉添加到通心粉和面条中可增加其耐煮性，有利于维持韧性结构，避免煮后出现粘连现象。1

在焙烤食品中的应用抗性淀粉已应用于许多面筋蛋白食品如蛋糕、饼干等。抗性淀粉不仅可作为膳食纤维的强化剂，也是一种良好的结构改良剂， 赋予食品令人喜爱的柔软性。含RS 的蛋糕在焙烤后，其水分损失量、体积、密度与加入膳食纤维、燕麦纤维的蛋糕相似。饼干类食品加工对面筋质量要求较低，可较大比例添加抗性淀粉。这样稀释的面粉面筋在焙烤时可减少褐变机会，使含抗性淀粉的饼干柔软、疏松、色泽光亮，有利于制作以抗性淀粉功能为主的保健饼干。

在膨化食品及其他脆性食品中的应用抗性淀粉作为膨化和脆性食品的改良剂，除了可改善食品的结构特性外，还可提高挤压谷物食品和休闲食品的膨化系数，使其具有独特的质地。将添加抗性淀粉的膨化食品浸泡到牛奶等饮料中，其质地虽变软但不会因吸水而崩溃， 使谷物在浸泡中保持松脆。抗性淀粉还可以改善食品的脆性，尤其是冷冻后需要重新加热的食品，其表面脆性是至关重要的品质。添加了抗性淀粉的食品， 气孔均匀， 中心组织柔软，体积、颜色等感官品质良好，且具有最佳脆性。

在饮料及发酵制品中的应用抗性淀粉因具有较好的黏度稳定性、很好的流变特性及低持水性，因此可作为食品增稠剂使用。抗性淀粉为水不溶性物质，在黏稠不透明的饮料中可用抗性淀粉来增加饮料的不透明度及悬浮度，既不会产生砂粒感，也不会掩盖饮料风味。抗性淀粉不仅是双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌繁殖的良好基质，还可以作为菌体保存剂。加有RS 的酸奶中乳酸杆菌的数量明显高于对照，饮用后菌体的存活率大为提高。另外，抗性淀粉还可用于汤料中。1