陳正榮

摘 要 文章分析了包括原料種類(lèi)、物料顆粒大小、直鏈/支鏈淀粉相對(duì)含量、淀粉晶體類(lèi)型和大小、直鏈淀粉-脂類(lèi)復(fù)合物、磷酸酯基團(tuán)、糊化程度以及其他營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)食物中抗性淀粉含量的影響，比較了蒸煮、炒炸烹調(diào)處理后的變化以及貯藏條件的影響，以利準(zhǔn)確評(píng)價(jià)該類(lèi)營(yíng)養(yǎng)素的膳食攝入量，及向消費(fèi)者推薦優(yōu)先選用的烹調(diào)方法。

關(guān)鍵詞 抗性淀粉 含量 食品原料 貯藏條件

中圖分類(lèi)號(hào)：TS210.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

抗性淀粉簡(jiǎn)稱RS，意指天然具有抗消化性的淀粉，F(xiàn)AO將其定義為“食物中不被健康者小腸消化吸收的淀粉或其降解產(chǎn)物”。 RS是近年來(lái)才被新發(fā)現(xiàn)的一種具有功能性的營(yíng)養(yǎng)組分，具有吸收慢、較低血糖反應(yīng)、預(yù)防大腸癌的功能特點(diǎn)及獨(dú)特的加工特性，已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

食物中RS含量受原料種類(lèi)、物料顆粒大小、直鏈/支鏈淀粉相對(duì)含量、淀粉晶體類(lèi)型和大小、直鏈淀粉-脂類(lèi)復(fù)合物、磷酸酯基團(tuán)、糊化程度以及其他營(yíng)養(yǎng)成分（脂肪、蛋白質(zhì)、膳食纖維、有機(jī)酸、酶抑制劑）等影響，也與烹飪方式和加工處理?xiàng)l件、食品貯藏條件諸因素有關(guān)。

了解各類(lèi)食物中的抗性淀粉含量與影響因素，對(duì)合理評(píng)估居民膳食中該營(yíng)養(yǎng)素的攝入量，及向相關(guān)企業(yè)推薦合理的加工方法與食品貯藏條件，具有積極的意義。

1 食物原料對(duì)抗性淀粉含量的影響

1.1 食物原料種類(lèi)的影響

石勱等指出，薯類(lèi)及薯芋類(lèi)蔬菜的RS比例較高，面粉、豆類(lèi)、根莖類(lèi)蔬菜含量較低。 而Liyong Chen等 通過(guò)測(cè)定49種食物原料及熟制品、精細(xì)加工食品中的RS含量發(fā)現(xiàn)，豆類(lèi)、馬鈴薯、香蕉和谷物的淀粉含量較高的食物RS含量也很高。世界范圍內(nèi)的RS日攝入量約為3～40g。 Liyong Chen等通過(guò)膳食調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國(guó)居民每天RS攝入量為14.9g/d。最主要來(lái)源為谷類(lèi)（9.3g/d）（包括米制品、面制品、玉米制品、其它谷類(lèi)以及主要由谷類(lèi)制作的小吃食品等），接著是粉條等淀粉類(lèi)食品（1.9g/d）；薯類(lèi)（1.6g/d）和豆類(lèi)（1.4g/d）也是RS的主要來(lái)源；而堅(jiān)果種子類(lèi)、蔬菜類(lèi)和香蕉提供的RS相對(duì)較低。

1.2 淀粉自身特性的影響

研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯淀粉最易于糊化，這與其內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)、顆粒大小及磷酸酯基團(tuán)有關(guān)。馬鈴薯淀粉中直鏈淀粉含量比重高、含有磷酸酯基團(tuán)、淀粉顆粒大等特點(diǎn)使其比其他淀粉更易糊化。直鏈淀粉和支鏈淀粉的相對(duì)含量是RS3生成量的決定因素，其生成量隨直鏈淀粉含量的升高而升高。由于直鏈淀粉的線性結(jié)構(gòu)，淀粉回生的過(guò)程是直鏈淀粉的結(jié)晶過(guò)程，而支鏈淀粉由于其支鏈的分叉結(jié)構(gòu)導(dǎo)致結(jié)晶過(guò)程較慢。 因此，高直鏈淀粉含量的食物往往有較高含量的RS，且在加工、貯藏過(guò)程中較容易形成RS。另外，直鏈淀粉較長(zhǎng)的鏈長(zhǎng)在RS形成中同樣扮演重要的作用，直鏈淀粉的長(zhǎng)鏈（25個(gè)葡萄糖單元）可以形成穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使RS相對(duì)穩(wěn)定。

大顆粒的物料比小顆粒物料有更小的比表面積而更難被消化。食品的物性也能夠顯著影響酶對(duì)食物顆粒的滲透能力。碾磨因能破壞淀粉顆粒，從而能夠顯著增加酶對(duì)淀粉的水解。因此，將淀粉包圍在組織內(nèi)部的全谷類(lèi)、豆類(lèi)食品比各種面粉、谷粉的RS，特別是RS1（物理難接近淀粉），含量高（5倍）。在淀粉X 射線衍射（X-Ray Diffraction， XRD）圖樣的A、B、C三種晶型中，A、B型是晶體；而C型淀粉則是A、B型的混合型；通過(guò)物理或化學(xué)的方法處理淀粉還可以得到具有V 型衍射圖樣的淀粉。一般而言，谷類(lèi)淀粉是A型；塊莖類(lèi)和高直鏈淀粉，如生土豆和香蕉，產(chǎn)生B型X 射線衍射圖譜；一些水果、豆類(lèi)、莖菜和塊根類(lèi)會(huì)產(chǎn)生C型X 射線衍射圖譜。 其中A型比B型更易于被酶水解。

1.3 其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響

蛋白質(zhì)對(duì)RS含量的影響是雙向的，蛋白質(zhì)能阻止酶與被包裹的淀粉分子的接觸從而增加RS1的含量；但同時(shí)，蛋白質(zhì)能阻止淀粉老化，降低RS3的生成。Holin等人發(fā)現(xiàn)小麥制品的淀粉被蛋白質(zhì)包裹，但去除蛋白質(zhì)后RS的量并沒(méi)有顯著增加。 通過(guò)研究外源蛋白質(zhì)對(duì)淀粉老化的影響，發(fā)現(xiàn)外加的蛋白質(zhì)也能與直鏈淀粉形成氫鍵，進(jìn)而抑制直鏈淀粉的老化，降低了食物中的RS含量。 Escarpa等實(shí)驗(yàn)在馬鈴薯淀粉中添加牛血清蛋白，經(jīng)高壓蒸汽處理和-20℃冷卻后，蛋白質(zhì)-淀粉形成氫鍵，阻礙了直鏈淀粉老化，使RS含量降低。

多酚、植酸、單寧、凝集素等酶抑制劑因?yàn)槟軌蛞种埔鹊矸勖傅然钚?，從而增加RS含量。Escarpa等將馬鈴薯淀粉和兒茶素驚醒高壓蒸汽處理后冷卻發(fā)現(xiàn)，兒茶素能夠顯著減低RS的生成，但植酸對(duì)RS的形成影響較輕。高濃度的葡萄糖、麥芽糖等可溶性糖導(dǎo)致玻璃臺(tái)轉(zhuǎn)化溫度升高，抑制淀粉結(jié)晶，從而降低RS的產(chǎn)率。Escarpa等還發(fā)現(xiàn)添加鈣離子和鉀離子能夠降低馬鈴薯糊化淀粉RS的含量，原因可能是這些金屬離子的吸附作用阻礙了直鏈淀粉和支鏈淀粉之間氫鍵的形成。

2 食物的加工方式對(duì)抗性淀粉含量的影響

加工方式、加工條件（濕度、溫度、加熱時(shí)間和冷卻方式）和程度對(duì)RS的含量具有顯著影響。粗加工食品及油炸、烘烤等高溫處理的食品RS含量高。Liyong Chen等通過(guò)對(duì)比食物原料、熟食和精加工食品的RS含量發(fā)現(xiàn)，粗加工食物含量RS保留率較高，并隨著烹調(diào)而降低。石勱等研究發(fā)現(xiàn)，除了豆類(lèi)，食物經(jīng)烹調(diào)后的RS含量顯著降低，加工越精細(xì)，RS含量越低。通過(guò)對(duì)比不同加工方式對(duì)RS含量的影響也發(fā)現(xiàn)，經(jīng)蒸煮烹調(diào)的面制品比烘烤更有益于RS的形成；蒸、炒烹調(diào)后的薯類(lèi)RS含量比油炸的低。

膨化處理雖然由于高溫、高壓以及很大的剪切力導(dǎo)致原淀粉顆粒的破壞，但同時(shí)也不利于RS，特別是RS3（回生淀粉）的形成，從而大大降低RS含量。 Mahasuk honthachat等發(fā)現(xiàn)經(jīng)膨化處理的高粱淀粉消化率提高了近10倍。 雖然也有研究指出膨化能夠增加RS含量，但增加幅度降低，且往往有冷凍貯藏等后續(xù)處理。 Abd-Elmoneim等研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵能夠增加面粉酶解性，從而降低RS和總淀粉的含量。endprint

2.1 濕熱加工的影響

水分含量是影響RS形成的重要因素。濕熱加工能破壞RS1和RS2（天然抗性淀粉顆粒），但有益于RS3的形成。 反復(fù)的濕熱加工有益于RS的形成，適當(dāng)?shù)臐駸崽幚砟軌虺蔀橹苽銻S的一種方法。Sievert和Pomernaz壓熱-冷卻循環(huán)處理高直鏈型玉米淀粉得到高含量的RS。當(dāng)18%水分條件下對(duì)淀粉熱處理可以增加其結(jié)晶度，并降低對(duì)酶消化的敏感性；但是當(dāng)水分含量達(dá)到27%時(shí)，會(huì)導(dǎo)致部分淀粉的劣變，使其更容易被酶消化水解。Sagum等研究發(fā)現(xiàn)，蒸煮和加壓蒸煮能夠顯著降低大米中的RS含量，從約10%干重（dwb）降為1.6%dwb。 經(jīng)蒸煮和膨化的小米R(shí)S含量也有顯著降低，但經(jīng)加壓蒸煮后經(jīng)過(guò)烘焙的小米含量最高。 研究發(fā)現(xiàn)，濕熱加工會(huì)改變馬鈴薯的晶型（B→A+B）； 同時(shí)，高溫低水分處理有利于形成A型淀粉晶體，高水分低溫條件則更利于A型淀粉晶體的形成。

2.2 油炸加工的影響

淀粉容易和油脂形成淀粉-酯類(lèi)化合物，且當(dāng)脂肪酸的濃度在一定適量范圍時(shí)，復(fù)合物最易形成。 直鏈淀粉是由 -1，4糖苷鍵連接而成的直鏈狀分子，由于分子內(nèi)氫鍵作用，直鏈淀粉的鏈會(huì)發(fā)生卷曲，能夠與一些無(wú)機(jī)或有機(jī)的基團(tuán)進(jìn)行絡(luò)合形成螺旋狀內(nèi)絡(luò)物，配合物如碘﹑脂類(lèi)﹑酒精和香味混合物等，淀粉-酯類(lèi)化合物就是最常見(jiàn)的絡(luò)合物。 研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)充分油炸和焙烤的食物中的RS含量比燉的食物高。Cui R.等認(rèn)為淀粉-酯類(lèi)化合物一方面降低了淀粉顆粒的膨脹能力，阻止了酶進(jìn)入顆粒內(nèi)部；同時(shí)，淀粉-酯類(lèi)化合物比直鏈淀粉對(duì)消化酶的抗性要高。 但Mahmood 等研究發(fā)現(xiàn)，深度油炸和淺度油炸的馬鈴薯RS分別降低了65.4%和77.1%。 而B(niǎo)aljeet Singh Yadav發(fā)現(xiàn)深度油炸的馬鈴薯RS含量降低幅度大于淺度油炸，這和Goni 及Mangala 等研究一致。Baljeet S. Yadav將此現(xiàn)象解釋為深度油炸的油量多，更易于形成淀粉-脂類(lèi)復(fù)合物。另外，油炸的低水分環(huán)境也不利于淀粉的重結(jié)晶。Goni研究發(fā)現(xiàn)，由于法式炸薯?xiàng)l的油滲入深度小于1mm，水分的損失較輕，允許其淀粉在冷卻時(shí)發(fā)生部分老化，從而使其RS降低幅度低于油炸土豆片。

淀粉-酯類(lèi)化合物抑制淀粉顆粒的膨脹，進(jìn)而提高了其糊化溫度。Singh等人發(fā)現(xiàn)馬鈴薯淀粉加入脂肪酸后，其使糊化溫度升高，添加1%硬脂酸額馬鈴薯淀粉的糊化溫度從61.2℃上升到81.7℃。但艾志錄等研究發(fā)現(xiàn)糯米淀粉中添加油酸，可加速淀粉顆粒分子無(wú)序化排列過(guò)程，使糯米淀粉的糊化起始溫度、峰值溫度以及糊化焓減小。棕櫚酸由于吸熱溫度范圍與糯米淀粉復(fù)合物糊化溫度范圍部分重合，導(dǎo)致糯米淀粉的糊化焓隨棕櫚酸用量增加而顯著增大。

3 貯藏條件的影響

貯藏時(shí)間和溫度因能顯著影響淀粉的回生過(guò)程，進(jìn)而影響RS的形成。在對(duì)比不同貯藏時(shí)間（12，24h）和溫度（4， 25℃）對(duì)高壓烹調(diào)的谷物和豆類(lèi)的RS含量影響的研究發(fā)現(xiàn)，兩類(lèi)食物的RS隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而增加，同時(shí)在4℃的回生溫度條件下貯藏RS含量最高，淀粉體外消化率也最低。雖然低溫通常能夠促進(jìn)淀粉老化， 但溫度太低也將影響淀粉老化。對(duì)于一個(gè)特定的結(jié)晶聚合物系統(tǒng)中，結(jié)晶過(guò)程只在玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度和熔解溫度之間時(shí)才能發(fā)生。當(dāng)溫度低于玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度（B型淀粉晶體的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度是-5℃）時(shí)，成核率較低；當(dāng)溫度高于玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，擴(kuò)散作用和晶體生長(zhǎng)增加，但如果溫度朝著熔解溫度升高，晶體生長(zhǎng)速度不斷降低。高于玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度的4℃時(shí)，由于較高的成核率和晶體生長(zhǎng)速率最有益于晶體的形成和淀粉的回生，RS含量最高。Park等 發(fā)現(xiàn)，相比持續(xù)低溫處理，通過(guò)對(duì)淀粉進(jìn)行30℃和4℃的冷熱交替處理能夠進(jìn)一步降低淀粉的消化率，并能改變其理化性質(zhì)（熔化溫度等）。

基金項(xiàng)目：科技部計(jì)劃項(xiàng)目（2013GA690252），泰州市科技局項(xiàng)目（泰科2012-131）

注釋

① Asp NG. Resistant starch - Proceedings from the 2nd Plenary Meeting of Euresta - European Flair Concerted Action 11on Physiological Implications of the Consumption of Resistant Starch in Man[J]. European Journal of Clinical Nutrition. 1992.46（l2）：142-148.

② Ayten Aylin Alsaffar. Effect of food processing on the resistant starch content of cereals and cereal products - a review[J].International Journal of Food Science and Technology，2011.46：455-462.

③ 李輝， 李慧， 徐貴發(fā). 食物中的抗性淀粉含量及烹調(diào)加工的影響[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2005（5）：366-369.

④ 陳立勇.中國(guó)居民抗性淀粉攝入量估計(jì)及抗性淀粉對(duì)AOM 誘導(dǎo)的大鼠腸癌功能及癌前病變預(yù)防作用的研究[D].山東：山東大學(xué)博士學(xué)位論文，2010.

⑤ Chen Liyong， Liu Ruiping， Qin Chengyong， et al. Sources and intake of resistant starch in the Chinese diet[J]. Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition， 2010.19（2）：274-282.

（下轉(zhuǎn)第39頁(yè)）（上接第32頁(yè)）

⑥ Matalanis A.M.， Campanella O.H.， Hamaker B.R. Storage retrogradation behavior of sorghum， maize and rice starch pastes related to amylopectin fine structure[J].Journal of Cereal Science， 2009.50：74-81.endprint

⑦ Park E.Y.， Baik B.， Lim S. Influences of temperature-cycled storage on retrogradation and in vitro digestibility of waxy maize starch gel[J]. Journal of Cereal Science，2009.50：43-48.

⑧ 陳福泉，張本山，盧海鳳，等.X 射線衍射在淀粉顆粒結(jié)晶度研究中的應(yīng)用[J].食品科學(xué)，2010（3）：284-290.

⑨ Frazier P.J.，Richmond P.， Donald A.M. Amylolysis of starch granules and alpha-glucan crystallites. In Starch， Structure and Functionality[M]. UK： Royal Society of Chemistry，1997：141-152.

⑩ Holin J.， Bjorek I.， Asp N.G.， et a1.Starch availability in vitro and in vivo after flaking， steam cooking and popping of wheat [J]. Cereal Science，1985（3）：193-206.

EsearpaA.，GonzalezM.C.，MoralesM.D.，et al. An approach to the influence of nutrients and other food constituents on resistant starch formation[J]. Food Chemistry， 1977.60（4）：527-530.

Wolf B. Polysaccharide functionality through extrusion cooking[J].Current Opinion in Colloid and Interface Science， 2010.15：50-54.

Mahasuk honthachat K.， Sopade P.A.， Gidley M.J. Kinetics of starch digestion and functional properties of twin-screw extruded sorghum[J]. Journal of Cereal Science， 2010.51：392-401.

Huth M.， Dongowski G.， Gebhardt E.， FlammeW. Functional properties of dietary fiber enriched extrudates from barley[J]. Journal of Cereal Science， 2000.32：115-128.

Abd-Elmoneim-O-Elkhalifa， Schiffler B， Bernhard R. Effect of fermentation on the starch digestibility， resistant starch and some physicochemical properties of sorghum flour[J]. Nahrung Food， 2004.48（2）： 91-94.

Thompson D.B. Strategies for the manufacture of resistant starch. Trends in Food Science and Technology[J]. 2000.11： 245-253.

Sagum R.， Arcot J. Effect of domestic processing methods on the starch， non-starch polysaccharides and in vitro starch and protein digestibility of three varieties of rice with varying levels of amylose[J]. Food Chemistry，2000.70： 107-111.

Roopa S.， Premavalli K.S. Effect of processing on starch fractions in different varieties of finger millet[J]. Food Chemistry， 2008.106： 875-882.

Gunaratne A.， Hoover R. Effect of heat–moisture treatment on the structure and physicochemical properties of tuber and root starches[J]. Carbohydrate Polymers， 2002.49： 425-437.

Tang M.C.， Copeland L. Analysis of complexes between lipids and wheat starch[J]. Carbohydrate Polymers， 2007.67： 80-85.

蔡麗明，高群玉.淀粉-脂類(lèi)復(fù)合物的研究現(xiàn)狀及展望[J].糧油加工，2007（2）：85-87.

Cui R.， Oates C.G. The effect of amylose-lipid complex formation on enzyme susceptibility of sago starch[J]. Food Chemistry， 1999.65：417-425.endprint

Mahmood I.， Ghugre P.S.， Udipi S.A. Resistant starch in raw and processed roots and tubers[J]. Journal of Food Science and Technology， 2006.43（3）： 282-286.

Goni I.， Garia-Alonso A.， Saura-Calixto F. A starch hydrolysis procedure to estimate glycemic index[J].Nutrition Research， 1997.17： 427-437.

Mangala S.L.， Vidyasanker K.， Tharanathan R.N. Resistant starch from processed cereals. The influence of amylopectin and non-carbohydrate constituents on its formation[J]. Food Chemistry， 1999.64： 391-396.

Thompson D.B. Strategies for the manufacture of resistant starch[J]. Trends in Food Science and Technology. 2000.11： 245-253.

艾志錄，陳迪，謝新華.棕櫚酸、油酸對(duì)糯米淀粉熱特性的影響[J].食品科學(xué)，2013.21：20-23.

Blazek J.， Copeland L. Amylolysis of wheat starches.I. Digestion kinetics of starches with varying functional properties[J]. Journal of Cereal Science， 2010.51：265-270.

Park E.Y.， Baik B.， Lim S. Influences of temperature-cycled storage on retrogradation and in vitro digestibility of waxy maize starch gel[J]. Journal of Cereal Science， 2009.50： 43-48.endprint