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1、1.抗性淀粉研究1.1抗性淀粉簡介1981年Anderson等首次發(fā)現(xiàn)食物中的淀粉經(jīng)過小腸并未完全被消化。通過測定作為大腸發(fā)酵指示的呼出的氫氣，他們發(fā)現(xiàn)白面包中大約有20%的淀粉進(jìn)入大腸[1]。最初，研究者稱淀粉進(jìn)入大腸的現(xiàn)象為淀粉的不良吸收，但是隨著對淀粉在人體內(nèi)代謝過程的深入研究，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入大腸的淀粉能被大腸里的微生物發(fā)酵，作為能源利用。研究者們將這種不被健康人體小腸所吸收的淀粉稱之為抗性淀粉(ResistantStarch)，簡稱RS。這種淀粉較其他淀粉在體內(nèi)消化、吸收和進(jìn)入血液較緩慢，具有類似膳食纖維的功能特性。但抗性
2、淀粉本身仍然是淀粉，其化學(xué)結(jié)構(gòu)不同于纖維。作為一種新型功能型添加劑，抗性淀粉對人體健康有重要作用，它能降低血糖和胰島素的反應(yīng)，適合肥胖病人和糖尿病人食用。動物實驗表明，抗性淀粉還具有降低血清膽固醇、防治心血管疾病的作用[2]。此外，抗性淀粉還具有比傳統(tǒng)膳食纖維更好的加工特性，特別是在膨脹度、黏度、凝膠能力、持水性等方面[3]。作為一種新型的膳食纖維，抗性淀粉具有類似于傳統(tǒng)膳食纖維的生理功能，在大腸中，經(jīng)微生物發(fā)酵，它的產(chǎn)短鏈脂肪酸尤其是丁酸的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通膳食纖維[4]。而且，將抗性淀粉添加到食品中，RS不會影響食物的風(fēng)味
3、、質(zhì)地和外觀，在許多應(yīng)用中，甚至可以提高最終產(chǎn)品的風(fēng)味。因此在過去幾十年中，RS已作為保健營養(yǎng)成分應(yīng)用于面包、谷物早餐、面條等普通食品和減肥食品等特殊食品中[5]。1.2抗性淀粉的分類抗性淀粉(RS)因其天然來源或加工方法不同，其抗消化性會有很大的差別，目前一般可將其分為4類，即RS1、RS2、RS3、RS4[6]。RS1，物理包埋淀粉，是指那些因細(xì)胞壁的屏障作用或蛋白質(zhì)的隔離作用而不能被淀粉酶接近的淀粉。如部分研磨的谷物和豆類中，一些淀粉被裹在細(xì)胞壁里，在水中不能充分膨脹和分散，不能被淀粉酶接近，因此不能被消化。但是在加工
4、和咀嚼之后，往往變得可以消化；RS2，顆粒狀抗性淀粉，是指那些天然具有抗消化性的淀粉。主要存在于生的馬鈴薯、香蕉和高直鏈玉米淀粉中。其抗酶解的原因是因為具有致密的結(jié)構(gòu)和部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)，其抗性隨著糊化而消失；RS3，回生淀粉，是指糊化后在冷卻或儲存過程中結(jié)晶而難以被淀粉酶分解的淀粉，也稱為老化淀粉。它是抗性淀粉的重要成分，通過食品加工引起淀粉化學(xué)結(jié)構(gòu)、聚合度和晶體構(gòu)象等方面的變化而形成的，因而也是一類重要的抗性淀粉。回生淀粉是膳食中抗性淀粉的主要成分，這類淀粉即使經(jīng)加熱處理，也難以被淀粉酶消化，因此可作為食品添加劑使用。一般采用
5、濕熱處理制備，如直鏈含量為70%的玉米淀粉，經(jīng)過壓熱法處理，可獲得21.2%的RS3的產(chǎn)品。國外專利中多采用高直鏈玉米淀粉為原料，將脫支酶作為主要手段，結(jié)合不同干燥方式制備高抗性淀粉含量的產(chǎn)品；RS4，化學(xué)改性淀粉[7]。主要指經(jīng)過物理或化學(xué)變性后，由于淀粉分子結(jié)構(gòu)的改變以及一些化學(xué)官能團(tuán)的引入而產(chǎn)生的抗酶解淀粉，如羧甲基淀粉、交聯(lián)淀粉等。同時，也指種植過程中，基因改造引起的淀粉分子結(jié)構(gòu)變化，如基因改造或化學(xué)方法引起的分子結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的抗酶解淀粉。1.3抗性淀粉的制備方法淀粉中直鏈淀粉的比例越高，淀粉越易老化。普魯蘭酶可催
6、化淀粉分子中α-1,6-糖苷鍵的水解，使支鏈淀粉轉(zhuǎn)變成直鏈淀粉，從而提高抗性淀粉得率。有關(guān)抗性淀粉制備方法的研究，近十年來國內(nèi)外發(fā)展較快，研究較為廣泛，制備方法大致可分為以下幾類。1.3.1擠壓處理法擠壓處理即將食品物料置于高溫高壓狀態(tài)下，突然釋放至常溫常壓，使物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化的過程。經(jīng)高溫高壓處理，淀粉顆粒中大分子之間的氫鍵削弱，造成淀粉顆粒的部分解體，粘度上升發(fā)生糊化現(xiàn)象。將擠壓膨化技術(shù)應(yīng)用于抗性淀粉制備的預(yù)處理中，是由于擠壓膨化起到了預(yù)糊化的作用，提高淀粉糊化度。只有使淀粉完全糊化，才能使淀粉酶與普魯蘭酶對其
7、充分作用，生成一定長度的直鏈淀粉分子，通過調(diào)節(jié)酶的作用條件，從而提高抗性淀粉得率[8]。1.3.2微波輻射法近年來，由于微波加熱速度快，可以使食品中的水分在短時間內(nèi)迅速蒸發(fā)汽化，造成體積膨脹，產(chǎn)生膨化效應(yīng)，微波技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。微波法應(yīng)用于抗性淀粉制備機理。首先，在微波輻射處理過程中，淀粉分子間氫鍵斷開，冷卻階段相鄰的直鏈淀粉間又重新形成氫鍵，即淀粉的老化；其次，食品物料微波輻射的內(nèi)動力是水分汽化，在此過程中淀粉糊化，使物料產(chǎn)生多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有利于酶的進(jìn)一步作用；第三，微波處理時間短、效率高，工藝安全，可以
8、大大縮短制備工藝時間。目前，微波技術(shù)主要應(yīng)用于物料的后期處理，如膨化小食品中的應(yīng)用，并且對食品物料的后期處理技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但應(yīng)用于物料的預(yù)處理的研究卻不多見[8]。1.3.3脫支降解法抗性淀粉制備的脫支方法有兩種，一種是酶法脫支，另一種方法是化學(xué)方法脫支[9]。據(jù)報道，用酸(鹽酸、硫酸
