抗性糊精品質特征和健康功效的研究進展

張瑞芯 邱斌 白鳳翎 劉潔 姜雯 儀淑敏 王靜 徐同成

摘?要：對抗性糊精的品質特征及健康功效的研究進展進行綜述。

關鍵詞：抗性糊精;品質特征;健康功效

目前，粗糙且不光滑的水不溶性膳食纖維加工制品口感較差，而高分子水溶性膳食纖維因為高粘度、高凝膠性等特點，在食品加工中的應用還不成熟[1-2]。然而，具有粘度低、易吸收以及溶解性等良好加工特性的低分子水溶性膳食纖維的抗性糊精出現在人們視野。研究表明，抗性糊精對人體有多方面顯著的健康功效。因抗性糊精制備原材料廣泛并具有優良的品質特征以及健康功效，使其成為當前水溶性膳食纖維領域關注的熱點。但是，對于抗性糊精發揮作用機制仍需進一步研究。

1?抗性糊精的品質特征

1.1?物理性狀

抗性糊精是一種白色或淡黃色粉末狀物質，水分含量一般不超過6%，有略微甜味，沒有其他異味，弱酸性，pH值介于4.0～ 6.0之間，10%水溶液為透明或淡黃色，不溶于乙醇或丙酮等有機溶劑[3]，其顆粒不規則、大小不均勻、表面凹凸不平，與普通淀粉存在較大差異[4]。同樣，在產生熱量方面抗性糊精也有不同。普通糖類物質熱量高達16.76 J/g，各種糖發酵后產生的酒精熱量高達8.38 J/g，而抗性糊精的熱量只有4.19 J/g[5]。除此之外，抗性糊精還具有耐熱性、耐酸性、耐冷凍特性等[6]。

1.2?化學結構

抗性糊精的化學結構比普通淀粉的結構更為復雜，抗性糊精除了含有一般淀粉所含的結構之外還包含α-1，2和α-1，3鍵相連的葡萄糖苷結構，以及部分還原端上分子內脫水形成的縮葡聚糖和β-1，6葡萄糖苷結構[7]。抗性糊精的分子結構中還含有很多親水基團、活性基團以及特異的空間構象，使其具有很強的持水性、吸附能力與黏性等[8]。

1.3?持水性和膨脹性

膳食纖維持水能力承受范圍約為本身質量的1.5～25倍[9]。陳曉霞等[10]通過向凝固型酸奶中加入抗性糊精來探究其對酸奶持水力的影響，實驗表明，添加了抗性糊精的凝固型酸奶比不添加抗性糊精酸奶的持水力明顯增高。高持水性也可減輕泌尿系統的壓力，緩解諸如膀胱炎、膀胱結石和腎結石等泌尿系統疾病的癥狀[11]。較高的膨脹性可以增大內容物的體積，易使人們產生飽腹感，同時較高的持水力有利于排便，這對于減重人群來說是種更好的選擇。

1.4?溶解度和粘度

抗性糊精既可溶于冷水也可溶于熱水，粘度很低，質量分數30%水溶液的粘度大概是0.01 Pa·s[3-4]。徐佩琳等[12]利用山藥淀粉通過微波預處理-酶解的方式制備抗性糊精，并對制得的抗性糊精含量及溶解性進行分析測定。實驗顯示，制得的抗性糊精含量達到40.33%，溶解度為47.01%，并且抗性糊精的溶解度隨抗性含量的增加而增大。對于抗性糊精的粘度，朱潔[4]通過改變濃度、溫度、剪切速率、pH值、冷凍次數等對其粘度進行分析，研究發現，這些條件的改變對抗性糊精的粘度有很小的影響甚至沒有影響，這也表明抗性糊精的粘度較為穩定。然而，田芬等[13]研究在熱處理過程中抗性糊精對奶液粘度的影響，結果顯示，抗性糊精可能是與奶液發生美拉德反應，從而增大體系的粘度并對體系穩定性產生有利影響。針對抗性糊精的高溶解性、穩定性好等特征，可將其添加到不需要增加粘性的食品特別是飲料中。

1.5?抗消化性能

目前，對于抗性糊精特有的抗消化性能有兩種可能原因。其一，抗性糊精的抗消化酶特性與其結構有很大關系。徐佩琳[14]采用體外模擬人工腸液對山藥淀粉及山藥抗性糊精體外消化性進行分析，試驗表明，山藥抗性糊精的消化率明顯小于山藥淀粉，這有可能因為抗性糊精含有的α-1，2和α-1，3葡萄糖苷結構難被體內消化酶降解。其二，抗性糊精之所以在消化道內不被消化吸收而是絕大部分在大腸中被腸道微生物發酵利用，是因為抗性糊精含有抗淀粉酶、葡萄糖淀粉酶等抗人體消化酶成分[15]。

1.6?吸附作用

水溶性膳食纖維結構表面存在的大量活性基團表現出了吸附作用[16]。即能吸附膽固醇、膽汁酸等有機分子和脂肪抑制人體對其吸收，從而降低人體血清和肝臟中的膽固醇、預防心腦血管疾病[4];其與脂肪和膽固醇的可能作用形式主要是氫鍵結合，其次是靜電力、疏水鍵之間的相互作用[17]。膳食纖維還具有吸附香味物質、吸附人體自由基的作用，可以將其用于肉制品中防止香味物質的揮發[3]。抗性糊精發揮此作用的具體機制仍不清楚，還需進一步明確。

2?抗性糊精的健康功效

近年來，研究者通過動物實驗、臨床試驗等證明了抗性糊精具有減重、降血脂、降血糖、調節腸道菌群等功能。

2.1?控制體重

據全球營養改善聯盟報告顯示，我國超重和肥胖患者已達到3億，肥胖是糖尿病、高血脂等代謝綜合征的獨立風險因素。因此抑制肥胖至關重要。眾多的研究發現，攝食抗性糊精對減肥有較好的影響。抗性糊精進入大腸促使腸道微生物發酵，其發酵產物是以乙酸、丙酸等為主的短鏈脂肪酸[18]。動物模型實驗研究表明，短鏈脂肪酸可通過激活游離脂肪酸受體（FFAR ）2和（FFAR）3誘導厭食激素如胰高血糖素樣肽、酪氨酸肽和瘦素的釋放，促使機體產生飽腹感、控制食欲減少能量攝入、抑制脂肪細胞合成從而改善體重管理[19]。另外，劉娜等[20]通過大鼠肥胖模型，分別給予抗性糊精2.5、5.0、7.5 g/kg BW三種不同的量飼養42天。其研究表明，大鼠的體重與體內脂肪重顯著降低，尤其是高劑量組體脂比明顯降低。目前，已經有眾多研究者申請減肥食品專利，其中都含有部分抗性糊精。例如，減肥飲料[21]、減肥餅干[22]等。

2.2?調節血脂

韓冬[23]通過小鼠急性高脂模型實驗發現，抗性糊精可明顯降低血清甘油三酯 （TG）和總膽固醇（TC），能夠有效改善血脂指標。譚思敏等[24]對營養型肥胖大鼠以2.5 mg/（kg·d）BW抗性糊精的劑量連續灌胃6周，結果表明，抗性糊精能明顯降低肥胖大鼠 TC水平。Farhangi MA[25]對人類進行試驗，65名患有2型糖尿病的女性接受試驗，即每天10 g抗性糊精為期8周，結果發現，抗性糊精可以明顯降低 TG、 TC 與高密度脂蛋白的比值、低密度脂蛋白膽固醇與高密度脂蛋白膽固醇的比值以及動脈粥樣硬化指數等，這表明，補充抗性糊精可以改善2型糖尿病女患者心臟代謝危險因素。多項研究表明，抗性糊精能夠降低血脂水平，所以高血脂癥患者可通過攝入適量抗性糊精來調節血脂含量以減少心血管疾病的發病率。

2.3?降血糖

近年來，糖尿病及其并發癥的發病率逐年上升，這不僅降低了患者的生活質量也為家庭帶來了經濟負擔[26]。顯然，降低糖尿病患者的血糖值以及改善胰島素抵抗尤為重要。張澤生等[27]連續4周給小鼠灌胃抗性糊精并測其血糖，其結果顯示，抗性糊精能夠顯著減小糖尿病造模小鼠的血糖值、提高小鼠糖耐量，但是對健康小鼠空腹血糖沒有較大影響。Aliasgharzadeh A等[28]通過臨床試驗，即55名患有2型糖尿病的女性每日攝入10 g抗性糊精并持續8周，結果表明，抗性糊精可通過改變腸道激素分泌或降低代謝內毒素血癥等，顯著降低空腹胰島素以及穩態模型胰島素抵抗指數，繼而改善2型糖尿病女性的胰島素抵抗。同樣有研究[29]報道，抗性糊精可以通過加強胰島素信號轉導來改善2型糖尿病小鼠的胰島素抵抗。綜上，抗性糊精可改善末端組織對胰島素的敏感性、抑制糖類吸收和消化等，從而能夠達到降血糖的目的[30]。

2.4?促進礦物質的吸收

研究表明，具有良好加工性能的抗性糊精可以添加到食品中來發揮其優良的促礦物質吸收能力。斷乳后，嬰兒體內雙歧桿菌迅速下降，致使腹瀉、厭食、生長遲緩、營養素利用率降低。因此，在嬰幼兒配方奶粉中添加抗性糊精可以促進鈣、鐵、鋅等微量元素的吸收，提高營養素的利用率[6]。并且，隨年齡的增長易使骨質中的鈣流失，導致人們對于鈣的吸收效率會逐漸下降，因此我們在攝入鈣的同時也要注意鈣的吸收。2016年泰萊公司 （Tate&Lyle）研發了一種PROMITOR抗性糊精牛奶，消費者飲用后可有效提高20%的鈣吸收量[31]，這對于老年人群來說可以更好的提高鈣的吸收率。

2.5?提高人體免疫力

2016年國際益生菌和益生元科學協會對益生元的定義為：一種被宿主微生物有選擇地利用來提供健康益處的基質[32]。抗性糊精可以發揮益生元作用為人類提供健康，已有研究證實，益生元對2型糖尿病女性患者可以發揮降低炎癥細胞因子、增加抗炎因子的作用[33]。有研究者在135名大腸癌手術患者中展開試驗，術前7天每天口服30 g含25%抗性糊精的益生元補充劑[34]，術前術后干預對大腸癌手術患者的免疫狀態均有積極的影響，但是其作用機制不同。術前可顯著增加免疫球蛋白 IgG、IgM和轉鐵蛋白，術后可顯著增加IgG、IgA、總B淋巴細胞等指標，并且術前、術后雙歧桿菌屬均顯著增加。有文獻表明，益生菌與具有益生菌特性的物質對18歲以上2型糖尿病患者的代謝和炎癥指標均有改善，并且抗性糊精的益處最為明顯[35]。

2.6?調節腸道菌群

抗性糊精通過選擇性刺激大腸菌群中雙歧桿菌和其他短鏈脂肪酸產生菌的生長來降低 pH值，增加有益微生物、降低有害微生物的產生，以改善有益微生物群的繁殖環境[36]。抗性糊精在大腸內發酵所產生的短鏈脂肪酸能夠有效減少便秘的發生率以及預防結腸癌、直腸癌等[6]。Hobden Mark R等[18]研究也表明，某些可發酵的碳水化合物包括抗性糊精能夠調節腸道微生物群，改變腸道菌群的組成和活性。

2.7?促進尿酸排泄

曾海生發明一種牡蠣粉和抗性糊精5∶2比例的組合物在高尿酸血癥中的應用，50名高尿酸癥患者在使用基礎藥物排尿酸的基礎上飲用組合物15天并測尿酸值，結果顯示，最終的尿酸值顯著降低，二者組合物具有獨特的促進尿酸排泄作用[37]。

3?結論

抗性糊精所表現的良好特征促使其產生對健康有益的效果，但它的作用機制仍需進一步明確。抗性糊精較其他功能糖提取原材料廣泛，并且易吸收、粘度低，其健康功效及其作用機制以及在保健食品、特殊醫學用途配方食品中的應用，值得進一步研究。

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