張瑞芯 邱斌 白鳳翎 劉潔 姜雯 儀淑敏 王靜 徐同成

摘?要：對(duì)抗性糊精的品質(zhì)特征及健康功效的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：抗性糊精;品質(zhì)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?yàn)楦哒扯?、高凝膠性等特點(diǎn)，在食品加工中的應(yīng)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(xiàn)在人們視野。研究表明，抗性糊精對(duì)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(yōu)良的品質(zhì)特征以及健康功效，使其成為當(dāng)前水溶性膳食纖維領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。但是，對(duì)于抗性糊精發(fā)揮作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

1?抗性糊精的品質(zhì)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(zhì)，水分含量一般不超過(guò)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(jī)溶劑[3]，其顆粒不規(guī)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(chǎn)生熱量方面抗性糊精也有不同。普通糖類物質(zhì)熱量高達(dá)16.76 J/g，各種糖發(fā)酵后產(chǎn)生的酒精熱量高達(dá)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(xué)結(jié)構(gòu)

抗性糊精的化學(xué)結(jié)構(gòu)比普通淀粉的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，抗性糊精除了含有一般淀粉所含的結(jié)構(gòu)之外還包含α-1，2和α-1，3鍵相連的葡萄糖苷結(jié)構(gòu)，以及部分還原端上分子內(nèi)脫水形成的縮葡聚糖和β-1，6葡萄糖苷結(jié)構(gòu)[7]。抗性糊精的分子結(jié)構(gòu)中還含有很多親水基團(tuán)、活性基團(tuán)以及特異的空間構(gòu)象，使其具有很強(qiáng)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(zhì)量的1.5～25倍[9]。陳曉霞等[10]通過(guò)向凝固型酸奶中加入抗性糊精來(lái)探究其對(duì)酸奶持水力的影響，實(shí)驗(yàn)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(tǒng)的壓力，緩解諸如膀胱炎、膀胱結(jié)石和腎結(jié)石等泌尿系統(tǒng)疾病的癥狀[11]。較高的膨脹性可以增大內(nèi)容物的體積，易使人們產(chǎn)生飽腹感，同時(shí)較高的持水力有利于排便，這對(duì)于減重人群來(lái)說(shuō)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(guò)微波預(yù)處理-酶解的方式制備抗性糊精，并對(duì)制得的抗性糊精含量及溶解性進(jìn)行分析測(cè)定。實(shí)驗(yàn)顯示，制得的抗性糊精含量達(dá)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(duì)于抗性糊精的粘度，朱潔[4]通過(guò)改變濃度、溫度、剪切速率、pH值、冷凍次數(shù)等對(duì)其粘度進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)，這些條件的改變對(duì)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(wěn)定。然而，田芬等[13]研究在熱處理過(guò)程中抗性糊精對(duì)奶液粘度的影響，結(jié)果顯示，抗性糊精可能是與奶液發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而增大體系的粘度并對(duì)體系穩(wěn)定性產(chǎn)生有利影響。針對(duì)抗性糊精的高溶解性、穩(wěn)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(duì)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(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。徐佩琳[14]采用體外模擬人工腸液對(duì)山藥淀粉及山藥抗性糊精體外消化性進(jìn)行分析，試驗(yàn)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?yàn)榭剐院械摩?1，2和α-1，3葡萄糖苷結(jié)構(gòu)難被體內(nèi)消化酶降解。其二，抗性糊精之所以在消化道內(nèi)不被消化吸收而是絕大部分在大腸中被腸道微生物發(fā)酵利用，是因?yàn)榭剐院锌沟矸勖?、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(jié)構(gòu)表面存在的大量活性基團(tuán)表現(xiàn)出了吸附作用[16]。即能吸附膽固醇、膽汁酸等有機(jī)分子和脂肪抑制人體對(duì)其吸收，從而降低人體血清和肝臟中的膽固醇、預(yù)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(jié)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(zhì)、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(zhì)的揮發(fā)[3]?？剐院l(fā)揮此作用的具體機(jī)制仍不清楚，還需進(jìn)一步明確。

2?抗性糊精的健康功效

近年來(lái)，研究者通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床試驗(yàn)等證明了抗性糊精具有減重、降血脂、降血糖、調(diào)節(jié)腸道菌群等功能。

2.1?控制體重

據(jù)全球營(yíng)養(yǎng)改善聯(lián)盟報(bào)告顯示，我國(guó)超重和肥胖患者已達(dá)到3億，肥胖是糖尿病、高血脂等代謝綜合征的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素。因此抑制肥胖至關(guān)重要。眾多的研究發(fā)現(xiàn)，攝食抗性糊精對(duì)減肥有較好的影響。抗性糊精進(jìn)入大腸促使腸道微生物發(fā)酵，其發(fā)酵產(chǎn)物是以乙酸、丙酸等為主的短鏈脂肪酸[18]。動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)研究表明，短鏈脂肪酸可通過(guò)激活游離脂肪酸受體（FFAR ）2和（FFAR）3誘導(dǎo)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(jī)體產(chǎn)生飽腹感、控制食欲減少能量攝入、抑制脂肪細(xì)胞合成從而改善體重管理[19]。另外，劉娜等[20]通過(guò)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(yǎng)42天。其研究表明，大鼠的體重與體內(nèi)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(jīng)有眾多研究者申請(qǐng)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(diào)節(jié)血脂

韓冬[23]通過(guò)小鼠急性高脂模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，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(biāo)。譚思敏等[24]對(duì)營(yíng)養(yǎng)型肥胖大鼠以2.5 mg/（kg·d）BW抗性糊精的劑量連續(xù)灌胃6周，結(jié)果表明，抗性糊精能明顯降低肥胖大鼠 TC水平。Farhangi MA[25]對(duì)人類進(jìn)行試驗(yàn)，65名患有2型糖尿病的女性接受試驗(yàn)，即每天10 g抗性糊精為期8周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)等，這表明，補(bǔ)充抗性糊精可以改善2型糖尿病女患者心臟代謝危險(xiǎn)因素。多項(xiàng)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(guò)攝入適量抗性糊精來(lái)調(diào)節(jié)血脂含量以減少心血管疾病的發(fā)病率。

2.3?降血糖

近年來(lái)，糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)病率逐年上升，這不僅降低了患者的生活質(zhì)量也為家庭帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[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(xù)4周給小鼠灌胃抗性糊精并測(cè)其血糖，其結(jié)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(duì)健康小鼠空腹血糖沒有較大影響。Aliasgharzadeh A等[28]通過(guò)臨床試驗(yàn)，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(xù)8周，結(jié)果表明，抗性糊精可通過(guò)改變腸道激素分泌或降低代謝內(nèi)毒素血癥等，顯著降低空腹胰島素以及穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)，繼而改善2型糖尿病女性的胰島素抵抗。同樣有研究[29]報(bào)道，抗性糊精可以通過(guò)加強(qiáng)胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來(lái)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(duì)胰島素的敏感性、抑制糖類吸收和消化等，從而能夠達(dá)到降血糖的目的[30]。

2.4?促進(jìn)礦物質(zhì)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(lái)發(fā)揮其優(yōu)良的促礦物質(zhì)吸收能力。斷乳后，嬰兒體內(nèi)雙歧桿菌迅速下降，致使腹瀉、厭食、生長(zhǎng)遲緩、營(yíng)養(yǎng)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(jìn)鈣、鐵、鋅等微量元素的吸收，提高營(yíng)養(yǎng)素的利用率[6]。并且，隨年齡的增長(zhǎng)易使骨質(zhì)中的鈣流失，導(dǎo)致人們對(duì)于鈣的吸收效率會(huì)逐漸下降，因此我們?cè)跀z入鈣的同時(shí)也要注意鈣的吸收。2016年泰萊公司 （Tate&Lyle）研發(fā)了一種PROMITOR抗性糊精牛奶，消費(fèi)者飲用后可有效提高20%的鈣吸收量[31]，這對(duì)于老年人群來(lái)說(shuō)可以更好的提高鈣的吸收率。

2.5?提高人體免疫力

2016年國(guó)際益生菌和益生元科學(xué)協(xié)會(huì)對(duì)益生元的定義為：一種被宿主微生物有選擇地利用來(lái)提供健康益處的基質(zhì)[32]?？剐院梢园l(fā)揮益生元作用為人類提供健康，已有研究證實(shí)，益生元對(duì)2型糖尿病女性患者可以發(fā)揮降低炎癥細(xì)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(shù)患者中展開試驗(yàn)，術(shù)前7天每天口服30 g含25%抗性糊精的益生元補(bǔ)充劑[34]，術(shù)前術(shù)后干預(yù)對(duì)大腸癌手術(shù)患者的免疫狀態(tài)均有積極的影響，但是其作用機(jī)制不同。術(shù)前可顯著增加免疫球蛋白 IgG、IgM和轉(zhuǎn)鐵蛋白，術(shù)后可顯著增加IgG、IgA、總B淋巴細(xì)胞等指標(biāo)，并且術(shù)前、術(shù)后雙歧桿菌屬均顯著增加。有文獻(xiàn)表明，益生菌與具有益生菌特性的物質(zhì)對(duì)18歲以上2型糖尿病患者的代謝和炎癥指標(biāo)均有改善，并且抗性糊精的益處最為明顯[35]。

2.6?調(diào)節(jié)腸道菌群

抗性糊精通過(guò)選擇性刺激大腸菌群中雙歧桿菌和其他短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)來(lái)降低 pH值，增加有益微生物、降低有害微生物的產(chǎn)生，以改善有益微生物群的繁殖環(huán)境[36]?？剐院诖竽c內(nèi)發(fā)酵所產(chǎn)生的短鏈脂肪酸能夠有效減少便秘的發(fā)生率以及預(yù)防結(jié)腸癌、直腸癌等[6]。Hobden Mark R等[18]研究也表明，某些可發(fā)酵的碳水化合物包括抗性糊精能夠調(diào)節(jié)腸道微生物群，改變腸道菌群的組成和活性。

2.7?促進(jìn)尿酸排泄

曾海生發(fā)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(yīng)用，50名高尿酸癥患者在使用基礎(chǔ)藥物排尿酸的基礎(chǔ)上飲用組合物15天并測(cè)尿酸值，結(jié)果顯示，最終的尿酸值顯著降低，二者組合物具有獨(dú)特的促進(jìn)尿酸排泄作用[37]。

3?結(jié)論

抗性糊精所表現(xiàn)的良好特征促使其產(chǎn)生對(duì)健康有益的效果，但它的作用機(jī)制仍需進(jìn)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(jī)制以及在保健食品、特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中的應(yīng)用，值得進(jìn)一步研究。

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