抗性淀粉对肠道的影响及其在食品中的应用.pdf

6抗性淀粉对肠道的影响及其在食品中的应用赵晶，张振宇，刘新雨，宋月，王红梅，姚晶（黑龙江东方学院食品工程学院，黑龙江哈尔滨150 0 6 6）摘要：综述了抗性淀粉对肠道的影响及其在食品中的应用，为以抗性淀粉为原料的功能性产品的进一步开发提供了参考和依据。关键词：抗性淀粉；代谢产物；肠道菌群；肠道疾病Effects of resistant starch on intestinal tract and its application in foodZHAO Jing,ZHANG Zhen-yu,LIU Xin-yu,SONG Yue,WANG Hong-mei,YAO Jing(College of Food Engineering,East University of Heilongjiang,Harbin 150066,Heilongjiang,China)Abstract:The effects of resistant starch on intestinal tract and its application in food were reviewed,which provided reference and basis for further development of functional products based on resistantstarch.Key words:resistant starch;metabolite;intestinal flora;intestinal disease中图分类号：TS231抗性淀粉是不能被人体的胃和小肠消化吸收，但是可以被大肠中的微生物发酵或部分发酵,产生对人体有益的短链脂肪酸、乳酸及其降解产物的新型膳食纤维。根据抗性淀粉植物来源和抗酶解原理的不同可将其分为5类：物理性包埋型抗性淀粉、生抗性淀粉颗粒、老化回生型抗性淀粉、化学改性淀粉、直链淀粉与脂肪复合淀粉。抗性淀粉在人体中的最终产物可以预防肠道疾病、调节血糖平衡、降低胆固醇、促进矿物质吸收和调节肠道菌群平衡等,肠道代谢物的丰度变化又可以作为判断肠道菌群健康与否的因素 2 。因此,将抗性淀粉加入到食品中成为趋势，对人体健康具有重要意义。本文介绍了抗性淀粉对肠道的影响及其在食品中的应用，以期为抗性淀粉在功能性食品、药物等方面开发提供参考，为拓展抗性淀粉在临床医学领域的应用提供理论基础。1抗性淀粉对肠道的影响1.1抗性淀粉对肠道环境的影响抗性淀粉经肠道菌群发酵，产生以短链脂肪酸为代表的小分子代谢物,可降低肠道菌群pH,从而改善肠道环境。方建东 3 对体质量相近的小鼠分别喂含有不同梯度含量抗性淀粉的加工饲料，研究发现，喂养收稿日期：2 0 2 3-0 7-2 4基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（LH2021C077）；哈尔滨市科技计划自筹经费项目（ZC2022ZJ020005）；黑龙江东方学院科研项目（HDFKY210115）作者简介：赵晶（19 7 8 一），女，硕士，副教授,研究方向为食品加工技术。粮食与油脂文献标志码：A文章编号：10 0 8-9 57 8(2 0 2 3)11-0 0 0 6-0 4含抗性淀粉饲料的小鼠的短链脂肪酸含量明显增加,其中高含量抗性淀粉更能有效地增加肠道内乙酸、丙酸、丁酸等的含量。LEE等 4 对小鼠进行改性板栗淀粉的补充，结果发现代谢产物产量增加，尤其乙酸产量增加明显。可见，抗性淀粉在降低肠道pH方面具有一定优势。1.2抗性淀粉对肠道菌群的影响抗性淀粉具有调节肠道菌群的功能，提高肠道菌群的多样性，调整肠道微生物的整体结构，有效改善人体肠道菌群失调现象。抗性淀粉对人体肠道菌群有着益生的作用,不仅可以改善肠道的pH,还能够促进多种细菌的增殖 5-6 ，提高有益菌属的相对丰度。ZHOU等 7 研究表明,补充养麦抗性淀粉可促进乳酸杆菌、双歧杆菌和肠球菌的生长，并抑制大肠杆菌的生长。FU等 8 探究了香蕉抗性淀粉对肥胖相关代谢和肠道菌群的影响，发现香蕉抗性淀粉可以降低厚壁菌门与拟杆菌门的比例和蓝藻门的相对丰度，下调脱铁杆菌门和软壁菌门的相对丰度。ZHOU等 9 研究发现,苦养抗性淀粉能够改善肠道菌群的失调现象，包括降低厚壁菌门与拟杆菌门的比例，促进拟杆菌门和经黏液真杆菌属的生长,并显著抑制双歧杆菌、普氏栖粪杆菌和丹毒丝2023年第36 卷第11期2023年第36 卷第11期菌的生长。日常膳食中应多食用抗性淀粉含量高的食物，提高人体的有益菌数量，降低有害菌数量，使人体达到健康平衡。1.3抗性淀粉对肠道形态结构的影响抗性淀粉可以改善肠道的形态结构，对肠道代谢生长具有积极的促进作用。包辰 10 对大鼠进行分组,分别灌喂生理盐水或抗性淀粉，分析大鼠小肠、盲肠、结肠的染色组织切片，对绒毛长度、隐窝深度、黏膜厚度、肌层厚度进行测量，试验证明，抗性淀粉可使十二指肠、回肠、空肠的绒毛变长，其隐窝深度变小；使绒腺的比例、肠黏膜及肌肉的厚度变大。MALCOMSON等!通过对7 5名健康参与者补充抗性淀粉，可使隐窝内有丝分裂细胞总数增加。QIN等 12 采用对照日粮或12%抗性淀粉日粮喂养小鸭2 1d,研究发现喂食抗性淀粉的小鸭回肠质量增加,改善了绒毛高度和隐窝深度的回肠形态，与未喂食抗性淀粉的小鸭相比，绒毛高度、绒毛高度与隐窝深度之比均增加。由于十二指肠和空肠负责吸收消化，回肠负责吸收十二指肠和空肠未吸收的物质，所以要想使小肠处于健康环境，日常可以定期补充高含量的抗性淀粉食物。1.4抗性淀粉对肠道健康的影响肠道黏膜作为外部环境和肠道内部环境之间的主要屏障,能够抵御许多病原体和有害物质。不合理的膳食结构可能会增加内毒素的产生和排出，从而导致更薄且更具渗透性的黏膜层的功能缺陷，引发促炎细胞因子的过度释放，引起炎症反应。抗性淀粉可以改善肠道屏障功能，抑制炎症反应。QIN等 13 研究发现,抗性淀粉可显著增加醋酸盐、酸盐和丁酸盐含量，显著降低肿瘤坏死因子（T NF-）、白细胞介素1（I L-1）和内毒素浓度。BASSAGANYA-RIERA等 14 研究表明，老化回生型抗性淀粉可降低回肠和结肠内炎症因子的表达。抗性淀粉和肠道屏障功能之间的关系可能存在极其复杂的机制，需要进一步的研究来验证这种可能性。2抗性淀粉在食品中的应用2.1抗性淀粉在功能性酸奶中的应用近几年来，随着人们生活水平的提高，酸奶在我国乳制品市场中以较快的速度发展，人们对酸奶的需求逐步增大,同时功能性酸奶也受到了广大消费者的青睐。将抗性淀粉应用于酸奶中,可以保护粮食与油脂益生菌,控制酸奶发酵后的酸度,有益于增加益生菌功能，可以进一步地提高对肠道菌群的调节作用 15。另外将抗性淀粉应用于酸奶中，可以有效地提高酸奶的黏度和感官品质。除此之外,抗性淀粉对酸奶的物理特性也有改善作用。在冷冻大豆酸奶中添加2%的抗性淀粉（以酸奶总质量计），对酸奶的黏度、硬度、溶解率、泡沫稳定性和颜色等方面的结构性能和外观改善效果最佳 16 。2.2抗性淀粉在面制食品中的应用抗性淀粉有助于抑制餐后血糖的升高,因此在面包中加入抗性淀粉是开发低血糖生成指数(GI)产品的常用方法。添加抗性淀粉的面包不仅外观和质地更好，而且在营养性能改善方面也强于麸质。向无麸质面食中加入抗性淀粉还可以提高面食的硬度,对患有乳糜泻的消费者更有益处 17 。翟文奕 18 研究发现,与普通馒头相比，含抗性淀粉的馒头更有利于控制餐后小鼠血糖的水平。ARIBAS等 19 研究发现,抗性淀粉比麦麸具有更好的外观和质地，而麦麸对面包的皮色、体积和硬度有明显的劣化作用。2.3抗性淀粉在油炸食品中的应用颜色是油炸食品的主要特性之一，理想的颜色是浅金黄色 2 0 。由于美拉德反应和焦糖化反应,抗性淀粉不仅可以改善油炸食品的质地，提高硬度和脆性,还可以使食品变为金棕色。老化回生型抗性淀粉（RS3）含量高达2 0%的面糊和不含RS3的面糊的接受程度相当,这使得RS3面糊成为增加总纤维含量而不影响消费者接受度的合适替代品，同时保持低吸油率 2 12.4抗性淀粉在肉制品中的应用抗性淀粉是潜在的脂肪替代品。抗性淀粉能与肉中的肌原纤维蛋白相互作用形成凝胶,明显改善肌原纤维蛋白的凝胶特性。凝胶不仅可以改善蛋白质的流变学特性，还可以改善肉制品的弹性、硬度以及出品率 2 。王兆龙等 2 3 研究发现,在相同的淀粉用量下，当抗性淀粉含量为40%6 0%时,可使香肠变软，且具有更好的嚼劲和弹性；当抗性淀粉含量为6 0%时,则可使香肠变得更有黏性，口感适宜。WANG等 2 4 研究了抗性淀粉对鸡胸凝胶蛋白持水力和凝胶强度的影响，发现随着抗性淀粉添加量的增大,肌球蛋白一抗性淀粉凝胶的持水力和强度提高，网络交联程度增强，凝胶形成连续、78致密、均匀的三维网络,从而增强了凝胶强度。3结果与讨论膳食纤维可以调节肠道菌群,改善肠道健康。抗性淀粉作为膳食纤维的一种，可代谢产生短链脂肪酸,短链脂肪酸能够改善肠道内pH环境,降低并阻止有害细菌的生长和增殖，促进有益菌的增长，从而改善机体健康，为饮食调控机体健康提供理论依据。抗性淀粉应用于各种食品中，为其提供了大量的功能性益处，在食品领域还有巨大的发展空间。未来的研究方向应着重于抗性淀粉结构与肠道菌群调节功能的相互作用关系，建立体内体外的研究方法,为拓展抗性淀粉在临床医学领域的应用提供理论基础。参考文献 1 CHI C C,LI X X,HUANG S X,et al.Basic principlesin starch multi-scale structuration to mitigate digestibility:A review J.Trends in Food Science&Technology,2021,109:154-168.2 TIAN S Q,SUN Y.Influencing factor of resistant starch for-mation and application in cereal products:A review J.In-ternational Journal of Biological Macromolecules,2020,149:424 431.【3】方建东抗性淀粉对小鼠肠道菌群的影响以及作用机制的研究 D杭州：浙江工商大学，2 0 14.4 LEE E S,SONG E J,NAM Y D,et al.Effects of enzy-matically modified chestnut starch on the gut microbiome,microbial metabolome,and transcriptome of diet-inducedobese mice J.International Journal of Biological 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