抗性淀粉.

指导老师：王维香学生：陈悦学号：212014085231009目录一、抗性淀粉的定义及特点二、抗性淀粉的分类三、抗性淀粉的理化性质四、抗性淀粉的抗性机理五、抗性淀粉的生理功能一、抗性淀粉的定义及特点1.1抗性淀粉的定义抗性淀粉（Resistantstarch，简称RS）这一概念是由英国生理学家Englyst提出的，国内大多译为抗性淀粉，也有人将其译为抗淀粉及抗消化淀粉。1993年，欧洲抗性淀粉研究协会（EURESTA）将其定义为“健康者小肠中不被吸收的淀粉及其降解产物的总称”。定义：抗性淀粉正如其名称所示,是一种抗消化性的淀粉。它基本上能完全通过小肠进入大肠,并在大肠中部分发酵产生短链脂肪酸及其它产物。一、抗性淀粉的定义及特点1.2抗性淀粉的特点特点：具有较小的分子结构,通常认为具有20~25个葡萄糖残基的长度,以氢键连接的回生状的多分散的线性聚糖。二、抗性淀粉的分类根据最新营养学分类，淀粉可分为快速消化淀粉（RDS）、缓慢消化淀粉（SDS）和具有抗消化性的抗性淀粉（RS）。RS目前尚无化学上的精确分类，因为抗性淀粉的定性与酶和淀粉的比例、酶的来源、水解条件等有关，所以需要一种优化标准。目前，大多学者根据淀粉来源和抗酶解性的不同，将抗性淀粉分为4类：RS1、RS2、RS3、RS4二、抗性淀粉的分类1）RS1指物理包埋淀粉，是由于机械加工而使淀粉颗粒发生物理屏蔽作用，被锁在植物细胞壁上使其不能为淀粉酶所作用的部分。常见于轻度碾磨的谷类、豆类等食品中。2）RS2指抗性淀粉颗粒，为有一定粒度的淀粉，如生的薯类和香蕉淀粉。物理和化学分析方法认为，RS2对酶具有高度抗性。RS1和RS2经过适当加工后仍可被淀粉酶消化吸收。二、抗性淀粉的分类3）RS3指老化淀粉，是凝沉的淀粉聚合物，由糊化淀粉冷却后形成。这类抗性淀粉分为RS3a和RS3b两部分，其中RS3a为凝沉的支链淀粉，RS3b为凝沉的直链淀粉。RS3b的抗酶解性最强，而RS3a可经过再加热而被淀粉酶降解。二、抗性淀粉的分类目前对于RS3的抗酶解机理存在2种不同的解释：一种认为是由于直链淀粉晶体的形成阻止淀粉酶靠近结晶区域的葡萄糖苷键，并阻止淀粉酶活性基团中的结合部位与淀粉分子结合，因而使RS3产生抗酶解特性；另一种认为RS3之所以能抵抗酶的水解，是由于形成直链淀粉晶体的双螺旋之间存在较强的氢键及范德华力，使得RS3的分子结构非常牢固，热稳定性强，因而在人体的胃肠道内不能被消化吸收。RS3是最主要的抗性淀粉，国内外对此类淀粉研究较多。二、抗性淀粉的分类4）RS4指化学改性淀粉，用基因改造或化学方法以及一些化学官能团的引入而引起淀粉分子结构变化，如乙酰基淀粉、羟丙基淀粉、热变性淀粉、磷酸化淀粉等。三、抗性淀粉的理化性质抗性淀粉的主要理化性质如下：1）不溶于水，能溶解于2mol／LKOH溶液和DMSO（二甲基亚砜）；2）平均聚合度DPn范围30～200；3）在100～165℃时，直链淀粉晶体熔融；4）X－射线衍射类型为B型；5）耐热性高，在高温蒸煮后，几乎没有损失；6）持水能力低，仅为1．4～2．8g，是所有膳食纤维中最低的；7）含热量低，热值一般不超过10．0～10．5kJ／g。四、抗性淀粉的抗性机理4.1抗性淀粉的抗性机理抗性淀粉的形成机理尚未完全明确。目前对抗性淀粉的结构模型有２种假设：①由直链淀粉折叠形成层状晶体结构；②由直链淀粉链上特殊区域相互靠拢而形成束状晶体结构。四、抗性淀粉的抗性机理抗性淀粉层状模型见图１抗性淀粉束状模型见图２四、抗性淀粉的抗性机理抗性淀粉之所以能抵抗酶水解，是由于其结晶结构，阻止了淀粉酶靠近结晶区域葡萄糖苷键，并阻止了淀粉酶活性基团中结合部位与淀粉分子的结合，从而产生抗酶解性。对ＲＳ３形成机理比较统一的认识是，由于淀粉分子在凝沉过程中分子重新聚集成有序的结晶结构的缘故。即淀粉糊经冷却后，淀粉分子在靠近分子链的末端区域相互缠绕发生双螺旋结构，并使得原来杂乱无章的淀粉分子链进一步延伸，延伸的分子链再发生折叠卷曲，更有利于分子上的羟基相互作用而形成螺旋之间的氢键，从而形成紧密的螺旋与螺旋间聚合体，导致结晶区的形成。结晶区使得ＲＳ３的分子结构非常牢固，热稳定性强，因而在人体的胃肠道内不能被消化吸收。四、抗性淀粉的抗性机理4.2增强饱腹感的机制大部分学者认为抗性淀粉影响餐后饱腹感的机制，与影响食欲的胃肠激素变化有密切关系。胃肠激素是指由消化道内分泌细胞产生的，通过血液循环传递，作用于机体各器官，主要是消化器官上的靶细胞，发挥其生理调节作用的特殊化学物质。胃肠道激素不仅影响胃肠的蠕动、外分泌和胰岛素的分泌，还能影响下丘脑和脑干中多肽类神经递质的释放，对下丘脑食欲中枢的调节有重要作用。胃肠道激素有４０多种，与能量代谢密切相关的激素主要有：脑肠肽、肥胖降脂素、胰多肽、胆囊收缩素、肽ＹＹ、胰高血糖素样肽－１（ＧＬＰ－１）、胃泌酸调节素（ＯＸＭ）以及抑胃肽（ＧＩＰ）等。其中，ＰＹＹ是胃肠激素的一种，具有抑制食欲，产生饱腹感的生理作用。ＧＬＰ－１是经食物刺激后由肠道Ｌ细胞分泌的一种肠肽类激素。在中国国内文献中未见对抗性淀粉影响胃肠激素变化的有关报道。但据国外文献报道，将含有抗性淀粉的饲料喂养大鼠，能够显著提高大鼠餐后血液中ＰＹＹ和ＧＬＰ－１浓度，发挥调节食欲，增强饱腹感的作用。四、抗性淀粉的抗性机理4.3调节脂质代谢的机制抗性淀粉在调节脂质代谢机制方面已有大量的研究报道，多数认为抗性淀粉调节脂质代谢作用与短链脂肪酸有密切关系。在小肠中抗性淀粉不易被消化吸收，因此抗性淀粉进入结肠后被微生物利用，发酵产生大量短链脂肪酸（如乙酸、丙酸和丁酸），而短链脂肪酸已被证实具有抑制肝脏胆固醇合成，降低胆固醇吸收等作用。随着抗性淀粉的发酵产物短链脂肪酸被结肠上皮细胞利用并经过肛门静脉进入血液循环，影响肝脏中脂质代谢，促进脂质排泄，最终降低血清胆固醇等脂类的含量。。四、抗性淀粉的抗性机理现阶段，多数学者认为抗性淀粉干预胆固醇代谢的机制可分为：①肝清除细胞降解ＬＤＬ－Ｃ：抗性淀粉使肝脏清除细胞Ｂ受体（ＳＲ－Ｂ１）ｍＲＮＡ表达增强，提高该受体的活性，从而促进肝清除细胞降解血中胆固醇能力提高；②提高细胞膜受体活性：抗性淀粉具有增强细胞ＬＤＬＲｍＲＮＡ表达的作用，增加细胞膜ＬＤＬ受体数目从而提高ＬＤＬ受体活性，增强清除血中胆固醇能力；③提高胆固醇代谢关键酶活性：抗性淀粉能够促进胆固醇７α－羟化酶（ＣＹＰ７Ａ１）ｍＲＮＡ的表达，提高ＣＹＰ７Ａ１的活性，加速胆固醇转化为胆汁酸，最终促进胆固醇从机体的排泄；④降低胆汁酸的重吸收：抗性淀粉发酵产物短链脂肪酸降低消化道ｐＨ值，使消化道内容物酸化，肠道微生物去羟基化作用产生低极化代谢产物，从而使胆汁酸不易溶解，抑制胆汁酸在微绒毛边缘层扩散，从而降低胆汁酸重吸收，增加排泄。五、抗性淀粉的生理功能RS可发挥与水溶性膳食纤维（DF）类似的生理功效，但其降低肠道pH、诱导肿瘤细胞凋亡、预防结（直）肠癌的作用大于DF。5．1控制体重与平衡能量RS可增加脂质排泄，从而减少热量摄取并改善脂类物质分布。同时，因其本身几乎不含热量，作为低热量添加剂添加到食物中，能有效控制体重。五、抗性淀粉的生理功能5．2控制餐后血糖和胰岛素水平Brynes等发现RS的摄入会导致胰岛素分泌的减少；Muir等用缓慢吸收法对含淀粉食物进行试验，结果表明RS能降低进食后的血糖指数和胰岛素分泌，因而可有效控制Ⅱ型糖尿病病情，但对I型糖尿病无作用；王竹等利用天然稳定同位素技术，研究了RS对人体餐后胰岛素分泌及血糖生成指数的影响，结果表明，食用RS的受试对象餐后胰岛素升高幅度、胰岛素／葡萄糖比值明显低于食用葡萄糖和可消化淀粉的受试对象（P＜0．05）。一般认为，抗性淀粉具有较低的血糖生成指数和胰岛素反应，有利于糖尿病患者的病情控制。五、抗性淀粉的生理功能5．3促进锌、钙、镁离子的吸收研究发现，RS在不影响大鼠锌表观吸收率的同时，可通过调节血糖维持高糖饮食大鼠锌营养状况。但在回肠造口术的人体研究中发现，RS可使小肠对铁的排泄增加。Charles等用动物试验证实，RS在结肠中的发酵产物———短链脂肪酸（SCFA）可使肠道pH降低，促进上皮细胞增殖，促使镁、钙转变成可溶性的Mg2＋、Ca2＋而易通过上皮细胞被人体吸收。五、抗性淀粉的生理功能5．4治疗腹泻由于RS持水力差，因此可将其作为基质加入到“经口再生碳水化合物溶液（ORS）”，借以降低ORS的渗透压，从而提高“经口再生碳水化合物疗”对婴幼儿腹泻的治疗效果，该疗法在20世纪70年代以来一直是WHO推荐治疗婴幼儿腹泻的基本方法五、抗性淀粉的生理功能5．5保护肠道Cassidy等报道了RS到达大肠后丁酸盐增加与结肠癌发病率降低之间的关系。Ahmed等将南非黑人结（直）肠癌的低发病率归因于其饮食中高RS水平。RS可增加粪便容量，将肠道中的有毒物质稀释，缩短内容物通过肠道的时间，被生理性菌群发酵产生乙酸、丙酸、丁酸等，能有效降低肠道pH值，发挥酸化消毒作用。最近有报道指出，RS产生的SCFA中丁酸含量很高，丁酸通过抑制肿瘤细胞分化并诱导其凋亡、抑制癌变的结肠粘膜细胞增殖、诱导化学预防酶和谷胱苷肽转化酶的合成、抑制诱变物（如亚硝胺、氢过氧化物等）的潜在毒性而发挥抗癌作用。五、抗性淀粉的生理功能3．6双歧杆菌增殖因子Gerhard等通过动物试验证实，RS能促进肠道有益菌丛的生长、繁殖，是一种双歧杆菌增殖因子，试验组大肠杆菌和类杆菌的数量低于对照组，而试验组乳酸杆菌的数量却明显高于对照组。谢谢