全 文 ：核 农 学 报 2015，29 ( 2 ) : 0327 ～ 0336
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
收稿日期: 2014-07-02 接受日期: 2014-10-21
基金项目:国家自然科学基金( 31101225 ) ，浙江省自然科学基金( LZ13C130001 )
作者简介:朱平，女，主要从事食品生物物理学研究。E-mail: pingzhu@ zju． edu． cn
通讯作者:孔祥礼，男，讲师，主要从事食品生物物理学、谷物科学与淀粉化学研究。E-mail: xlkong@ zju． edu． cn
文章编号: 1000-8551 ( 2015 ) 02-0327-10
抗性淀粉在食品中的应用及功效研究进展
朱 平 孔祥礼 包劲松
( 浙江大学原子核农业科学研究所，浙江 杭州 310029 )
摘 要:淀粉是人类从饮食中获取能量的主要来源，对维持人体正常生命活动有着重要意义。抗性淀粉
是指在小肠中不能被消化吸收，但 2h 后可到达结肠并被结肠中的微生物菌群发酵，继而发挥有益的生
理作用的淀粉。因此，抗性淀粉被看作是膳食纤维的组成成分之一。长期以来研究学者将抗性淀粉分
为 4 种，即 ＲS1 － 4，现在认为还存在第 5 种类型，即 ＲS5。当淀粉与脂类之间发生相互作用时，直链淀
粉和支链淀粉的长链部分与脂肪醇或脂肪酸结合形成的复合物称为 ＲS5。抗性淀粉已广泛地应用在面
条、面包及油炸食品中。抗性淀粉具有预防结肠癌、降低血液胆固醇含量、减少肥胖和结石的发病率、增
加矿物质吸收、控制糖尿病等生理功能。本文主要对抗性淀粉的 5 种类型、抗性淀粉在食品中的应用以
及对人体健康的影响进行综述，旨在为富含抗性淀粉产品的开发及其对人体健康状况的改善提供理论
依据。
关键词:抗性淀粉 ;功能特性;人体健康 ;应用
DOI: 10. 11869 / j． issn． 100-8551. 2015. 02． 0327
淀粉是人体主要的膳食能量来源，是植物体中最
丰富的贮存多糖，主要存在于植物的种子、果实和根茎
中［1］。从食品加工应用角度来说，淀粉的来源、组成
以及加工方式的不同使得淀粉类的食物具有不同的营
养特性，抗性淀粉的热量值 ( 8 kJ·g － 1 ) 比快消化淀粉
的热量值( 15 kJ·g － 1 ) 低很多［2 － 3］，而且添加抗性淀粉
对各种产品的口味和质构无副作用［4］。不同类型的
抗性淀粉可以应用到不同水分含量的食品中，如低水
分含量的面包、面条、饼干、蛋糕和谷物早餐 ;中等水分
含量的冰淇淋、乳酪 ; 高水分含量的酸奶和发酵的乳酸
饮料［5 － 9］。目前，人们已经从结构、形成机理、测定方
法以及健康特性对抗性淀粉进行了广泛的研究，并越
来越多地将它作为食品添加剂应用到食品工业中。
在日常生活中，最常见的淀粉类食物有米饭、面
条、面包等，它们都包含了大量的快速消化淀粉。快速
消化淀粉被人体摄入后迅速消化并被分解成游离葡萄
糖，在小肠内被吸收，使得体内血糖水平迅速升高，引
起体内胰岛素大量分泌，而胰岛素的分泌又会迅速降
低体内血糖水平。这种高血糖和低血糖反应的循环导
致了胰岛素抗性和Ⅱ型糖尿病的产生，增加了肥胖的
可能性［10］。抗性淀粉在结肠内被微生物菌群发酵产
生了大量的短链脂肪酸，降低了肠道 pH 值，增强了肠
道酸性环境，从而减少了肠道内病原体的数量，增加了
益生菌的数量，创造不易形成恶性肿瘤的环境，减小
了结肠癌的发病率，系统调控营养大分子的代谢病，改
变了体内激素的分泌，从而改善人体健康［9，11 － 12］。
本文在前人研究的基础上，主要从抗性淀粉的类
型、应用、食物来源及功能特性等方面进行阐述。
1 抗性淀粉的定义与分类
淀粉以颗粒形式存在于植物组织和细胞中，通常
可消化淀粉在小肠内被 α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和异麦
芽糖酶消化分解成游离葡萄糖在人体小肠内被吸
收［13］。然而，并不是所有种类的淀粉都能在小肠内被
消化吸收。根据淀粉能否在小肠内被完全消化分解生
成葡萄糖以及在小肠内吸收的速率将淀粉分成 3 种类
型 :快消化淀粉( ＲDS) 、慢消化淀粉 ( SDS) 和抗性淀粉
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( ＲS) ［14 － 15］。快消化淀粉，指在小肠中 20 min 内能够
被消化吸收的淀粉 ;慢消化淀粉，指在小肠中 20 ～ 120
min 内才能够被完全消化吸收的淀粉，如天然玉米淀
粉。抗性淀粉，指不能在小肠中被消化吸收，但 120
min 后可到达结肠并被结肠中的微生物菌群发酵，继
而发挥有益的生理作用，因此被看作膳食纤维的组成
成分之一［15］。抗性淀粉主要存在于种子、谷物和冷却
的淀粉类食物中［10，16］，生马铃薯的抗性淀粉含量最
高，占总淀粉含量的 75%，绿香蕉也是富含抗性淀粉
的天然食品，抗性淀粉含量约 17. 5%［17］。抗性淀粉在
小肠内不能被消化吸收的原因可能有以下 4 个 : 1 ) 天
然淀粉颗粒中致密的分子结构使消化酶无法接近［18］。
2 ) 淀粉颗粒被细胞壁和蛋白质包裹，这种物理结构阻
碍了消化酶的分解［13］。3 ) 淀粉颗粒在大量水中加热
膨胀最终崩解的过程被称为糊化，此时淀粉可以充分
接触消化酶，但淀粉糊化后冷却回生形成的淀粉结晶
却不易与淀粉酶结合［18］。4 ) 某些淀粉被化学修饰，不
能够被消化酶分解［19］。
目前，抗性淀粉主要被分成 5 种类型［10 － 11，20 － 22］，
抗性淀粉的类型、在小肠内消化速率、抗性减小的方法
以及其食物来源见表 1。
表 1 抗性淀粉的分类、在小肠中的消化以及食物来源
Table 1 Types of resistant starch，their digestibility in the small intestine and food resources
分类
Classes
描述
Description
在小肠内消化
Digestion in the intestine
抗性减小方法
Methods for
reducing resistance
食物来源
Food source
文献来源
Literature reference
ＲS1 由于物理屏蔽作用被包埋在细
胞壁上
速度慢 ; 部分被消化 ; 若磨碎
可全部被消化
粉碎、碾磨、咀嚼 全部或部分碾磨的谷物、
种子、根茎和豆类
［1，10，21 － 23］
ＲS2 未经糊化的淀粉颗粒，具有 B 型
结晶，可被 α-淀粉酶缓慢水解
速度非常慢 ; 极少部分被消
化 ; 煮熟后可完全被消化
食品加工和蒸煮 生马铃薯、绿香蕉、生豌
豆、高直链淀粉
［1，10，22，24 － 25］
ＲS3 淀粉类食物经蒸煮后冷却形成
的回生淀粉
速度慢 ; 部分被消化 ; 消化可
逆 : 重新加热可提高其消化性
食品加工 冷米饭、冷面包、玉米片
以及经湿热处理的食品
［1，10，26 － 31］
ＲS4 经化学修饰形成的抗性淀粉和
工业加工的食品原料
抗水解 在体内不易消化 具有变性纤维的功能性
食品
［10，18，32 － 33］
ＲS5 直链淀粉和支链淀粉长的分支与
脂质形成的复合物和麦芽糊精
速度慢 ; 部分被消化 食品加工 含有淀粉和脂质的谷物
和食品
［11，19 － 20，
25，35 － 40］
ＲS1 淀粉在谷物和种子的胚乳中合成，淀粉颗粒
被蛋白质和细胞壁包裹，这种物理结构阻碍了淀粉消
化从而降低了生糖反应［10］。当淀粉以全谷物的形式
进行蒸煮时，豆科植物种子的细胞壁和谷物的蛋白质
阻碍水分渗入淀粉，淀粉无法得到充足的水分进行膨
胀和糊化，因此不易与淀粉酶结合发生水解作用。此
外，细胞壁和蛋白质作为一种物理屏障，也阻止消化酶
的靠近和水解，使得部分淀粉不能在小肠内被消化吸
收而进入结肠，这类淀粉被称作 ＲS1。ＲS1 主要存在
于全部或部分碾磨的谷物、种子、根茎和豆类中［1，23］。
在正常蒸煮条件下，ＲS1 具有热稳定性，因此可以将其
广泛应用到传统食品中［1，24］。
ＲS2 主要存在于水分含量较低的天然淀粉颗粒
中，如高直链玉米淀粉、生马铃薯和绿香蕉，它们都含
有 B 型或 C 型结晶包埋结构，紧密排列的分子结构使
消化酶无法接近淀粉从而使 ＲS2 具有抗性［1，10，23］，因
此，蒸煮、粉碎等加工方式会提高消化酶的作用效能从
而使抗性淀粉的含量降低［25］。经过蒸煮，大部分淀粉
经糊化作用会失去 B 型和 C 型结晶结构，成为快消化
淀粉，如烤马铃薯和熟香蕉。然而，高直链淀粉能够产
生大量的直链淀粉和支链淀粉的长链，即使经过高温
蒸煮其结晶结构也不易被破坏［26 － 27］。这种淀粉的糊
化温度高于水的沸点，因此在蒸煮的过程中，淀粉的晶
体结构不发生改变，依然保持抗消化酶水解的特
性［10］。
ＲS3 是由食品加工过程中发生回生作用而形成的
抗性淀粉［28 － 30］，如冷却的马铃薯和回生的高直链玉米
淀粉。淀粉类食物在冷冻条件下，淀粉会发生回生作
用，在回生过程中直链淀粉分子和支链淀粉的长链缠
绕在一起形成双螺旋结构，不易与淀粉酶结合，因此使
淀粉具有抗消化特性［10］。通常食品加工过程 ( 如挤
压、蒸煮等) 都会破坏 ＲS1 和 ＲS2 的结构，但水分含量
高时，直链淀粉分子内部氢键作用加强，更容易回生形
成 ＲS3［1，31 － 32］。ＲS3 是一种可溶的膳食纤维，不仅具
有热稳定性，还具有较高的持水能力［33］，使其在传统
食品的加工中具有更加广泛的应用价值。
ＲS4 是指使用化学方法对淀粉进行修饰，如醚化、
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2 期 抗性淀粉在食品中的应用及功效研究进展
酯化和交联作用等，从而获得具有淀粉酶抗性的淀
粉［10，19，34 － 35］，其中酯化作用和醚化作用改变了淀粉的
结构，阻碍了消化酶的水解，从而使淀粉具有抗消化特
性 ; 交联作用使淀粉失去了膨胀能力，在蒸煮过程中依
然保持颗粒状态，不易被淀粉酶水解和微生物发酵，从
而使淀粉具有抗消化特性［10］。
当淀粉与脂质之间发生相互作用时，直链淀粉和
支链淀粉的长链部分与脂肪醇或脂肪酸结合形成的复
合物被称为 ＲS5［37 － 38］。当线性的淀粉链与脂质复合
物形成螺旋结构时，脂质存在于双螺旋的大沟和小沟
中，使得直链淀粉的结构发生改变，由平面螺旋变成了
三维螺旋，这种复合物不溶于水，且具有热稳定特性，
不易与淀粉酶的结合。淀粉 －脂质复合物具有消化酶
抗性主要有 2 个原因: 1 ) 淀粉 －脂类复合物的结构与
支链淀粉分子缠绕在一起，阻碍了淀粉颗粒的膨胀，淀
粉酶不能进入淀粉颗粒内部，不易将其水解 ; 2 ) 淀粉
－脂质复合物比直链淀粉具有更强的消化酶抗性［39］。
其中直链淀粉 － 硬脂酸复合物是一种典型的 ＲS5，研
究证实淀粉颗粒中直链淀粉 －硬脂酸复合物的形成限
制了淀粉的膨胀，并且硬脂酸包裹在淀粉颗粒表面进
一步增强了 ＲS5 的酶抗性［38］。这种抗性淀粉糊化温
度更高，热稳定更强，也更容易发生回生作用，而且在
95 ～ 100 ℃条件下酶解依然保持半晶体结构［20，27，40］。
脱分支的高直链玉米淀粉和自由脂肪酸形成的单螺旋
复合物 来 制 备 ＲS5，抗 性 淀 粉 的 含 量 最 高 可 达
75%［41］。Frohberg 等［42］将 ＲS5 定义为由不溶于水的
线性聚 α-1、4-D 葡萄糖形成的多糖，这种多糖不能被
α-淀粉酶降解，并且聚 α-1、4-D 葡萄糖可以促进结肠
内短链脂肪酸的形成。因此，ＲS5 可以作为预防结肠
癌的营养补充剂［11，20］。Mermelstein［21］将 ＲS5 定义为
具有抗性的麦芽糊精，在加工过程中有目的地对淀粉
分子进行重排，使麦芽糊精具有水溶性和消化酶抗性。
2 抗性淀粉在食品中的应用
通常富含膳食纤维的食物都比较粗糙，而含抗性
淀粉的食物不仅没有改变食物本身的口味，还改变了
食物的品质特性，比如增加了食物的脆性，减少了油炸
食物的含油量［1］。抗性淀粉与传统意义的膳食纤维
相比，具有独特的品质特性，如天然来源，颗粒大小、颜
色、口味、低持水能力和高结合水能力、高糊化温度，挤
压性能好等，使其被广泛添加到功能性食品中［13］。抗
性淀粉可以作为汤料的增稠剂，添加了交联度为 1%
的木薯淀粉的汤具有最佳凝胶和抗剪切力特性，有效
改善了汤的感官品质［41］。研磨、蒸煮以及膨化等加工
过程会使 ＲS1 和 ＲS2 失去抗性，尤其是挤压膨化使抗
性淀粉的含量降低最为显著，但 ＲS3 的含量并不会降
低，甚至会随着加工过程而增加［44］。ＲS3 具有热稳定
性，能够增加油炸食物的膳食纤维含量，同时 ＲS3 在
油炸过程中能够阻止脂肪的吸收和水分含量的丢
失［45 － 46］。ＲS4 能够阻碍凝胶网络的形成从而使硬度
减小，也能够降低淀粉的膨胀特性和水溶指数，可以作
为功能性成分添加到烘培食品和零食中［47］。在抗性
淀粉中，低持水能力和高结合水能力能够降低食品的
水活度从而延长货架期［7］。与传统富含不溶的膳食
纤维食品相比，抗性淀粉改善了某些产品的脆性、延展
性和口感，这种特性使得产品更容易被消费者接受食
用从而增加了膳食纤维的摄入［1，4］。
2. 1 面条
面食是日常饮食中的基本食品，具有很高的营养
价值。与其他淀粉类的食物相比，意大利面的生糖指
数较低，这可能是因为在挤压过程导致蛋白质网络结
构被压缩，限制了 α-淀粉酶的接近，从而降低了淀粉
的消化性［48］。高品量的面条不仅对营养价值有较高
的要求，对面条的最佳蒸煮时间、适宜的质构、低吸水
能力等特性也有较高的要求。然而，超市里富含小麦
麸皮的面条因其质构和感官特性 ( 如颜色、硬度、蒸煮
损失) 不佳而不受消费者青睐［49 － 50］，其含有的小麦麸
皮减弱了面条中蛋白质网络结构从而使得蒸煮损失增
加［51］。另外，某些膳食纤维，如菊粉，也对面条的性质
产生了不利影响［17］。
在面粉中添加 ＲS2 可以明显改善面条的质量。
添加了 50% ＲS2 的面条亮度最大，添加了 20% ＲS2
的面团变得更软，同时面条消化性降低，这可能与抗性
淀粉具有高的持水能力有关，但并没有改变硬度、韧
度、咀嚼性、顺滑度和口感等感官特性［52］。当添加
10% ＲS3 时，面团的硬度增加而蒸煮损失没有明显变
化［53］。
2. 2 面包
面包中常添加传统膳食纤维，如小麦麸皮和大麦
粉，但这会导致面包体积减小，颜色变暗，香味被掩盖，
使得消费者的满意度下降［1］。在面包中添加 20%玉米
淀粉( 含 ＲS2) 时，并没有改变面团的醒发时间、体积以
及面包皮的颜色参数［54］。而将 ＲS2 和 ＲS3 分别以
10%、20%和 30%的质量比添加到面包中，结果发现添
加了抗性淀粉的面包能够吸收更多水，更加松软［22］。
在 ＲS3 的含量大于 10%以及 ＲS2 的含量大于 20%时，
面包的体积减小，硬度增大;当添加 30%的 ＲS2 和 ＲS3
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时，面包的颜色值降低［22］。在面粉中添加不同含量的
改性豌豆淀粉( 含大量 ＲS1) 来制作面包时，面粉的吸水
量以及面包皮的硬度和咀嚼性都随着豌豆淀粉含量的
增加而增加，这可能与抗性淀粉具有高水结合能力和适
宜的质构特性有关。当面团中添加 20%和 30%的改性
豌豆淀粉时，面包的粘合性、胶粘度和硬度都随之增加，
但面团中添加 30%的改性豌豆淀粉时，由于硬度太大而
不利于面团的处理。总体来说，添加 20%豌豆淀粉的面
包更容易被消费者接受［46］。
2. 3 油炸食品
ＲS3 比其他种类的抗性淀粉的热稳定性更强，用
20% ＲS3 ( Novelose330 ) 替代小麦面粉可以使油炸食
品中总膳食纤维的含量提高 5. 0% ～ 13. 2%。油炸食
品的最佳颜色是淡黄色，代表了油炸的最佳时间。随
着 ＲS3 含量的增加，油炸食品的颜色也逐渐变深，硬
度和脆性也随之增加。尽管在油炸食品中添加 ＲS2
更容易被消费者接受，但添加 ＲS3 比添加 ＲS2 更能改
善食品的颜色和营养价值［33］。
2. 4 微胶囊技术
微胶囊技术是一种将细小颗粒 ( 固体、液体或气
体) 封存在半透膜内来保存封闭生物结构的技术［55］。
在食品工业中，微胶囊技术用来保护敏感物质，如颜色
和生物大分子( 包括抗氧化剂、矿物质、维生素 ) ，对提
高益生菌活性的作用尤为明显［56 － 57］。微胶囊技术在
食品科学中 3 个主要的目标是延缓活性剂在人体内的
释放、提高益生菌的活性和延长乳制品的货架期。抗
性淀粉是众多微胶囊材料中的一种，抗性淀粉的 B 型
结晶结构存在大量水通道，能够包埋这些敏感的化学
物质，降低其消化率，从而作为一种稳定的运输工具帮
助解决了食品工业中控制生物活性分子的释放，延长
敏感化合物的货架期等技术难题［22，58］。
藻酸钙被广泛应用于固定乳酸菌，可以降低成本，
而且不影响人体健康。抗性淀粉与藻酸盐在胶凝过程
中具有协同作用，可以强化固定细菌细胞［59］。在 4℃
条件下贮存 8 周后，添加 2% ＲS2 与藻酸盐混合时可
以显著提高乳酸菌的数量，而 4% ＲS2 与藻酸盐混合
时乳酸菌数量没有显著影响。贮存 8 周之后，游离培
养基中乳酸菌和双歧杆菌的数量比添加了 ＲS2 后微
囊化培养基中下降的更加明显［55］。
微胶囊在食品运输以及贮存过程中为益生菌创造
一个抵抗恶劣条件的微环境，从而提高益生菌的存活
率，使其在消化道内合适的位点释放继而发挥有益的
生理作用。如微胶囊技术可以保护乳制品中的益生菌
抵抗胃肠道内较低的酸性环境［60］。通常将高直链玉
米淀粉与益生菌相结合封存到微胶囊材料里从而实现
益生元 －益生菌的共生，在微胶囊化之前将 1% ～ 2%
可溶性淀粉颗粒加入到益生菌 － 胶体的前体里，可以
更好地维持益生菌的活性［3］。而将干燥的益生菌微
囊添加到干燥食品中，如谷物制品、饮料粉，对食品的
贮存也有着重要的作用。
3 抗性淀粉对人体健康的作用
不合理的饮食结构如高蛋白、高脂肪、精制糖类等
会引起很多消化性疾病，因此增加饮食中膳食纤维的
含量对预防这些疾病具有重要意义。抗性淀粉的热量
值( 8 kJ·g － 1 ) 比快消化淀粉的热量值 ( 15 kJ· g － 1 )
低很多，能够直接影响血糖反应。抗性淀粉可以增加
饱腹感从而减少食物摄入，可看作是膳食纤维的成分。
但最重要的是抗性淀粉被结肠内的微生物菌群发酵产
生大量的短链脂肪酸，使肠道内环境不利于恶性肿瘤
的形成［61 － 62］，可以改善大肠的健康，预防肠道炎症疾
病和结肠癌的发生。此外，抗性淀粉还可以预防便秘，
增加排便次数和排泄物体积，降低体内致突变化合物
的含量以及结肠 pH 值［22］。
3. 1 调节血糖水平
淀粉类食物的生糖指数与淀粉颗粒的来源、水分
含量、糊化温度以及加工条件等因素密切相关，而这些
因素与抗性淀粉的形成也有很大关系。富含抗性淀粉
的食物不易被消化，能够调节血糖水平、降低胰岛素反
应和利用储存的脂肪［1，12，63］，因此在糖尿病人的饮食
中增加抗性淀粉的含量将有助于糖书法病的控制。
抗性淀粉在摄入 5 ～ 7 h 后发生代谢，既增加了饱
腹感，也有效降低了餐后血糖和胰岛素浓度［11］。抗性
淀粉的种类和含量不同，对生糖指数和胰岛素反应的
影响也不同［64］。ＲS2 ( 绿香蕉 ) 能够有效降低Ⅱ型糖
尿病人的体重、空腹胰岛素浓度和胰岛素抗性［61］。
ＲS3 淀粉制剂 ( ＲS3 占总淀粉含量的 14% 及以上 ) 可
以有效降低血清葡萄糖和胰岛素水平，减少Ⅱ型糖尿
病大鼠空肠和回肠中葡萄糖依赖性促胰岛素多肽的释
放，进而改善Ⅱ型糖尿病的代谢调控［1，66 － 67］。当人体
分别摄入含 1% ～ 2% 乙酰化的马铃薯淀粉 ( ＲS4 ) 和
含 2% ～ 3% β-环糊精的马铃薯淀粉之后，后者体内的
血糖水平更低，这可能因为 β-环糊精更多地被小肠末
端吸收，延长了胃排空的时间［11］。在人体试验中，给
体重指数为 21. 0 ～ 42. 8 的成人食用含 60% ＲS5 ( 直
链淀粉与棕榈酸复合物) 的面包，对照组为含小麦面
粉的白面包，餐后血浆葡萄糖浓度和胰岛素反应显著
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2 期 抗性淀粉在食品中的应用及功效研究进展
降低［41］。因此，在食品中添加抗性淀粉可以降低食品
中葡萄糖含量，能够满足糖尿病人的饮食需求，从而备
受生产商的青睐。
3. 2 预防结肠癌
人体大肠和盲肠中有大量的微生物，抗性淀粉在
小肠中不能被发酵，进入大肠后被厌氧微生物发酵产
生大量的丁酸和丁酸盐，主要有甲酸、乙酸和丁酸，丁
酸是大肠上皮细胞的主要能量底物之一，通过抑制细
胞周期阶段阻碍肿瘤细胞的生长和增值，抑制其恶变
从而预防结肠癌［37，64］。将抗性淀粉制剂喂养大鼠，结
果发现大鼠排泄物体积增大，pH 值降低，产生了更多
的短链脂肪酸，减小了结肠癌的发病率 ;当大鼠结肠中
间和末端发生促进期产生遗传毒性致癌物时，抗性淀
粉可以抑制结肠隐窝异常病灶的形成，这表明抗性淀
粉可以阻碍结肠肿瘤病变的形成和生长［11］。目前有
研究证实 ＲS5 能够有效抑制偶氮甲烷诱导的大鼠结
肠的癌前病变，表明 ＲS5 能够抑制结肠癌［37］。喂养大
鼠含 ＲS5 ( 直链淀粉 －硬脂酸复合物) 的饮食，硬脂酸
不能被大鼠吸收，而是通过粪便排出体外，这是由于
ＲS5 有助于增加大鼠粪便体积和疏水性，使得大量有
毒化学物质从消化道排出体外，从而可以降低消化道
中结肠病变细胞中有毒物质的含量［40］。日常生活中，
人体内膳食纤维的平均摄入量较低，若使饮食中膳食
纤维的含量加倍，结肠癌的发病率最高可降低
40%［68］。当饮食中同时添加抗性淀粉和可溶性膳食
纤维时，两者结合使得抗性淀粉发酵位点能够到达结
肠的末端，从而更加有效地预防癌症的发生，并且肠道
内可以产生更多的短链脂肪酸。
3. 3 降低胆固醇含量
抗性淀粉能够有效降低脂蛋白胆固醇和血浆胆固
醇的水平，增加结肠中短链脂肪酸尤其是丁酸的浓度，
并提高排泄物中固醇的含量［13］。用含 9. 9% 燕麦纤
维和 9. 7%抗性淀粉的木薯淀粉喂养仓鼠，结果表明
将两者添加到食品中都能够降低仓鼠血浆中胆固醇的
含量，从而改善仓鼠的小血管健康［69］。含抗性淀粉的
食物( 生马铃薯 ) 能显著增加大鼠盲肠中短链脂肪酸
的含量和吸收率，降低甘油三酯的含量和血浆胆固醇
的水平［1］，当具有代谢综合征的病人连续 12 周食用含
抗性淀粉的食物( 全谷物) ，病人体内血浆中甘油三酯
的水平降低了 43%［70］。
3. 4 控制体重
肥胖主要是由能量过度摄入引起的，因此通过减
少能量的摄入可以达到减少体重的目的。研究表明增
加饮食中膳食纤维的含量可以增加饱腹感，从而减少
能量摄入和降低体重指数［71 － 72］。抗性淀粉也能够增
加饱腹感、降低食欲、减少热量的摄入、可以减少脂肪
组织中 CD11 的表达从而降低脂肪组织的重量，并且
可提 高 胰 岛 素 抗 性 从 而 达 到 控 制 体 重 的 目
的［13，22，64，66，73 － 74］。此外有研究发现含 5. 4% 的抗性淀
粉的食物能够明显增加餐后脂肪的氧化，长期饮食可
以减少脂肪的积累［67，75］。
对啮齿动物的大量研究表明抗性淀粉取代快消化
淀粉可以减少脂肪和体重。对于饮食诱导的肥胖大
鼠，膳食中富含抗性淀粉 ( 23. 4% ) 可减少 40% 的体
重［76］，但是抗性淀粉高达 23. 4%的食物在人类饮食中
不可能达到。有研究将含 4%、8%、16% 的抗性淀粉
喂养大鼠，结果发现抗性淀粉含量大于 8% 的饮食比
不含抗性淀粉的饮食明显降低了大鼠的体重，而且抗
性淀粉的含量每增加 4%，能量的摄入就减少 9. 8
kJ·d － 1［77］。
目前有关抗性淀粉对体重影响的相关研究主要以
肥胖大鼠为研究对象，对人体体重的影响并没有得到
证实，因此有待进一步研究。尽管如此，以下 3 个理由
也可以说明抗性淀粉能够帮助控制人体体重。一是用
抗性淀粉取代快消化淀粉可以减少饮食能量密度，降
低热量的摄入［10］。二是在啮齿动物的饮食中添加抗
性淀粉可以增加饱腹感激素 GLP-1 和 PYY 的分泌，从
而增加饱腹感，减少食物的摄入，达到减少体重的目
的［10，78 － 80］。但是以上结果对人体的研究结果稍有差
异。Willis 等［81］给被试者分别提供低纤维含量的饼干
和添加了抗性淀粉的饼干作为早餐，结果发现，含有抗
性淀粉的饼干可以增强饱腹感。Bodinham 等［73］给成
年男性的饮食中添加 48 g 抗性淀粉，1d 之内能量的摄
入减少了1 300 kJ，但对主观食欲却没有影响。最近，
有研究给被试者的早餐中添加 25 g 抗性淀粉，发现被
试者 1d 中食物的摄入量和主观食欲并没有受到影
响［82］。三是用抗性淀粉取代快消化淀粉会减少胰岛
素分泌从而促进脂肪的分解利用［75］。
3. 5 作为益生元
益生元是指食品中不易被消化的成分，它能够选
择性的刺激细菌的生长活性，从而改善寄主健康的物
质［3，83］。典型的益生元有低聚果糖和菊粉 2 种，主要
存在于新鲜的蔬菜和水果中［4］。抗性淀粉作为益生
元在结肠内发酵可以产生对宿主有益的产物，如丁酸
等短链脂肪酸。ＲS3 可以促进双歧杆菌在胃肠道中的
生长和繁殖［84 － 85］，此外高直链玉米淀粉可以提高双歧
杆菌在酸性条件下的存活率［86］。由于抗性淀粉可以
完全通过小肠，因此可以将其作为益生菌的生长基质
133
核 农 学 报 29 卷
促进有益细菌( 如双歧杆菌 ) 的生长，由此可见抗性淀
粉可作为益生元［1，3］。
抗性淀粉作为益生元被添加到功能食品中，主要
有以下 3 种应用: 1 ) 作为乳酸菌和双歧杆菌的发酵底
物来提供能量 ; 2 ) 作为膳食纤维的成分对寄主产生有
益的生理作用; 3 ) 作为微胶囊材料提高食品的稳定
性［3］。
3. 6 降低胆结石的形成
快速消化淀粉被人体消化吸收后能够促进胰岛素
大量分泌，而胰岛素的分泌又会促进胆固醇的合成，从
而诱导胆结石的发生。抗性淀粉可以通过降低胆结石
的发生，从而减少胆结石的发病率。在中国和印度，膳
食纤维中抗性淀粉的摄入量是美国、澳大利亚的 2 倍
～ 4 倍，研究表明这 4 个国家胆结石的发病率有明显
差异［11］。
3. 7 增加矿物质的吸收
抗性淀粉可以提高大鼠和人体回肠对镁离子、钙
离子、铁离子、锌离子和铜离子的吸收率［21，83］。有研
究证实 16. 4%抗性淀粉比快消化淀粉对钙离子和铁
离子的吸收率明显升高［11］。抗性淀粉与菊粉结合对
大鼠小肠内钙离子和镁离子的吸收有协同作用，它们
在大肠内发酵产生短链脂肪酸也是促进矿物质吸收的
主要因素之一［11］。
4 总结与展望
随着国内外抗性淀粉研究的深入，抗性淀粉的分
类也越来越明确，但对 ＲS5 的定义还有较大争议。大
多数研究者将其定义为淀粉 －脂质复合物［37 － 38］，也有
研究者将其定义为具有抗性的麦芽糊精［21］。
由于抗性淀粉具有良好的挤压特性、高糊化温度、
低持水能力和高水结合能力、口感好、无异味、增加食
物的脆性、改善食物的色泽、减少含油量，作为微胶囊
材料等功能特性，所以可作为功能性成分被广泛应用
到食品工业中，如酸奶、冰淇淋、饼干、面包、面条、油炸
食品等。目前增加油炸食品的膳食纤维含量和提高其
感官特性都是通过添加 ＲS2 和 ＲS3，但在制作过程中
会有淀粉 －脂质复合物即 ＲS5 的形成，今后需进一步
研究其加工工艺，促进 ＲS5 的形成。适量抗性淀粉添
加到食品中，不仅可作为膳食纤维的强化剂，也是一种
良好的结构改良剂，这些性质可以用来开发高品质功
能型保健食品，在食品营养学领域将具有十分重要的
地位。虽然在食品中抗性淀粉被看作是善食纤维的一
种功能成分，但是抗性淀粉与膳食纤维之间的关系并
不清楚。此外，在食品加工过程中抗性淀粉的含量会
明显减少，Shu 等［87］用 γ-射线处理不同抗性淀粉含量
的水稻品种，均提高了其抗性淀粉含量。有研究表明，
辐照处理可降低水稻的表观直链淀粉含量和糊化温
度，改变淀粉颗粒的结构，增加 V-型结晶度，降低淀粉
酶解的速率，但是增加辐照剂量发现淀粉消化性降低
的程度与抗性淀粉的含量成反比［87］，而微波处理并没
有改变淀粉的消化性，抗性淀粉经微波处理后并没有
糊化［88］。因此加工技术 ( 如微波辐射、高温高压) 对抗
性淀粉形成的影响有待进一步研究。
饮食与健康的关系密不可分。抗性淀粉是双歧杆
菌和乳酸杆菌等益生菌繁殖的良好基质，同时对其它
菌群也有影响。抗性淀粉对肠道菌群生态学、遗传多
样性、菌群代谢谱等影响及其与人体健康的关系值得
深入研究。目前研究已证实抗性淀粉能够预防结肠
癌、降低胆固醇、减少肥胖和结石的发病率、增加矿物
质吸收等生理功能，对健康具有重大意义［1］。但目前
的研究对象都是大鼠等啮齿动物，抗性淀粉对人体的
生理影响还存在争议。因此，在今后应逐渐开展抗性
淀粉对人类健康功效方面的研究。
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Journal of Nuclear Agricultural Sciences
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Current Progress on the Applications and Health
Benefits of Ｒesistant Starch in Foods
ZHU Ping KONG Xiangli BAO Jinsong
( Key Laboratory of Chinese Ministry of Agriculture /Zhejiang Province for Nuclear-Agricultural Sciences /
Institute of Nuclear Agricultural Sciences，Zhejiang University，Hangzhou，Zhejiang 310029 )
Abstract : Starches are important sources of dietary energy for human which is closely related to human health． Ｒesistant
starch is the fraction of starch which is not hydrolyzed to D-glucose in the small intestine within 120 min of being
consumed． It is then fermented in the colon，thus plays a beneficial physiological effect． Therefore，resistant starch can
be regarded as a component of diary fibres． Ｒesistant starch has been classified into four general subtypes called ＲS1 to
ＲS4，lately ＲS type five was considered． When starch interacts with lipids，amylose and long branch chains of
amylopectin form single-helical complexes with fatty acids and fatty alcohols． This amylose-lipid complexed starch is
called ＲS5． Ｒesistant starch has been widely applied in foods such as noodles，breads and fried food． Ｒesistant starch
can prevent the colon cancer，reduce the blood cholesterol level，the obesity and the stone incidence and control the
diabetes． The objective of this review is to summarize current understanding in five types of resistant starch，their
applications in foods processing and health benefits to consumers．
Keywords: resistant starch，functional properties，health benefits，applications
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