孔令爽

摘要：介紹了抗性淀粉的制備方法及種類，并簡要介紹了抗性淀粉在國內(nèi)、外的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：抗性淀粉、制備方法、研究進展

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）02-01-01

隨著慢性病發(fā)生率的逐年升高，膳食纖維對人類的健康作用得到越來越深刻的揭示。“抗性淀粉（Resistant Starch）”是近十幾年來發(fā)展起來的一個新概念。FAO根據(jù)Englys和歐洲抗性淀粉研究協(xié)作網(wǎng)的建議，將抗性淀粉（RS）定義為“健康人體小腸中不吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物”[24]。通過RS分析方法和制備方法的建立，RS的功能也很快得到食品研究人員和營養(yǎng)學家的重視。RS根據(jù)制備方法分為4種，其制備原理和方法各不相同。

1抗性淀粉制備工藝方法

1. 1 物理包埋型抗性淀粉（RS1）

抗性淀粉（RS1）為生理上不接受淀粉，一般為較大的淀粉顆粒，當咀嚼時，細胞壁不被唾液和胰α-淀粉酶分解。有文章認為減小淀粉顆粒的大小能減少RS1含量[25]，但報導增加RS1含量的文章很少。由于RS1是指淀粉酶不接觸淀粉顆粒而使其不被消化的淀粉，它不涉及淀粉本身的結(jié)構(gòu)特點。因此，理論上來講，任何來源的淀粉在經(jīng)過包埋后都可不被淀粉酶接觸，產(chǎn)生抗消化性。如果這種淀粉想應(yīng)用于食品加工中，其關(guān)鍵在于包埋淀粉的物質(zhì)及其在生產(chǎn)加工環(huán)境中是否具有穩(wěn)定的狀態(tài)[26]。

1. 2 顆粒型抗性淀粉（RS2）

RS2通常被定義為抗性淀粉顆粒，是指原淀粉顆?；虻矸垲w粒經(jīng)過處理后結(jié)構(gòu)和形貌沒有被完全破壞的淀粉。物理和化學分析方法認為，RS2具有特殊的構(gòu)象和結(jié)晶結(jié)構(gòu)（B型或V型X-衍射圖譜）[27]。淀粉顆粒的破壞主要是因為淀粉在加熱過程中被糊化，糊化過程包括：淀粉分子序列的破壞，吸水膨脹及鏈淀粉從顆粒中溶出。普通玉米淀粉的糊化溫度一般在70℃左右，而高直鏈玉米淀粉的糊化溫度較高，且顆粒破壞有一個較寬的溫度范圍，因此在過多的水煮后很難察覺到顆粒的吸水膨脹[28]。對于一般的加工條件來說，高直鏈玉米淀粉是穩(wěn)定的，因此把高直鏈玉米淀粉作為RS2的來源是有意義的。

在淀粉不發(fā)生糊化和溶化的條件下，通過物理處理，包括溫度和淀粉顆粒水分含量的變化來改變淀粉的性質(zhì)稱為“濕熱處理”。濕熱處理可提高結(jié)晶部分有序程度或提高結(jié)晶部分的比例[29]。由于顆粒的非結(jié)晶區(qū)是這種變化的前提，濕熱處理只有當溫度高于非結(jié)晶區(qū)成分的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度（Tg）時才有效。盡管顆粒中聚合物是有序的，而且以半晶態(tài)存在于天然顆粒中，但他們存在一個亞穩(wěn)定狀態(tài)，因此，這種物理狀態(tài)穩(wěn)定性的增強是可行的[30]。濕熱處理能保持淀粉顆粒的大小和形狀不變，用掃描電子顯微鏡觀察濕熱處理的玉米、小麥、燕麥等淀粉，外部形態(tài)、顆粒大小都沒有發(fā)生變化。Wurchy將高直鏈玉米淀粉在37℃進行濕熱處理，得到30%的抗性淀粉[31]。Trzasko認為通過選擇合適的熱濕比可保證高直鏈玉米淀粉在100℃下加熱1-4h雙折射現(xiàn)象不消失[32]。Haralampu等人加熱高直鏈玉米淀粉使其膨脹，但不使其破裂，然后去支鏈90℃進行韌化，得到含有30%的抗性淀粉[33]。目前濕熱處理被認為是增加顆粒態(tài)抗性淀粉含量的有效方法。濕熱處理增加抗性淀粉含量可能是通過以下幾種原因：增加已存在的晶體完整性；增加淀粉鏈之間的相互作用；單直鏈淀粉轉(zhuǎn)化成雙螺旋結(jié)構(gòu)的晶體。

1. 3 糊化-老化型抗性淀粉的制備（RS3）

抗性淀粉（RS3）是指淀粉在糊化后經(jīng)過冷卻或儲存，形成難以被淀粉酶分解的淀粉，也稱老化淀粉。形成過程見圖1-4。淀粉糊化時，淀粉分子在水溶液中呈自然卷曲狀態(tài)，在隨后冷卻和儲藏過程中，自由卷曲的直鏈淀粉分子相互靠近，通過分子間氫鍵作用形成雙螺旋，許多螺旋相互迭加形成許多微小晶核，晶核不斷生長、成熟、成為更大的直鏈淀粉結(jié)晶體[34]。

RS3的制備工藝的研究已趨于成熟，Iyegar等人采用水解-壓熱處理法制備RS3，首先將淀粉在水溶液中懸浮蒸煮使其分散，在120℃進行壓熱處理，然后在4℃進行冷卻。由于完整的淀粉鏈可以降低凝沉速率，在壓熱處理前進行適度的水解，可以加速結(jié)晶[35]。Vasanthan和Bhatty也利用水解-壓熱處理法制備RS3，在100～140℃下進行熱處理前先使淀粉部分酸解，然后在4℃凝沉，最后可得到高含量的抗性淀粉。Hyun-Jung等人研究認為：首先對淀粉進行脫脂處理和酸解處理可以增加淀粉的結(jié)晶度，經(jīng)過壓熱處理后對樣品進行反復凍融，從而提高抗性淀粉含量[28]。

1. 4 化學改性型抗性淀粉的制備（RS4）

抗性淀粉（RS4）是利用改性的方法來制備抗性淀粉的，通常以淀粉交聯(lián)的方式進行。交聯(lián)淀粉是眾多變性淀粉中的一種，其反應(yīng)機理為淀粉的醇羥基與具有二元或多元官能團的化學試劑形成二醚鍵或二酯鍵，使兩個或兩個以上的淀粉分子之間“架橋”在一起，呈多維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的反應(yīng)[36]。參加此反應(yīng)的多元官能團稱為交聯(lián)劑，淀粉的交聯(lián)產(chǎn)物稱為交聯(lián)淀粉。淀粉顆粒中的直鏈淀粉和支鏈淀粉是由氫鍵作用而形成淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的，再加上新的交聯(lián)化學鍵，顆粒體積變大，緊密程度進一步增強，顆粒的堅韌性使淀粉在糊化時顆粒的膨脹受到抑制，淀粉糊化溫度增加，從而提高淀粉的抗酶解性。

交聯(lián)劑的種類很多，常用于制備交聯(lián)淀粉的交聯(lián)劑有環(huán)氧氯丙烷、甲醛、三氯氧磷、三偏磷酸鈉、六偏磷酸鈉等[37]。邱禮平等人研究了高直鏈淀粉經(jīng)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)后的消化性能，經(jīng)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)的高直鏈淀粉的起始消化速度比原高鏈淀粉略低，但隨著時間的延長，消化速度明顯降低。這說明淀粉交聯(lián)變性可以增加抗消化淀粉含量[38]。Sherry等研究了RS4的制備，他們利用化學改性的方法生產(chǎn)RS4，用磷酸二氫酯作為交聯(lián)劑改性淀粉，可以將產(chǎn)品的RS4含量增加到40-98%[39]。張本山等人用三氯氧磷為交聯(lián)劑，獲得了完全非糊化淀粉顆粒。Yijun Sang等人利用偏磷酸鈉和磷酸鈉為交聯(lián)劑，將交聯(lián)和濕熱處理聯(lián)合制備高直鏈玉米抗性淀，得到含82%的抗性淀粉產(chǎn)品[40-41]。

2 抗性淀粉制備工藝的研究進展

2.1 國外該方向的研究進展

國外對RS2制備的報導較多，Wurch和Trazsko在此方面進行了大量的研究工作。Wurch等人對高直鏈淀粉脫支后進行濕熱處理，得到含量為30%的RS。Trazsko研究認為通過選擇合適的濕熱比可以保證雙折射現(xiàn)象不消失，其抗性淀粉含量接近40%。從國外的文獻看，一般RS2的得率（最高可達到40%）要高于RS3的得率（最高可達20%左右）。因此，研究RS2的制備工藝，對提高抗性淀粉的產(chǎn)量及實施抗性淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)來講具有重要意義。

2.2 國內(nèi)該方向的研究進展

目前，國內(nèi)的一些高校及研究單位也開始對抗性淀粉的制備工藝進行研究，但這些研究都是基于3型抗性淀粉制備而展開的。江南大學楊光等人利用壓熱處理（150℃、60min、70%水分含量）方法得到9%左右的RS3。沈陽農(nóng)業(yè)大學李新華等人在壓熱處理前對淀粉進行預(yù)糊化，在4℃冷卻，其抗性淀粉產(chǎn)率為10.47%。河南工業(yè)大學阮少蘭等人利用酸解和沸水浴的方法制備大米抗性淀粉，得率在12%左右。華南理工大學研究人員利用玉米淀粉經(jīng)加入α-淀粉酶進行糊化和普魯蘭酶處理得到19.02%的抗性淀粉。哈爾濱商業(yè)大學研究人員分別用谷類淀粉（玉米淀粉）、薯類淀粉（馬鈴薯淀粉）和豆類淀粉（綠豆淀粉）進行抗性淀粉的制備、比較，并選取適合制備抗性淀粉的原料（玉米淀粉），在糊化-老化法制備RS3的基礎(chǔ)上利用酶解、水解、微波及擠壓膨化等先進技術(shù)對淀粉進行預(yù)處理，將RS3含量提高到12.58%。

基于前人對抗性淀粉的形成機理研究認為：直鏈含量是抗性淀粉形成的主要因素，因此研究利用高直鏈玉米淀粉直鏈含量高，耐熱性好等優(yōu)點，采用物理方法對RS2的制備工藝進行研究，力求提高RS2產(chǎn)量，提高其抗酶解性及在食品加工中的熱穩(wěn)定性對國內(nèi)抗性淀粉產(chǎn)業(yè)具有重大影響。endprint

摘要：介紹了抗性淀粉的制備方法及種類，并簡要介紹了抗性淀粉在國內(nèi)、外的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：抗性淀粉、制備方法、研究進展

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）02-01-01

隨著慢性病發(fā)生率的逐年升高，膳食纖維對人類的健康作用得到越來越深刻的揭示?！翱剐缘矸郏≧esistant Starch）”是近十幾年來發(fā)展起來的一個新概念。FAO根據(jù)Englys和歐洲抗性淀粉研究協(xié)作網(wǎng)的建議，將抗性淀粉（RS）定義為“健康人體小腸中不吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物”[24]。通過RS分析方法和制備方法的建立，RS的功能也很快得到食品研究人員和營養(yǎng)學家的重視。RS根據(jù)制備方法分為4種，其制備原理和方法各不相同。

1抗性淀粉制備工藝方法

1. 1 物理包埋型抗性淀粉（RS1）

抗性淀粉（RS1）為生理上不接受淀粉，一般為較大的淀粉顆粒，當咀嚼時，細胞壁不被唾液和胰α-淀粉酶分解。有文章認為減小淀粉顆粒的大小能減少RS1含量[25]，但報導增加RS1含量的文章很少。由于RS1是指淀粉酶不接觸淀粉顆粒而使其不被消化的淀粉，它不涉及淀粉本身的結(jié)構(gòu)特點。因此，理論上來講，任何來源的淀粉在經(jīng)過包埋后都可不被淀粉酶接觸，產(chǎn)生抗消化性。如果這種淀粉想應(yīng)用于食品加工中，其關(guān)鍵在于包埋淀粉的物質(zhì)及其在生產(chǎn)加工環(huán)境中是否具有穩(wěn)定的狀態(tài)[26]。

1. 2 顆粒型抗性淀粉（RS2）

RS2通常被定義為抗性淀粉顆粒，是指原淀粉顆粒或淀粉顆粒經(jīng)過處理后結(jié)構(gòu)和形貌沒有被完全破壞的淀粉。物理和化學分析方法認為，RS2具有特殊的構(gòu)象和結(jié)晶結(jié)構(gòu)（B型或V型X-衍射圖譜）[27]。淀粉顆粒的破壞主要是因為淀粉在加熱過程中被糊化，糊化過程包括：淀粉分子序列的破壞，吸水膨脹及鏈淀粉從顆粒中溶出。普通玉米淀粉的糊化溫度一般在70℃左右，而高直鏈玉米淀粉的糊化溫度較高，且顆粒破壞有一個較寬的溫度范圍，因此在過多的水煮后很難察覺到顆粒的吸水膨脹[28]。對于一般的加工條件來說，高直鏈玉米淀粉是穩(wěn)定的，因此把高直鏈玉米淀粉作為RS2的來源是有意義的。

在淀粉不發(fā)生糊化和溶化的條件下，通過物理處理，包括溫度和淀粉顆粒水分含量的變化來改變淀粉的性質(zhì)稱為“濕熱處理”。濕熱處理可提高結(jié)晶部分有序程度或提高結(jié)晶部分的比例[29]。由于顆粒的非結(jié)晶區(qū)是這種變化的前提，濕熱處理只有當溫度高于非結(jié)晶區(qū)成分的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度（Tg）時才有效。盡管顆粒中聚合物是有序的，而且以半晶態(tài)存在于天然顆粒中，但他們存在一個亞穩(wěn)定狀態(tài)，因此，這種物理狀態(tài)穩(wěn)定性的增強是可行的[30]。濕熱處理能保持淀粉顆粒的大小和形狀不變，用掃描電子顯微鏡觀察濕熱處理的玉米、小麥、燕麥等淀粉，外部形態(tài)、顆粒大小都沒有發(fā)生變化。Wurchy將高直鏈玉米淀粉在37℃進行濕熱處理，得到30%的抗性淀粉[31]。Trzasko認為通過選擇合適的熱濕比可保證高直鏈玉米淀粉在100℃下加熱1-4h雙折射現(xiàn)象不消失[32]。Haralampu等人加熱高直鏈玉米淀粉使其膨脹，但不使其破裂，然后去支鏈90℃進行韌化，得到含有30%的抗性淀粉[33]。目前濕熱處理被認為是增加顆粒態(tài)抗性淀粉含量的有效方法。濕熱處理增加抗性淀粉含量可能是通過以下幾種原因：增加已存在的晶體完整性；增加淀粉鏈之間的相互作用；單直鏈淀粉轉(zhuǎn)化成雙螺旋結(jié)構(gòu)的晶體。

1. 3 糊化-老化型抗性淀粉的制備（RS3）

抗性淀粉（RS3）是指淀粉在糊化后經(jīng)過冷卻或儲存，形成難以被淀粉酶分解的淀粉，也稱老化淀粉。形成過程見圖1-4。淀粉糊化時，淀粉分子在水溶液中呈自然卷曲狀態(tài)，在隨后冷卻和儲藏過程中，自由卷曲的直鏈淀粉分子相互靠近，通過分子間氫鍵作用形成雙螺旋，許多螺旋相互迭加形成許多微小晶核，晶核不斷生長、成熟、成為更大的直鏈淀粉結(jié)晶體[34]。

RS3的制備工藝的研究已趨于成熟，Iyegar等人采用水解-壓熱處理法制備RS3，首先將淀粉在水溶液中懸浮蒸煮使其分散，在120℃進行壓熱處理，然后在4℃進行冷卻。由于完整的淀粉鏈可以降低凝沉速率，在壓熱處理前進行適度的水解，可以加速結(jié)晶[35]。Vasanthan和Bhatty也利用水解-壓熱處理法制備RS3，在100～140℃下進行熱處理前先使淀粉部分酸解，然后在4℃凝沉，最后可得到高含量的抗性淀粉。Hyun-Jung等人研究認為：首先對淀粉進行脫脂處理和酸解處理可以增加淀粉的結(jié)晶度，經(jīng)過壓熱處理后對樣品進行反復凍融，從而提高抗性淀粉含量[28]。

1. 4 化學改性型抗性淀粉的制備（RS4）

抗性淀粉（RS4）是利用改性的方法來制備抗性淀粉的，通常以淀粉交聯(lián)的方式進行。交聯(lián)淀粉是眾多變性淀粉中的一種，其反應(yīng)機理為淀粉的醇羥基與具有二元或多元官能團的化學試劑形成二醚鍵或二酯鍵，使兩個或兩個以上的淀粉分子之間“架橋”在一起，呈多維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的反應(yīng)[36]。參加此反應(yīng)的多元官能團稱為交聯(lián)劑，淀粉的交聯(lián)產(chǎn)物稱為交聯(lián)淀粉。淀粉顆粒中的直鏈淀粉和支鏈淀粉是由氫鍵作用而形成淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的，再加上新的交聯(lián)化學鍵，顆粒體積變大，緊密程度進一步增強，顆粒的堅韌性使淀粉在糊化時顆粒的膨脹受到抑制，淀粉糊化溫度增加，從而提高淀粉的抗酶解性。

交聯(lián)劑的種類很多，常用于制備交聯(lián)淀粉的交聯(lián)劑有環(huán)氧氯丙烷、甲醛、三氯氧磷、三偏磷酸鈉、六偏磷酸鈉等[37]。邱禮平等人研究了高直鏈淀粉經(jīng)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)后的消化性能，經(jīng)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)的高直鏈淀粉的起始消化速度比原高鏈淀粉略低，但隨著時間的延長，消化速度明顯降低。這說明淀粉交聯(lián)變性可以增加抗消化淀粉含量[38]。Sherry等研究了RS4的制備，他們利用化學改性的方法生產(chǎn)RS4，用磷酸二氫酯作為交聯(lián)劑改性淀粉，可以將產(chǎn)品的RS4含量增加到40-98%[39]。張本山等人用三氯氧磷為交聯(lián)劑，獲得了完全非糊化淀粉顆粒。Yijun Sang等人利用偏磷酸鈉和磷酸鈉為交聯(lián)劑，將交聯(lián)和濕熱處理聯(lián)合制備高直鏈玉米抗性淀，得到含82%的抗性淀粉產(chǎn)品[40-41]。

2 抗性淀粉制備工藝的研究進展

2.1 國外該方向的研究進展

國外對RS2制備的報導較多，Wurch和Trazsko在此方面進行了大量的研究工作。Wurch等人對高直鏈淀粉脫支后進行濕熱處理，得到含量為30%的RS。Trazsko研究認為通過選擇合適的濕熱比可以保證雙折射現(xiàn)象不消失，其抗性淀粉含量接近40%。從國外的文獻看，一般RS2的得率（最高可達到40%）要高于RS3的得率（最高可達20%左右）。因此，研究RS2的制備工藝，對提高抗性淀粉的產(chǎn)量及實施抗性淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)來講具有重要意義。

2.2 國內(nèi)該方向的研究進展

目前，國內(nèi)的一些高校及研究單位也開始對抗性淀粉的制備工藝進行研究，但這些研究都是基于3型抗性淀粉制備而展開的。江南大學楊光等人利用壓熱處理（150℃、60min、70%水分含量）方法得到9%左右的RS3。沈陽農(nóng)業(yè)大學李新華等人在壓熱處理前對淀粉進行預(yù)糊化，在4℃冷卻，其抗性淀粉產(chǎn)率為10.47%。河南工業(yè)大學阮少蘭等人利用酸解和沸水浴的方法制備大米抗性淀粉，得率在12%左右。華南理工大學研究人員利用玉米淀粉經(jīng)加入α-淀粉酶進行糊化和普魯蘭酶處理得到19.02%的抗性淀粉。哈爾濱商業(yè)大學研究人員分別用谷類淀粉（玉米淀粉）、薯類淀粉（馬鈴薯淀粉）和豆類淀粉（綠豆淀粉）進行抗性淀粉的制備、比較，并選取適合制備抗性淀粉的原料（玉米淀粉），在糊化-老化法制備RS3的基礎(chǔ)上利用酶解、水解、微波及擠壓膨化等先進技術(shù)對淀粉進行預(yù)處理，將RS3含量提高到12.58%。

基于前人對抗性淀粉的形成機理研究認為：直鏈含量是抗性淀粉形成的主要因素，因此研究利用高直鏈玉米淀粉直鏈含量高，耐熱性好等優(yōu)點，采用物理方法對RS2的制備工藝進行研究，力求提高RS2產(chǎn)量，提高其抗酶解性及在食品加工中的熱穩(wěn)定性對國內(nèi)抗性淀粉產(chǎn)業(yè)具有重大影響。endprint

摘要：介紹了抗性淀粉的制備方法及種類，并簡要介紹了抗性淀粉在國內(nèi)、外的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：抗性淀粉、制備方法、研究進展

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）02-01-01

隨著慢性病發(fā)生率的逐年升高，膳食纖維對人類的健康作用得到越來越深刻的揭示?！翱剐缘矸郏≧esistant Starch）”是近十幾年來發(fā)展起來的一個新概念。FAO根據(jù)Englys和歐洲抗性淀粉研究協(xié)作網(wǎng)的建議，將抗性淀粉（RS）定義為“健康人體小腸中不吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物”[24]。通過RS分析方法和制備方法的建立，RS的功能也很快得到食品研究人員和營養(yǎng)學家的重視。RS根據(jù)制備方法分為4種，其制備原理和方法各不相同。

1抗性淀粉制備工藝方法

1. 1 物理包埋型抗性淀粉（RS1）

抗性淀粉（RS1）為生理上不接受淀粉，一般為較大的淀粉顆粒，當咀嚼時，細胞壁不被唾液和胰α-淀粉酶分解。有文章認為減小淀粉顆粒的大小能減少RS1含量[25]，但報導增加RS1含量的文章很少。由于RS1是指淀粉酶不接觸淀粉顆粒而使其不被消化的淀粉，它不涉及淀粉本身的結(jié)構(gòu)特點。因此，理論上來講，任何來源的淀粉在經(jīng)過包埋后都可不被淀粉酶接觸，產(chǎn)生抗消化性。如果這種淀粉想應(yīng)用于食品加工中，其關(guān)鍵在于包埋淀粉的物質(zhì)及其在生產(chǎn)加工環(huán)境中是否具有穩(wěn)定的狀態(tài)[26]。

1. 2 顆粒型抗性淀粉（RS2）

RS2通常被定義為抗性淀粉顆粒，是指原淀粉顆粒或淀粉顆粒經(jīng)過處理后結(jié)構(gòu)和形貌沒有被完全破壞的淀粉。物理和化學分析方法認為，RS2具有特殊的構(gòu)象和結(jié)晶結(jié)構(gòu)（B型或V型X-衍射圖譜）[27]。淀粉顆粒的破壞主要是因為淀粉在加熱過程中被糊化，糊化過程包括：淀粉分子序列的破壞，吸水膨脹及鏈淀粉從顆粒中溶出。普通玉米淀粉的糊化溫度一般在70℃左右，而高直鏈玉米淀粉的糊化溫度較高，且顆粒破壞有一個較寬的溫度范圍，因此在過多的水煮后很難察覺到顆粒的吸水膨脹[28]。對于一般的加工條件來說，高直鏈玉米淀粉是穩(wěn)定的，因此把高直鏈玉米淀粉作為RS2的來源是有意義的。

在淀粉不發(fā)生糊化和溶化的條件下，通過物理處理，包括溫度和淀粉顆粒水分含量的變化來改變淀粉的性質(zhì)稱為“濕熱處理”。濕熱處理可提高結(jié)晶部分有序程度或提高結(jié)晶部分的比例[29]。由于顆粒的非結(jié)晶區(qū)是這種變化的前提，濕熱處理只有當溫度高于非結(jié)晶區(qū)成分的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度（Tg）時才有效。盡管顆粒中聚合物是有序的，而且以半晶態(tài)存在于天然顆粒中，但他們存在一個亞穩(wěn)定狀態(tài)，因此，這種物理狀態(tài)穩(wěn)定性的增強是可行的[30]。濕熱處理能保持淀粉顆粒的大小和形狀不變，用掃描電子顯微鏡觀察濕熱處理的玉米、小麥、燕麥等淀粉，外部形態(tài)、顆粒大小都沒有發(fā)生變化。Wurchy將高直鏈玉米淀粉在37℃進行濕熱處理，得到30%的抗性淀粉[31]。Trzasko認為通過選擇合適的熱濕比可保證高直鏈玉米淀粉在100℃下加熱1-4h雙折射現(xiàn)象不消失[32]。Haralampu等人加熱高直鏈玉米淀粉使其膨脹，但不使其破裂，然后去支鏈90℃進行韌化，得到含有30%的抗性淀粉[33]。目前濕熱處理被認為是增加顆粒態(tài)抗性淀粉含量的有效方法。濕熱處理增加抗性淀粉含量可能是通過以下幾種原因：增加已存在的晶體完整性；增加淀粉鏈之間的相互作用；單直鏈淀粉轉(zhuǎn)化成雙螺旋結(jié)構(gòu)的晶體。

1. 3 糊化-老化型抗性淀粉的制備（RS3）

抗性淀粉（RS3）是指淀粉在糊化后經(jīng)過冷卻或儲存，形成難以被淀粉酶分解的淀粉，也稱老化淀粉。形成過程見圖1-4。淀粉糊化時，淀粉分子在水溶液中呈自然卷曲狀態(tài)，在隨后冷卻和儲藏過程中，自由卷曲的直鏈淀粉分子相互靠近，通過分子間氫鍵作用形成雙螺旋，許多螺旋相互迭加形成許多微小晶核，晶核不斷生長、成熟、成為更大的直鏈淀粉結(jié)晶體[34]。

RS3的制備工藝的研究已趨于成熟，Iyegar等人采用水解-壓熱處理法制備RS3，首先將淀粉在水溶液中懸浮蒸煮使其分散，在120℃進行壓熱處理，然后在4℃進行冷卻。由于完整的淀粉鏈可以降低凝沉速率，在壓熱處理前進行適度的水解，可以加速結(jié)晶[35]。Vasanthan和Bhatty也利用水解-壓熱處理法制備RS3，在100～140℃下進行熱處理前先使淀粉部分酸解，然后在4℃凝沉，最后可得到高含量的抗性淀粉。Hyun-Jung等人研究認為：首先對淀粉進行脫脂處理和酸解處理可以增加淀粉的結(jié)晶度，經(jīng)過壓熱處理后對樣品進行反復凍融，從而提高抗性淀粉含量[28]。

1. 4 化學改性型抗性淀粉的制備（RS4）

抗性淀粉（RS4）是利用改性的方法來制備抗性淀粉的，通常以淀粉交聯(lián)的方式進行。交聯(lián)淀粉是眾多變性淀粉中的一種，其反應(yīng)機理為淀粉的醇羥基與具有二元或多元官能團的化學試劑形成二醚鍵或二酯鍵，使兩個或兩個以上的淀粉分子之間“架橋”在一起，呈多維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的反應(yīng)[36]。參加此反應(yīng)的多元官能團稱為交聯(lián)劑，淀粉的交聯(lián)產(chǎn)物稱為交聯(lián)淀粉。淀粉顆粒中的直鏈淀粉和支鏈淀粉是由氫鍵作用而形成淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的，再加上新的交聯(lián)化學鍵，顆粒體積變大，緊密程度進一步增強，顆粒的堅韌性使淀粉在糊化時顆粒的膨脹受到抑制，淀粉糊化溫度增加，從而提高淀粉的抗酶解性。

交聯(lián)劑的種類很多，常用于制備交聯(lián)淀粉的交聯(lián)劑有環(huán)氧氯丙烷、甲醛、三氯氧磷、三偏磷酸鈉、六偏磷酸鈉等[37]。邱禮平等人研究了高直鏈淀粉經(jīng)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)后的消化性能，經(jīng)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)的高直鏈淀粉的起始消化速度比原高鏈淀粉略低，但隨著時間的延長，消化速度明顯降低。這說明淀粉交聯(lián)變性可以增加抗消化淀粉含量[38]。Sherry等研究了RS4的制備，他們利用化學改性的方法生產(chǎn)RS4，用磷酸二氫酯作為交聯(lián)劑改性淀粉，可以將產(chǎn)品的RS4含量增加到40-98%[39]。張本山等人用三氯氧磷為交聯(lián)劑，獲得了完全非糊化淀粉顆粒。Yijun Sang等人利用偏磷酸鈉和磷酸鈉為交聯(lián)劑，將交聯(lián)和濕熱處理聯(lián)合制備高直鏈玉米抗性淀，得到含82%的抗性淀粉產(chǎn)品[40-41]。

2 抗性淀粉制備工藝的研究進展

2.1 國外該方向的研究進展

國外對RS2制備的報導較多，Wurch和Trazsko在此方面進行了大量的研究工作。Wurch等人對高直鏈淀粉脫支后進行濕熱處理，得到含量為30%的RS。Trazsko研究認為通過選擇合適的濕熱比可以保證雙折射現(xiàn)象不消失，其抗性淀粉含量接近40%。從國外的文獻看，一般RS2的得率（最高可達到40%）要高于RS3的得率（最高可達20%左右）。因此，研究RS2的制備工藝，對提高抗性淀粉的產(chǎn)量及實施抗性淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)來講具有重要意義。

2.2 國內(nèi)該方向的研究進展

目前，國內(nèi)的一些高校及研究單位也開始對抗性淀粉的制備工藝進行研究，但這些研究都是基于3型抗性淀粉制備而展開的。江南大學楊光等人利用壓熱處理（150℃、60min、70%水分含量）方法得到9%左右的RS3。沈陽農(nóng)業(yè)大學李新華等人在壓熱處理前對淀粉進行預(yù)糊化，在4℃冷卻，其抗性淀粉產(chǎn)率為10.47%。河南工業(yè)大學阮少蘭等人利用酸解和沸水浴的方法制備大米抗性淀粉，得率在12%左右。華南理工大學研究人員利用玉米淀粉經(jīng)加入α-淀粉酶進行糊化和普魯蘭酶處理得到19.02%的抗性淀粉。哈爾濱商業(yè)大學研究人員分別用谷類淀粉（玉米淀粉）、薯類淀粉（馬鈴薯淀粉）和豆類淀粉（綠豆淀粉）進行抗性淀粉的制備、比較，并選取適合制備抗性淀粉的原料（玉米淀粉），在糊化-老化法制備RS3的基礎(chǔ)上利用酶解、水解、微波及擠壓膨化等先進技術(shù)對淀粉進行預(yù)處理，將RS3含量提高到12.58%。

基于前人對抗性淀粉的形成機理研究認為：直鏈含量是抗性淀粉形成的主要因素，因此研究利用高直鏈玉米淀粉直鏈含量高，耐熱性好等優(yōu)點，采用物理方法對RS2的制備工藝進行研究，力求提高RS2產(chǎn)量，提高其抗酶解性及在食品加工中的熱穩(wěn)定性對國內(nèi)抗性淀粉產(chǎn)業(yè)具有重大影響。endprint