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这篇综述聚焦含小麦抗性淀粉(RS)的低 GI 食品。阐述了 RS 的健康益处、类型特性及抗水解机制,探讨了提升其功能的改性技术,分析了低 GI 食品市场趋势与挑战,为相关研究和产品开发提供了参考。
引言
近年来,糖尿病患病率显著上升。据 2024 年《柳叶刀》研究,截至 2022 年,约 8.28 亿成年人患有糖尿病,自 1990 年起增加了 6.3 亿,在发展中国家尤为明显。糖尿病是慢性代谢紊乱疾病,伴随多种并发症,如动脉粥样硬化性血脂异常、抑郁和视网膜病变等。不良饮食习惯是糖尿病发展的重要因素,因此,低血糖生成指数(GI)饮食干预成为控制疾病的焦点。
低 GI 食品(GI 值≤55)有助于管理糖尿病、心血管疾病和肥胖症。高膳食纤维(DF)的低 GI 食品可有效调节血糖反应,被广泛用于辅助血糖管理。DF 分为不溶性膳食纤维(IDF,如纤维素、半纤维素和木质素)和可溶性膳食纤维(SDF,如果胶和树胶)。抗性淀粉(RS)是一种特殊淀粉,在小肠 120 分钟内不被消化,后在大肠被微生物发酵。其独特的微观和晶体结构使其抵抗酶水解,抑制血糖反应并增加饱腹感。
小麦是全球主要主食之一,富含碳水化合物、蛋白质、脂质、矿物质和维生素。淀粉约占小麦的 70%,其中 RS 含量为 0.1%-3.2%(平均 2%)。小麦籽粒由麸皮(14.5%)、胚乳(83%)和胚芽(2.5%)组成,麸皮是 DF 的主要来源,但在干磨过程中常被去除。RS 含量受淀粉颗粒、晶体结构和直链淀粉比例影响,可通过基因、酶和物理化学修饰增加。鉴于此,开发低 GI 小麦食品意义重大。
小麦中抗性淀粉的类型和理化性质
淀粉是植物中重要的储存多糖,也是人类日常饮食中的关键碳水化合物。根据消化速率,淀粉可分为快速消化淀粉(RDS,<20 分钟)、缓慢消化淀粉(SDS,20-120 分钟)和抗性淀粉(RS,>120 分钟)。RS 在胃和小肠中不被水解,而是进入大肠,在那里被微生物部分利用。
RS 降低血糖反应的机制
RS 对血糖调节的作用已得到广泛认可。与 RDS 相比,RS 结构更紧密,这得益于物理交联和化学修饰,使其免受胃和小肠中淀粉酶的水解。RS 进入回肠后,被微生物群发酵产生短链脂肪酸(SCFAs)。SCFAs 有助于抑制食欲、抑制淀粉酶活性并调节胰岛素分泌。此外,RS 还与其他物质相互作用,进一步影响血糖调节。
降低淀粉类食品 GI 的新技术
食物中天然 RS 和其他 IDF 含量低,限制了其健康益处。为此,人们采用了多种改性方法和非热加工技术来改变其结构、改善理化性质并增强降血糖效果。这些技术包括化学、酶、物理和组合方法等。
低 GI 食品的市场趋势和消费者偏好
小麦是全球广泛消费的谷物,产量逐年稳步增长。然而,经过复杂加工的精制小麦谷物 GI 极高,限制了小麦制品的消费群体。低 GI 概念自 1981 年由 David Jenkins 团队提出后,在主食行业逐渐成为趋势。食品创新必须以消费者为导向。
挑战和未来展望
与其他谷物相比,小麦的 RS 含量较低。因此,提高 RS 含量和改善小麦粉质量对公众健康具有潜在的大规模益处。深入了解 RS 的特性并培育高 RS 含量的小麦品种至关重要。RS 具有无味、色泽诱人、持水能力低和益生元潜力等独特特性,使其在食品领域具有重要价值。
结论
消费者对健康饮食的意识不断提高,对低 GI 小麦基食品产生了巨大的市场需求。RS 因其独特的理化结构和化学修饰,具有显著的低 GI 值,能抑制 α- 淀粉酶和 α- 葡萄糖苷酶活性,在大肠中发酵产生有益物质,带来多种健康益处。同时,开发低 GI 小麦食品时,需平衡 RS 的健康益处与食品的感官属性,综合考虑加工特性等因素。未来,应进一步研究 RS 特性,培育高 RS 小麦品种,以满足市场需求,推动低 GI 小麦食品的发展 。