抗性淀粉产品的安全性及其食品标签

抗性淀粉 (Resistant starch , 简称 RS)一词最初是由 En2 glyst等人于 1982年提出的 [1 ] ,他们将食物除去淀粉以测定 非淀粉多糖的含量 ,结果发现试样经淀粉酶水解后仍然存在 某些未水解淀粉 ,故将其称为抗性淀粉 。其后的体内试验发 现类似现象 ,引起了营养学家 、生理学家和医学工作者的广 泛兴趣 。如今的 RS定义为“在健康人体小肠中不被吸收的 淀粉及其降解产物的总和 ”[2 ] , RS具有类似膳食纤维的生 理功能 ,并能够减少饭后血糖和胰岛素响应 ,降低血浆胆固 醇和甘油三酸酯的浓度 。RS在结肠中被微生物群落发酵产 生短链脂肪酸和气体 ,从而能降低结肠 pH 值 ,增进结肠健 康 ,防治结肠癌 。RS也是一种益生元 ,能够选择性地促进肠 内有益菌 (如双歧杆菌 )的生长繁殖 。RS还有助于使粪便成 形 ,防止便秘 。此外 , RS呈白色 ,风味清淡 ,作为食品配料不 会影响食物的风味 、质地和外观 ,在许多应用中 ,甚至可以提 高最终产品的风味 。
α2淀粉酶于 37℃水解样品 。有些方法同时加入糖化酶以避 免淀粉水解产物 (如麦芽糖 、麦芽三糖 )对胰 α2淀粉酶活性 的抑制 。一些方法还模拟肠胃蛋白酶作用 ,在淀粉水解前加 入胃蛋白酶先水解样品蛋白质 。近 20年来 ,出现了许多体 外测定方法 ,其中最常用的有 1992 年的 Englyst等方法 [13 ] , 1996年的 Goni等方法 [14 ] 和 1992 年的 Champ 等方法及其 1999年改进法 [15 ] 。上述方法有的操作时间长 ,测定人员须 经过专门培训才能提高测定重复性 [13 ] ;有的虽然简单快速 , 但缺乏体内直接试验法验证或验证数量尚不够 [14、15 ] ,所以均 未能被 AOAC采用 。2002年 ,M cCleary等人在对之前各种体 外测定法进行详细系统研究 (包括样品制备 、酶的种类 、水解 条件和水解后 RS的回收和分析等 ) 的基础上提出改进方 法 [16 ] ,成 为 唯 一 被 AOAC 采 用 的 食 品 RS 含 量 测 定 方 法 (AOAC方法 2002. 02) 。该法有望取代其他方法而成为各国 食品工业和政府监管部门使用的常规方法 。 2. 3 RS含量标签的其他问题
收稿日期 : 2005 - 12 - 18 作者简介 :严梅荣 (1948 - )男 ,教授 ,从事谷物化学的教学与研究工作 。
严梅荣等 :抗性淀粉产品的安全性及其食品标签 /2006年第 3期
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消化功能有关 。
2 R S的食品标签 RS产品主要作为配料添加到食品中使用 ,因此必将影
响食品标签的内容 ,进而影响食品销售 。 2. 1 RS对食品膳食纤维含量和能量的影响
含普通淀粉食品和含 30 g RS/ d的食品 ,经过 14周试验 ,两 群人对钙 、镁的吸收无明显不同 ,也不受食 用 不 同 淀粉 的 影响 [ 7 ] 。
至于 RS对肠胃的影响 ,一些报道认为食用高含量 RS食 品可引起肠胃气涨或轻微腹泻 [8 ] ,另一些报道认为食用高直 链玉米淀粉制取的 RS不会产生肠胃不适 ,即使每日 RS食用 量达 60 g也无影响 [9 ] 。看来肠胃反应可能跟食用者肠胃的
鉴于食品出厂后的加工和储存影响 RS含量 ,制造商应 当标写出厂时或消费者食用时 RS的含量 ,如罐头食品和冷 冻食品因储存数月使淀粉老化而增加 RS3 ,香蕉可因成熟减 少 RS2 含量 。另外有些食品需消费者热加工后冷却食用 ,该 操作既可促进直链淀粉老化增加 RS3 ,又因淀粉糊化使 RS2 失去抗性 。目前各国对此处理不同 ,美国规定食品应标明出 厂时的含量 ,但也可选择两行标签法 ,第一行标明出厂含量 , 第二行标明食用时含量 。欧洲则由制造商自行选择 ,如选择 标明食用时 RS的含量 ,则应详细说明消费者热加工的具体 操作 。另一个问题是食品中添加 RS配料增加了 RS含量 ,但 这种浓缩或分离出的 RS产品是否与食物中天然存在的 RS 具有同等生理功能 ? 通常认为分离制取的膳食纤维不如天 然有效 。因而建议多食用水果 、蔬菜等富含膳食纤维的食 物 。目前尚无证据表明上述两种 RS的生理功效也有所不 同 。膳食纤维之所以存在功效不同是因为它是细胞壁的一 部分 ,细胞壁结构复杂 ,含有维生素 、矿物质 、脂肪酸 、氨基酸 和磷脂等物质 ,但在分离制取膳食纤维时损失了这些物质 , 从而降低了功效 。
RS产品的安全性及其食品标签均为 RS产品开发和应 用的重要内容 ,但文献对于该内容涉及甚少 ,笔者拟对此进 行简要综述 。
1 R S产品的安全性 1. 1 RS产品及安全性概述
按照抗性产生原因 ,可将抗性淀粉分为物理包埋淀粉 RS1 ,抗性淀粉颗粒 RS2 ,老化淀粉 RS3 和化学变性淀粉 RS4 四类 。第一个 RS商品于 1993年问世 ,该产品来源于高直链 玉米淀粉原料 ,属 RS2 类型抗性淀粉 ,主要作为食品配料使 用 。1994年抗性淀粉配料开始应用于食品 。此后 ,各种 RS2 和 RS3 抗性淀粉配料相继出现 , H i2M aize和 Novelose品牌 RS 系列产品已遍布世界 。同时在过去 10年中 ,不仅 RS2、RS3 , 连经过化学变性的 RS4 也作为低能量保健营养配料应用于 面包 、谷物早餐 、面条和乳制品等多种食品 [3 ] 。 10来年的实 践在一定程度上表明了 RS产品的安全性 。
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2006 , No. 3
粮食与饲料工业
CEREAL & FEED INDUSTRY
抗性淀粉产品的安全性及其食品标签
严梅荣 ,王丹丹
(南京财经大学食品科学与工程学院 , 江苏 南京 210003)
摘 要 :抗性淀粉是指在健康人体小肠中不被吸收的淀粉及其降解产物的总和 ,具有类似膳食纤维的生理功能 ,且不会影响 食物的口味 、质地和外观 。对抗性淀粉的安全性 、分析方法 、食品标签以及各国相关法规进行了综述 。 关键词 :抗性淀粉 ;安全性 ;标签 ;产品 中图分类号 : TS201 文献标识码 : A 文章编号 : 1003 - 6202 (2006) 03 - 0022 - 03 Safety and Food Label of Resistan t Starch Products ABSTRACT: Resistant starch (RS) refers to a sum of starch not absorbed by small intestine in a healthy body and its degradable p roduct. It has physiological function sim ilar to dietary fiber without any effects on taste, texture and appearance of foods. Safety, anal2 ysis methods, food label and related law s and regulations of each country were summarized. KEYWO RD S: resistant starch; safety; label; p roduct
1. 3 RS产品安全性的人体研究 考虑到Hale Waihona Puke BaiduRS对人体健康的影响可能类似于非淀粉多糖 ,
过量食用富含天然非淀粉多糖的食物会减少矿物质的生物
利用率 ,引起肠胃不适 ,因此对食用 H i2M aize人群的矿物质 吸收和肠胃感觉进行了研究 。结果表明 ,食用 RS不影响矿 物质吸收 。该试验中健康人群和超高胰岛素血症人群食用
食物的能量可按其成分含量计算得到 ,通常碳水化合物 热量以 16. 72 kJ / g计算 。美国规定计算热量时不溶性膳食 纤维可从碳水化合物中扣除 ,所以 ,虽然食品添加 RS不影响 碳水化合物含量 ,但能减少其热量 。澳大利亚规定 ,膳食纤 维和 RS等不被消化的碳水化合物热量以 7. 52 kJ / g计算 。 欧洲更规定膳食纤维不计入食品标签的热量计算 。日本政 府则规定可发酵的膳食纤维以 8. 36 kJ / g计算 。由于一些食 品制造商常常把 RS当作膳食纤维处理 ,所以添加 RS能减少 食品能量 。 2. 2 RS测定方法及存在问题
RS含量是 RS产品质量的重要指标 ,但是因为各国对于 RS的测定方法不同 ,造成产品标签测定结果的差异 , RS的 测定方法可分为体内测定法和体外测定法 。前者测定体内 未被小肠吸收的淀粉及其降解物含量 ;后者则模拟体内消化 条件 ,在体外测定不被淀粉酶水解的淀粉含量 。按照 RS定 义 ,体内测定法才是测定 RS的直接可靠方法 。考虑到不同 个体的消化系统对于 RS消化能力存在差异 ,诸如食物咀嚼 程度 ,食物在肠胃停留时间及体内淀粉酶分泌量等均可因人 而异 ,因此在某人小肠不被吸收的抗性淀粉在另一人的小肠 可能会被部分吸收 ,所以实际无法测定食物 RS的绝对含量 , 同时也 表 明 体 内 测 定 法 应 是 测 量 多 个 个 体 结 果 的 平 均 值 [11 ] 。目前体内测定法包括氢气呼吸法 ( H2 breath test) 、回 肠造口术法 ( ileostomy method)和插管法 ( intubation method) 3 种 [12 ] 。氢气呼吸法基于碳水化合物在结肠发酵产生的氢气 与肺部呼出的氢气量存在对应关系 ,用乳果糖作为标准 ,通 过测定肺部呼出的氢气量间接测定 RS含量 。该法虽然简单 但测量误差大 。回肠造口术法系直接定量收集回肠流出物 并测定其 RS含量 。试验者一般因溃疡性结肠炎切除了结 肠 ,并进行腹部回肠造口手术 ,所以流出物收集容易且对试 验者无不良影响 ,因而使用广泛 。但该法试验者不符合 RS 定义的健康要求 。插管法通常将管从鼻孔插入到健康志愿 者回肠取样处 ,吸取回肠流出样进行 RS测定 。因不能收集 小肠内全部流出物 ,需要灌注聚乙二醇作为稀释标记物质分 析回肠物质的流动量 。肠内插管可能降低小肠消化效率及 引起试验者不适 。体内测定法主要以人体为试验对象 ,测定 麻烦 ,对人体也有一定影响 ,不适合作为常规方法 。目前该 法多用于对体外法的验证 。体外法用作 RS常规分析方法具 有方便性和现实性 ,但必须得到体内法验证 。体外测定法的 基本原理是先水解除去样品中的可消化淀粉 ,再直接分析残 余物中的 RS含量 ,或通过测定样品总淀粉和可消化淀粉含 量 ,以两者差值表示 RS含量 。为模拟体内消化 ,大多使用胰
天然存在于土豆 、稻米和豆类等食物内的 RS应不存在 安全性问题 ,但对于经过加工浓缩的 RS产品的安全性 ,目前 各国的认识和处理方法仍然有所不同 ,美国将非化学变性得
到的抗性淀粉产品当作“通常认为安全 ”的一类 ( GRAS) ,归 入已有食品而不是新资源食品管理 。欧州和世界多数地区
国家认为 ,非化学变性类抗性淀粉产品是传统植物栽培方法 得到的人类膳食的天然组分 ,不是新资源食物 ,因而法规容 许不加限制销售 。对于 RS4 ,各国都将其归入变性淀粉管 理 。与上述显著不同的国家是加拿大 ,该国将非化学变性类 抗性淀粉产品当作“新纤维 ”处理 ,在批准用作食品配料前必 须经过安全性和功效审查 ,包括提供对矿物质代谢或肠胃黏 膜的结构和功能无不利影响等安全性证据 。
目前国 际 通 用“酶 - 重 量 法 ”检 测 食 物 膳 食 纤 维 含 量 [10 ] ,由于该法测量的结果包括了部分抗性淀粉 (主要为 RS3 抗性淀粉 ) , 添 加 RS3 抗 性 淀 粉 将 增 加 食 品 膳 食 纤 维 含量 。
食品的能量也是消费者十分关心的 ,当前低能量食品受 到青睐 。RS可以减少食品的能量 。由于 RS不被人体小肠 吸收 ,进入大肠后即使完全发酵 ,被吸收的能量也只有可消 化淀粉的 50%左右 ,因为结肠发酵产物中短链脂肪酸是唯一 可吸收能源 ,它们的能量约等于可消化碳水化合物的一半 。
R S产品的安全性和生理功能需要通过 广泛的临床研究 进行评价 ,下列是对高直链玉米淀粉制取的 H i2M aize产品进 行的动物和人体安全性研究的一些结果 。
1. 2 RS产品安全性的动物研究 一 些 研 究 表 明 , 当 H i2M aize 产 品 食 用 量 不 超 过
16. 5 g/ ( kg体重 ·d) , 不 存 在 安 全 性 问 题 ; 当 用 量 达 16. 94 g / ( kg体重 ·d) ,出现食量减小和体重减轻现象 。 [4、5 ] 另 一 些 研 究 表 明 , 当 白 鼠 食 用 H i2M aize 不 超 过 24. 3 g/ ( kg体重 ·d) ,食用 4 周后并无健康影响 ;增加食用 量可减慢生长速度 ,减轻体重 ,但不影响食量和其他健康状 况 [6 ] 。此外 ,研究表明随 H i2M aize食用量增加 ,动物结肠的 长度和重量也会相应增加 [4 ] 。