糖尿病与抗性淀粉………癸卯兔年立春……作者：张念祖

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糖尿病与抗性淀粉

癸卯兔年立春

作者：张念祖

淀粉系人类膳食中三大营养素之一，包括直链和支链淀粉，据其在小肠内的生物利用可分三类，快速消化淀粉(RDS)、缓慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)，抗性淀粉不同于快速和缓慢消耗淀粉，其本身或其降解产物，不被小肠中淀粉酶所水解，但可被大肠中的微生物菌群发酵，并发挥有益的生理作用，诸如降血糖，降血脂、降胆固醇、降体重及降低罹患结直肠癌风险的作用。

一. 定义：

抗性淀粉是摄食后，不被小肠淀粉酶分解消化，而能被大肠微生物菌群作用的那部分淀粉。世卫组织定义为：“不被健康人体小肠所吸收的淀粉及其降解物的总称”。研究证实，抗性淀粉以发酵后再吸收的途径代谢，具有吸收缓慢但代谢完全的特点。



二. 分类：

抗性淀粉抗消化的影响因素众多，目前据其淀粉来源和抗酶解性的差异，将之分为5类型。

1. 物理包埋淀粉（physically trapped starch，RS1）:

主要存在不完整或部分研磨的谷粒、豆粒之中。淀粉颗粒仍保持天然淀粉结构，因细胞壁的屏障作用或蛋白质的隔离作用，淀粉颗粒难以同酶接触，故不易被消化。但在加工或咀嚼后，因屏障或隔离作用的丧失，变成可消化淀粉。

2. 天然抗性淀粉（resistant starch granules，RS2）：

指具有天然致密结构和部分结晶结构的淀粉，故具有抗消化性，主要存在于生马铃薯、香蕉和高直链玉米淀粉中，然而RS2的抗性，常随着加工作用糊化完成而消失，即RS1和RS2经过适当加工后，仍可被淀粉酶消化吸收。

3. 化学结构改变的回生淀粉（retrograded starch，RS3）：

指变性淀粉或老化淀粉，亦指糊化后的淀粉，在冷却或储存过程中，部分重结晶产生的凝沉聚合物，常存在于冷米饭、冷面包、炸土豆片和玉米片等食品中。RS3主要成分是回生的直链淀粉、支链淀粉和少量脂类。回生抗性淀粉分为RS3a和RS3b两部分，RS3a系凝沉的支链淀粉，RS3b是凝沉的直链淀粉。RS3a可经再加热而被淀粉酶降解，RS3b的抗酶解性最强。

关于RS3的抗酶解机理有2种解释：一种认为鉴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，使RS3产生抗酶解特性；第二种观点认为，RS3之抗酶之水解能力，系直链淀粉晶体的双螺旋间，具有较强的氢键及范德华力，致使RS3的分子结构异常牢固，热稳定性强，故在人体胃肠道内不能被消化吸收。

这类淀粉即使经加热、油炸等方法处理，依然保持其较好的抗消化性特征。

4. 化学改性淀粉（chemically modified starch，RS4）：

指由基因改造或化学方法，导致淀粉分子结构变化，及一些化学官能团的引入而产生的抗酶解淀粉部分，如羧甲基淀粉、交联淀粉等，此类抗性淀粉稳定性较好。

5. 直链淀粉-脂肪复合淀粉（amylose-lipid complexed starch，RS5）：

指一种以高直链淀粉为原料制备的淀粉，其需要更高的糊化温度，且更易于回生。淀粉-脂肪颗粒在烹调过程中耐膨胀，缺少膨胀，可减少淀粉酶进入的能力，减少淀粉水解。Frohberg和Quanz将RS5定义为一种含有水溶性的、线型的聚α-1，4-D-葡聚糖的多糖，其具有促进游离脂肪酸，特别是丁酸盐的形成作用 。

三. 抗性淀粉在糖尿病控制中的效用：

糖尿病是一种以糖代谢紊乱伴随脂肪和蛋白质代谢紊乱的代谢性疾病，其表现为多吃、多喝、多尿、体重减轻三多一少为主要临床症状，同时伴有高血糖、高血脂等。抗性淀粉可明显降低空腹和餐后血糖、促进人体分泌高浓度胰高血糖素样肽-1和多肽YY控制及降低血糖、促进锌再吸收以维持胰岛素稳定性而降低血糖、减低糖尿病患者总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇等，对糖尿病血糖控制具有积极作用。

1. 抗性淀粉可降低空腹和餐后血糖：

抗性淀粉对体内淀粉酶的分解均有较高抵抗性，故其被机体吸收缓慢，有明显降低空腹和餐后血糖、胰岛素反应，且可提高胰岛素敏感性，起到控制糖尿病病情，降低血糖的作用。

王竹等采用天然同位素技术【1】，研究抗性淀粉的代谢及对血糖的调节作用，结果发现食用抗性淀粉组的血糖和C13-血糖水平，明显低于食用葡萄糖和可消化淀粉组。餐后2小时血糖，抗性淀粉组的升糖指数和C13升糖指数，分别是食用葡萄糖组的23.58%和55.56%，抗性淀粉组餐后胰岛素升高幅度和胰岛素葡萄糖比值，明显低于葡萄糖和可消化淀粉组。以上结果显示，抗性淀粉具有吸收缓慢而完全的特点，可维持餐后血糖稳定，提高肌体胰岛素敏感性【2】。

yamada等研究认为，进食一餐含6克抗性淀粉的面包后，能降低未接受治疗的糖尿病前期患者餐后的血糖水平。Robertson等报道，每天食用抗性淀粉30克，2-4周，即能提高健康人的胰岛素敏感性【3】。

张文清等对进食含碳水化合物50克的葡萄糖粉、富强粉、燕麦纤维和抗性淀粉馒头的志愿者，餐后2小时血糖和血浆胰岛素水平分析后发现，食用抗性淀粉馒头后，受试者的血糖峰值（45分钟）、胰岛素峰值（60分钟）及胰岛素和血糖应答曲线下面积比，显著低于食用葡萄糖粉和富强粉馒头的受试者【4】，但与食用燕麦纤维馒头的熟食者，无显著差异。

抗性淀粉不能被淀粉酶水解，在小肠中基本不吸收，直接进入大肠。其次，抗性淀粉达结肠后，在结肠细菌作用下，发酵释放出有代谢活性的短链脂肪酸(Short-chain fatty acids SCFAs主要是乙酸、丙酸、丁酸等)，其可被结肠上皮细胞利用，或通过肝肠循环、肝门静脉被吸收入血，影响脂肪分解、肝脏糖原异生和胰岛素分泌。门脉中的短链脂肪酸浓度可增加，影响肝脏代谢，如增加肝细胞和胰岛素结合。再者，丙酸具有胰岛素样作用，可刺激糖原合成，减少糖异生，从而降低血糖。

通过对一些激素基因转录的研究发现，抗性淀粉可能通过肠 - 胰岛轴。主要是以高血糖素样肽-1和葡萄糖依赖的胰岛素样多肽，影响动物的能量吸收利用和能量支出。

2. 抗性淀粉可维持体内高浓度GLP-1-和PYY，控制及降低血糖:

抗性淀粉可促进人体分泌高浓度胰高血糖素样肽-1（GLP-1）和胰岛素样多肽（PYY），GLP-1-和PYY具有葡萄糖浓度依赖降糖作用，是由肠道在餐后分泌的激素，其缺点是这两种降糖激素，无论是肠道自身分泌后，或体外注射后，会在短时间内降解并失活。而抗性淀粉则可影响体内维持高浓度GLP-1-和PYY的分泌，从而达到降血糖之目的。

Bodinham等报道【5】，通过增加抗性淀粉的摄入，对17例病情稳定的2型糖尿病患者的降血糖作用的观察研究，表明增加抗性淀粉的摄入，可显著降低餐后血糖浓度，并促进上臂肌肉对血糖的吸收利用。虽然摄入抗性淀粉，不能改善糖尿病患者的胰岛素敏感性，但是能促进分泌更多的餐后GLP-1，从而达到控制和降低血糖的效果。

3. 抗性淀粉促进锌的在吸收，维持胰岛素稳定性，降低血糖：

抗性淀粉在结肠中的发酵产物，主要是短链脂肪酸及气体，可增加粪便体积，降低肠道和粪便pH值。肠道pH值的降低，还可通过促进肠道上皮细胞增殖，促使锌变成可溶性锌，进而促进肾小管对尿锌的重吸收，降低尿锌的排出，保持体内锌的丢失。

胰岛素分子结构中有 4 个原子锌，结晶的胰岛素约含 0.5%锌，锌影响胰岛素的合成、贮存、分泌以及结构的完整性，缺锌可导致胰岛素稳定性下降，导致血糖升高。锌是糖分解代谢中 3-磷酸甘油脱氢酶、乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶的辅助因子，直接参于葡萄糖氧化供能。故缺锌会造成血清胰岛素水平下降，糖代谢失衡，血糖水平上升。而且糖尿病患者普遍缺锌，糖尿病视网膜病变、周围神经病变也与细胞锌或锌依赖抗氧化物酶的降低有关。

抗性淀粉促进锌传化为可溶性锌，促进机体对锌的重吸收，有利维持胰岛素的合成及稳定性，有利保持血糖维持在正常水平，对糖尿病患者控制血糖稳定、减少并发症发生至关重要。

动物实验表明，抗性淀粉有助于维持大鼠锌营养状态，改善锌代谢紊乱，而锌与机体免疫系统密切相关。锌缺乏可致免疫缺陷，具体表现为T淋巴细胞功能不全，而T细胞是杀伤癌细胞的主力。地区分布调查显示，食物中缺锌与消化道肿瘤增多间，具一定相关性。

4. 抗性淀粉有助减低糖尿病患者总胆固醇、LDL及HDL：

糖尿病患者不仅糖代谢失衡，而且脂肪代谢紊乱亦较严重，故罹患心梗、脑梗等心血管疾病的危险性远远高于其他人群。对糖尿病患者而言，不但要控制好血糖，更要控制好血脂，方能事半功倍，防患於未然。

抗性淀粉作为一种新型膳食纤维，通过阻碍消化道内脂肪微粒体的形成，减少脂肪吸收率。促进短链脂肪酸生成，打断胆固醇循环，减少胆固醇吸收，达到降低胆固醇的效果。对糖尿病患者减少及减缓糖尿病并发症的发生，具有良好效能。

Liu等报道【6】，给实验小鼠喂食主要为抗性淀粉的不同膳食纤维含量的玉米淀粉，21 天后发现，随膳食纤维含量增加，实验小鼠血总胆固醇浓度降低，而小肠中的胆汁酸、盲肠中的游离受试者的血糖峰值（45分钟）、胰岛素峰值（60分钟）及胰岛素和血糖应答曲线下面积比，显著低于食用葡萄糖粉和富强粉馒头的受试者【4】，但与食用燕麦纤维馒头的熟食者，无显著差异。

抗性淀粉不能被淀粉酶水解，在小肠中基本不吸收，直接进入大肠。其次，抗性淀粉达结肠后，在结肠细菌作用下，发酵释放出有代谢活性的短链脂肪酸(Short-chain fatty acids SCFAs主要是乙酸、丙酸、丁酸等)，其可被结肠上皮细胞利用，或通过肝肠循环、肝门静脉被吸收入血，影响脂肪分解、肝脏糖原异生和胰岛素分泌。门脉中的短链脂肪酸浓度可增加，影响肝脏代谢，如增加肝细胞和胰岛素结合。再者，丙酸具有胰岛素样作用，可刺激糖原合成，减少糖异生，从而降低血糖。通过对一些激素基因转录的研究发现，抗性淀粉可能通过肠 - 胰岛轴。主要是以高血糖素样肽-1和葡萄糖依赖的胰岛素样多肽，影响动物的能量吸收利用和能量支出。



5. 抗性淀粉的其它作用：

5.1. 抗性淀粉的减肥作用：

首先，抗性淀粉几乎不含热量，故可降低食物的能量密度，减少能量的摄取。其次，它增强饱腹感，减少热量摄取。从而达到减肥效果。

Belobrajdic 报道，给实验小鼠分别喂食含量为4%，8%或16%抗性淀粉的饲料，结果表明，饲料抗性淀粉含量超过8%，小鼠体重减轻，实验组明显优于对照组【8】 。

5.2. 抗性淀粉的抗肠癌作用：

抗性淀粉在预防结肠、直肠癌和肠道炎症方面，具有潜在的优势。Le Leu等 【9】【10】【11】 以氧化偶氮甲烷（azoxymethane）诱导结肠癌，或通过喂食高蛋白食物，诱发直肠上皮损伤的大鼠为研究对象，开展了系列的抗性淀粉对直肠癌功效的研究。结果发现，喂食抗性淀粉对直肠癌有明显的防治作用。

抗性淀粉不易被消化，进入结肠，作为结肠菌群的营养源，经微生物发酵，将碳水化合物代谢后生成丁酸等短链脂肪。抗性淀粉经回肠内微生物发酵而降低pH，促进矿物质等微量元素的吸收，促进钙、镁等溶解，形成可溶性钙、镁，经扩散易被人体上皮细胞吸收。丁酸具有促进结肠健康，减少胺类致癌物的产生，抑制肿癌细胞，减少肠黏膜细胞增生，进而降低患结肠癌凤险。肠道的大肠杆菌还能合成泛酸、尼克酸、核黄素等人体不可缺少的物质，增加人体所需营养。未降解的抗性淀粉尚可增加粪便量，加速有毒物质排出，防治便秘、痔疮及直肠肛门疾病。

四. 富含抗性淀粉的食品：

1. 主食：

1.1. 燕麦：

燕麦是很好的抗性淀粉食品，100克燕麦约含3.6克的抗性淀粉。

1.2. 玉米：

高抗性淀粉又称高纤维玉米。它是用玉米做的。与马铃薯淀粉一样，高玉米抗性淀粉是一种非常浓缩的抗性淀粉。它可很容易地添加到酸奶或燕麦片中。该产品的大多数商业品种，由40-60%的抗性淀粉组成，其余剩下的大部为可消化的淀粉。

玉米抗性淀粉含量约占60%左右， 糯玉米淀粉含量高达70%-75%，以支链淀粉为主，支链淀粉可较好地同消化酶接触，消化速度更快，糯玉米的能量高达 165 千卡/100 克，是甜玉米 1.7 倍，热量及升糖指数都比甜玉米要高。甜玉米的能量是 97 千卡/100 克. GI值（升糖指数）55 (46)。糯玉米的淀粉含量最高，升糖速度最快，对血糖影响最大。甜玉米的淀粉含量较高，升糖速度较快，对血糖的影响亦较大。老玉米的淀粉含量较低，升糖速度较慢，对血糖的影响较小。老玉米相对适合糖尿病患者食用。

1.3. 高粱和大麦：

高粱和大麦，提供了大量的抗性淀粉，天然的全谷类食物，可作为合理补充。它们不仅为纤维的重要来源，而且还含有重要的维生素和矿物质，如维生素B6和硒。

1.4. 冷白米饭：

大米所含淀粉结构为直链淀粉，蒸煮米饭时，直链淀粉会吸水膨胀并糊化，米饭中的淀粉属于快消化淀粉，淀粉酶可分解它们，变成葡萄糖被人体利用。有实验表明：普通做好的粳米饭放入冰箱保存24小时后，抗性淀粉含量从4%上升到了14%，增加了10%。米饭在低温下“老化回生”，这时候米饭中抗性淀粉增加了，它不能被分解为葡萄糖利用，故有利于控制血糖升高。

冷米饭抗性淀粉增高，有利控制血糖的观点。有人表示反对。他们实验结果认为，吃富含抗性淀粉的冷米饭，无助於血糖控制。其实验结果如下:

食用100克热米饭0.5、1、1.5、2小时后，血糖分别为4.7、5.5、7.2及4.8mmol/L；

食用100克冷米饭0.5、1、1.5、2小时后，血糖分别为5.7、8.1、6.8及5.5mmol/L。该结果尚有待进一步验证和资料的支持。

2，豆类：

黑豆、大豆、豌豆、花豆、扁豆及蚕豆均含较多的抗性淀粉。如豌豆，能提供大量的纤维和抗性淀粉，不同种类豆子煮后，每100克約能提供1~4克不等的抗性淀粉。其中黑豆、豌豆、扁豆可分别提供27%、25%、25%的抗性淀粉，蚕豆是抗性淀粉的较佳来源，油炸或烤制时，每100 克蚕豆可提供 7.72–12.7 克抗性淀粉。建议豆类均应先浸泡，完全加热后再食用，這样才能去除凝集素（Lectins）及其他抗营养因子。

3. 土豆和薯类：

生土豆含抗性淀粉含量相当高，约含75%RS，而新煮熟的土豆仅含3%，但冷却后又增加到12%；又如薯类，生薯含抗性淀粉50%～60%，而熟薯类则降至7%。

煮熟的土豆，放置几小时冷却后，其抗性淀粉会大幅增加，食用时最好不再加熱，最好做成土豆泥或沙拉等食物，才能保障食用到较多抗性淀粉，起到降血糖及其它效果。此外，土豆富含維生素C和鉀等，是相當健康的食物。

4. 香蕉和木瓜：

无論熟香蕉和木瓜，或是未熟的青香蕉，均含较高的抗性澱淀粉。而在后熟过程中，抗性淀

抗性淀粉是一种独特的淀粉，具有较好的促进健康作用。通常每天摄入 10-60 克。每天摄入至少 20 克可观察到健康效果，但摄入高达 45 克/日，也被认为比较安全。美国人每天摄入约 5 克抗性淀粉，欧洲一些人摄入约 3-6 克，澳大利亚人每日摄入量约为3-9 克，中国人平均每日摄入量接近 15 克，抗性淀粉的摄入量远高于欧美和澳洲。

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作者：张念祖

2024年1月20日

癸卯兔年大寒十二月初七

2024年2月4日

癸卯兔年立春十二月二十五

参考文献

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