淀粉(starch;amylum;amylum starch;starch powder),是一種多糖類有機(jī)化合物,是人類飲食中主要的碳水化合物食品。淀粉以不同含量存在于植物的莖、葉、根和種子中,尤以種子、果實(shí)和塊根中含量較高。將植物原料磨碎,使細(xì)胞破裂,然后用水沖洗,淀粉在水中混懸不沉,濾過后干燥即得。淀粉是白色、無臭、無味的粉末狀物質(zhì)。
制造淀粉是所有綠色植物貯存能量的一種方式。反過來講,淀粉又是植物體中貯存的養(yǎng)分,存在于種子和塊莖中,各類植物中的淀粉含量都較高,大米中含淀粉62%-86%,麥子中含淀粉57%-75%,玉蜀黍中含淀粉65%-72%,馬鈴薯中則含淀粉12%-14%。
淀粉是葡萄糖的高聚體,水解到二糖階段為麥芽糖,完全水解后得到葡萄糖。淀粉是食物的重要組成部分,咀嚼米飯等時(shí)感到有些甜味,這是因?yàn)橥僖褐械牡矸勖笇⒌矸鬯獬闪藛翁恰J澄镞M(jìn)入胃腸后,還能被胰臟分泌出來的淀粉酶水解,形成的葡萄糖被小腸壁吸收,成為人體組織的營(yíng)養(yǎng)物。
淀粉有直鏈淀粉(Amylose)和支鏈淀粉(Amylopectin)兩類。直鏈淀粉含幾百個(gè)葡萄糖單元,支鏈淀粉含幾千個(gè)葡萄糖單元。在天然淀粉中直鏈淀粉約占22%-26%,其余的則為支鏈淀粉。當(dāng)用碘溶液進(jìn)行檢測(cè)時(shí),直鏈淀粉液呈顯藍(lán)色,而支鏈淀粉與碘接觸時(shí)則變?yōu)榧t棕色。
除了直鏈淀粉和支鏈淀粉,還有一類“改性淀粉(modified starch)”:也稱化制淀粉,修飾淀粉,是將源自谷?;蚋浚ㄈ缬衩?、米、小麥、馬鈴薯……等)之天然淀粉,以少量化學(xué)藥品處理,改變其物理特性而得者;以使淀粉正常處理或貯存過程中經(jīng)常遇到的條件下,如高耐熱,高剪切,低pH條件下,凍結(jié)/解凍和冷卻。這是工業(yè)化產(chǎn)品,非天然的。
那么,直鏈淀粉與支鏈淀粉有什么區(qū)別呢?
直鏈淀粉(Amylose)又稱糖淀粉,是一種由葡萄糖組成的線性聚合物,每個(gè)直鏈淀粉分子通常含有數(shù)千個(gè)葡萄糖單體。支鏈淀粉(Amylopectin)又稱膠淀粉、淀粉精。普通淀粉顆粒內(nèi),支鏈淀粉約占80%,直鏈淀粉約占20%。直鏈淀粉存在于淀粉的內(nèi)層,支鏈淀粉存在于淀粉的外層,組成淀粉的皮質(zhì)。直鏈淀粉不易溶于冷水,易溶于熱水中而不成糊狀:這是由于熱量促使直鏈淀粉螺旋狀結(jié)構(gòu)伸展,使分子易與水分子形成氫鍵而被溶解。支鏈淀粉在熱水中也不溶,但可膨脹成糊狀。因?yàn)橹ф湹矸鄣穆菪Y(jié)構(gòu)雖也在熱水中有所伸展,但由于分子中許多支鏈彼此糾纏而產(chǎn)生糊化現(xiàn)象。
直鏈淀粉的水解消化作用比支鏈淀粉緩慢,但作為能量?jī)?chǔ)存物質(zhì),直鏈淀粉占據(jù)較少空間,因而植物中有約20%的淀粉是直鏈淀粉。淀粉酶在直鏈淀粉分子的末端,通過水解作用把直鏈淀粉拆散為葡萄糖單體,因支鏈淀粉擁有更多的末端,所以相對(duì)水解速度較快。這就是食用支鏈淀粉含量高的食物,在短期內(nèi)容易血糖高的原因。
此外,動(dòng)物體內(nèi)貯存的糖原(glycogen)相當(dāng)于植物體內(nèi)的淀粉,因此也稱為動(dòng)物淀粉。糖原的結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉較為相似,但樹枝形的分支更多。糖原也稱肝淀粉,是存在于動(dòng)物肝臟和肌肉中的一種多糖。當(dāng)葡萄糖在動(dòng)物血液中的含量較高時(shí),它就結(jié)合成糖原儲(chǔ)存于肝臟中;當(dāng)血液中的含量降低時(shí),糖原就分解為葡萄糖而供給機(jī)體能量。糖原是無定形粉末,易溶于熱水,溶解后成膠體溶液。糖原與碘作用呈紫紅色至紅褐色。
現(xiàn)在來談?wù)勈称分械牡矸叟cGI值(升糖指數(shù))的關(guān)系。
普通大米中直鏈淀粉占17%-25%,而糯米中直鏈淀粉占2%-3%,絕大部分為支鏈淀粉,占97%以上。一般認(rèn)為,直鏈淀粉的消化速度比支鏈淀粉稍慢,直鏈淀粉含量高的糧食,通常血糖反應(yīng)會(huì)低于支鏈淀粉高的品種。可能的原因在于,直鏈淀粉分子間的結(jié)構(gòu)較緊密,烹煮時(shí)難以分解開,消化過程中與淀粉酶接觸較少。相反,由于支鏈淀粉分支狀結(jié)構(gòu)較多,更松散,易吸水,與淀粉酶接觸面積更大,所以能較快被分解。另外,直鏈淀粉和支鏈淀粉在經(jīng)過烹煮后會(huì)發(fā)生糊化。在同樣的烹煮條件下,直鏈淀粉的糊化程度低于支鏈淀粉,不易將其淀粉粒分散于水中,也不易被淀粉酶所消化。
燦米質(zhì)較疏松,淀粉中含直鏈淀粉多,故米飯脹性大、粘性差,較易消化吸收。粳米質(zhì)較緊密,含支鏈淀粉多,故米飯脹性小、粘性大,食味比燦米好,但較燦米難消化。糯米的支鏈淀粉含量很高,被淀粉酶分解消化的速度較快,因此,升血糖效應(yīng)較高。故此,糯米這種高GI值的食物,糖尿病病人還是少吃為妙。直鏈淀粉比支鏈淀粉的血糖指數(shù)更低。因?yàn)橹辨湹矸酆懈俚乃肿樱p繞更緊,消化時(shí)間更慢。而支鏈淀粉的分子更為開放,易于水解。
GI值(升糖指數(shù))與食品的消化難易程度無關(guān)。
消化難易程度也是因人而異的。胃腸功能較好的人,消化液分泌量大,酶活性高,胃腸蠕動(dòng)能力強(qiáng),即便有點(diǎn)難度,仍然能夠正常消化。所以,不少人吃涼粽子也沒什么不舒服。但那些消化能力差的人,感覺就大不相同了,可能會(huì)發(fā)生胃脹,甚至食而不化。問題是,糖尿病病人沒幾個(gè)是老胃病。他們通常消化能力甚好。所以,對(duì)糖尿病病人來說,糯米食品未必存在難消化的問題,血糖上升照樣快。相對(duì)于糯米,豆類食物的難消化則顯得更名副其實(shí)。例如,紅豆、綠豆等本身結(jié)構(gòu)比較致密,其淀粉粒在加工中難以徹底破裂,且直鏈淀粉含量大大高于大米,蛋白質(zhì)含量又是大米的3倍,緊緊包裹在淀粉粒外,所以,吃紅豆粥后消化速度很慢。
豆類的淀粉中直鏈淀粉含量較高,約占30%-40%。各種豆類均屬低GI值食物,且遠(yuǎn)低于谷類食物。越高度加工的GI越高,如以甜玉米為原料的原味爆米花(GI=72),甜玉米(GI=53)。所以,建議大家盡量少吃精加工食品。膳食纖維含量高時(shí),GI值也偏低,例如粗雜糧GI值低于精白米面。同樣一種食物,烹調(diào)加工方式不同,GI值也不同,例如土豆絲GI值低于土豆泥,若炒土豆絲時(shí)再加入少許醋則其GI值會(huì)更低一些。
蠟質(zhì)淀粉與抗性淀粉。
還有一些異變植物是由蠟質(zhì)淀粉(starch waxy)組成,所有淀粉都是支鏈淀粉形式。糯米,玉蜀黍和土豆是蠟質(zhì)淀粉的實(shí)例。這些淀粉的質(zhì)地更結(jié)實(shí)并且比直鏈淀粉強(qiáng)度大。相對(duì)而言,高直鏈淀粉玉米的直鏈淀粉含量更多。
蠟質(zhì)玉米淀粉又稱糯玉米淀粉,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高,其中蛋白質(zhì)、灰分、纖維、脂肪和色素等某些非淀粉的成分含量比較高。與普通玉米淀粉相比,蠟質(zhì)玉米淀粉具有以下性質(zhì):高度的膨脹性、較高的透明度、較強(qiáng)的粘滯性和成膜性、其糊液穩(wěn)定性好,不易老化。
抗性淀粉(resistant starch)。1991年EURESTA會(huì)議將抗性淀粉(resistant starch,RS)RS定義為健康人小腸內(nèi)剩余的不被消化吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物的總稱。RS廣泛存在與一些水果及豆科作物中,食物加工過程如熱處理含淀粉食品,如谷類早點(diǎn)及面類食品等都會(huì)產(chǎn)生RS,它不像膳食纖維那樣較易保持高水分。
RS分為三類:RS1為生理上不接受的淀粉,一般為整個(gè)谷粒和大的淀粉顆粒;RS2為特殊晶體結(jié)構(gòu)的淀粉,如生的土豆和青香蕉;RS3為老化的淀粉,如煮熟的冷土豆等。所有抗性淀粉的共同特性是在小腸內(nèi)部分消化,在結(jié)腸內(nèi)發(fā)酵并完全吸收。這些特性決定了RS有類似膳食纖維的生理特性。
最后來歸納一下支鏈淀粉含量高的食物:糯小麥直鏈淀粉含量< 10%。黑小米支鏈淀粉含量較普通小米高。樹薯淀粉的支鏈淀粉:81%;玉米淀粉的支鏈淀粉:76%;小麥淀粉的支鏈淀粉:75%;馬鈴薯淀粉的支鏈淀粉:77%;糯米中支鏈淀粉占98%,直鏈淀粉占2%;粳米中,支鏈淀粉占83%,直鏈淀粉占17%;秈米中支鏈淀粉占70%,直鏈淀粉占30%。
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