Skrobia odporna
Skrobia oporna ( RS ) to skrobia , w tym produkty jej rozkładu, która uchodzi z procesu trawienia w jelicie cienkim zdrowych osób. Skrobia oporna występuje naturalnie w żywności, ale może być również dodawana jako część suszonej surowej żywności lub stosowana jako dodatek do żywności przetworzonej.
Niektóre rodzaje skrobi opornej (RS1, RS2 i RS3) są fermentowane przez mikroflorę jelita grubego , przynosząc korzyści dla zdrowia ludzkiego poprzez produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych , zwiększenie masy bakteryjnej i promowanie bakterii wytwarzających maślan .
Skrobia oporna ma podobne działanie fizjologiczne jak błonnik pokarmowy , działa jak łagodny środek przeczyszczający i może powodować wzdęcia .
Pochodzenie i historia
Koncepcja skrobi opornej powstała w wyniku badań przeprowadzonych w latach 70. XX wieku i obecnie uważa się, że jest to jeden z trzech rodzajów skrobi: skrobia szybko trawiona, skrobia wolno trawiona i skrobia oporna, z których każdy może wpływać na poziom glukozy we krwi .
Komisję Europejską ostatecznie doprowadziły do zdefiniowania skrobi opornej.
Efekty zdrowotne
Skrobia oporna nie uwalnia glukozy w jelicie cienkim, ale dociera do jelita grubego, gdzie jest spożywana lub fermentowana przez bakterie okrężnicy ( mikroflorę jelitową ). Na co dzień mikroflora jelitowa człowieka ma do czynienia z większą ilością węglowodanów niż jakikolwiek inny składnik diety. Obejmuje to skrobię oporną, nieskrobiowe polisacharydowe , oligosacharydy i cukry proste, które mają znaczenie dla zdrowia okrężnicy.
Fermentacja opornej skrobi wytwarza krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe , w tym octan , propionian i maślan oraz zwiększa masę komórek bakteryjnych. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe są wytwarzane w jelicie grubym, gdzie są szybko wchłaniane z okrężnicy, a następnie metabolizowane w komórkach nabłonka okrężnicy , wątrobie lub innych tkankach. Fermentacja skrobi opornej wytwarza więcej maślanu niż inne rodzaje błonnika pokarmowego.
Badania wykazały, że suplementacja skrobią oporną była dobrze tolerowana. Podczas fermentacji jelitowej powstają również niewielkie ilości gazów, takich jak dwutlenek węgla, metan i wodór. W jednym z przeglądów oszacowano, że dopuszczalne dzienne spożycie skrobi opornej może wynosić nawet 45 gramów u dorosłych, czyli ilość przekraczającą całkowite zalecane spożycie błonnika pokarmowego wynoszące 25–38 gramów dziennie. Kiedy wyizolowana skrobia oporna jest używana jako substytut mąki w żywności, glikemiczna tej żywności jest zmniejszona.
Istnieją ograniczone dowody na to, że skrobia oporna może poprawić stężenie glukozy na czczo, insulinę na czczo, insulinooporność i wrażliwość, zwłaszcza u osób z cukrzycą, z nadwagą lub otyłością. W 2016 r. amerykańska FDA zatwierdziła kwalifikowane oświadczenie zdrowotne stwierdzające, że skrobia oporna może zmniejszać ryzyko cukrzycy typu 2 , ale z zastrzeżeniem na etykietach produktów, że istnieją ograniczone dowody naukowe na poparcie tego twierdzenia. Bo wykwalifikowany oświadczenia zdrowotne są wydawane, gdy dowody naukowe są słabe lub niespójne, FDA wymaga określonego języka na etykietach, takiego jak wytyczne dotyczące skrobi opornej: „Skrobia kukurydziana o wysokiej zawartości amylozy może zmniejszać ryzyko cukrzycy typu 2. FDA stwierdziła, że jest ograniczonym dowodem naukowym na to twierdzenie”.
Skrobia oporna może zmniejszać apetyt, zwłaszcza przy dawkach 25 gramów lub większych.
Skrobia oporna może obniżać poziom cholesterolu o niskiej gęstości .
Istnieją ograniczone dowody na to, że skrobia oporna może poprawiać biomarkery stanu zapalnego , w tym interleukinę-6 , czynnik martwicy nowotworu alfa i białko C-reaktywne .
Skrobia oporna nie wydaje się zmniejszać ryzyka raka jelita grubego, ale może przynosić korzyści w zmniejszaniu ryzyka raka poza okrężnicą u osób z wysokim genetycznym ryzykiem raka, w tym w górnym odcinku przewodu pokarmowego, które są trudne do zidentyfikowania.
Struktura skrobi
Rośliny przechowują skrobię w ciasno upakowanych granulkach, składających się z warstw amylozy i amylopektyny . Rozmiar i kształt granulek skrobi różni się w zależności od źródła botanicznego. Na przykład średnia wielkość skrobi ziemniaczanej wynosi około 38 mikrometrów, skrobi pszennej średnio 22 mikrometry, a skrobi ryżowej około 8 mikrometrów.
Charakterystyka ziaren skrobi Skrobia Średnica, mikrony (mikrometry) Kształt granulek Temperatura żelatynizacji, °C Kukurydza / kukurydza 5-30 Okrągły, wielokątny 62-72 Woskowa 5-30 Okrągły, wielokątny 63-72 Tapioka 4-35 Owalny, ścięty 62-73 Ziemniak 5-100 Owalny, Kulisty 59-68 Pszenica 1-45 Okrągły, soczewkowy 58-64 Ryż 3-8
Wielokątne, sferyczne granulki złożone68-78 Kukurydza o wysokiej zawartości amylozy 5-30
Wieloboczne, nieregularne wydłużone63-92 (nie żelatynizowane we wrzątku)
Granulki surowej skrobi są odporne na trawienie, np. surowe banany, surowe ziemniaki. Nie zależy to od zawartości amylozy czy amylopektyny, ale raczej od struktury granulek chroniących skrobię.
Gdy granulki skrobi są gotowane, woda jest wchłaniana do granulek, powodując pęcznienie i zwiększenie rozmiaru. Ponadto łańcuchy amylozy mogą wyciekać w miarę pęcznienia granulek. Lepkość roztworu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Temperaturę żelatynizacji definiuje się jako temperaturę, w której wystąpiło maksymalne żelowanie lub pęcznienie granulek skrobi. Jest to również punkt maksymalnej lepkości. Dalsze gotowanie spowoduje całkowite rozerwanie granulki, uwalniając wszystkie łańcuchy glukozy. Ponadto lepkość zmniejsza się w miarę niszczenia granulek. Łańcuchy glukozy mogą ponownie łączyć się w krótkie struktury krystaliczne, co zwykle obejmuje szybką rekrystalizację cząsteczek amylozy, po której następuje powolna rekrystalizacja cząsteczek amylopektyny w procesie zwanym retrogradacją.
Rośliny wytwarzają skrobię o różnych typach struktury i cechach kształtu, które mogą wpływać na trawienie. Na przykład mniejsze granulki skrobi są bardziej dostępne dla trawienia enzymatycznego, ponieważ większy procent powierzchni zwiększa szybkość wiązania enzymu.
Skrobia składa się z amylozy i amylopektyny, które wpływają na właściwości tekstury produkowanej żywności. Skrobie gotowane o wysokiej zawartości amylozy generalnie mają podwyższoną zawartość skrobi opornej.
Definicja i kategoryzacja
Skrobia oporna (RS) to każda skrobia lub produkty trawienia skrobi, które nie są trawione i wchłaniane w żołądku lub jelicie cienkim i przechodzą do jelita grubego . RS został podzielony na pięć typów:
- RS1 – Fizycznie niedostępna lub niestrawna skrobia oporna, taka jak znajdująca się w nasionach lub roślinach strączkowych i nieprzetworzonych pełnych ziarnach. Skrobia ta jest związana z włóknistymi ścianami komórkowymi wyżej wymienionych produktów spożywczych.
- RS2 – Skrobia oporna jest niedostępna dla enzymów z powodu konformacji skrobi, jak w zielonych bananach, surowych ziemniakach i skrobi kukurydzianej o wysokiej zawartości amylozy .
- RS3 – Skrobia oporna, która powstaje podczas gotowania i schładzania produktów zawierających skrobię (np. ryżu, ziemniaków), takich jak makaron. Występuje w wyniku retrogradacji , która odnosi się do zbiorowych procesów, w których rozpuszczona skrobia staje się mniej rozpuszczalna po podgrzaniu i rozpuszczeniu w wodzie, a następnie schłodzeniu.
- RS4 – Skrobie, które zostały chemicznie zmodyfikowane , aby były odporne na trawienie.
- RS5 – Skrobie skompleksowane z lipidami.
Efekty przetwarzania
Przetwarzanie może wpływać na naturalną zawartość skrobi opornej w żywności. Ogólnie rzecz biorąc, procesy, które przełamują strukturalne bariery trawienia, zmniejszają zawartość skrobi opornej, przy czym większe redukcje wynikają z przetwarzania. Pełnoziarnista pszenica może zawierać aż 14% skrobi opornej, podczas gdy mąka pszenna mielona może zawierać tylko 2%. Zawartość skrobi opornej w gotowanym ryżu może się zmniejszyć w wyniku mielenia lub gotowania.
Inne rodzaje przetwarzania zwiększają zawartość skrobi opornej. Jeśli gotowanie zawiera nadmiar wody, skrobia ulega żelatynizacji i staje się bardziej strawna. Jednakże, jeśli te żele skrobiowe zostaną następnie schłodzone, mogą tworzyć kryształy skrobi odporne na enzymy trawienne (Typ RS3 lub skrobia oporna na retrogradację), takie jak te występujące w gotowanych i chłodzonych zbożach lub ziemniakach (np. sałatce ziemniaczanej). Stwierdzono, że chłodzenie gotowanych ziemniaków przez noc w temperaturze 4°C (39,2°F) zwiększa ilość skrobi opornej o czynnik 2,8.
Odmiany kukurydzy, pszenicy, jęczmienia, ziemniaków i ryżu o wysokiej zawartości amylozy zostały naturalnie wyhodowane w celu zwiększenia zawartości skrobi odpornej, która przetrwa pieczenie i łagodną obróbkę ekstruzyjną, co umożliwia dostarczanie odpornej skrobi w przetworzonej żywności.
Informacje żywieniowe
Skrobia oporna jest uważana zarówno za błonnik pokarmowy, jak i błonnik funkcjonalny, w zależności od tego, czy występuje naturalnie w żywności, czy jest dodawana. Chociaż US Institute of Medicine zdefiniował błonnik całkowity jako równy błonnikowi funkcjonalnemu i błonnikowi dietetycznemu, amerykańskie etykiety żywności nie rozróżniają między nimi.
Przykłady naturalnie występującej skrobi opornej Żywność
Wielkość porcji (1 filiżanka to ≈227 gramów)
Skrobia oporna (gramy)gramów na 100 gramów (%) Mąka bananowa , z zielonych bananów 1 szklanka, niegotowane 42–52,8 ~20,9 (na sucho) Banan, surowy, lekko zielony 1 średni, obrany 4.7 Skrobia kukurydziana odporna na wysoką zawartość amylozy RS2 1 łyżka stołowa (9,5 g) 4.5 47,4 (na sucho) Skrobia pszenna odporna na wysoką zawartość amylozy RS2 1/4 szklanki (30 g) 5.0 16.7 Owies, rolowany 1 szklanka, niegotowana (81,08 g) 17.6 21,7 (na sucho) Zielony groszek, mrożony 1 szklanka, ugotowana (160 g) 4.0 2.5 Biała fasola 1 szklanka, ugotowana (179 g) 7.4 4.1 soczewica 1 szklanka ugotowanego (198 g) 5.0 2.5 Makaron na zimno 1 szklanka (160g) 1.9 1.2 Kasza perłowa 1 szklanka ugotowanego (157 g) 3.2 2.03 Zimny ziemniak Średnica 1/2 cala 0,6 – 0,8 Owsianka 1 szklanka ugotowanego (234 g) 0,5 0,2
Panel Instytutu Medycyny ds. Definicji Błonnika Pokarmowego zaproponował dwie definicje: błonnik funkcjonalny jako „izolowane, niestrawne węglowodany, które mają korzystne działanie fizjologiczne u ludzi” oraz błonnik pokarmowy jako „niestrawne węglowodany i lignina, które są nieodłączne i nienaruszone w roślinach”. Zaproponowali również, aby wcześniejsze klasyfikacje rozpuszczalnego i nierozpuszczalnego zostały wycofane i zastąpione lepkimi i fermentowalnymi dla każdego konkretnego błonnika.
Używa
W jedzeniu
Skrobia jest spożywana przez ludzi i zwierzęta od tysięcy lat. Tak więc żywność zawierająca skrobię oporną jest już powszechnie spożywana.
Oszacowano, że średnie spożycie skrobi opornej w krajach rozwiniętych waha się od 3-6 gramów dziennie dla mieszkańców Europy Północnej, Australijczyków i Amerykanów, 8,5 gramów dziennie dla Włochów i 10-15 gramów dziennie dla diet indyjskich i chińskich. Wyższe spożycie żywności zawierającej skrobię, takiej jak makaron i ryż, prawdopodobnie odpowiada za wyższe spożycie skrobi opornej we Włoszech, Indiach i Chinach.
Kilka badań wykazało, że tradycyjna dieta afrykańska jest bogata w skrobię oporną. Czarni mieszkający na obszarach wiejskich mieszkańcy RPA spożywają średnio 38 gramów odpornej skrobi dziennie, jedząc w swojej diecie gotowaną i schłodzoną owsiankę kukurydzianą i fasolę.
Skrobię oporną na RS2 z pszenicy o wysokiej zawartości amylozy i kukurydzy o wysokiej zawartości amylozy można dodawać do żywności, zwykle zastępując mąkę lub inne węglowodany o wysokim indeksie glikemicznym.
Odosobniony
Wyizolowana i ekstrahowana skrobia oporna oraz pokarmy bogate w skrobię oporną były stosowane do wzbogacania żywności w celu zwiększenia zawartości błonnika pokarmowego. Zazwyczaj do wzbogacania żywności wykorzystuje się skrobię oporną na RS2 z kukurydzy o wysokiej zawartości amylozy lub pszenicy o wysokiej zawartości amylozy, skrobię oporną na RS3 z manioku i skrobię oporną na RS4 z pszenicy i ziemniaków, ponieważ źródła te mogą przetrwać różne stopnie przetwarzania żywności bez utraty zawartości skrobi opornej.
Skrobia odporna ma mały rozmiar cząstek, biały wygląd, mdły smak i niską zdolność zatrzymywania wody. Skrobia oporna zwykle zastępuje mąkę w żywności, takiej jak chleb i inne wypieki, makarony, płatki zbożowe i ciasta, ponieważ może wytwarzać żywność o kolorze i konsystencji zbliżonym do oryginalnej żywności. Był również używany ze względu na swoje właściwości teksturalne w imitacji sera.
Niektóre rodzaje skrobi opornej są stosowane jako suplementy diety w Stanach Zjednoczonych. RS2 ze skrobi ziemniaczanej i skrobi z zielonych bananów zachowują swoją odporność tak długo, jak długo są spożywane na surowo i niepodgrzewane. Jeśli są podgrzewane lub pieczone, te rodzaje skrobi mogą stać się szybko trawione.