澱粉的種類與升糖指數

澱粉的種類與升糖指數

澱粉（starch；amylum；amylum starch；starch powder），是一種多糖類有機化合物，是人類飲食中主要的碳水化合物食品。澱粉以不同含量存在於植物的莖、葉、根和種子中，尤以種子、果實和塊根中含量較高。將植物原料磨碎，使細胞破裂，然後用水沖洗，澱粉在水中混懸不沉，濾過後乾燥即得。澱粉是白色、無臭、無味的粉末狀物質。

製造澱粉是所有綠色植物貯存能量的一種方式。反過來講，澱粉又是植物體中貯存的養分，存在於種子和塊莖中，各類植物中的澱粉含量都較高，大米中含澱粉62％-86％，麥子中含澱粉57％-75％，玉蜀黍中含澱粉65％-72％，馬鈴薯中則含澱粉12％-14％。

澱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。澱粉是食物的重要組成部分，咀嚼米飯等時感到有些甜味，這是因為唾液中的澱粉酶將澱粉水解成了單糖。食物進入胃腸后，還能被胰臟分泌出來的澱粉酶水解，形成的葡萄糖被小腸壁吸收，成為人體組織的營養物。

澱粉有直鏈澱粉（Amylose）和支鏈澱粉（Amylopectin）兩類。直鏈澱粉含幾百個葡萄糖單元，支鏈澱粉含幾千個葡萄糖單元。在天然澱粉中直鏈澱粉約佔22％-26％，其餘的則為支鏈澱粉。當用碘溶液進行檢測時，直鏈澱粉液呈顯藍色，而支鏈澱粉與碘接觸時則變為紅棕色。

除了直鏈澱粉和支鏈澱粉，還有一類「改性澱粉（modified starch）」：也稱化制澱粉，修飾澱粉，是將源自穀粒或根部（如玉米、米、小麥、馬鈴薯……等）之天然澱粉，以少量化學藥品處理，改變其物理特性而得者；以使澱粉正常處理或貯存過程中經常遇到的條件下，如高耐熱，高剪切，低pH條件下，凍結/解凍和冷卻。這是工業化產品，非天然的。

那麼，直鏈澱粉與支鏈澱粉有什麼區別呢？

直鏈澱粉（Amylose）又稱糖澱粉，是一種由葡萄糖組成的線性聚合物，每個直鏈澱粉分子通常含有數千個葡萄糖單體。支鏈澱粉（Amylopectin）又稱膠澱粉、澱粉精。普通澱粉顆粒內，支鏈澱粉約佔80％，直鏈澱粉約佔20％。直鏈澱粉存在於澱粉的內層，支鏈澱粉存在於澱粉的外層，組成澱粉的皮質。直鏈澱粉不易溶於冷水，易溶於熱水中而不成糊狀：這是由於熱量促使直鏈澱粉螺旋狀結構伸展，使分子易與水分子形成氫鍵而被溶解。支鏈澱粉在熱水中也不溶，但可膨脹成糊狀。因為支鏈澱粉的螺旋結構雖也在熱水中有所伸展，但由於分子中許多支鏈彼此糾纏而產生糊化現象。

直鏈澱粉的水解消化作用比支鏈澱粉緩慢，但作為能量儲存物質，直鏈澱粉佔據較少空間，因而植物中有約20%的澱粉是直鏈澱粉。澱粉酶在直鏈澱粉分子的末端，通過水解作用把直鏈澱粉拆散為葡萄糖單體，因支鏈澱粉擁有更多的末端，所以相對水解速度較快。這就是食用支鏈澱粉含量高的食物，在短期內容易血糖高的原因。

此外，動物體內貯存的糖原（glycogen）相當於植物體內的澱粉，因此也稱為動物澱粉。糖原的結構與支鏈澱粉較為相似，但樹枝形的分支更多。糖原也稱肝澱粉，是存在於動物肝臟和肌肉中的一種多糖。當葡萄糖在動物血液中的含量較高時，它就結合成糖原儲存於肝臟中；當血液中的含量降低時，糖原就分解為葡萄糖而供給機體能量。糖原是無定形粉末，易溶於熱水，溶解后成膠體溶液。糖原與碘作用呈紫紅色至紅褐色。

    現在來談談食品中的澱粉與GI值（升糖指數）的關係。

普通大米中直鏈澱粉占17%-25％，而糯米中直鏈澱粉占2%-3%，絕大部分為支鏈澱粉，占97％以上。一般認為，直鏈澱粉的消化速度比支鏈澱粉稍慢，直鏈澱粉含量高的糧食，通常血糖反應會低於支鏈澱粉高的品種。可能的原因在於，直鏈澱粉分子間的結構較緊密，烹煮時難以分解開，消化過程中與澱粉酶接觸較少。相反，由於支鏈澱粉分支狀結構較多，更鬆散，易吸水，與澱粉酶接觸面積更大，所以能較快被分解。另外，直鏈澱粉和支鏈澱粉在經過烹煮後會發生糊化。在同樣的烹煮條件下，直鏈澱粉的糊化程度低於支鏈澱粉，不易將其澱粉粒分散於水中，也不易被澱粉酶所消化。

燦米質較疏鬆，澱粉中含直鏈澱粉多，故米飯脹性大、粘性差，較易消化吸收。粳米質較緊密，含支鏈澱粉多，故米飯脹性小、粘性大，食味比燦米好，但較燦米難消化。糯米的支鏈澱粉含量很高，被澱粉酶分解消化的速度較快，因此，升血糖效應較高。故此，糯米這種高GI值的食物，糖尿病病人還是少吃為妙。直鏈澱粉比支鏈澱粉的血糖指數更低。因為直鏈澱粉含有更少的水分子，纏繞更緊，消化時間更慢。而支鏈澱粉的分子更為開放，易於水解。

GI值（升糖指數）與食品的消化難易程度無關。

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，胃腸蠕動能力強，即便有點難度，仍然能夠正常消化。所以，不少人吃涼粽子也沒什麼不舒服。但那些消化能力差的人，感覺就大不相同了，可能會發生胃脹，甚至食而不化。問題是，糖尿病病人沒幾個是老胃病。他們通常消化能力甚好。所以，對糖尿病病人來說，糯米食品未必存在難消化的問題，血糖上升照樣快。相對於糯米，豆類食物的難消化則顯得更名副其實。例如，紅豆、綠豆等本身結構比較緻密，其澱粉粒在加工中難以徹底破裂，且直鏈澱粉含量大大高於大米，蛋白質含量又是大米的3倍，緊緊包裹在澱粉粒外，所以，吃紅豆粥后消化速度很慢。

豆類的澱粉中直鏈澱粉含量較高，約佔30%-40%。各種豆類均屬低GI值食物，且遠低於穀類食物。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，GI值也偏低，例如粗雜糧GI值低於精白米面。同樣一種食物，烹調加工方式不同，GI值也不同，例如土豆絲GI值低於土豆泥，若炒土豆絲時再加入少許醋則其GI值會更低一些。

    蠟質澱粉與抗性澱粉。

還有一些異變植物是由蠟質澱粉（starch waxy）組成，所有澱粉都是支鏈澱粉形式。糯米，玉蜀黍和土豆是蠟質澱粉的實例。這些澱粉的質地更結實並且比直鏈澱粉強度大。相對而言，高直鏈澱粉玉米的直鏈澱粉含量更多。

蠟質玉米澱粉又稱糯玉米澱粉，營養價值較高，其中蛋白質、灰分、纖維、脂肪和色素等某些非澱粉的成分含量比較高。與普通玉米澱粉相比，蠟質玉米澱粉具有以下性質：高度的膨脹性、較高的透明度、較強的粘滯性和成膜性、其糊液穩定性好，不易老化。

抗性澱粉（resistant starch）。1991年EURESTA會議將抗性澱粉（resistant starch，RS）RS定義為健康人小腸內剩餘的不被消化吸收的澱粉及其降解產物的總稱。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澱粉食品，如穀類早點及面類食品等都會產生RS，它不像膳食纖維那樣較易保持高水分。

RS分為三類：RS1為生理上不接受的澱粉，一般為整個穀粒和大的澱粉顆粒；RS2為特殊晶體結構的澱粉，如生的土豆和青香蕉；RS3為老化的澱粉，如煮熟的冷土豆等。所有抗性澱粉的共同特性是在小腸內部分消化，在結腸內發酵並完全吸收。這些特性決定了RS有類似膳食纖維的生理特性。

最後來歸納一下支鏈澱粉含量高的食物：糯小麥直鏈澱粉含量< 10%。黑小米支鏈澱粉含量較普通小米高。樹薯澱粉的支鏈澱粉：81%；玉米澱粉的支鏈澱粉：76%；小麥澱粉的支鏈澱粉：75%；馬鈴薯澱粉的支鏈澱粉：77%；糯米中支鏈澱粉占98%，直鏈澱粉占2%；粳米中，支鏈澱粉占83%，直鏈澱粉占17%；秈米中支鏈澱粉占70%，直鏈澱粉占30%。

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