现如今消费者希望食品都能具有更健康的产品属性，即使只是那些让人欲罢不能的小零食、曲奇饼干和薄脆饼干。这与日俱增的需求使得配方设计师不得不转而使用更多功能性的淀粉。

功能食品日益增长的市场需求使得研发专家们进退两难：怎么才能在不牺牲口感和品质的前提下生产出更有营养的产品呢，尤其是那些让人吃了就停不下来的小零食？功能性淀粉的添加是关键所在。

根据Elizabeth Sloane博士关于“2010年排名前十功能性食品趋势”的调查，82%的消费者希望零食能够缓解饥饿、增加饱腹感。除此之外，根据2010年美国人膳食指南，膳食纤维仍然是人们最为关注的营养素之一。在不牺牲口味、质构和品质的前提下，添加功能性淀粉可能是满足消费者需求的最佳方式了。

能够完全消化的淀粉（指能够提高血糖水平的淀粉），例如通用小麦粉，在消费者中的口碑十分不好。因为即使这种淀粉能够分解成葡萄糖为人体提供能量以维持大脑和红细胞的正常功能，但如果大量食用的话，也会造成过多的热量摄入。

为了解决这一问题，我们可以将功能性淀粉以及淀粉类成分，如抗性淀粉、β-葡聚糖、豆科植物粉或聚葡萄糖等，添加到食品中或者用以部分代替升血糖淀粉。甚至在有些食品中我们可以用它们来代替部分脂肪的功能。

这使得添加功能性淀粉的食品在不改变脂肪和蛋白质含量的前提下，与一般的同类产品相比可以多一个或更多声称。在实际应用中，允许的声称包括 “更低热量”、“更高纤维”、“帮助降低血液胆固醇”或者“增加饱腹感”等。

随着进一步的发展，功能性淀粉又包含了那些能够代替小麦和其他含麸质食品原料的功能成分。我们可以从豆类植物和种子（例如苋菜、奇亚、藜麦、高粱和小米）或者从由大米、玉米或者马铃薯制成的常见面粉中提取淀粉，人们对于无麸质食品的消费需求推动了这类淀粉的应用，将焙烤食品和挤压成型食品的健康功能提高到一个新的水平。

微藻是一种新兴的功能性面粉来源。尽管微藻中实际的淀粉含量很低（低于总含量的三分之一），并且大多数的淀粉都是以纤维的形式存在的（可溶性成分大约是不溶性成分的三倍），它是十分高效的脂肪替代物，可替代高达50%的脂肪。除此之外，微藻中蛋白质含量也很高，这使其成为许多食品配方尤其是焙烤食品中鸡蛋的替代物。作为一种功能性淀粉，在配方中它仅能替代约为5%的标准淀粉，但即使是这少量的替代，也会极大地降低食品中的脂肪含量。

人们对于无麸质和无过敏成分的食品的需求日益增加，这就要求我们开发出不含小麦成分的特殊品种的淀粉（例如大米淀粉）。当今的配料技术使得这些淀粉能够完美地在配方中应用，复制相应含麸质淀粉的功能。

添加抗性淀粉

抗性淀粉在人体小肠内不能被酶解消化，进入结肠后在细菌的作用下发酵。正是由于这种特性，抗性淀粉即使在结构上—以及其他许多方面，例如在食品加工中的作用—属于淀粉，它的生物性功能却类似于纤维。而事实上，根据美国医学研究所（Institute of Medicine）和国际食品法典委员会（Codex Alimentarius）的规定，抗性淀粉可以被归类于膳食纤维。

抗性淀粉可以分为四种类型： 1型抗性淀粉是存在于种子或未加工的全谷物中的物理难接近淀粉；2型是天然存在于将熟的香蕉、稻米、大麦、生马铃薯以及高直链玉米淀粉等其他原材料中的淀粉；3型抗性淀粉是在淀粉回生过程中产生的，如在煮熟的土豆、意大利面和豆类中；4型是化学改性淀粉。

由于能够提高结肠中双歧杆菌等有益菌的浓度，抗性淀粉还可用作益生元成分。

有多种类型的抗性淀粉可用于食品工业生产。这其中有些是来源于小麦和大麦，但应用最多的抗性淀粉还是取自高直链玉米淀粉中的那些品种。这种功能性淀粉由从玉米中提取的天然抗性淀粉（含量大约为60%）制成。由此合成的面粉品质良好：色泽呈白色，中性或平淡的口味，无异味。另外，这种抗性淀粉具有较低的持水性，是焙烤食品、意大利面、蒸煮谷物以及冰沙类增稠饮料中“低接受度”膳食纤维的理想替代品。

对于焙烤食品及类似产品的研究表明，高直链玉米淀粉在保持消费者接受度的情况下最多可替代25%的升血糖淀粉。事实上，已经有报道说在一些升级配方中，其含量可以稍微有3%左右的提高。

来自德克萨斯女子大学的副教授Vijayagopal博士说：“我们的研究发现，与普通松饼相比，采用高直链玉米淀粉部分替代的面粉制成的小松饼在喜好度上并没有明显的改变。”

Vijayagopal博士对高直链玉米淀粉在人体内的有益的生物效应做了相关研究。指出，添加高直链玉米淀粉是提高纤维素含量的一种极好的方法，Vijayagopal博士测定表明由这种抗性淀粉加强面粉制成的松饼中膳食纤维含量为5.5g，而普通对照组中的含量只有0.5g。 。

但Vijayagopal博士也提醒我们：“由高直链玉米淀粉完全替代面粉制成的咖喱酱产生的颗粒状质构更加明显，并不能像普通面粉制成的咖喱酱那样得到消费者的接受和认可。

根据Vijayagopal博士的调查研究表明，每日摄入15~30g抗性淀粉，坚持至少四到六周（这一标准远超过美国人每日从饮食中摄入的3~8g），这样可以帮你增加饱腹感、提高胰岛素敏感度，在无形之中帮你减肥。

另外，她还特别提出市场性因素的影响，“因为抗性淀粉是一种纤维，因此当涉及到消费者时，我们可以说食用抗性淀粉与良好的消化系统健康息息相关”。

抗性淀粉以及其他类纤维淀粉在许多方面都具有十分优异的功能，有益于我们的配方优化制定，有益于健康保健，而且具有洁净标签这一营销推广优势。

二代淀粉类纤维

作为一种由D-葡萄糖构成的非消化性多聚糖，(1,3)(1,4)--D-葡萄糖，又称（a.k.a），-葡聚糖，是一种以水溶性膳食纤维的形式存在的功能性淀粉。有研究表明，它可以降低患心血管疾病的风险，并且能够降低胆固醇和餐后血糖水平、增加饱腹感。

事实上，由于β-葡聚糖能够降低胆固醇，美国食品药品监督管理局（FDA）因此规定如果每份食品中添加至少0.75gβ-葡聚糖，并且其中的饱和脂肪酸、胆固醇和总脂质含量也很低，那么就可以拥有“心血管健康”声称。也就是说，如果要达到降低胆固醇水平的效果，那么你每天至少要摄入3gβ-葡聚糖。

大麦和燕麦是β-葡聚糖的良好来源。β-葡聚糖的来源决定了其组成成分所具有的黏度、溶解性以及生理功能等。虽然β-葡聚糖能够替代碳水化合物和脂肪，但在应用于食品加工时仍然存在一些挑战。比如说，β-葡聚糖在食品中具有水结合性能、粘性，并能够形成凝胶。

在实际配方应用中β-葡聚糖的分子量也是必须考虑的一个问题。分子量较大的β-葡聚糖聚合体会以较慢的速度形成较强的凝胶，并且会改变产品的品质。但是，从生理角度来看，这种高分子量的β-葡聚糖可能对身体健康更为重要。值得注意的一点是，随着混合搅拌和发酵作用的进行，高分子的β-葡聚糖会发生降解而损耗。

在尝试提高白面包营养价值的过程中，研究员Brennan和Cleary利用从大麦中提取的高分子β-葡聚糖来代替升血糖面粉，并对其性质进行了测试。添加2.5%β-葡聚糖的面包体积和高度都有所下降，这可能与β-葡聚糖的水结合性能有关。但最近刊登在《食品与营养评论》（Critical Reviews in Food Science and Nutrition）杂志上的一篇文章则得到了相反的结论，Singh等人在酸奶中添加了0.3%的高纯度燕麦β-葡聚糖，结果发现酸奶的颜色、pH、黏度以及发酵时间都没有发生改变。但是，当添加量提高到0.4%时，上述指标均发生改变。这些发现表明在每8盎司的盒装酸奶中添加0.75g的β-葡聚糖就足够达到进行健康声称的标准，并且原有品质不会发生改变。

羽扇豆粉

如今豆类面粉大受欢迎并且应用范围越来越广泛，而一种新型的豆类面粉也即将问世。2400多年前，希腊著名内科医生希波克拉底曾经对羽扇豆的高营养价值赞不绝口。羽扇豆是豆类的一种，几个世纪以来一直被地中海地区的人们当作主食。在历史上，羽扇豆已经在动物饲料中应用，但是直到最近才被以羽扁豆粉的形式当作一种功能性淀粉而引起人们的兴趣。这是一种在质地上与小麦蛋糕粉相似的优质面粉。

羽扇豆粉可以用来制作焙烤食品、肉制品甚至是冰淇淋。由于它呈黄色，因此也是一些配方中鸡蛋和黄油的最佳替代品。羽扇豆粉含有高达40%的蛋白质和30%的纤维，较低的血糖生成指数。只需要将配方中5%的升血糖淀粉用羽扇豆粉代替，就可以将成品的蛋白质含量提高14%，纤维含量提高85%。

这些营养特性有助于增加饱腹感，能够减小餐后血糖和胰岛素的反应，降低总胆固醇水平。（但这些关于羽扇豆粉的健康声称有待于美国食品药品监督管理局（FDA）的批准）

2010年，Hall等人进行了一项研究，结果刊登在《食欲》杂志(journal Appetite)。实验中，研究人员为11位被试者提供了含10%（7.7g）羽扇豆粉的早餐面包。研究表明，同白面包相比，这种面包可以显著降低血糖反应。全天能量摄入量在两种面包之间没有差异，被试者对含羽扇豆粉的面包的感官评价结果是“可以接受”。

消费者应该会对羽扇豆粉制品感兴趣，因为它是非转基因的无麸质食品。此外，与大豆粉相比，羽扇豆粉保留了某些矿物元素如钙、锌等的生物可利用性，因为它含有具有结合矿物质能力的植酸盐，其含量大约是大豆中的一半。但是，因为是豆类，所以含羽扇豆粉的食品必须告知消费者其潜在的过敏原风险。由于可能与其他豆类发生潜在的交叉反应，所以对花生过敏的人易受其伤害。

薄脆饼干中的聚合物

聚葡萄糖开发于二十世纪六十年代，是用玉米、山梨糖醇、右旋葡萄糖和柠檬酸制成的极易溶于水、无粘性的葡萄糖聚合物。最初人们打算用它代替食品配方中主体的糖，特别是焙烤食品的制作。如今它成了可消化淀粉和脂类的替代物。

由于高支链和糖苷键在小肠中不会被水解，所以聚葡萄糖也被看作是一种膳食纤维。聚葡萄糖在大肠中由于细菌作用而部分缓慢的发酵，增加了粪便量，起到了通便的作用。

由于聚葡萄糖的味道和甜味都很淡，因此有助于掩盖维生素和大豆等其它添加物的异味。这种可形成凝胶的功能性淀粉还能够增加食物的口感和柔滑度。Astbury进行的研究显示提高聚葡萄糖含量，巧克力牛奶的“奶油质感”也会随之增加。

2011年《营养评价》（Nutrition Reviews）上刊登的一篇元分析（荟萃分析）指出，聚葡萄糖不会影响空腹血糖和总胆固醇水平。但是有报道显示，它会降低餐后血糖和甘油三酯水平，增加高密度胆固醇含量。经FDA批准，聚葡萄糖可以用于除肉类、禽类、婴幼儿食品和配方食品之外所有的食品领域。

功能性的形成

Amy Proulx，哲学博士，特约编辑

淀粉的功能性似乎为食品开发提供了一个简便的选择。但是淀粉化学领域的许多最新科学发现都已经可以应用于产品创新，这为制造商和消费者提供了很多益处。就前景预期而论，功能性淀粉正在迅猛发展，并且通过使用低成本的配料、降低脂肪含量和提供洁净标签，为增强食品功能提供独特的机会。

虽然广义上都被定义为淀粉，但是就应用方面而言，不同淀粉有不同的适用范围。在选择淀粉时，要确保产品可以经受典型加工处理和货架期测试，以确保淀粉在预期条件下能够耐受相应条件，并发挥作用。这可能包括完整的冻融循环、冷藏、高速搅拌和类似的压力测试，以保证产品保持所需的功能。

选择功能性淀粉的通用原则：一般地，淀粉颗粒大意味着有更好的凝胶强度，但同时剪切耐受性比较低；直链淀粉含量高也会增加凝胶强度；高分子量会导致高粘度（由支链淀粉决定）。

凝胶强度和黏度共同起作用但作用结果截然相反。由支链淀粉导致的高黏度会产生粘稠湿滑的口感。但可使配方通过全方面的检测可以保证淀粉符合预期。

所谓的“原”淀粉也不像以前看起来那么过时了。通过运用先进的植物育种技术、品种选育、粒度分级分拣等多种方法，淀粉制造商可以选择更灵活自由的方式加工原淀粉。供应商研发出多种具有改性淀粉功能的原淀粉品种，满足了消费者对洁净标签的要求，从而获得了成功。这些新型原淀粉品种具有和改性淀粉相似的功能，包括增强了对高剪切和高温处理的耐受性、和更好的脱水收缩耐受性，并增加了在冷藏和冻融循环过程中凝胶化作用。

热可逆凝胶化是最近开发的一种与众不同的原淀粉功能特性。许多供应商都在销售一种高支链淀粉含量的蜡质马铃薯淀粉。这种淀粉在烹饪过程中黏度很低，但冷却后会变稠并形成凝胶。这种淀粉在乳制品和糖果行业具有许多优势。烹饪过程中低黏度会使加工更具灵活性；但冷却过程强化的凝胶化作用与明胶相似，同时又符合洁净标签要求。它通常被作为犹太、清真和素食食品的原料。

为了扩大淀粉的功能特性，人们将亲脂性淀粉酯化使其具有了亲水亲油的两性结构，这样就适用于风味物质的胶囊化和乳化。辛烯基琥珀酸酐（OSA）淀粉可以替代许多成分（如鸡蛋、阿拉伯树胶或酪蛋白酸钠），有着广泛的应用。

同时短链糊精拥有独特的成膜特性能，在制作挤压成型或膨化零食中表现良好，也适用于粉碎、拌粉等操作。从不同植物中精选的短链糊精可用于膜的制作，减少深度油炸过程中食品的吸油量，防止产品在生产的后续过程中吸水。

功能性面粉是将传统小麦面粉与改性淀粉混合制成的，这样做可以增加面粉制品的稠度或使其结构发生改变。这些强化面粉可以减少奶油沙拉和肉汁的脂肪含量，具有比普通小麦面粉更好的冷藏和再加热特性。

淀粉供应商在产品的研发过程中起到了更为积极的作用，特别是他们开始直接关注组织化处理食品的感官指标。这些指标可以直接反映原料溶液的特定属性（凝胶形成、粘附性、奶油质感、糊嘴性能、稠度等）。因此与配料供应商建立密切的联系可以快速地开发解决方案，减少实验和错误，更快地实现商业化。

Amy Proulx博士是加拿大尼亚加拉学院的教授，烹饪创新和食品技术课程体系协调人。她也是加拿大食品和葡萄酒协会研究中心（为食品和饮料行业提供产品创新和技术解决方案的企业）的研究协调员。