01 引言
提到淀粉，你的脑子里首先会想到什么？是健康的五谷杂粮？还是热量满满的糖炒栗子？刚烤出炉的蛋糕甜点？口感软糯的珍珠芋圆？我摊牌了，此时此刻，我只想吃一碗腾着热气的香辣牛肉面来满足工作几小时早已饥肠辘辘的自己。
淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的多糖，属于高分子碳水化合物，吃多后除了导致肥胖，还容易引起消化不良，胃胀气，长期高碳水饮食甚至可能增大患糖尿病以及心血管等疾病[1]的风险。作为一名既想满足口腹之欲又想保持健康苗条的吃货，福尔摩斯·小编再次上线，尝试寻找两全其美的办法。
我们首先来了解一下淀粉，再“因地制宜，对症下药”
02 淀粉的结构
颗粒、壳层（生长环）、小体（Blocklet）和分子是构成淀粉多层次的四个结构。我们肉眼所直观看到的淀粉是以颗粒形式存在的（a，1~100μm），淀粉颗粒的形状和大小常随植物的不同而异，呈椭圆形、球形、透镜状、多边形、中空和不规则状等多种形状。
我们不妨把整一个淀粉颗粒想象成一个洋葱，洋葱的中心点即为非晶核心区，该区大小与直链淀粉含量成正比，又叫脐点。由内向外的一层层洋葱薄片即为层层交替排列着的无定型壳层和半结晶壳层（b，又名生长环，120~500nm）。
(淀粉的多层次结构[2]：（a）淀粉颗粒；（b）非晶和半晶生长环；（c）非晶区和结晶区薄层；（d）小体；（e）支链淀粉双螺旋结构；（f）纳米晶体；（g）支链淀粉分子结构；（h）直链淀粉分子结构)
细分析两种不同的“洋葱薄片”，组成它俩的次级结构为小体（20~50nm），有两种类型。一种类型的小体尺寸小（约20nm），结构存在缺陷，仅由直链淀粉组成，它构成无定形壳层；另一种小体（d）为一个球形的半结晶结构，包含无定形片层和结晶片层（c），由直链淀粉和支链淀粉共同组成，它构成半结晶壳层。
组成小体的分子即淀粉的最小结构组成单元。其中，直链淀粉（g）以左手螺旋形式相互交缠形成无定形片层；支链淀粉以双螺旋形式（e）相互交缠，支链分支端形成的空隙随机填充直链淀粉形成结晶片层。此外，还存在脂质、多酚类物质，也参与了小体的组成。
（小编拿出家里的木薯淀粉拍了个偏光显微镜图，图中可以观察到淀粉颗粒脐点为中心的一个十字形黑色区域，称为偏十字消光现象。这是因两个片层的淀粉分子密度、排列存在差异，从而产生各向异性所致。）
03 淀粉的不同类型
淀粉由直链淀粉和支链淀粉共同组成，但当支链淀粉的双螺旋结构长度、排列存在差异时，会形成A/B两种类型的晶体结构，从而产生A/B/C三种类型淀粉。通常A型淀粉只含A型晶体，B型淀粉只含B型晶体，而C型淀粉则同时含有A、B两种晶体[3]。从微观角度来看，支链淀粉的差异可能直接引起各小体的结构差异，进而导致各类型淀粉的晶体结构不同，使它们在X射线衍射中表现出不同的衍射信号，并可以此作为区分，如下图所示。还有一种特殊的V型淀粉，仅由直链淀粉与脂质等物质混合形成。
（例如，小麦淀粉分别在约15°、17°、18°及23°(2θ角)观察到四个较强衍射峰；土豆淀粉在约6°、17.5°、22.5°和24°观察到四个较强衍射峰，在15°左右观察到衍射宽峰；豌豆淀粉在13°以前表现出和土豆淀粉相似的衍射峰，而在13°之后表现出和小麦淀粉相似的衍射峰。）
3.1A型淀粉
A型淀粉一般来源于谷类作物，如玉米、小麦、稻米等，多含短支链淀粉（DP<20），易形成单一的A型晶体。其颗粒特征是存在孔隙或通道，直接从外表面穿透到淀粉脐点[4]。它属于单斜晶系，晶体内含水分子少，且水分子参与淀粉双螺旋结构的构建[5,6]，结构紧凑致密，稳定性较好。
由于构成它的支链淀粉分支点聚集在结晶区和无定形区，结晶区存在的分支点和颗粒表面存在的直达淀粉脐点的孔道，使得它们更容易被酶攻击，导致淀粉由内向外的消化模式[4]；同时，较短的支链也加快了淀粉本身被酶解消化的速率。但也正是因为支点存在于结晶区内，从而可以保护其不受酸水解。
3.2B型淀粉
B型淀粉一般存在于块茎和高直链禾谷类种子中，如土豆等，多含长支链淀粉（聚合度>23），易形成单一的B型晶体。其颗粒表面光滑，无孔隙通道。它属于六方晶系，晶体结构中可以容纳较多水分子，其中部分水分子参与构建淀粉双螺旋结构，但更多的水分子分布于淀粉链构建的六方晶系晶胞空腔中[5,6]，从而更容易受水解、热处理等外界影响。
想一想，土豆为什么比米饭更容易煮熟？
由于构成它的支链淀粉所有分支点都聚集在无定形区，且表面光滑，从而不易被酶解，但易被酸水解[4]；再加上它拥有更多的长侧链支链淀粉，因此相较于A型淀粉更耐消化。
3.3C型淀粉
C型淀粉一般存在生香蕉、豆类、植物的根中，多含中长侧链支链淀粉。它同时具有A/B型两种晶体，水解和消化性质一般也介于A/B型淀粉之间。因为A型淀粉和B型淀粉晶体结构随植物来源不同而多变，所以C型淀粉晶体结构更为复杂。
目前认为，C型淀粉至少存在四种晶态模型[7]：1)A/B型晶体分别位于同一个淀粉颗粒的内部和外部（酸水解山药、豌豆淀粉优先观察到内部消融，残留片段的XRPD显示A型晶体衍射峰）；2)淀粉颗粒的远脐点端主要分布B型晶体，而近脐点区域主要为A型晶体（莲藕淀粉糊化过程中先观察到远脐点端糊化，逐渐向中心靠近）3)A/B型晶体分别位于不同淀粉颗粒中；4)A/B型晶体既可位于同一淀粉颗粒，也可位于不同淀粉颗粒（如甘薯淀粉同时含A/B/C型三种，但也将它归属于C型淀粉）。
3.4V型淀粉
V型淀粉结构中包含疏水客体分子，如脂质或多酚，与直链淀粉螺旋结构形成复合物。这类结构在天然淀粉中很少发现，所以不是我调查的重点，在此文中不多做赘述。
04 如何选择淀粉食品
了解完淀粉分类，咱们再来谈谈如何吃得尽兴又能减少身体负担。首先，淀粉摄入体内会被淀粉酶分解为葡萄糖而被吸收利用，这个过程若发生越快就会越快提高血液中葡萄糖含量，长时间血糖处于高水平会增加身体负担，比如引起脂肪堆积、血液粘稠度增高、机体细胞对胰岛素的敏感度降低等，所以选择吃什么样的淀粉食品很重要。看完下图，你就能明白：
调查中，我发现了一个意外的突破点：没准儿放凉的剩饭、馒头等主食能在一定程度上“减少热量摄入”，且听下文分析。
05 淀粉的糊化与老化
想一想我们平时煮米饭，是否观察到了米饭颗粒从硬到软、从小到大的现象，这就是淀粉糊化导致的。淀粉颗粒在热水中膨胀吸水至结构破裂（IIa），无定形区和脐点的直链淀粉暴露出来，淀粉体系呈糊状，晶体结构逐渐消失（IIb）。结晶结构使米饭颗粒具有一定的硬度，一旦晶体结构完全破坏，硬度也就消失了。
而当我们拿出前一天晚上的剩饭，是不是又发现米饭颗粒变硬了，这是因为糊化后的淀粉发生了老化。降至室温的过程中，糊化过程暴露的直链淀粉通过链间的氢键重结晶，形成双螺旋网状的晶体结构（IIIa），使米饭颗粒再次具有一定硬度。
此外，生淀粉长期储存也会发生老化，这是由于支链淀粉的外层短链形成双螺旋并通过氢键堆积成有序的晶体结构，引起淀粉老化（IIIb）。但煮熟后的淀粉老化一定只能是直链淀粉引起。
（图为淀粉颗粒从糊化到老化发生的结构变化[10]。)
06 淀粉老化和吸收的关联
淀粉老化过程中形成了抗性淀粉（即下图中的抗消化淀粉RS3型）。
从某种意义上来说，抗性淀粉就是控制热量摄入的“功臣”。它在人体肠胃内的状态类似金针菇，怎么进去就怎么排出来，通常不能被人体内的淀粉酶水解、小肠吸收，而会在大肠中被微生物发酵产生短链脂肪酸，具有调节肠道菌群、促进肠胃蠕动和预防炎症的生理功能。这样，就有助于降低罹患肥胖和糖尿病等疾病的潜在风险，迎合广大爱美人士的健康饮食需求。
所有的面食放冷都能产生抗性淀粉吗？
（所以，能相对减少热量的是冷饭，而不是加热返工的鸡蛋炒饭，更不是冷藏柜里的糯米团子......）
所有的含直链淀粉的食物都可以老化回生吗？
不是。这是因为，淀粉食物的含水量也是影响抗性淀粉产生的重要因素。以白粥为例，它的含水量通常达85%以上，想象一下，每个直链淀粉的身边围堵着大量的水分子，它们还怎么能互相靠近形成双螺旋结构，进而重结晶为抗性淀粉呢？因此，当你把白粥放进冰箱，热量不仅没降下去，反倒为冰箱里的细菌提供了生长的温床……
此外，营养学家倡导我们多吃粗粮也是有依据的：精制谷物经过加工去掉了果皮、种皮、糊粉层、胚芽之后，只保留了胚乳，丧失大部分重要营养素的同时，还破坏了淀粉外的保护层，使其变得更易消化。如果再将其磨成粉，比如市售打着养生代餐招牌的五谷杂粮粉，那就更属没必要了（当然它还是可以代奶茶的~）。
07 健康饮食总结技巧
总的来说，吃小的不如吃大的，吃精制的不如吃粗制的，吃稀的不如吃干的，“吃热的不如吃凉的”，前提是得有一个健康的肠胃，且要适量，勿要捡了芝麻丢了西瓜。例如，饮食结构中多加入（大颗粒）粗粮元素，如薯类、杂粮等，营养又健康；少喝粥（这东西升糖快且长期喝反而不利于身体健康）；刚出锅的米饭稍微晾凉再吃等等。
最后，如果有童鞋想和小编一起探讨养生瘦身经验，欢迎评论留言！后续小编有意整理一期减肥药的最新研究进展分享给大家，敬请期待~
参考文献
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