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レジスタントスターチ4分類と発酵

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レジスタントスターチ(難消化性デンプン)は、小腸で消化されず大腸まで届くデンプンの総称で、構造と由来によりRS1〜RS4の4タイプに分類される。RS1は物理的に閉じ込められたデンプン、RS2は未消化の生デンプン粒、RS3は加熱後に冷却して老化したデンプン、RS4は化学的に修飾されたデンプンを指す。RS1〜RS3は大腸の細菌に発酵され短鎖脂肪酸(特に酪酸)を生むとされ、RS4は化学構造により発酵性が異なると報告されている。Birtら2013年のレビューはこの分類と健康への可能性を整理した基礎文献である。

TL;DR

  • レジスタントスターチ(難消化性デンプン)は、小腸で消化されず大腸まで届くデンプンの総称。
  • 構造と由来によって RS1・RS2・RS3・RS4 の4タイプに分類される。
  • RS1=物理的に閉じ込められたデンプン、RS2=生デンプン粒、RS3=加熱後冷却で老化したデンプン、RS4=化学修飾デンプン。
  • RS1〜RS3は大腸の細菌に発酵され、酪酸などの短鎖脂肪酸を生むとされる。
  • 出典はBirtら2013年の学際レビュー(Advances in Nutrition)。

レジスタントスターチとは何か

デンプンは本来、小腸の消化酵素(アミラーゼ)で分解され、ブドウ糖として吸収される栄養素だ。ところが一部のデンプンは小腸を素通りし、大腸まで「消化されずに」届く。この消化抵抗性(resistant)を示すデンプンを レジスタントスターチ(難消化性デンプン, RS) と呼ぶ。

レジスタントスターチは、食物繊維と似たふるまいをする。小腸で吸収されないため血糖への影響が緩やかで、大腸では腸内細菌の発酵基質となる。Birtら2013年のレビューは、デンプン化学・農学・分析化学・食品科学・栄養学・病理学・微生物学を横断して、このRSの分類と健康への可能性を整理した基礎文献である。

重要なのは、RSがひとくくりの物質ではなく、「なぜ消化されないのか」という理由で4タイプに分かれる点だ。理由が違えば、大腸での発酵のされ方も変わってくる。

RS1・RS2 — 「閉じ込められた」デンプンと「硬い結晶」のデンプン

RS1(物理的に消化されにくいデンプン) は、デンプン粒が細胞壁や繊維のマトリックスに物理的に囲まれ、消化酵素がたどり着けないタイプを指す。全粒穀物、種子、豆類など、組織がしっかり残った食品に多いとされる。粉に挽いたり、よく噛んで細胞構造を壊すと、消化されやすくなる方向に変わる。

RS2(生デンプン粒) は、デンプン粒そのものの結晶構造が密で、酵素が作用しにくいタイプ。生のジャガイモや青い(未熟な)バナナ、ハイアミロースコーンスターチなどが代表例とされる。加熱して糊化(こか)するとこの結晶構造はほどけ、消化されやすくなる。つまりRS2は「生のまま」であることが鍵になる。

RS1もRS2も、化学的に手を加えられていない天然由来のタイプである点が共通している。

RS3・RS4 — 「冷やして老化させる」か「化学的に変える」か

RS3(老化デンプン / 再結晶化デンプン) は、いったん加熱・糊化したデンプンを冷却することで、デンプン分子(特にアミロース)が再び並び直して結晶化し、消化されにくくなったタイプを指す。この現象を 老化(retrogradation) と呼ぶ。冷やご飯、冷めたパスタ、ポテトサラダなどが例として挙げられる。調理と冷却という日常の操作で生じる点が特徴で、再加熱すると一部は元に戻る。

RS4(化学修飾デンプン) は、架橋(クロスリンク)やエステル化、エーテル化といった化学処理によって、人工的に消化抵抗性を持たせたタイプ。加工食品の素材として用いられる。RS1〜RS3が物理・熱的なメカニズムで生じるのに対し、RS4は化学構造そのものが変えられている点が決定的に異なる。Birtらのレビューは、この化学修飾の種類によって大腸での発酵性が変わりうると整理している。

タイプ消化されない理由代表的な由来
RS1物理的に閉じ込められている全粒穀物・種子・豆類
RS2生デンプン粒の硬い結晶構造生ジャガイモ・青バナナ・ハイアミロースコーン
RS3加熱後の冷却で再結晶化(老化)冷やご飯・冷製パスタ
RS4化学的な修飾加工食品用の修飾デンプン

大腸での発酵と短鎖脂肪酸

4タイプに共通する最大の意義は、小腸を通り抜けて 大腸の腸内細菌の発酵基質になる ことだ。腸内細菌はレジスタントスターチを分解し、その代謝産物として 短鎖脂肪酸(SCFA) —— 酢酸・プロピオン酸・酪酸 —— を生み出すとされる。

なかでも 酪酸(ブチレート) は、大腸上皮細胞の主要なエネルギー源として知られ、腸内環境に関わる重要な代謝産物と報告されている。Birtらのレビューは、RSの摂取が腸内細菌叢や腸の代謝に影響しうること、そして大腸がんや糖尿病、肥満といった慢性疾患の予防・管理に向けた研究が進んでいることを紹介している。

ただし、発酵のされやすさはタイプによって異なる。RS1〜RS3は発酵されやすいとされる一方、化学修飾されたRS4は構造によって発酵性が大きく変わると整理されている。また、これらの健康影響には研究段階・関連の段階にとどまる項目も多く、「RSを摂れば病気が治る・効く」と断定できる段階ではない。あくまで食物繊維源の一つとして、食事の多様性のなかで位置づけるのが妥当だ。

土壌のアナロジー

レジスタントスターチの4分類は、畑に投入する 有機物の「分解されやすさ」 とよく似ている。

土に有機物を入れるとき、農家はそれが土の中の微生物にどれだけ早く・どう分解されるかを考える。たとえば、刻んだ青草はすぐ分解されて養分になる(=発酵されやすいRS2やRS3に近い)。一方、木質チップや籾殻のように繊維で固められた有機物は、ゆっくりと時間をかけて分解される(=物理的に閉じ込められたRS1に近い)。そして、化学処理された資材は、自然界の分解者がうまく扱えないこともある(=発酵性が構造に左右されるRS4を思わせる)。

土壌微生物が有機物を分解して腐植や養分を生み出すように、腸内細菌はレジスタントスターチを発酵して短鎖脂肪酸を生み出す。土に入れる有機物の「質」を選ぶことが土の微生物相を育てるように、腸に届けるデンプンの「タイプ」を意識することが腸内細菌のエサ選びになる。 単一の資材ばかり入れた畑が痩せるように、単一の食物繊維だけに偏らず、4タイプを含む多様な炭水化物源を組み合わせる —— これがSoil=Gutの発想で見たレジスタントスターチの活かし方だ。

まとめ — 「タイプ」を意識して腸の土壌を耕す

レジスタントスターチは、消化されない理由によってRS1〜RS4に分かれ、それぞれ由来も発酵のされ方も異なる。全粒穀物(RS1)、生に近いバナナやハイアミロース食品(RS2)、冷やご飯のような老化デンプン(RS3)、加工食品由来の修飾デンプン(RS4)—— これらを偏りなく食事に取り入れることが、腸内細菌に多様なエサを届けることにつながる。

健康効果については研究が進行中の領域も多く、過度な期待は禁物だ。だが「どんなデンプンを、どんな状態で食べるか」という視点は、腸という土壌を耕すうえで実践的な指針になる。

出典

  • Birt DF, Boylston T, Hendrich S, Jane JL, Hollis J, Li L, McClelland J, Moore S, Phillips GJ, Rowling M, Schalinske K, Scott MP, Whitley EM. (2013) “Resistant starch: promise for improving human health.” Advances in Nutrition 4(6):587–601. DOI: 10.3945/an.113.004325 / PMID: 24228189

よくある質問

レジスタントスターチのRS1・RS2・RS3・RS4はどう違うのですか?
4タイプは「なぜ消化されないか」という理由で分けられます。RS1は穀物の細胞壁などに物理的に閉じ込められて酵素が届かないデンプン、RS2は生のジャガイモや青いバナナのように消化酵素が作用しにくい結晶構造を持つ生デンプン粒、RS3は加熱後に冷却することで再結晶化(老化)したデンプン、RS4は化学的な架橋やエステル化などで修飾されたデンプンです。Birtら2013年のレビューがこの分類を整理しています。
レジスタントスターチは腸内で発酵されて何を生みますか?
レジスタントスターチは小腸で消化されずに大腸へ届き、腸内細菌に発酵される基質(エサ)になります。発酵の結果として酢酸・プロピオン酸・酪酸といった短鎖脂肪酸が生じるとされ、なかでも酪酸は大腸上皮細胞の主要なエネルギー源と報告されています。RS1〜RS3は発酵されやすいとされる一方、化学修飾されたRS4は構造によって発酵性が変わると整理されています。健康影響はなお研究段階の項目も多く、断定はできません。
ご飯を冷やすとレジスタントスターチが増えるというのは本当ですか?
加熱したデンプンを冷却すると一部が再結晶化し、消化されにくいRS3(老化デンプン)が増えると報告されています。冷やご飯や冷製パスタ、ポテトサラダがその例としてよく挙げられます。ただし増える量は食品・調理・冷却条件で大きく変わり、再加熱で一部は元に戻ります。「冷やせば必ず大量に増えて痩せる」といった効果を保証するものではなく、食物繊維源の一つとして食事に多様性を持たせる視点でとらえるのが妥当です。

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