1.天然淀粉

天然淀粉是由D-葡萄糖聚合而成的多糖，谷物含量高，吸收利用率高，是动物饲粮的主要能量来源。结构上淀粉又有直链和支链淀粉差别。

1.1直链淀粉

直链淀粉是由D-葡萄糖通过α-1,4-糖苷键连接形成的多糖链，其分子中包含约200个葡萄糖，分子量波动在1～2×10⁵之间，聚合度为990。这种多糖链在空间上呈现卷曲的螺旋形结构，每个回转周期包含6个葡萄糖基，遇碘呈蓝色。直链淀粉呈单一线性结构，分子间相互作用力较弱，因此黏度较低。

1.2支链淀粉

与直链淀粉不同，支链淀粉的分子中不仅含有α-1,4-糖苷键连接的糖链，还有α-1,6-糖苷键连接的分支，其分子中葡萄糖的数量在300至400个之间，分子量大于2×10⁷，聚合度达到7200。各分支同样以螺旋形存在，遇碘呈现紫色或紫红色。因其复杂的分支结构，分子间相互作用力增强，黏度较高。

图1 直链淀粉与支链淀粉结构图

1.3淀粉类型与动物消化

动物有机体分泌水解淀粉α-1，4糖苷键和α-1，6糖苷键的酶，理论上淀粉可以被充分的消化、吸收和利用。

直链淀粉分子呈线性，在溶液中趋于形成紧密螺旋或结晶区域，淀粉酶不易从末端快速切入。直链淀粉加热冷却回性后，线性结构变得更致密，对淀粉酶的抵抗力增强，是抗性淀粉的主要成分，消化速率慢；支链淀粉高度分支，有大量非还原末端，淀粉酶可同时从多个端口介入、切割，产生大量小分子糊精，并迅速水解为葡萄糖，消化速度快。但是，高直链淀粉食物（豆类）在小肠葡萄糖释放慢，吸收时间长，易受胃肠激素（GLP-1、PYY）的影响产生饱感。未消化的抗性淀粉在消化道后端经微生物发酵产生短链脂肪酸，降低肠道pH，改善肠道微生态系统，有益于动物消化道健康；大部分谷物支链淀粉在小肠消化吸收，可供微生物发酵的量有限。

2.变性淀粉与抗性淀粉

2.1变性淀粉

淀粉的变性是基于物理、化学方法改变淀粉链长度或支链淀粉分支位点，实现淀粉的去分支或分支化。常用的淀粉变性法包括物理变性、化学变性、酶解变性乃至复合变性。物理变性是通过球磨、高静水压、超声波等方法处理淀粉。这些外力引致淀粉颗粒变形、微观结构和晶体结构发生变化，使其溶解度、结晶度、膨胀力、黏度和热稳性等发生变化。酶解法是利用淀粉酶定位点发生反应，改变淀粉的结构和直链淀粉的链长度以及分支淀粉的分支数量，改变其理化性质。物理法和酶解法产生的变性淀粉在消化道中可被淀粉酶及至麦芽糖酶水解，消化率与天然淀粉相近，只是商用目的不同而异。

图2 淀粉的变性方法

2.2抗性淀粉

抗性淀粉(Resistant Starch)是不易被淀粉酶水解，进入大肠经微生物酵解的一类淀粉和其降解物。

化学变性通过添加新的化学物质改变极性、交联度和置换条件影响淀粉分子结构和性质，通常采用酯化、醚化、氧化等方法处理淀粉，从葡萄糖C2、C3、C6位点上释放质子和引入新的物质，改变淀粉的物化性质，产生的淀粉在小肠中不易被消化和吸收，称为抗性淀粉。

3.膳食纤维

膳食纤维指不能被消化酶消化的碳水化合物，包括非淀粉多糖（纤维素、半纤维素、果胶和β-葡聚糖）、果聚糖、低聚半乳糖、抗性淀粉和木质素。胃和小肠呈弱酸环境，加之潘氏细胞分泌的抗菌肽，栖居在此的微生物种类和数量有限，只有少量定殖在黏膜上的耐酸链球菌和乳酸杆菌，几乎不能消化膳食纤维。定殖在大肠黏膜的共生菌，一般为专性厌氧菌，是大肠优势菌群，如双歧杆菌属、乳杆菌属、拟杆菌属和梭杆菌属，酵解膳食纤维，产生乙酸、丙酸、乳酸和丁酸等短链脂肪酸，为宿主提供养分，其中丁酸是结肠上皮细胞特别重要的能量来源。同时短链脂肪酸降低肠道pH,抑制外籍微生物对肠道的依附、定殖和致病，而且维护上皮细胞的完整性和杯状细胞的分泌功能，参与免疫应答功能。