降糖類保健食品配方及功效成分研究現(xiàn)狀與展望

賈福懷，許璐云，王彩霞，袁媛，熊菲菲，雷蕾

(寧波御坊堂生物科技有限公司，浙江 寧波，315012)

降糖類保健食品配方及功效成分研究現(xiàn)狀與展望

賈福懷，許璐云*，王彩霞，袁媛，熊菲菲，雷蕾

(寧波御坊堂生物科技有限公司，浙江 寧波，315012)

為了解降糖類保健食品功效及配方現(xiàn)狀，通過對國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市的314種降糖類保健食品配方及功效成分進(jìn)行分類和整理，對其原料使用頻次、活性成分和保健功能等情況進(jìn)行了全面分析。著重介紹了使用頻率較高的活性成分黃酮類，有機(jī)鉻類和皂苷類等在控制血糖、調(diào)控糖代謝和保護(hù)胰島細(xì)胞等緩解糖尿病癥狀方面的作用及其機(jī)制。旨在總結(jié)輔助降糖類保健食品的配方規(guī)律，為今后降血糖保健食品的開發(fā)提供參考。

降血糖；保健食品；黃酮；皂苷；鉻

糖尿病是一種由于胰島素分泌不足而導(dǎo)致的代謝性疾病，表現(xiàn)為血糖長時間高于標(biāo)準(zhǔn)值，患者具有吃多、喝多、尿多以及體重減輕的“三多一少”典型癥狀。糖尿病是全身性的內(nèi)分泌代謝性疾病，一旦罹患，需要終身治療。糖尿病得不到及時有效的治療會導(dǎo)致心血管疾病、中風(fēng)、慢性腎臟病以及視網(wǎng)膜病變等嚴(yán)重并發(fā)癥。國際糖尿病聯(lián)合會IDF發(fā)布的《糖尿病地圖》(第七版)數(shù)據(jù)顯示，2015年，全球20～79歲的人中約有4.15億人患有糖尿病，另有3.18億人潛藏有很高的糖尿病患病風(fēng)險。我國糖尿病患者數(shù)較2013年增加了1 120萬，達(dá)1.096億，仍舊居于全球首位。根據(jù)目前的發(fā)展趨勢，預(yù)計到2040年中國糖尿病患者數(shù)將達(dá)1.507億[1]。糖尿病可以分為Ⅰ型糖尿病、Ⅱ型糖尿病和妊娠期糖尿病。其中Ⅱ型糖尿病最為普遍，占到整個糖尿病發(fā)病率的95%以上，其危害程度也最大。多見于中、老年人群，其主要是由于胰島素敏感性下降，即胰島素抵抗所引起。多數(shù)糖尿病患者需要長期口服降糖藥物或注射胰島素來控制血糖水平，而長期服用降糖藥的安全性問題也不盡如人意。近年來通過消費(fèi)天然降糖食品來部分代替糖尿病藥物的趨勢不斷增強(qiáng)[2]。研究表明，黃酮類、皂苷類、微量元素等物質(zhì)在輔助降血糖上均有一定的效果[3-5]，被廣泛應(yīng)用于健康食品的開發(fā)。保健食品自20世紀(jì)80年代興起，經(jīng)歷了30年的發(fā)展，已經(jīng)成為被廣大消費(fèi)者接受的健康食品之一。保健食品以其明確的功效成分和嚴(yán)格的注冊審批管理，在預(yù)防疾病和健康保健方面發(fā)揮著日益突出的作用，其中輔助降血糖是保健食品中一類非常重要的功能。近年來，隨著糖尿病知識的普及，許多患者意識到藥物治療不是控制糖尿病的唯一手段，通過飲食調(diào)理、自我保健和適當(dāng)運(yùn)動，也可以一定程度上控制血糖，因此降糖保健食品成為糖尿病患者的又一選擇。

本文通過國家食品藥品監(jiān)督管理局網(wǎng)站中獲得批準(zhǔn)上市的輔助降血糖保健食品進(jìn)行分析，對比各類輔助降血糖產(chǎn)品功效成分及配方差異，通過綜合比較，綜述我國降血糖保健食品的現(xiàn)狀，對降血糖保健食品的開發(fā)提出一些建設(shè)性意見。

1 我國輔助降血糖保健食品功效成分和組分分析

通過國家食品藥品監(jiān)督管理局公開資料，截止2016年5月，我國共有保健食品16 438種，其中進(jìn)口保健食品748種，國產(chǎn)保健食品15 690種，具有輔助降血糖功能的國產(chǎn)保健食品314種，占比2.0%[6]，下面將從功效成分、原料等方面對降血糖類保健食品進(jìn)行分析。

1.1 國產(chǎn)輔助降血糖保健食品的功效成分分析

國產(chǎn)輔助降血糖保健食品其功效成分也呈現(xiàn)多樣性，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，輔助降血糖類保健食品功效成分有總黃酮、總皂苷、吡啶甲酸鉻、鉻、葛根素、茶多酚、原花青素等，有些輔助降血糖保健食品含有2種以上功效成分，各功效成分出現(xiàn)的總頻次為547次。經(jīng)過分析，黃酮類物質(zhì)作為降血糖保健食品的功效成分所占比例最高，達(dá)到52.55%，如圖1所示。

圖1 各功效成分占總輔助降血糖保健食品的百分比Fig.1 The percentage of efficacy component in the number of the total hypoglycemic health food注：比例/%=×100

其次，總皂苷和鉻在輔助降血糖保健食品中也占有相當(dāng)大的比例，其中總皂苷的占比為50.64%，鉻類中吡啶甲酸鉻占比為29.62%，鉻為16.24%。也有一些產(chǎn)品以葛根素、茶多酚、原花青素為功效成分，占比分別為7.32%、4.14%、1.59%。而其他成分占比為12.13%，有鋅、α-亞麻酸、硒、蛋白質(zhì)、VE、總膳食纖維、丹參素等，這說明輔助降血糖保健食品的功效成分較為集中，這與保健食品功效研究方法、開發(fā)周期以及文獻(xiàn)資料存在一定的關(guān)系。

1.2 國產(chǎn)輔助降血糖保健食品配方組分分析

根據(jù)國家食品藥品監(jiān)督管理局的數(shù)據(jù)信息，314種國產(chǎn)輔助降血糖保健食品使用的主要原料共177種，累計使用頻次為1 479次。使用最多的前30種原料依次是吡啶甲酸鉻、黃芪、蜂膠、苦瓜提取物、靈芝、葛根、桑葉提取物、桑葉、苦瓜、山藥、富鉻酵母、黃芪提取物、枸杞子、葛根提取物、西洋參、知母、黃精、生地黃、玉竹、人參、西洋參提取物、女貞子、銀杏葉提取物、山茱萸、麥冬、苦蕎麥提取物、丹參、蜂膠提取物、黃精提取物、靈芝菌絲體提取物。下面對使用頻率在前30位的原料進(jìn)行分析，見表1。

由表1可以看出，吡啶甲酸鉻使用頻次最高，有30.89%的保健食品都用到了該原料，富鉻酵母也占有14.01%，這與吡啶甲酸鉻的功效有直接的關(guān)系。相關(guān)研究表明[7]吡啶甲酸鉻可直接作用于組織細(xì)胞，增強(qiáng)胰島素活性，改善人體糖代謝，衛(wèi)生部也已批準(zhǔn)其可作為保健食品的原料。其次含有黃酮類的中藥或中藥提取物也占有相當(dāng)大的比例，如黃芪和黃芪提取物的總占比達(dá)37.27%，桑葉和桑葉提取物的總占比達(dá)34.40%，蜂膠和蜂膠提取物的總占比為26.43%。另外，值得關(guān)注的是苦瓜和苦瓜提取物也占相當(dāng)大的比例，有71種使用了苦瓜提取物，50種使用了苦瓜，總占比達(dá)38.53%，這與苦瓜中的天然活性成分有關(guān)，苦瓜含有苦瓜苷、苦瓜肽和生物堿等活性成分，具有抗氧化，降血糖，改善糖尿病等作用。早在1960年，RAO研究[8]發(fā)現(xiàn)苦瓜苷具有治療四氧嘧啶糖尿病小鼠的作用。1981年，AKHTAR[9]通過觀測苦瓜提取物不同活性部位對四氧嘧啶糖尿病小鼠的降糖作用，提出生物堿和類胰島素物質(zhì)可能是其活性成分；KHANNA等[10]從苦瓜中分離出一種降血糖多肽，被稱為“植物胰島素”。

表1 國產(chǎn)降血糖類保健食品所使用的前30種原料頻率表Table 1 The frequency of top 30 herbs in domestic hypoglycemic health food

1.3 進(jìn)口輔助降血糖保健食品分析

目前我國共批準(zhǔn)13種輔助降血糖保健食品進(jìn)口，分別來自美國、加拿大、日本、德國、中國臺灣、西班牙、南非。其中以美國最多，共有5種，見表2。

表2 進(jìn)口輔助降血糖保健食品成分及含量Table 2 The main ingredient and content of imported hypoglycemic health food

通過表2可以看出，進(jìn)口輔助降血糖保健食品功效成分以總皂苷為主，這與原料的選擇有關(guān)，進(jìn)口保健食品中黃芪、苦瓜、苦瓜提取物也占有相當(dāng)大的比例，有3種使用黃芪、2種使用苦瓜、4種使用苦瓜提取物。不僅苦瓜中含有苦瓜苷，黃芪中也含有皂苷，黃芪中的皂苷也有一定的降糖作用。研究發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷能夠有效降低實(shí)驗(yàn)性糖尿病大鼠血糖、血脂水平，改善抗氧化酶活性，抑制氧化應(yīng)激損傷[11]。在近年來的研究中，發(fā)現(xiàn)黃芪多糖對糖尿病治療也有一定的效果，黃芪多糖能夠顯著降低小鼠體重和血糖，有效提高其肝臟抗氧化能力[12]。

2 我國輔助降血糖保健食品活性成分降糖作用和機(jī)制

2.1 黃酮類物質(zhì)降糖活性

黃酮類化合物是廣泛存在于植物中的一類低分子量多酚類次級代謝產(chǎn)物。研究表明，黃酮類物質(zhì)可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)降糖活性。首先黃酮類化合物可以直接作用于胰島β細(xì)胞[13]，保護(hù)胰島的β細(xì)胞不受破壞，促進(jìn)受損的胰島β細(xì)胞再生，增加胰島素的生物合成，促進(jìn)胰島素分泌。江清林等[14]發(fā)現(xiàn)大鼠注射黃芪中黃酮類物質(zhì)黃芪甲苷能夠顯著刺激胰島素分泌，并存在時間及劑量依賴效應(yīng)。類似的研究表明[15]，在鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型中，注射槲皮素導(dǎo)致胰島素水平上升，有良好的降血糖作用。茴香籽總黃酮[16]和水芹黃酮[17]的降糖活性動物實(shí)驗(yàn)表明黃酮可以促進(jìn)胰島β細(xì)胞釋放胰島素。黃酮類物質(zhì)除了可以直接作用于與胰島外，還可以通過發(fā)揮類胰島素[18]的作用、抑制α葡萄糖苷酶的活性[19]以及清除自由基抗氧化[20]等活性而達(dá)到降糖的目的。

不同植物來源的黃酮類物質(zhì)的作用機(jī)理也有研究，肖更生等[21]通過對柑橘皮黃酮進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，柑橘皮黃酮能極顯著降低糖尿病小鼠的血糖值，其增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗氧化作用和改善脂代謝紊亂可能是降血糖的作用機(jī)制之一。

2.2 鉻類物質(zhì)降糖活性

鉻是人體必需的微量元素之一，廣泛分布于人體內(nèi)各個器官和組織中，在維持正常新陳代謝中具有重要作用。飲食中的鉻通過消化吸收進(jìn)入血液中，無機(jī)鉻難以被人體利用，吸收率低于3%；有機(jī)鉻容易被人體所利用，而且具有一定的生理活性。目前低于鉻的吸收代謝具體機(jī)制尚不完全清楚。鉻以三價陽離子的形式與谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸等形成的有機(jī)鉻復(fù)合物——葡萄糖耐受因子(GTF)，是胰島素發(fā)揮降糖作用的必須因子，并協(xié)同胰島素一起參與調(diào)控糖代謝。人體內(nèi)的鉻元素隨年齡增長呈下降趨勢，同時臨床數(shù)據(jù)表明：糖尿病患者中體內(nèi)鉻含量顯著低于正常人群。補(bǔ)充鉻對于多種類型的糖尿病均有一定療效[22]。

含鉻輔助降糖保健食品中主要有效成分是吡啶甲酸鉻和富鉻酵母。動物和臨床實(shí)驗(yàn)一致顯示，有機(jī)鉻類輔助降糖食品對控制血糖具有很好的作用。吡啶甲酸鉻能夠改善Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病模型大鼠的糖代謝和脂代謝紊亂，增強(qiáng)糖尿病大鼠的胰島素敏感性[23]。在180例Ⅱ型糖尿病的臨床實(shí)驗(yàn)中，補(bǔ)充吡啶甲酸鉻可以顯著降低患者的空腹血糖、餐后血糖、空腹胰島素和餐后胰島素[22]。

以富鉻酵母的形式作為輔助降糖膳食補(bǔ)充劑，同樣也具有良好的降糖效果。在鏈脲佐菌素[24]和四氧嘧啶[25]各自誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型中，富鉻酵母均顯示出明顯的降糖效果，并能夠改善代謝紊亂，緩解糖尿病癥狀。GUAN 等[25]的動物實(shí)驗(yàn)表明，富鉻酵母是胰島素一種增敏劑，可以提高機(jī)體葡萄糖耐量。于雪梅等[26]在臨床實(shí)驗(yàn)中分別讓Ⅱ糖尿病人補(bǔ)充攝入富鉻酵母和普通酵母，經(jīng)過12周后富鉻酵母組空腹血糖顯著降低，餐后血糖降低，空腹和餐后的胰島素和C 肽水平均降低。這一實(shí)驗(yàn)證明了富鉻酵母的對于糖尿病患者的顯著降血糖作用。

2.3 皂苷類物質(zhì)降糖活性

皂苷是廣泛存在于植物中的一類比較復(fù)雜的化合物，由皂甙元和糖、糖醛酸或其他有機(jī)酸組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、極性大，由于其水溶液搖動時會產(chǎn)生持續(xù)的泡沫，因此叫做皂苷。皂苷易溶于水、乙醇，難溶于丙酮等有機(jī)溶劑。存在同一植物中的皂苷大多結(jié)構(gòu)接近，苦瓜皂苷是輔助降糖保健食品中應(yīng)用較為廣泛的原料之一。苦瓜皂苷的降血糖研究活性也一直是天然活性成分研究中的熱點(diǎn)?？喙显碥漳軌蛲ㄟ^抑制小腸對葡萄糖的吸收、增強(qiáng)葡萄糖的代謝以及直接作用于胰島細(xì)胞等多種方式干預(yù)體內(nèi)的糖代謝以達(dá)到降血糖的目的。體外[27]和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)[28]證據(jù)都可以表明苦瓜皂苷通過影響葡萄糖消化吸收相關(guān)酶(麥芽糖酶、蔗糖酶和胰脂肪酶等)的活性抑制葡萄糖的吸收。

苦瓜總皂苷能夠增強(qiáng)葡萄糖激酶、己糖激酶和磷酸果糖激酶的活性，進(jìn)而促進(jìn)葡萄糖氧化，也可以激活磷酸戊糖途徑進(jìn)而加速葡萄糖氧化，提高機(jī)體對葡萄糖的氧化利用[29]；同時苦瓜總皂苷能夠促使葡萄糖轉(zhuǎn)化為肝糖原和進(jìn)入糖酵解途徑；除此之外，苦瓜總皂苷通過抑制6-磷酸酶和果糖-1,6-2 磷酸酶抑制糖異生途徑[30]；增強(qiáng)糖原合成，提高了機(jī)體對于多余葡萄糖的存儲。另外，也有報道[31]苦瓜總皂苷可以抑制糖原降解，避免血糖高于腎糖閾而導(dǎo)致體內(nèi)葡萄糖的流失。

2.4 小結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和工業(yè)化的進(jìn)程，生活方式發(fā)生改變和老齡化進(jìn)程的加速，使我國糖尿病的患病率正呈快速上升的趨勢，成為繼心腦血管疾病、腫瘤之后第三大嚴(yán)重危害人民健康的重大慢性疾病。我國目前糖尿病患者高達(dá)1.14億，居世界第一位，占全球糖尿病患者的1/3。2011年，全球治療糖尿病的花費(fèi)高達(dá)4 650億美元[32]。同時，降糖保健食品的數(shù)量僅占全部保健食品的2.0%。面對糖尿病發(fā)病逐年增長的嚴(yán)峻形勢，降糖保健食品的開發(fā)充滿機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

輔助降血糖保健食品是糖尿病人群除處方降糖藥外的又一選擇，其功效直接，除直接作用于胰島細(xì)胞的吡啶甲酸鉻成為配方中的主要選擇，含有多種降糖成分和功效的中藥及其活性成分也是保健食品配方的較好選擇。通過對降血糖類保健食品的功效及配方進(jìn)行分析比較，得出以下結(jié)論。

(1)國產(chǎn)輔助降血糖保健食品其功效成分呈現(xiàn)多樣性，高達(dá)52.55%輔助降血糖保健食品的功效成分有總黃酮，占比最高，其次是總皂苷和鉻類，分別占比為50.64%和45.86%，也有一些產(chǎn)品以葛根素、茶多酚、原花青素為功效成分，占比分別為7.32%、4.14%、1.59%，而其他成分占比為12.13%，這說明輔助降血糖保健食品的功效成分基本集中在黃酮類、皂苷類和有機(jī)鉻三類活性成分。

(2)國產(chǎn)輔助降血糖保健食品使用的主要原料共177種，累計使用頻次為1 479次。30.89%的降血糖類保健食品使用了吡啶甲酸鉻，14.01%使用了富鉻酵母，含有總黃酮的中藥和中藥提取物占比也較高，如黃芪和黃芪提取物的總占比達(dá)37.27%，桑葉和桑葉提取物的總占比達(dá)34.40%，蜂膠和蜂膠提取物的總占比為26.43%?？喙虾涂喙咸崛∥镆云涠喾N活性物質(zhì)，在輔助降血糖的保健食品配方中占比也達(dá)到38.53%。輔助降血糖保健食品的原料基本集中在少數(shù)幾類含黃酮或皂苷類中藥以及桑葉苦瓜等研究較為成熟的原材料中，原料來源相對比較單一。

(3)13種進(jìn)口輔助降血糖保健食品功效成分以總皂苷為主，配料中黃芪、苦瓜、苦瓜提取物也占有相當(dāng)大的比例，有3種使用黃芪、2種使用苦瓜、4種使用苦瓜提取物?？喙现泻锌喙宪?，黃芪中也含有皂苷，黃芪中的皂苷也有一定的降糖作用，黃芪多糖對糖尿病治療也有一定的效果，黃芪多糖能夠顯著降低小鼠體重和血糖，有效提高其肝臟抗氧化能力。

3 展望

不難看出，輔助降血糖保健食品種類和數(shù)量上都有一定的市場潛力。其活性成分和原材料來源單一現(xiàn)狀也充分反映了輔助降糖食品開發(fā)的相對滯后。針對降糖保健食品的現(xiàn)狀，總結(jié)目前產(chǎn)品的優(yōu)勢和不足，提出以下建議：

(1) 中藥在輔助降血糖保健食品原料中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，在保健食品的研究上?yīng)借鑒傳統(tǒng)中藥優(yōu)勢，同時結(jié)合現(xiàn)代研究成果，發(fā)掘中藥寶庫中潛在的降糖活性成分在輔助降血糖的保健食品的配方和功效成分上加以運(yùn)用。

(2)食品原料在降血糖類保健食品中也可以大放異彩，苦瓜中含有的苦瓜苷、苦瓜肽和生物堿，對糖尿病有很好的治療作用。葛根、南瓜、苦蕎、茶葉、銀耳、山茱萸、蠶蛹等在降血糖方面都有一定的作用[33]，可以用于新型降糖類保健食品的開發(fā)。

(3)糖尿病往往伴隨著并發(fā)癥，如高血脂、動脈硬化、中風(fēng)、腎病和神經(jīng)病變等。在輔助降血糖保健食品配方中需要綜合考慮和兼顧?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需求，加入具有抗氧化活性等功能成分用來緩解糖尿病可能伴隨的并發(fā)癥。

(4) 糖尿病的預(yù)防工作也非常重要，由于現(xiàn)代生活方式的影響，有糖尿病風(fēng)險的人群數(shù)量急劇增長，如果一旦確證為糖尿病后再進(jìn)行治療和保健都會事倍功半，而輔助降血糖保健食品具有安全性和明確的功效，是潛在的糖尿病人群非常好的選擇。

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Developmentandprospectsofcurrenthypoglycemichealthfoodsfunctionalcomponentsandtheirformula

JIA Fu-huai, XU Lu-yun*, WANG Cai-xia, YUAN Yuan，XIONG Fei-fei, LEI Lei

(Ningbo Yu Fang Tang Biological Science and Technology Co.,Ltd, Ningbo 315012,China)

In order to understand the present situation of functional components and formula in hypoglycemic health food, all 314 approved hypoglycemic health food was categorized based on data of SFDA. The frequency of raw materials usage, active components and functions of products were analyzed. Flavonoids, saponin and organic chromium are the most common active ingredients were mainly studied. Those components play important roles in controlling blood glucose and regulating carbohydrate metabolism and protecting islet cells. This review summaries the formula of hypoglycemic health food and provides a reference for further development of hypoglycemic health food.

hypoglycemic; health food; flavonoids; saponin; chromium

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.013827

學(xué)士，高級工程師(許璐云工程師為通訊作者,E-mail：xuluyun1989@126.com)。

寧波市發(fā)明專利產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目(2015A760001)

2017-01-13，改回日期：2017-04-13