控糖蛋糕對(duì)糖尿病患者血糖波動(dòng)影響的臨床試驗(yàn)

生慶海 - 閆 斌 賈艷菊 - 劉 晶 徐 麗 田婷婷 - 謝 穎 韓 旭 李增寧 -

(1.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050071；2.譜尼測(cè)試集團(tuán)深圳有限公司，廣東 深圳 518054；3.河北醫(yī)大第一醫(yī)院，河北 石家莊 050031)

糖尿病(DM)是當(dāng)前威脅全球人類健康最重要的非傳染性疾病之一，據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟預(yù)計(jì)，2045年全球患糖尿病人數(shù)將達(dá)到6.286億人，其中中國(guó)為1.144億人，約占全球患病人群的27%[1-2]。中國(guó)2型糖尿病(T2DM)患者約占糖尿病總體人群的90%以上，常合并高血壓、心腦血管疾病、糖尿病神經(jīng)病變、糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變等[3]。因此，積極有效地控制血糖，預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生或延緩并發(fā)癥的進(jìn)展，降低致殘率和病死率，是改善患者生活質(zhì)量的關(guān)鍵。營(yíng)養(yǎng)干預(yù)是糖尿病治療的主要方法之一，通過(guò)理論知識(shí)的教育和個(gè)性化飲食的指導(dǎo)進(jìn)行糖尿病的管理治療。有研究[4]表明，3～6個(gè)月的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)可使T2DM患者的糖化血紅蛋白絕對(duì)值下降2.0%，該效果可能類似或優(yōu)于現(xiàn)有的臨床藥物。

蛋糕是一種高糖、高脂的烘焙產(chǎn)品，具有較高的比容且質(zhì)地柔軟，廣受消費(fèi)者喜愛(ài)。但因升糖指數(shù)較高，不利于糖尿病患者血糖控制。有研究[5-6]顯示，將膳食纖維、甜味劑等添加至蛋糕配方中可改善蛋糕的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，從而適合糖尿病人食用。Yang等[5]以大豆渣粉和甜菊糖粉代替低谷蛋白粉和蔗糖制備高纖維低糖蛋糕，結(jié)果表明，含有10%的大豆殘?jiān)酆?.10%的甜菊糖粉顯示出最佳的感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。賀森等[6]結(jié)合南瓜和蕎麥的保健作用，研究出低糖南瓜蕎麥蛋糕的最佳配方和工藝，其產(chǎn)品含糖量低，營(yíng)養(yǎng)豐富，適合糖尿病人及普通人食用。但該兩項(xiàng)研究?jī)H基于理論進(jìn)行探討，并未進(jìn)行臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其效果。

苦杏仁含有豐富的不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、微量元素和VE等[7]，多項(xiàng)研究[8-10]認(rèn)為其對(duì)血糖、血脂代謝具有積極意義。燕麥中含有β-聚葡萄糖，能夠降低人體的血清膽固醇和血糖水平，對(duì)糖尿病患者病情穩(wěn)定具有健康益處[11]。羅漢果是一種天然甜味劑，動(dòng)物研究[12-13]表明其具有降血糖、降血脂及抗氧化作用。研究擬采用苦杏仁粉、燕麥粉等按一定比例替代小麥粉，使用羅漢果粉替代蔗糖，并添加抗性淀粉、聚葡萄糖等膳食纖維，加工成系列控糖蛋糕，口感香醇、松軟可口，評(píng)估控糖蛋糕對(duì)2型糖尿病患者血糖波動(dòng)的影響，旨在為今后該產(chǎn)品應(yīng)用提供臨床依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

大豆粉：北大荒集團(tuán)北京分公司；

燕麥粉、黑小麥粉：河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子所；

五得利面粉：京東商城；

膳食纖維營(yíng)養(yǎng)粉：纖維含量15%，河北今憶士生物科技有限公司；

普通蛋糕：蛋白質(zhì)5.4 g/100 g，脂肪21.0 g/100 g，碳水化合物56.0 g/100 g，總能量1 821 kJ/100 g，市售某品牌海綿蛋糕。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

血糖血酮儀、血糖試紙：雅培輔理善越佳型至新，Abbott diabetes Care Ltd；

掃描式葡萄糖檢測(cè)系統(tǒng)：雅培輔理善瞬感，Abbott diabetes Care Ltd；

相關(guān)體檢設(shè)備：河北醫(yī)大一院。

1.2 方法

1.2.1 系列控糖蛋糕的制備 采用海綿蛋糕工藝，工藝路線為全蛋與糖攪打(體積為原來(lái)的3倍左右)，加入面粉用中速攪拌至奶油色，灌模，上下火190 ℃烘烤30 min。主要原料為苦杏仁粉、抗性淀粉、聚葡萄糖、羅漢果粉等，未添加任何防腐劑。其中S0蛋糕的營(yíng)養(yǎng)成分為每100 g蛋糕中含蛋白質(zhì)約14.9 g、脂肪約23.8 g、碳水化合物約39.6 g、總能量約1 891 kJ/100 g。其他蛋糕S1、S2、S3、S5、S6在S0基礎(chǔ)上分別加入10%的大豆粉、燕麥粉、黑小麥粉、五得利面粉、膳食纖維營(yíng)養(yǎng)粉。

1.2.2 受試者選擇 受試者分為糖尿病患者和健康受試者。糖尿病患者為經(jīng)飲食控制或口服降糖藥治療后病情較穩(wěn)定，不需要更換藥物品種及劑量，僅服用維持劑量的成年2型糖尿病病人，具體納入標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1；健康受試者為血糖正常人群。

糖尿病患者排除標(biāo)準(zhǔn)：不符合表1標(biāo)準(zhǔn)者；1型糖尿病患者；年齡在18歲以下；妊娠或哺乳期婦女，對(duì)受試樣品過(guò)敏者；存在心、肝、腎等主要臟器并發(fā)癥，或合并有其他嚴(yán)重疾病，精神病患者，服用糖皮質(zhì)激素或其他影響血糖藥物者；不能配合飲食控制而影響觀察結(jié)果者；近3個(gè)月內(nèi)有糖尿病酮癥，酸中毒以及感染者；短期內(nèi)服用與受試功能有關(guān)的藥品，影響到對(duì)結(jié)果的判定者；凡不符合納入標(biāo)準(zhǔn)，未按規(guī)定服用受試樣品，或資料不全影響觀察結(jié)果者。

表1 糖尿病患者納入標(biāo)準(zhǔn)?

? 3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中，只要有一項(xiàng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并在隨后的1 d再選擇上述3項(xiàng)中的任一項(xiàng)重復(fù)檢查也符合標(biāo)準(zhǔn)者，即可確診為糖尿病。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用自身配對(duì)設(shè)計(jì)，在12周試驗(yàn)周期內(nèi)受試者穿插攝食對(duì)照早餐和試驗(yàn)早餐。對(duì)照早餐分為普通蛋糕和受試者自家早餐，試驗(yàn)早餐為系列控糖蛋糕。

試驗(yàn)分為3個(gè)階段，如圖1所示：第1階段，受試者攝食普通蛋糕1周、S0控糖蛋糕3周；第2階段，受試者攝食普通蛋糕1周、S5、S2、S1、S3試驗(yàn)蛋糕各1周；第3階段，受試者攝食S0蛋糕1周、自家早餐1周、S6蛋糕1周。

圖1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖

試驗(yàn)僅對(duì)受試者早餐進(jìn)行干預(yù)，攝食普通蛋糕和控糖蛋糕期間，根據(jù)受試者的標(biāo)準(zhǔn)體重確定蛋糕攝入量；攝食自家早餐期間，受試者根據(jù)自身情況自由攝入。設(shè)定早餐攝入能量確定為全天所需能量的2/7，根據(jù)式(1)計(jì)算受試者早餐所需能量，根據(jù)蛋糕所含能量推算蛋糕攝入量。試驗(yàn)要求攝食控糖蛋糕期間，禁止服用或注射與降糖有關(guān)的藥物。

E=m×f×2/7，

(1)

式中：

E——早餐所需能量，kJ；

m——標(biāo)準(zhǔn)體重，kg；

f——能量系數(shù)，kJ/kg。

檢測(cè)受試者空腹血糖、餐后2 h血糖、糖化血紅蛋白變化情況，并在試驗(yàn)前后進(jìn)行兩次常規(guī)體檢，觀察血脂、肝腎功能、眼底情況、精神、睡眠、血壓、大小便指標(biāo)。

通過(guò)比較對(duì)照早餐組和試驗(yàn)早餐組的血糖及試食前后糖化血紅蛋白下降情況，評(píng)價(jià)試驗(yàn)早餐的輔助降血糖效果；通過(guò)比較不同試驗(yàn)早餐組血糖值來(lái)評(píng)價(jià)不同控糖蛋糕的降糖效果；通過(guò)分析試驗(yàn)初和試驗(yàn)?zāi)┦茉囌叩捏w檢指標(biāo)，綜合評(píng)價(jià)試驗(yàn)早餐對(duì)受試者健康狀況的影響。

1.2.4 結(jié)果判定指標(biāo)

(1)血糖：采集指尖血和皮下組織間液測(cè)定空腹血糖及餐后2 h血糖，按式(2)計(jì)算血糖下降百分率。

X=(G1-G2)/G1×100%，

(2)

式中：

X——血糖下降百分率，%；

G1——對(duì)照早餐血糖，mmol/L；

G2——試驗(yàn)早餐血糖，mmol/L。

(2)糖化血紅蛋白：采集靜脈血測(cè)定試食前、后糖化血紅蛋白數(shù)值，按式(3)計(jì)算糖化血紅蛋白下降百分率。

W=(H1-H2)/H1×100%，

(3)

式中：

W——糖化血紅蛋白下降百分率，%；

H1——試驗(yàn)前糖化血紅蛋白，%；

H2——試驗(yàn)后糖化血紅蛋白，%。

(3)安全性指標(biāo)：在試驗(yàn)初和試驗(yàn)?zāi)┓謩e進(jìn)行一次體檢，檢測(cè)并觀察血脂、肝腎功能、眼底情況、精神、睡眠、血壓、大小便指標(biāo)。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 對(duì)照早餐組和試驗(yàn)早餐組血糖值的比較及試食前后糖化血紅蛋白值的比較，均采用配對(duì)t檢驗(yàn)。不同試驗(yàn)早餐組血糖值的比較方法為首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，再進(jìn)行方差分析和多重比較。由于健康受試者只有2名，所以未對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)和方差分析。體檢指標(biāo)要求受試者空腹進(jìn)行，去除不符合要求的受試者數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 受試者招募和參加試驗(yàn)情況

試驗(yàn)共招募試驗(yàn)人員38名，其中糖尿病組 36名，健康組2名(女性)。根據(jù)體檢結(jié)果，4人不符合試驗(yàn)的納入標(biāo)準(zhǔn)；另外，有1人因個(gè)人原因退出招募。最終，實(shí)際參加試食試驗(yàn)的糖尿病患者31名，男性14名，女性17名；健康組2名。個(gè)別人群因不喜歡吃蛋糕、不能堅(jiān)持測(cè)定血糖等原因在試驗(yàn)過(guò)程中退出，第12周末4人未參加體檢。共計(jì)27名糖尿病患者，2名正常人完成全部測(cè)試。

2.2 對(duì)照早餐組和試驗(yàn)早餐組血糖比較

2.2.1 指尖血葡萄糖值對(duì)比 糖尿病患者攝食對(duì)照早餐(普通蛋糕)和各組試驗(yàn)早餐時(shí)指尖血葡萄糖情況見(jiàn)表2，健康受試者攝食對(duì)照早餐(普通蛋糕)和各組試驗(yàn)早餐時(shí)指尖血葡萄糖值見(jiàn)表3。

表2 各組糖尿病患者空腹及餐后2 h指尖血葡萄糖值及血糖下降百分率?

Table 2 Fasting and 2 h postprandial fingertip blood glucose value and percentage drop in blood glucose of diabetic patients in each group

早餐類型 空腹 餐后2h 葡萄糖值/(mmol·L-1)血糖下降百分率/%n|t|P葡萄糖值/(mmol·L-1)血糖下降百分率/%n|t|P對(duì)照早餐(普通蛋糕)6.69±0.85-27--10.27±2.61-27--S0控糖蛋糕6.68±0.930.07±6.47270.080.947.02±0.9228.64±14.11277.910.00S1控糖蛋糕6.50±0.821.61±11.82260.980.347.14±1.4829.71±12.64258.680.00S2控糖蛋糕6.46±0.842.81±10.08271.610.127.61±1.3823.67±12.37278.190.00S3控糖蛋糕6.54±0.971.39±11.53260.780.447.31±2.2127.11±16.31267.050.00S5控糖蛋糕6.50±0.772.31±7.99271.720.107.62±1.4223.41±13.42277.700.00S6控糖蛋糕6.26±0.670.97±10.33130.540.608.55±1.3410.17±15.98133.210.01

?n代表樣本數(shù)(人數(shù))，∣t∣和P值為各試驗(yàn)早餐組與對(duì)照早餐(普通蛋糕)組進(jìn)行配對(duì)t-test的結(jié)果。

表3 各組健康受試者空腹及餐后2 h指尖血葡萄糖值

Table 3 Fasting and 2 h postprandial fingertip blood glucose value of healthy subjects in each group

早餐類型 空腹 餐后2h 葡萄糖值/(mmol·L-1)樣本數(shù)葡萄糖值/(mmol·L-1)樣本數(shù)正常早餐(普通蛋糕)4.83±0.4524.89±0.482S0控糖蛋糕5.04±0.2824.62±0.222S1控糖蛋糕4.73±0.3324.53±0.682S2控糖蛋糕5.6015.101S3控糖蛋糕3.95±0.4923.90±0.142S5控糖蛋糕4.98±0.5025.23±1.052S6控糖蛋糕4.83±0.4524.89±0.482

由表2可知，糖尿病患者攝食各試驗(yàn)早餐組時(shí)空腹血糖值與對(duì)照早餐(普通蛋糕)相比沒(méi)有顯著差異(P>0.05)，空腹血糖下降率<10%；但餐后2 h血糖都極顯著低于對(duì)照早餐(普通蛋糕)組(P≤0.01)，且餐后2 h血糖下降率均>10%。健康受試者在攝食各組早餐前后血糖值變化較小(表3)，因健康受試者只有2名，故未進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)和方差分析。

試驗(yàn)蛋糕使用了苦杏仁粉，苦杏仁雖含較高脂肪，但研究表明其并不會(huì)增加體重或BMI[14]，反而其中大量的單不飽和脂肪酸可能發(fā)揮了控制血糖、改善血脂等功能[15-17]，且黃酮類物質(zhì)可與淀粉酶的活性位點(diǎn)結(jié)合，發(fā)揮不同程度的抑制作用，杏仁中的槲皮素是淀粉酶作用最強(qiáng)的抑制劑之一[18]，這可能是杏仁表現(xiàn)抗血糖作用的另一原因。在一項(xiàng)隨機(jī)交叉試驗(yàn)[19]中，使用杏仁對(duì)血糖控制良好的T2DM患者進(jìn)行干預(yù)(共12周，每周5 d，28 g/d)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，進(jìn)食杏仁2 h后餐后血糖降低30%，與試驗(yàn)結(jié)果相似。另有中國(guó)臺(tái)灣學(xué)者Li等[20]對(duì)20例伴有輕度高脂血癥的T2DM患者進(jìn)行4周的杏仁飲食干預(yù)試驗(yàn)(60 g/d，替代20%的總熱量)，結(jié)果表明與對(duì)照組相比，干預(yù)組空腹血糖和胰島素水平顯著降低，與試驗(yàn)空腹血糖下降不明顯的結(jié)果不完全一致，可能與杏仁攝入量及試驗(yàn)樣本量不同有關(guān)。

羅漢果是一種藥用植物，研究[21]表明其主要有效成分是非糖類甜味物質(zhì)三萜皂甙，可作為甜味劑用于糖尿病食品中。何偉平等[22]研究了鮮羅漢果皂甙對(duì)小鼠血糖的調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)羅漢果皂甙不僅可以通過(guò)抑制α-葡萄糖苷酶的活性來(lái)抑制葡萄糖的轉(zhuǎn)化，還可提高胰島素水平，降低血糖含量。戚向陽(yáng)等[23]發(fā)現(xiàn)羅漢果提取物對(duì)四氧嘧啶誘發(fā)的糖尿病小鼠具有明顯的降血糖作用，推測(cè)羅漢果皂甙可能是通過(guò)免疫調(diào)節(jié)和抗氧化實(shí)現(xiàn)干預(yù)作用[24-25]。試驗(yàn)中使用含有羅漢果粉的試驗(yàn)蛋糕對(duì)糖尿病患者進(jìn)行干預(yù)發(fā)現(xiàn)可顯著降低餐后血糖，與前述研究[22-23]結(jié)果一致。

2.2.2 皮下組織間液葡萄糖值對(duì)比 如表4所示，皮下組織間液葡萄糖數(shù)據(jù)與指尖血數(shù)據(jù)相似，對(duì)照早餐(自家)組與S0控糖蛋糕組相比，糖尿病患者空腹血糖沒(méi)有顯著差異(P>0.05)，血糖下降率為(0.95±7.37)%；餐后2 h S0控糖蛋糕組的血糖顯著低于對(duì)照早餐(自家)組(P=0.00)，血糖下降率為(21.57±15.98)%。與食用自家早餐相比，S0蛋糕中的苦杏仁及羅漢果可能是餐后2 h血糖下降的主要貢獻(xiàn)者[15-18]。

表4 各組糖尿病患者空腹及餐后2 h皮下組織間液葡萄糖值?

?n代表樣本數(shù)(人數(shù))，∣t∣和P值為試驗(yàn)早餐組與對(duì)照早餐(自家)組進(jìn)行配對(duì)t-test的結(jié)果。

2.3 不同試驗(yàn)早餐組降糖效果比較

對(duì)各組降糖效果進(jìn)行方差分析結(jié)果如表5所示，糖尿病患者攝食系列控糖蛋糕(S0、S1、S2、S3、S5、S6)的空腹和餐后2 h血糖、血糖下降百分率均未見(jiàn)顯著差異(P>0.05)。

2.4 試食前后糖化血紅蛋白(HbA1c)比較

如表6所示，經(jīng)過(guò)3個(gè)月的試食試驗(yàn)，糖尿病患者的糖化血紅蛋白顯著降低(P=0.01)，由試驗(yàn)初的7.10%降到試驗(yàn)?zāi)┑?.84%，降低了0.26%；健康受試者的糖化血紅蛋白均在正常范圍內(nèi)。

表5 各組控糖蛋糕降糖效果比較的方差分析結(jié)果

Table 5 ANOVA results of effect comparison between sugar control cakes

組別 指尖血葡萄糖值 血糖下降百分率 F值P值F值P值空腹0.250.910.310.87餐后2h0.830.511.120.34

Cohen等[19]對(duì)血糖控制良好的T2DM患者進(jìn)行12周杏仁進(jìn)食試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)糖化血紅蛋白降低了4%，另有試驗(yàn)[26]表明，對(duì)T2DM患者進(jìn)行24周杏仁飲食干預(yù)后，可降低T2DM患者的糖化血紅蛋白。周英等[27]進(jìn)行的體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)羅漢果提取物和羅漢果苷V對(duì)胰島素分泌有顯著促進(jìn)作用，這可能也是解釋試驗(yàn)蛋糕降低糖尿病患者糖化血紅蛋白的原因之一。

表6 受試者糖化血紅蛋白(HbA1c)

2.5 安全性指標(biāo)

試食前后，各受試者血脂、肝腎功能指標(biāo)均在正常范圍(除1名健康受試者血脂稍高于正常參考值范圍，與春節(jié)期間飲食油脂類食物過(guò)多有關(guān))；各受試者眼底情況、精神、睡眠、血壓、大小便情況均也未見(jiàn)異常。

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，自主開(kāi)發(fā)的控糖蛋糕可顯著降低T2DM患者餐后血糖和糖化血紅蛋白，不同試驗(yàn)蛋糕間無(wú)明顯差異，且安全性良好。目前控糖食品開(kāi)發(fā)過(guò)程中普遍存在缺乏臨床驗(yàn)證效果的問(wèn)題，導(dǎo)致消費(fèi)者對(duì)品質(zhì)難以辨別，研究開(kāi)展的臨床試驗(yàn)正是彌補(bǔ)了該項(xiàng)不足，為產(chǎn)品應(yīng)用提供了有力依據(jù)。但同時(shí)也存在試驗(yàn)樣本量小、干預(yù)時(shí)間不夠長(zhǎng)的問(wèn)題，有待進(jìn)一步深入研究。