進(jìn)餐前服用白蕓豆提取物對(duì)餐后血糖的改善功效

楊 寧 趙燕云 施文彩 周金花 鄭 璇

前期研究證實(shí)白蕓豆中含有較高活性的α-淀粉酶抑制物質(zhì)(α-amylase inhibitor,α-AI)，化學(xué)成分為一種復(fù)合糖蛋白，國(guó)外稱之為“starchblocker”，意思是“淀粉吸收阻斷劑”[1]。有研究表明，α-AI能抑制腸胃道內(nèi)唾液、胰淀粉酶的活性，阻礙或延緩人體對(duì)食物中主要的碳水化合物的水解和消化，降低食物中淀粉糖類物質(zhì)的分解吸收，從而起到降低血糖、血脂的作用，抑制血糖濃度的升高[1，2]。目前，國(guó)外對(duì)此研究已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及人群試驗(yàn)等較多討論[3，4]。但國(guó)內(nèi)還未有對(duì)白蕓豆提取物臨床效果的人群研究進(jìn)行報(bào)道。本研究擬觀察白蕓豆提取物對(duì)葡萄糖耐量曲線的影響，以及不同劑量白蕓豆提取物對(duì)餐后血糖的影響，試圖明確其對(duì)餐后血糖的臨床效應(yīng)，并摸索臨床最佳劑量，為指導(dǎo)臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

對(duì)象與方法

1.研究對(duì)象:本研究為自身對(duì)照研究，共在上海長(zhǎng)海醫(yī)院臨床醫(yī)院營(yíng)養(yǎng)科門診招募健康成年志愿者16名，年齡18～45歲，體重指數(shù)(body mass index，BMI) 18.5～23.9kg/m2。所有受試者均身體健康，無糖尿病家族史、無糖耐量異常、糖尿病前期等亞臨床代謝異常。

2.試劑與儀器:(1)血糖儀：Accu-CHEK performa型血糖儀購(gòu)自美國(guó)羅氏公司，按照試紙代碼校正調(diào)整儀器。(2)試驗(yàn)食品：FitinTM酶解蕓豆粉又稱為白蕓豆提取物，由無錫華康生物科技有限公司提供，自特種白蕓豆中萃取出的天然 α-淀粉酶抑制劑，目前已成功制備出高純度淀粉酶抑制劑，經(jīng)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，其生物酶活性達(dá)到14405.10U/g。

3.試驗(yàn)用食品制作：根據(jù)《中國(guó)食物成分表》，每100g梗米含77.4g碳水化合物。經(jīng)計(jì)算，每65g米飯中大概含有50g碳水化合物，16名志愿者同時(shí)食用同批煮出鍋米飯，平均每人65g，用以測(cè)定餐后血糖反應(yīng)曲線。

4.血糖反應(yīng)曲線測(cè)定

(1)50g葡萄糖餐后血糖曲線下面積測(cè)定：所有受試者于實(shí)驗(yàn)前一天晚上10：00時(shí)禁食至第2天早上8：00時(shí)，用指尖毛細(xì)血管法測(cè)定空腹血糖，隨后在5min內(nèi)口服含葡萄糖50g的溶液200ml，于口服后第15、30、45、60、75、90、105和120min，分別測(cè)指尖毛細(xì)血管血糖水平。

(2)白蕓豆提取物對(duì)葡萄糖血糖曲線下面積的影響：所有受試者于實(shí)驗(yàn)前一天晚上10：00時(shí)禁食至第2天早上8：00時(shí)，用指尖毛細(xì)血管法測(cè)定空腹血糖，隨后服用300ml白開水+2g白蕓豆提取物，15min后，口服葡萄糖50g的溶液200ml，于口服葡萄糖溶液后第15、30、45、60、75、90、105和120min，分別測(cè)指尖毛細(xì)血管血糖水平。

(3)受試者進(jìn)食白米飯餐后血糖應(yīng)答測(cè)定：所有受試者于實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)前一天晚上10：00時(shí)禁食至第2天早上8：00時(shí)，用指尖毛細(xì)血管法測(cè)定空腹血糖，分別僅進(jìn)食65g白米飯(大約含50g碳水化合物)，于進(jìn)食后第15、30、45、60、75、90、105和120min，分別測(cè)指尖毛細(xì)血管血糖水平。

(4)白蕓豆提取物對(duì)進(jìn)食白米飯餐后血糖應(yīng)答的影響：所有受試者于實(shí)驗(yàn)前一天晚上10：00時(shí)禁食至第2天早上8：00時(shí)，用指尖毛細(xì)血管法測(cè)定空腹血糖，隨后服用300ml白開水+2g白蕓豆提取物，15min后，僅進(jìn)食65g白米飯(含50g碳水化合物)，5min內(nèi)要求進(jìn)食完畢，于進(jìn)食后第15、30、45、60、75、90、105和120min，分別測(cè)指尖毛細(xì)血管血糖水平。

(5)不同劑量白蕓豆提取物對(duì)進(jìn)食白米飯餐后血糖應(yīng)答的影響：所有受試者于實(shí)驗(yàn)前一天晚上10:00時(shí)禁食至第2天早上8：00時(shí)，用指尖毛細(xì)血管法測(cè)定空腹血糖。于同上方法測(cè)量食用白米飯測(cè)量餐后血糖后，在第2、3天分別于僅進(jìn)食65g白米飯(含50g碳水化合物)前15min服用300ml白開水+4、6g白蕓豆提取物，65g米飯要求5min內(nèi)進(jìn)食完畢，于進(jìn)食后第15、30、45、60、75、90、105和120min，分別測(cè)指尖毛細(xì)血管血糖水平。

5.GI值計(jì)算:

結(jié) 果

1.米飯，米飯+2g白蕓豆提取物的GI值：試驗(yàn)食物的GI值根據(jù)患者服用65g米飯(含50g碳水化合物)的米飯，米飯+2g白蕓豆提取物，所引起的血糖曲線下面積與服用50g葡萄糖所引起的血糖反應(yīng)曲線下面積之比，取平均值得該研究用米飯GI值為88.7，米飯+2g白蕓豆提取物GI值為85.93，米飯+2g白蕓豆提取物GI值略低于僅米飯GI值。

2.白蕓豆提取物對(duì)葡萄糖血糖曲線下面積的影響:受試者服用葡萄糖及葡萄糖+2g白蕓豆提取物后的平均血糖應(yīng)答曲線見圖1，受試者服用受試食品后的葡萄糖耐量曲線略有下降，但兩組間均數(shù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與僅服用葡萄糖比較，在此前15min服用2g白蕓豆提取物溶液(加300ml水)的血糖曲線呈下降趨勢(shì)，尤其是在45、60min時(shí)，餐后血糖曲線面積小于僅食葡萄糖組，其曲線面積約為后者的96%。

圖1 口服白蕓豆提取物(2g)對(duì)葡萄糖耐量曲線的影響

3.白蕓豆提取物對(duì)餐后血糖應(yīng)答曲線的影響：受試者食用65g白米飯及65g白米飯+2g白蕓豆提取物的平均血糖反應(yīng)曲線見圖2，加服2g受試食品后的餐后血糖曲線有下降趨勢(shì)，與葡萄糖耐量曲線的下降趨勢(shì)相仿，但8個(gè)時(shí)間點(diǎn)的兩組間比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與僅食白米飯比較，在食用65g白米飯前服用2g白蕓豆提取物溶液(加300ml水)的血糖曲線呈下降趨勢(shì)，尤其是在30～60min，餐后血糖曲線面積小于僅食白米飯組，提示白蕓豆提取物對(duì)餐后血糖曲線的關(guān)系呈正相關(guān)。

4.不同劑量白蕓豆提取物對(duì)白米飯餐后血糖應(yīng)答曲線的影響:為進(jìn)一步研究劑量-反應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過1周的洗脫期后，筆者研究了4、6g白蕓豆提取物對(duì)白米飯餐后血糖的影響。共包括16名受試者，沒有原受試者脫落。8個(gè)不同時(shí)間段所有患者的餐后血糖值均在正常范圍內(nèi)：空腹血糖6.1mol/L，餐后1h血糖6.7～11.1mmol/L，餐后2h血糖≤7.8mmol/L(表1)。

圖2 口服白蕓豆提取物(2g)對(duì)白米飯餐后血糖曲線的影響

表1 3組(僅食白米飯組、米飯+4g白蕓豆提取物組以及米飯+6g白蕓豆提取物組)血糖值描述(mmol/L)

3組的餐后血糖峰值均出現(xiàn)在45～60min，達(dá)到約7mmol/L(表2)。與僅食白米飯組比較，米飯+4、6g 白蕓豆提取物組的血糖平均值都在45min和60min時(shí)顯著降低。與2g白蕓豆提取物對(duì)葡萄糖耐量曲線影響的趨勢(shì)相同(圖2)。

3組血糖應(yīng)答反應(yīng)，僅食白米飯組的血糖波動(dòng)顯著，血糖最高峰值出現(xiàn)在45min(7.3mmol/L)后下降迅速(圖3)。米飯+4g白蕓豆提取物組血糖也有相似波動(dòng)，但45min后的下降趨勢(shì)略為穩(wěn)定。與此比較米飯+6g白蕓豆提取物組的受試者在服用6g白蕓豆提取物 30min后，血糖即開始下降，其峰值也明顯低于其余兩組(表2)，并穩(wěn)定維持下降趨勢(shì)。6g白蕓豆提取物對(duì)餐后血糖的影響最為顯著。

表2 3組(僅食白米飯組、米飯+4g白蕓豆提取物組以及米飯+6g白蕓豆提取物組)血糖值平均值

圖3 不同劑量白蕓豆提取物對(duì)白米飯餐后血糖曲線的影響

30min和45min時(shí)，米飯+4g白蕓豆提取物組受試者的血糖較僅食白米飯組有所降低。在2h的實(shí)驗(yàn)中，該組受試者的血糖在30min時(shí)平均值下降了0.08mmol/L，在45min時(shí)平均值下降了0.18mmol/L，但組間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.761，P=0.400，表3)。該組在45min血糖峰值后，60～120mimn內(nèi)與僅食白米飯組的餐后血糖平均值差異逐步增加0.04～0.55mmol/L。組間在90、105和120min的血糖值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別為0.007、0.007和0.029；其余組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表3)。

表3 不同劑量白蕓豆提取物對(duì)餐后血糖影響的組間差異

僅食白米飯組和米飯+6g白蕓豆提取物組組間差異的平均值與僅食白米飯組和米飯+4g 白蕓豆提取物組的結(jié)果大致相同，45min后受試者平均血糖比僅食白米飯組低0.54mmol/L(表2)，且組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.013)。此外，盡管攝入白蕓豆提取物后105、120min平均血糖值明顯高于白米飯組(P=0.05、P=0.002，表4)，但血糖在峰值后穩(wěn)定下降，與餐前服用4g白蕓豆提取物表現(xiàn)趨勢(shì)一致，并在120min時(shí)都達(dá)到餐后2h血糖正常值。

討 論

餐后高血糖是許多2型糖尿病患者的重要臨床表現(xiàn)，而餐后高血糖也是糖尿病并發(fā)癥發(fā)生的重要因素[5]。已有研究表明，多種植物中提取出的α-淀粉酶抑制劑有降低血糖，抑制血糖濃度升高的作用，如小麥、蕎麥等[2,6,7]。Bowman[8]在1945年首次在蕓豆中提取出α-淀粉酶抑制劑，被認(rèn)為是一種具有N端糖基化的糖蛋白，需要經(jīng)過蛋白水解酶水解去抑制作用后才能有活性。有動(dòng)物試驗(yàn)表明，長(zhǎng)期應(yīng)用從白蕓豆中提取出的α-淀粉酶抑制劑可降低無糖尿病的Wistar大鼠的血糖水平和體重[9]。本研究采用人群干預(yù)研究，也發(fā)現(xiàn)在健康受試者進(jìn)食米飯前15min服用白蕓豆提取物，可使血糖峰值由7.3±0.7mmol/L降至7.1±0.7mmol/L(服用4g白蕓豆提取物)、6.7±0.7mmol/L(服用6g白蕓豆提取物)，表明該白蕓豆提取物可以有效幫助平穩(wěn)餐后血糖。

白蕓豆提取物改善餐后血糖的作用與它的生物活性、形態(tài)以及攝入量相關(guān)。Udani等[10]的研究提示在進(jìn)食含50g碳水化合物的面包前服用3000mg粉末狀的白蕓豆提取物比3000mg膠囊狀白豆提取物可更顯著降低白面包的GI值，控制餐后血糖。本研究中，受試者在服用2、4、6g白蕓豆提取物45min后，餐后血糖水平降低，與另一篇文獻(xiàn)綜述報(bào)道的含有蕓豆提取物的一種膠囊型的功能性保健品與改善血糖水平的相關(guān)趨勢(shì)大致相同，但此研究13名受試者食用米飯后30min血糖水平顯著降低[11]。其時(shí)間差異可能與提取物中的α-AI生物活性及不同制劑形態(tài)有關(guān)。本研究中關(guān)于白蕓豆提取物和餐后血糖的關(guān)系時(shí)，采用的是高生物酶活性的白蕓豆提取物，其生物活性超同類產(chǎn)品10倍以上，但其制劑形態(tài)為粉劑，需加水300ml沖調(diào)服用。

白蕓豆提取物的劑量-反應(yīng)關(guān)系已被提出，有研究表明進(jìn)食0.75g白蕓豆提取物可對(duì)淀粉吸收產(chǎn)生28%～41%的抑制作用，而每進(jìn)食1.5g其吸收抑制率為66%，從而有效控制血糖[12]。本研究對(duì)劑量-反應(yīng)關(guān)系也進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)服用劑量對(duì)其抑制餐后血糖具有一定效應(yīng)。研究結(jié)果顯示16名健康受試者餐前15min服用6g 白蕓豆提取物(加300ml水)降低進(jìn)食白米飯后的血糖反應(yīng)的效果最佳。此外，服用白蕓豆的安全性也已有文獻(xiàn)報(bào)道，一項(xiàng)動(dòng)物毒性研究表明，在給藥至小鼠0.5～5.0克/(千克·體重)的情況下，白蕓豆提取物的急性和亞慢性給藥顯示無毒性，無不良反應(yīng)，對(duì)腎功能和肝功能無影響。2006年11月，美國(guó)FDA關(guān)于白蕓豆提取物相關(guān)功能性食物允許使用以下聲明：“與合理的飲食和運(yùn)動(dòng)計(jì)劃結(jié)合使用時(shí)，可能有助于控制體重”和“可能減少膳食淀粉酶消化”。因此，本研究2～6g的研究范圍屬于安全使用范圍，并提示服用較大劑量6g 時(shí)，餐后血糖控制比服用較小劑量時(shí)效果更佳，其血糖波動(dòng)程度考慮和人體血糖自穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)有關(guān)。

α-AI可以降低小腸個(gè)部分的二糖酶活性，推測(cè)α-AI與胃腸道多種淀粉酶的活性抑制有關(guān)，使食物中的大量糖類在小腸末端吸收，延長(zhǎng)其消化時(shí)間，因此能有效阻礙并延緩機(jī)體吸收葡萄糖的速度，以改善進(jìn)食后的血糖波動(dòng)，甚至有減重效應(yīng)[13]。本研究結(jié)果與此推測(cè)較一致，研究發(fā)現(xiàn)，比起僅食用白米飯血糖水平45min后的劇烈下降，在服用白蕓豆提取物后的血糖下降趨勢(shì)更為穩(wěn)定，并在2h內(nèi)達(dá)到正常血糖水平。白蕓豆提取物主要活性成分為α-淀粉酶抑制，對(duì)服用葡糖糖后的血糖應(yīng)答表明其不會(huì)造成低血糖，甚至可能用預(yù)防糖尿病合并低血糖的發(fā)生[14]。

綜上所述，白蕓豆提取物FitinTM酶解蕓豆粉對(duì)健康人群餐后血糖有改善作用。但本研究由于樣本量較小，且選擇正常人群為試驗(yàn)對(duì)象，研究仍存在一定缺點(diǎn)。更大樣本量的研究白蕓豆提取物及餐后血糖關(guān)系的試驗(yàn)可在糖尿病患者上進(jìn)行，進(jìn)一步證實(shí)其對(duì)血糖的控制作用，為防治糖尿病提供新思路。