雜豆膳食纖維生理功能及其作用機(jī)制研究進(jìn)展

蔡文強(qiáng)，崔嘉航，劉瑞，李楠，孫元琳*

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太谷 030801；2.運(yùn)城學(xué)院 生命科學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000；3.農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全運(yùn)城重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 運(yùn)城 044000）

雜豆是指除大豆、花生等高脂肪豆科植物之外的小宗淀粉質(zhì)豆類的總稱，均屬豆科，蝶形花亞科，多為一年生或越年生[1]。我國(guó)雜豆種植歷史悠久，產(chǎn)量大，是重要的雜豆生產(chǎn)和出口國(guó)。我國(guó)栽培的雜豆品種有豌豆、黑豆、綠豆、豇豆、木豆、利馬豆以及鷹嘴豆等，不僅具有高蛋白、高膳食纖維、低脂肪等特性，還含有豐富的維生素以及礦物質(zhì)元素。聯(lián)合國(guó)提出了“提供豐富營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展”的口號(hào)，將2016 年命名為“國(guó)際雜豆年”，并將每年的2 月10 日定為世界豆類日[2]。

膳食纖維（dietary fiber，DF）又稱“第七營(yíng)養(yǎng)素”，是指聚合度≥3 的天然存在，從植物中提取或直接合成，不能被小腸消化吸收，對(duì)人體健康有益的碳水化合物的聚合物[3]。膳食纖維按照是否能溶于水，可以分為可溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）和不溶性膳食纖維（insoluble dietary fiber，IDF）。SDF 主要包括親水膠體物質(zhì)，如果膠、樹膠、低聚糖以及可溶性半纖維素等。IDF 主要包括纖維素、木質(zhì)素等，也包括難以溶解的半纖維素。雜豆富含大量膳食纖維，血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）較低，經(jīng)常被添加到食品中來降低食品GI 值[4-5]。雜豆膳食纖維可以促進(jìn)人體腸道蠕動(dòng)，增加飽腹感，有效降低人體血液中血糖和膽固醇水平，調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，改善腸道健康水平，維持人體健康。

近年來，由于我國(guó)消費(fèi)者生活方式和膳食構(gòu)成的改變，粗糧攝入比例大幅減少，肥胖癥、高血壓、高血脂、2 型糖尿病、血脂異常和冠心病等慢性疾病的發(fā)病率也存在上升趨勢(shì)。雜豆膳食纖維作為日常飲食的重要組成，是維護(hù)機(jī)體健康的有效手段。雜豆膳食纖維的生理功能主要表現(xiàn)在降血糖、降血脂、調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)以及抗氧化等幾個(gè)方面。雜豆膳食纖維腸道菌群和抗氧化性與其降血糖、降血脂的作用機(jī)制密切相關(guān)，共同起到預(yù)防肥胖、2 型糖尿病以及降低高血脂的作用。本文針對(duì)雜豆膳食纖維生理功能和作用機(jī)制的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，為開發(fā)雜豆膳食纖維相關(guān)功能食品提供理論基礎(chǔ)。

1 雜豆膳食纖維的組成與理化性質(zhì)

為了準(zhǔn)確反映膳食纖維與腸道微生物的相互影響，歐洲食品安全局飲食產(chǎn)品和過敏專家小組將膳食纖維細(xì)分為四大類型[5]，非淀粉多糖（纖維素、半纖維素、果膠和樹膠等親水性膠體）；低聚糖（低聚半乳糖、低聚果糖及其他寡糖）；抗性淀粉；木質(zhì)素。雜豆膳食纖維按來源分類屬于植物膳食纖維，主要包括細(xì)胞中存在的抗性淀粉和細(xì)胞壁中的非淀粉多糖。研究表明[6]，雜豆中非淀粉多糖含量在5.5%～19.6%左右，不溶性部分含量占比較大。雜豆膳食纖維由復(fù)雜排列的多糖組成，不同的單糖組成會(huì)導(dǎo)致雜豆膳食纖維的功能有不同程度的差異。

張雅芝[7]提取白蕓豆中非淀粉多糖，采用離子色譜測(cè)定其單糖組成，分別為鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖醛酸和葡糖醛酸，含量最高的是阿拉伯糖占36.54%。白蕓豆非淀粉多糖相對(duì)分子量分布不均一，主要包含3 個(gè)組分，相對(duì)分子量分別為300.67、111.30、18.16 kDa，是一種果膠類多糖。周芳寧[8]研究發(fā)現(xiàn)，新鮮豌豆渣基本上不含有SDF，以IDF為主，由木質(zhì)素、半纖維素和纖維素組成。瞿琳等[9]研究發(fā)現(xiàn)，豌豆種皮含有豐富的DF，包括纖維素（68.8%）、半纖維素（7.5%）以及果膠（16.8%）。豌豆種皮的可溶性多糖組成非常復(fù)雜，多糖的主要單糖組成為阿拉伯糖、木糖和半乳糖醛酸（摩爾比1∶0.55∶0.45）。研究表明[10-11]，海藻糖和木糖在綠豆皮IDF 中含量較高，且不含有果糖，纖維素含量最高，約占32.84%，而綠豆皮SDF 中核糖和甘露糖含量高。宋倩倩[12]研究發(fā)現(xiàn)，綠豆全豆多糖分子量為146.22 kDa，是由阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、半乳糖和葡糖醛酸（摩爾比為0.94∶0.37∶0.33∶0.13∶5.99）組成的一種具有良好熱穩(wěn)定性的雜多糖。

DF 具有水合性、持油性、黏合性、增稠性以及吸附陽(yáng)離子等理化特性，且大多和SDF 的增加存在正相關(guān)[13]。雜豆的DF 結(jié)構(gòu)中有大量的親水性基團(tuán)，吸水性強(qiáng)，膨脹性強(qiáng)，保水性好，所以飽腹感會(huì)很快增加。雜豆膳食纖維中的果膠等成分具有很高的黏稠度，可以形成溶膠或凝膠，能促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，促使排便速度加快。雜豆膳食纖維具有大量側(cè)鏈基團(tuán)，如羧基、氨基、羥基等，具有類似弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂的能力，結(jié)合利用Na+、K+等陽(yáng)離子，可以消除人體內(nèi)有害的金屬離子，保護(hù)人體腸道健康。膳食纖維也可以吸附NO2-、膽汁酸和膽固醇等來降低血清和肝臟中的膽固醇含量。

2 雜豆膳食纖維生理功能

《中國(guó)居民膳食指南（2022）》倡導(dǎo)食物的多樣性和合理搭配，提出將全谷物、雜豆和薯類作為膳食的重要組成部分，推薦每人每天攝入50～150 g 的全谷物和雜豆類。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)建議：人體每天至少攝入25～30 g DF，但目前我國(guó)城市居民的日均DF 攝入量還不足，補(bǔ)充一些優(yōu)質(zhì)的DF 迫在眉睫[14]。雜豆是DF 的優(yōu)質(zhì)補(bǔ)充來源，具有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)和提高飽腹感，抗氧化、改善腸道菌群[6]、降低血糖[15-16]、降低血脂[17]、預(yù)防肥胖、2 型糖尿病、心血管疾病[18]等慢性疾病的功效。

2.1 降血糖功能

雜豆屬于低GI 食品。研究表明[19]，食用雜豆后會(huì)增強(qiáng)飽腹感，且血糖的波動(dòng)較小。雜豆膳食纖維具有控制餐后血糖的功能，升高血清胰島素（insulin，INS）水平及維持血糖平衡和穩(wěn)定等功能。雜豆膳食纖維能夠有效吸附葡萄糖，延緩葡萄糖擴(kuò)散，抑制α-淀粉酶的活性，降低淀粉的總消化率，從而有利于血糖的控制。SDF 進(jìn)入胃腸道后會(huì)變黏稠，可以延遲胃腸道內(nèi)碳水化合物的吸收利用，加速胃排空速率，從而減緩血糖的升高[20]。IDF 可以起到吸收水分、軟化糞便以及促進(jìn)腸道蠕動(dòng)的作用。佐兆航等[15]使用不同劑量的雜豆膳食纖維飼喂糖尿病模型大鼠，發(fā)現(xiàn)糖尿病模型大鼠空腹血糖值明顯降低，且胰島細(xì)胞數(shù)目顯著增多，表明雜豆膳食纖維可以起到降低血糖含量的效果。劉曉賀等[21]測(cè)定了豌豆DF 的物化特性、葡萄糖吸附能力和葡萄糖延遲指數(shù)，得出豌豆DF 中SDF 和IDF 組成比例均衡，呈弱酸性且具有較高的持水率，有一定吸附膽固醇和葡萄糖的作用，可以起到降血糖的功效。鷹嘴豆粉的DF 含量可以達(dá)到7.09 g/100 g～9.28 g/100 g，可以更好地抵抗小腸的消化能力，延緩葡萄糖進(jìn)入血液中的時(shí)間，減少對(duì)INS 的需求，從而改善血糖異常水平[22-23]。Hou等[24]研究發(fā)現(xiàn)，含有綠豆皮的全綠豆可以增強(qiáng)INS敏感性，顯著降低小鼠空腹血糖和血清INS 水平。

2.2 降血脂功能

血脂異常，通常是指總膽固醇（total cholesterol，TC）和（或）甘油三酯（triglyceride，TG）在血漿中升高，俗稱高脂血癥，是一種與高血壓、冠心病、高膽固醇血癥、動(dòng)脈粥樣硬化等相關(guān)的嚴(yán)重代謝紊亂疾病[25]。雜豆膳食纖維可以吸附膽酸鹽以及降低膽固醇，從而達(dá)到降低血脂的效果。SDF 能降低葡萄糖的吸收，稀釋血糖和INS 水平，促使INS 分泌減少，從而減少肝臟中TC的合成[26]。楊末[11]研究綠豆皮SDF 對(duì)血脂水平的調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)綠豆皮SDF 對(duì)小鼠的體重、血清、肝臟和糞便中的脂質(zhì)含量均有明顯的降低作用，同時(shí)使血清和肝臟的TC、TG、低密度脂蛋白膽固醇（low-densitylipoprotein-cholesterol，LDL-C）水平和動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)明顯降低。結(jié)果表明，綠豆皮SDF 可以促進(jìn)糞便脂質(zhì)和膽汁酸的排泄，對(duì)降低血脂水平有較好的效果。張瑞[27]研究發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆膳食纖維可以降低高脂血癥大鼠血清TC、TG、LDL-C，提高高密度脂蛋白膽固醇（highdensity lipoprotein-cholesterol，HDL-C）水平，表明鷹嘴豆膳食纖維對(duì)血脂異常具有較好的改善作用。

2.3 調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)

腸道菌群是腸道內(nèi)微生物的總稱，在維持機(jī)體健康方面發(fā)揮著重要的作用。在人體腸道菌群中，擬桿菌屬和厚壁菌屬是優(yōu)勢(shì)菌群。研究表明[28]，DF 不僅可以調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，提高擬桿菌豐度，提高短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）含量，還能改善脂肪酸組成，調(diào)節(jié)脂代謝，對(duì)維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)具有重要意義。

雜豆膳食纖維可被腸道微生物降解，產(chǎn)生大量SCFAs，增加腸道的酸度，從而促進(jìn)腸道有益菌的生長(zhǎng)繁殖。腸道菌群發(fā)酵生成的SCFAs 大多為乙酸、丙酸和丁酸，占人體腸道內(nèi)SCFAs 的86%左右，且SCFAs在維持腸道形態(tài)和功能方面起著重要作用[29]。Han 等[30]通過研究鷹嘴豆膳食纖維對(duì)高脂血癥和腸道菌群失調(diào)紊亂的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆DF 可以有效提高大鼠體內(nèi)擬桿菌和乳酸桿菌的豐度，提高丙酸水平，從而有效改善大鼠的腸道環(huán)境。厲佳怡等[31]利用豌豆超微粉碎DF 飼喂糖尿病模型小鼠4 周，高通量測(cè)序小鼠的糞便菌群，研究發(fā)現(xiàn)小鼠腸道環(huán)境改善，有益菌數(shù)量增多，致病菌的增殖受到抑制。表明豌豆超微粉碎DF 對(duì)糖尿病小鼠腸道菌群豐富性和多樣性具有較好的調(diào)節(jié)作用。宋倩倩[12]研究發(fā)現(xiàn)，綠豆皮多糖灌胃Balb/c 小鼠增加了結(jié)腸長(zhǎng)度和SCFAs，同時(shí)會(huì)增加腸道內(nèi)厚壁菌門、擬桿菌屬和梭菌屬，有效調(diào)節(jié)腸道菌群的構(gòu)成，有助于維持腸道健康。

2.4 抗氧化

宋倩倩[12]通過水提醇沉法制備綠豆全豆多糖，進(jìn)行了體外抗氧化試驗(yàn)。結(jié)果顯示，多糖濃度為2 mg 時(shí)，DPPH·和·OH 清除率可達(dá)80%以上，表明綠豆全豆多糖具有較好的DPPH·和·OH 清除能力。尹術(shù)華等[32]通過熱水浸提法制備白扁豆非淀粉多糖。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，白扁豆非淀粉多糖含量達(dá)到6.4 mg 時(shí)，·OH 和DPPH·的清除率分別為42.02%～46.84%、19.87%～22.53%，而且清除水平和含量有明顯的正相關(guān)，這表明白扁豆非淀粉多糖具有一定的抗氧化能力。胡愛軍等[33]利用超聲波輔助提取鷹嘴豆中粗多糖。結(jié)果顯示，3 mg 鷹嘴豆中性多糖和酸性多糖對(duì)DPPH·、·OH、ABTS+·的清除率分別是40.26%、26.25%、42.96%；53.83%、28.04%、51.55%。隨著多糖濃度的增加，清除率會(huì)有所上升，這顯示鷹嘴豆多糖抗氧化的作用很強(qiáng)。Patra 等[34]利用熱水浸提法從蕓豆中提取了水溶性果膠多糖。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蕓豆水溶性果膠多糖對(duì)DPPH·的清除率最高可達(dá)到72.5%，表明蕓豆水溶性果膠多糖具有較好的抗氧化活性。

3 雜豆膳食纖維降血糖作用機(jī)制

DF 在降血糖方面有著顯著作用，其降血糖的作用機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面：1）提高神經(jīng)末梢對(duì)INS 的敏感性，增強(qiáng)血糖合成糖原的能力，減少INS 的需求量，從而降低胰島素抵抗的狀態(tài)[16，20]。2）抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶等消化酶的活性，降低淀粉的水解速度，減緩葡萄糖的釋放，進(jìn)而顯著降低餐后血糖水平[16，35]。3）增強(qiáng)酶促抗氧化體系的抗氧化能力，減少自由基的過度產(chǎn)生，減輕胰島細(xì)胞的損傷，降低炎癥損傷[15-16]。

3.1 改善胰島素抵抗，提高胰島素敏感性

胰島素抵抗（insulin resistance，IR）是指組織對(duì)INS 的敏感性下降，機(jī)體葡萄糖攝取和處理能力減弱，從而需要高水平INS 來控制血糖的狀態(tài)。IR 通常會(huì)導(dǎo)致血糖代謝和脂質(zhì)代謝出現(xiàn)異常，大量的葡萄糖不能被細(xì)胞充分吸收，從而導(dǎo)致整體血糖水平升高[36]。DF通常作用于肝臟、骨骼肌和脂肪組織等關(guān)鍵靶組織，可以上調(diào)肝臟INS 受體基因的表達(dá)，促進(jìn)肝臟組織對(duì)葡萄糖的攝取，在INS 信號(hào)通路上調(diào)節(jié)受體的表達(dá)來改善IR。多糖對(duì)身體脂肪組織IR 有改善作用，對(duì)脂肪組織細(xì)胞的增殖分化有抑制作用。腸桿菌、幽門螺桿菌等有害菌過度富集容易引起腸道慢性炎癥，從而引起IR。腸道菌群中的SCFAs 具有降低血糖、維持血糖代謝循環(huán)、改善IR 的作用[28-29]。丙酸能對(duì)胰島細(xì)胞起到作用，促進(jìn)INS 分泌，使β 細(xì)胞的凋亡速度減慢，IR也會(huì)得到改善。丁酸可以增加INS 敏感性，通過促進(jìn)腸道糖異生抑制肝臟糖異生，提高血糖代謝。

雜豆多糖具有改善IR 和提高INS 敏感性的能力，主要是能夠調(diào)節(jié)INS 信號(hào)通路上受體的表達(dá)。研究表明[37]，PI3K/AKT 信號(hào)通道是INS 信號(hào)的經(jīng)典通道，在正常代謝中起著重要作用。主要包括胰島素受體（insulin receptor，INsR）、胰島素受體底物（insulin receptorsubstrate，IRS）和磷脂酰肌醇-3 激酶（phosphatidylinositol3-kinase，PI3K）及其下游幾個(gè)信號(hào)因子蛋白。PI3K/AKT 通路中機(jī)體組織的損傷會(huì)造成IR 的產(chǎn)生，最終引起肥胖，引發(fā)2 型糖尿病。INS 激活I(lǐng)NsR，INsR 與IRS 結(jié)合，同時(shí)IRS 被磷酸化，激活PI3K，糖原合成激酶3（glycogen synthase kinase 3，GSK3）失活，糖原合成增加，血糖含量下降。Errazuriz 等[38]通過DF 干預(yù)糖尿病患者12 周，結(jié)果顯示，糖尿病患者的葡萄糖耐量得到有效改善。表明DF 具有提高INS 敏感性的能力，可以降低脂肪在肝臟沉積。研究發(fā)現(xiàn)[31]，豌豆DF 可調(diào)節(jié)糖尿病小鼠肝臟PI3K/AKT/IGF 信號(hào)通路，修復(fù)肝細(xì)胞損傷，提高INS 敏感性，減少對(duì)INS 的需求量，從而達(dá)到降血糖的目的。

付王威[39]通過白扁豆多糖干預(yù)糖尿病大鼠，對(duì)糖尿病大鼠的體質(zhì)量、空腹血糖值和血清INS 含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，白扁豆多糖顯著降低了2 型糖尿病大鼠空腹血糖值和血清INS 含量，增強(qiáng)了肝臟、肌肉等效應(yīng)細(xì)胞對(duì)INS 敏感性，有效改善了IR，表明白扁豆多糖具有改善2 型糖尿病大鼠糖耐量受損癥的作用。

3.2 調(diào)控消化酶的活性，抑制葡萄糖吸收

一般來說，食物攝入以后，先在胃里進(jìn)行初步的消化吸收，可消化的碳水化合物經(jīng)過水解酶消化成單糖才會(huì)被吸收進(jìn)入小腸的血液中，例如α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和麥芽糖酶等可以溶解糖類物質(zhì)的α-1，4-糖苷鍵，將淀粉、麥芽糖、蔗糖等多糖水解為人體容易消化吸收的單糖物質(zhì)如葡萄糖等。雜豆膳食纖維能使食物在進(jìn)入胃內(nèi)后形成團(tuán)塊，減少食物和消化酶的接觸面積，還能稀釋腸道中內(nèi)容物，延緩消化過程，從而有效延緩血糖水平升高。DF 可以增加胃腸道消化液的黏度，葡萄糖結(jié)合纖維包埋形成網(wǎng)狀團(tuán)塊，胃腸道蠕動(dòng)速度加快，從而加速胃排空的速度，并在餐后通過抑制葡萄糖在小腸中的吸收來達(dá)到降低血糖水平的目的[17]。

葡萄糖的產(chǎn)生是血糖水平升高的直接因素，雜豆膳食纖維可以通過抑制消化酶的活性，進(jìn)而延緩對(duì)碳水化合物的吸收，從而達(dá)到延緩餐后血糖上升的目的。SDF 可以在小腸內(nèi)產(chǎn)生黏性物質(zhì)，延緩和阻止對(duì)葡萄糖的消化吸收，有效降低餐后血糖峰值。研究表明[40]，DF 對(duì)葡萄糖具備有效的吸附能力，對(duì)α-淀粉酶的活性有抑制作用，從而能延緩葡萄糖的吸收。李美琦等[41]研究發(fā)現(xiàn)，綠豆DF 在淀粉消化過程中，對(duì)α-淀粉酶有抑制作用，致使消化時(shí)間延長(zhǎng)，小腸葡萄糖生成率降低，血糖濃度隨之顯著降低。Khaled 等[42]通過研究SDF 對(duì)高脂高糖小鼠α-淀粉酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)果膠能夠顯著抑制α-淀粉酶活性，使血糖水平下降24%。傅櫻花等[23]研究發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆中DF 可以增加腸道內(nèi)容物的黏性，限制食物與消化酶的接觸面積，降低相關(guān)消化酶的活性，來減緩葡萄糖的吸收，從而達(dá)到降低血糖濃度的目的。

3.3 改善氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)

氧化應(yīng)激是指機(jī)體內(nèi)活性氧的生成速度與抗氧化劑的清除速度不平衡，從而導(dǎo)致生物膜的脂質(zhì)過氧化、細(xì)胞內(nèi)蛋白和酶變性，進(jìn)而產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，是產(chǎn)生IR 及損傷胰島β 細(xì)胞而引發(fā)糖尿病的重要原因[43]。機(jī)體抗氧化能力的防御系統(tǒng)分為酶促和非酶促兩種路徑，可以清除自由基，促進(jìn)過氧化氫分解，保護(hù)細(xì)胞免遭損傷，在機(jī)體內(nèi)起到至關(guān)重要的氧化和抗氧化平衡作用。機(jī)體內(nèi)自由基與脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)，以丙二醛（malondialdehyde，MDA）為主要氧化終產(chǎn)物，機(jī)體內(nèi)MDA 的積累會(huì)引起氧化應(yīng)激增加并產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[44]。炎癥與糖尿病胰腺功能紊亂的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，炎癥因子在2 型糖尿病患者胰腺中過量產(chǎn)生，造成胰島β 細(xì)胞功能紊亂，從而引起INS 分泌紊亂。白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）均是重要的炎癥介質(zhì)，會(huì)對(duì)胰腺組織產(chǎn)生直接的損傷[45]。雜豆膳食纖維可以調(diào)節(jié)腸道菌群增加益生菌的含量，包括乳酸桿菌和雙歧桿菌的含量，從而改善腸道炎癥。

雜豆膳食纖維能緩解炎癥細(xì)胞因子的釋放，具有改善腸黏膜屏障功能的作用，可以維持INS 的正常分泌，從而達(dá)到降低2 型糖尿病患者機(jī)體血糖水平的效果。李飛[46]研究發(fā)現(xiàn)，脫脂豆渣膳食纖維可以提高2 型糖尿病小鼠肝臟總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）的活性，從而減少過氧化產(chǎn)物MDA 含量，降低2 型糖尿病小鼠血清TNF-α 和IL-6 炎癥因子水平，提高其抗炎癥能力，從而降低機(jī)體血糖水平。佐兆杭等[47]研究以不同含量雜豆膳食纖維飼喂糖尿病模型大鼠42 d，發(fā)現(xiàn)大鼠血清SOD 和GSH-Px 活性均不同程度的升高，血清MDA 含量有所下降，胰腺組織損傷程度明顯降低，胰島細(xì)胞數(shù)目增多，降低了炎癥因子水平。沈蒙等[48]研究發(fā)現(xiàn)，灌胃黑豆皮SDF 可顯著降低2 型糖尿病大鼠胰腺TNF-α 等炎癥因子的水平，從而發(fā)揮對(duì)胰腺保護(hù)作用。張瑞等[27]以添加不同劑量鷹嘴豆膳食纖維的高脂飼料喂養(yǎng)大鼠，7 周后測(cè)定大鼠血清血脂水平及氧化應(yīng)激水平。結(jié)果表明，中劑量組MDA 含量降低40%，高劑量組T-SOD、GSH-Px 水平分別升高54%、55%，且T-SOD 和GSH-Px 活性升高呈現(xiàn)劑量相關(guān)性。由此可見，鷹嘴豆DF 具有降低氧化應(yīng)激損傷，減輕胰島細(xì)胞損傷的作用。

4 雜豆膳食纖維降血脂作用機(jī)制

研究表明[26-27]，雜豆膳食纖維可降低血清中的TC、TG 和LDL-C 水平，升高HDL-C 水平。其機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面：1）吸附TC 和膽酸鈉，在腸道內(nèi)形成膠質(zhì)層，阻隔TC 的擴(kuò)散，減少膳食中TC 的吸收，使腸道蠕動(dòng)加快，促進(jìn)TC 排出體外，從而使血漿中TC 含量下降。2）抑制肝臟TC 合成的關(guān)鍵酶羥甲基戊二酰輔酶A 還原酶的活力，抑制TC 合成，提高肝臟脂蛋白脂酶和肝脂酶活性，促使脂質(zhì)及膽汁酸隨排泄物排出體外，起到降低血脂功效。3）改善腸道菌群，增加腸道益生菌和SCFAs，抑制膽汁酸在腸道內(nèi)的重吸收，降低TC，從而降低血脂水平。

SDF 降血脂機(jī)制主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面，具有較長(zhǎng)的消化時(shí)間，導(dǎo)致TC 吸收減少，來降低LDL-C 濃度。延緩腸道對(duì)葡萄糖的吸收，進(jìn)而減少INS 的分泌，INS激活HMG-CoA 還原酶，有助于降低LDL-C。促進(jìn)膽汁酸的排泄，減少膽汁酸在小腸中的重吸收，使涉及膽汁酸生成的限速酶（CYP7A1）升高，促使肝臟攝取血液中的LDL-C，從而影響人體內(nèi)的HMG-CoA 還原酶[26]。腸道中膳食纖維發(fā)酵產(chǎn)生的SCFAs 有利于減少TC 的合成，從而降低LDL-C。

4.1 減少膽固醇吸收，促進(jìn)膽固醇排泄

膳食中的TC 不能溶于水，需要進(jìn)入小腸在膽酸鹽的作用下，乳化并分散成細(xì)小的微團(tuán)后，才能被消化酶消化。食用富含膳食纖維的食物可以提高人體腸道功能，增加飽腹感，明顯增加糞便質(zhì)量和糞脂含量，促進(jìn)脂質(zhì)的轉(zhuǎn)化和排泄，降低TC 含量，從而對(duì)高脂血癥和糖尿病等慢性疾病起到一定的預(yù)防作用[49]。大量研究表明[50]，多糖能夠阻礙消化酶與腸內(nèi)容物的混合，通過阻斷肝腸循環(huán)來減少重吸收，促進(jìn)膽汁酸排泄，從而減少血液中TC 含量。

雜豆膳食纖維可以在腸道中吸水膨脹，形成黏性較好的膠層，阻礙肝臟對(duì)TC 的吸收，且雜豆SDF 的活性基團(tuán)可以吸附膽酸鹽和TG，起到降低血脂水平的作用。劉曉賀等[21]研究發(fā)現(xiàn)，豌豆渣膳食纖維對(duì)膽酸鹽有吸附作用，可以降低膽酸鹽的含量，提高膽汁酸的排泄，促進(jìn)TC 的代謝，促使體內(nèi)的TC 含量明顯下降，從而達(dá)到降低血脂的目的。Fechner 等[51]研究發(fā)現(xiàn)，扁豆膳食纖維與膽汁酸結(jié)合的能力可以有效改善血脂水平，當(dāng)人體TC 和其他脂類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為膽汁酸后，可以導(dǎo)致血液中TC、LDL-C 和其他血脂成分明顯減少。楊末[11]研究發(fā)現(xiàn)，綠豆膳食纖維可以阻礙TC 和TG 的蓄積，這主要是因?yàn)樯攀忱w維疏松多孔的結(jié)構(gòu)能吸附TC，抑制肝臟對(duì)TC 的吸收，阻礙了TC 向膽汁酸的轉(zhuǎn)化，減少了膽汁酸在肝臟中的循環(huán)，從而增加了TC 和膽汁酸的排泄，降低了肝臟中TG 的含量。

4.2 抑制內(nèi)源性膽固醇的合成

內(nèi)源性膽固醇是TC 的重要來源，肝臟是TC 合成的最主要器官。結(jié)腸內(nèi)DF 的發(fā)酵產(chǎn)物乙酸、丙酸和丁酸等SCFAs 會(huì)影響肝臟脂質(zhì)的合成，使肝臟TC 合成不足以補(bǔ)償膽酸分泌的增加，從而降低脂肪酸的合成，減弱INS 對(duì)TC 合成的刺激[47]。兩分子的乙酰輔酶A 可以合成乙酰乙酰輔酶A，羥甲基戊二酰輔酶A（3-hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme A，HMG-CoA）合成酶的催化下結(jié)合一分子的乙酰輔酶A 生成HMGCoA，在HMG-CoA 還原酶的作用下，生成甲羥戊酸，最后生成膽固醇[52]。

雜豆膳食纖維調(diào)節(jié)膽固醇含量的作用靶點(diǎn)是HMG-CoA 還原酶，從而達(dá)到降低血脂水平的目的。研究表明[50]，多糖對(duì)肝臟HMG-CoA 還原酶有競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，能有效減少內(nèi)源性TC 合成，還可以通過降低脂肪酸合成酶的mRNA 表達(dá)，減少TG 合成。Nie 等[53]研究發(fā)現(xiàn)，DF 可以影響HMG-CoA 還原酶、LDL 受體等信號(hào)通路等脂代謝相關(guān)靶基因的活性，阻礙TC 的合成，從而起到一定的降脂作用。多糖在結(jié)腸發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的SCFAs，也可以抑制肝臟合成脂類物質(zhì)，使肝臟合成TC 和脂肪酸減少。

4.3 增加腸道益生菌，促進(jìn)脂類代謝

益生菌主要是指具有特定保健作用的真菌，如雙歧桿菌、乳桿菌等。膳食纖維經(jīng)腸道內(nèi)發(fā)酵后生成的SCFAs，能夠改善腸道微生物群的組成，促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)，抑制有害菌的滋生。膳食纖維可以提高糞便的膨脹度和黏性，結(jié)合或排泄?jié)撛诘那粌?nèi)致癌物（如次生膽汁酸），降低結(jié)腸糞便pH 值，從而提供健康的腸道環(huán)境[54]。抗性淀粉在小腸內(nèi)可分解形成具有抗炎作用的SCFAs，腸道pH 值下降，適宜有益菌富集，競(jìng)爭(zhēng)并抑制有害菌生長(zhǎng)增殖，抑制有害物質(zhì)的代謝，從而降低和預(yù)防2 型糖尿病、腸道疾病等疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[55]。

雜豆膳食纖維特有的多孔狀結(jié)構(gòu)和親水性基團(tuán)可以更容易吸收腸道中的水分，稀釋膽固醇和膽汁酸，調(diào)節(jié)腸道pH 值，從而更適合于SCFAs 和益生菌的生長(zhǎng)和繁殖，促進(jìn)脂類的代謝[56]。吳光杰[57]研究發(fā)現(xiàn)，高劑量的紅豆多糖可以顯著降低T2DM 小鼠的TG 和LDL-C，抵抗胰島B 細(xì)胞凋亡。高劑量的紅豆多糖可以改善T2DM 大鼠的葡萄糖耐受，提高肝糖原儲(chǔ)備量、降低血清TG 含量，提高T2DM 大鼠糞便中多種短鏈脂肪酸含量和短鏈脂肪酸總量。

毛紅艷等[58]研究發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆抗性淀粉能增加雙歧桿菌、乳酸菌等有益腸道健康菌群的數(shù)量，減少腸道內(nèi)大腸桿菌等有害腸道菌群數(shù)量，具有較好預(yù)防腸道疾病以及調(diào)節(jié)腸道菌群的作用。張瑞[27]以鷹嘴豆DF作為干預(yù)物，研究其對(duì)高脂飼料誘導(dǎo)的高脂血癥大鼠腸道菌群相關(guān)指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，鷹嘴豆膳食纖維對(duì)大鼠擬桿菌、乳桿菌、芽孢桿菌等有益菌含量均有效提高，SCFAs（甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等）含量均有一定程度的增加。董幸[59]將綠豆抗性淀粉按一定比例添加到鼠糧中飼喂4 周，發(fā)現(xiàn)綠豆抗性淀粉能有效降低盲腸內(nèi)pH 值，增加乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸等SCFAs 的含量，能起到降低血脂的作用，防止動(dòng)脈硬化的發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

雜豆膳食纖維具有調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)和抗氧化等生理功能，腸道菌群有益菌會(huì)改善炎癥反應(yīng)和IR，抗氧化可以改善氧化應(yīng)激，共同起到降低血糖、降低血脂、預(yù)防肥胖和2 型糖尿病等慢性疾病的作用。本文對(duì)雜豆膳食纖維降血糖、降血脂功能與腸道菌群的作用機(jī)制相融合進(jìn)行綜述。降血糖作用機(jī)制主要是通過調(diào)節(jié)消化酶的活性，抑制葡萄糖吸收，使雜豆膳食纖維起到降低血糖的作用；維持PI3K/AKT 信號(hào)通道，提高INS 靈敏度，改善IR；減輕炎癥細(xì)胞因子的釋放，氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)得到改善，使血糖水平降低。降血脂作用機(jī)制主要是雜豆膳食纖維減少膳食中TC 的吸收，增加食物在腸道內(nèi)的過渡時(shí)間，吸附膽酸鹽和阻隔TC，促進(jìn)TC 的排泄；對(duì)HMG-CoA 還原酶的活性產(chǎn)生抑制作用，進(jìn)而對(duì)內(nèi)源性TC 的合成產(chǎn)生抑制作用；降低腸道pH 值，提供適宜的益生菌生長(zhǎng)環(huán)境，增加腸道益生菌和SCFAs，使血脂水平下降。然而雜豆膳食纖維降血糖、降血脂和腸道菌群的復(fù)雜作用機(jī)制尚未完全明確，仍有待進(jìn)一步深入研究。

《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》指出，要以慢性病防治為重點(diǎn)，針對(duì)肥胖癥、高血壓、糖尿病等患者制定膳食管理和干預(yù)措施，有效普及健康生活。雜豆的膳食纖維豐富，能很好地起到降糖、降脂的功效。面對(duì)2 型糖尿病、肥胖等慢性病發(fā)病率的上升，將雜豆膳食纖維加入每天的日常飲食之中，是預(yù)防血糖、血脂異常的有效手段。雜豆是膳食纖維的優(yōu)質(zhì)原料，應(yīng)該根據(jù)雜豆膳食纖維的功能特性和作用機(jī)制針對(duì)減肥人群或者糖尿病患者開發(fā)出具有調(diào)節(jié)血糖、血脂以及防止脂肪堆積等作用的雜豆膳食纖維功能產(chǎn)品，降低慢性疾病帶來的危害，保護(hù)人們的身體健康。