白蕓豆α-AI 的功能性及其產(chǎn)品開發(fā)研究進展

孫語，李 諾，李嘉琪，慈 慧，關志偉，尹顯婷

（1. 通化師范學院食品科學與工程學院，吉林通化 134002；2. 通化市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所，吉林通化 134000）

超重和肥胖患病率的上升是全球關注的問題，增加了許多非傳染性疾病的風險，降低了人們生活質(zhì)量[1]。健康的飲食和鍛煉是治療這些慢性疾病的基石。然而，這些干預措施的有效性往往低于預期。雖然有一些替代性的減肥療法，但這些策略往往會產(chǎn)生副作用，且成本高昂。傳統(tǒng)減肥方法的一種替代或輔助方法是使用天然植物中提取的生物活性物質(zhì)，這些化合物可以以低成本和最小負擔納入習慣性飲食[2]。在這方面引起關注的一種產(chǎn)品是白蕓豆α -淀粉酶抑制劑（α-amylase inhibitor，α-AI），可抑制α - 淀粉酶，限制碳水化合物的消化和吸收[3]。因此，白蕓豆α-AI 應用前景十分廣闊。

通過總結白蕓豆α-AI 的作用機制，理清白蕓豆α-AI 理論知識體系；同時，基于白蕓豆α-AI 的功能性，將理論聯(lián)系實踐，指明當前白蕓豆α-AI 開發(fā)的相關產(chǎn)品研究的重點，為白蕓豆α-AI 的進一步應用和開發(fā)提供理論參考價值。

1 白蕓豆α-AI 概述

自從1945 年，Bowman D E[4]首次發(fā)現(xiàn)了一種抑制淀粉消化吸收的物質(zhì)α-AI 以來，許多科研工作者又對其進行了大量的研究。研究發(fā)現(xiàn)，白蕓豆中也含有α-AI，是一種純天然的功能性成分，活性較高，屬于糖苷水解酶。白蕓豆中的α-AI 能夠完全阻斷底物和α - 淀粉酶活性位點之間相互作用的通道，使得人體口腔、胰腺里的α - 淀粉酶活力下降，淀粉不能完全被分解成小分子的單糖被人體吸收，類似于胃腸道內(nèi)把關淀粉吸收的“守門員”，起到了減少卡路里攝入、調(diào)節(jié)餐后血糖水平、降低血壓血脂及改善胃腸道微生態(tài)等作用，被稱為“淀粉吸收阻斷物”，國外稱之為“starch blocker”[5]。大量臨床試驗表明，白蕓豆α-AI 無任何副作用，較為安全[6]。

2 白蕓豆α-AI 的功能性

2.1 降血糖作用

糖尿病及由其引發(fā)的各種病癥等問題一直難以攻克。血糖生成指數(shù)（Glycemic index，GI） 反映人體食用食物后，餐后血糖升高或降低的程度[1]。近年來研究證明，通過抑制碳水化合物分解的酶來減少碳水化合物的吸收是一種非常好的方法。因此，淀粉酶抑制劑具有很好的降糖效果，在生物安全性更高天然存在的抑制劑中，白蕓豆α-AI 得到了極大的關注。通過降低多種淀粉酶的活性，有效抑制淀粉的水解，并延長食物在胃腸道中的消化時間，降低了人體吸收葡萄糖的速率，保持血糖穩(wěn)定。楊靜秋[7]探討了白蕓豆α- 淀粉酶抑制劑對方便粥GI 值的影響效果，結果表明白蕓豆α-AI 添加量越高，大米粥淀粉水解率越低，GI 值也隨之降低；在白蕓豆α-AI添加量3.0%，燕麥、青稞、蓮子粥淀粉水解率明顯下降，屬于低GI 食品。Ruth N 等人[8]研究中發(fā)現(xiàn)，在飲食誘導的肥胖小鼠模型中，白蕓豆α-AI 降低了甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白（LDL） 的循環(huán)濃度，這些發(fā)現(xiàn)還伴隨著血糖、胰島素和胰島素抵抗穩(wěn)態(tài)模型評估（HOMA-IR） 的顯著降低，以及口服葡萄糖耐量試驗后曲線下面積的減少。以白蕓豆白蕓豆α-AI 和馬齒莧提取物為主要原料制成低GI的白蕓豆- 馬齒莧餐前控糖片，證實了白蕓豆α-AI復合物具有降糖作用[9]。

2.2 減肥作用

隨著生活水平的提高，肥胖問題已成為人們?nèi)粘Ｉ钪嘘P注的熱點問題，如何減肥隨之被重視。白蕓豆α-AI 通過對淀粉酶的抑制作用進而減少糖向脂肪轉化，以減輕體重、發(fā)揮減肥效應，并經(jīng)胃腸道不吸收直接被排出體外，不參加血液循環(huán)，信號也不傳遞給大腦中樞，減肥的同時可不控制食欲，常用于餐前食用，使用劑量較高對人體無其他副作用，符合世界衛(wèi)生組織制定的減肥原則，是一種天然的減肥原料。

在一項研究中，Micheli L 等人[10]探討了白蕓豆α-AI 對雄性小鼠體重和代謝健康的影響，這些小鼠因長期（133 d） 服用高脂飲食而出現(xiàn)代謝綜合征。在食用高脂飲食77 d 后，向動物提供白蕓豆α-AI（500 mg/kg/d），結果發(fā)現(xiàn)補充白蕓豆α-AI 小鼠的質(zhì)量增加顯著低于接受對照的小鼠。在12 周的餐前白蕓豆α-AI 攝入的32 名健康的人體試驗中，試驗第12 周，白蕓豆α-AI 在3 組受試者的體重、脂肪率、腰圍及臀圍顯著降低，有效率達到90%以上，表明白蕓豆α-AI 對體重的控制效果明顯[11]。

2.3 降血壓作用

截至目前，少數(shù)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了白蕓豆α-AI 對血壓的影響[12]。與降壓劑相比，補充白蕓豆α-AI 84 d后，收縮壓和舒張壓分別提高了-5.6 和-3.9 mmHg。在一項較短的研究（56 d） 中也觀察到了類似的發(fā)現(xiàn)[13]。在肥胖個體中，與降壓劑相比，每天補充2 400 mg白蕓豆α-AI 35 d，血壓或心率沒有顯著變化[14]。盡管有關研究表明白蕓豆α-AI 可改善血壓，但尚不清楚是白蕓豆α-AI 的直接影響還是基于體重和體脂的減少，需要進一步研究。

2.4 其他功能性

有研究發(fā)現(xiàn)，α-AI 還具備抗氧化活性。隨著α-AI 濃度的增加自由基的清除力及還原力都有所增加，且隨著純度的增加抗氧化活性同樣也在增加[15]。白蕓豆α-AI 還具有明顯降血脂、預防高脂血癥及動脈粥樣硬化的作用[16]。

3 產(chǎn)品開發(fā)

白蕓豆α-AI 的相關產(chǎn)品基本以阻斷淀粉分解及助排便為主要功效，常與不同種類的膳食纖維或左旋肉堿復合制成片狀、膠囊、粉狀沖劑等形式，用于餐前，防止餐后血糖升高及作為減肥產(chǎn)品。常見為不同形式的白蕓豆α-AI 和膳食纖維或左旋肉堿咀嚼片，也是線上電商行業(yè)銷售較為火熱的產(chǎn)品[17]。此外，白蕓豆α-AI 還可以制作方便粥，口感優(yōu)良、質(zhì)構較好，GI 值在50 以下，屬于低GI 食品[18]。不僅廣泛應用于食品加工行業(yè)，在農(nóng)業(yè)方面，α-AI 可作為抗蟲基因，提高植物的抗蟲性，也可用于制作農(nóng)藥，在害蟲防治上具有十分重要的實踐價值[19]；可以和中草藥組合制成飼料，推進新型飼料資源的開發(fā)和利用[20]。

4 結語

隨著現(xiàn)代加工技術和生物技術的不斷發(fā)展，使得白蕓豆α-AI 在食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學上應用日趨增加，具有較高的應用價值。在食品工業(yè)上，通過添加白蕓豆α-AI 作為阻斷淀粉消化吸收的阻斷劑或作為彌補食品中缺乏營養(yǎng)素的膳食補充劑；農(nóng)業(yè)方面，通過轉基因技術賦予農(nóng)作物抗蟲特性，為種植產(chǎn)量的提高提供了一條創(chuàng)新、高效的新途徑；醫(yī)學方面，可作為新型糖尿病干預藥物及具有預防齲齒和骨質(zhì)疏松癥等效果。基于白蕓豆α-AI 價格低廉、提取方法簡單且純度高，相關功能產(chǎn)品的開發(fā)將會成為社會熱點。