几种杂粮面条对糖尿病大白鼠餐后血糖的影响
2013-03-20丁长河韩小存周林秀
丁长河 韩小存 周林秀
(河南工业大学粮油食品学院,郑州 450001)
现代人生活节奏加快,高糖高脂的饮食和多坐少动的生活方式等,导致糖尿病在全球的发病率快速上升,成为仅次于肿瘤、心血管疾病之后的严重威胁人类健康的慢性疾病之一。2011年全球糖尿病患者多达1.2亿人,中国患者人群位居世界第一,发病率高达9.6%[1]。糖尿病是由胰岛素分泌相对或绝对不足而引起糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢紊乱的一种慢性内分泌代谢性疾病。如果血糖始终得不到有效的控制,还会引起一系列并发症,包括肾病、心血管病变、眼病等,这些并发症是导致病人死亡的主要因素,严重威胁着人类健康[2]。饮食辅助治疗是糖尿病治疗的基础措施,是有效控制病人血糖、减少或延缓慢性并发症的关键之一[3]。所以,合理的饮食对糖尿病患者稳定和改善病情有一定的意义[4]。
由于目前高血糖、高血脂等富贵病发病率不断升高,对燕麦的研究已引起国内外学者的关注,燕麦中含有丰富的膳食纤维,其中的水溶性膳食纤维(β-葡聚糖)降血脂作用明显[5]。国外有学者将燕麦作为一种降脂药来研究,但国内研究的还比较少。有研究表明燕麦可降低糖尿病人的餐后血糖[6],也有研究表明燕麦中的葡聚糖能显著降低四氧嘧啶糖尿病小白鼠的血糖和血脂[7]。目前国内外对燕麦面条的研究还较少,尤其是将燕麦面条作用于糖尿病动物或糖尿病人的研究还没有。
荞麦素有“五谷之王”的美称,有较高的营养价值和药用价值,荞麦含有单宁、芦丁、蛋白酶抑制剂和生物类黄酮物质,有明显的降糖降脂和增强人体免疫力等作用[8-9]。目前,有不少关于荞麦食品的研究,主要包括荞麦面包、荞麦饼干、荞麦面条等的研究。
鹰嘴豆有“粗粮中的粗粮”之美誉,富含多种优质植物蛋白、维生素、膳食纤维等成分,有降糖降脂、保护血管和增强人体免疫力等功效,且鹰嘴豆属于低GI值食品,特别适合糖尿病人[10]。我国传统医学研究也表明,鹰嘴豆在辅助治疗糖尿病、心血管疾病等方面具有一定的作用[11]。目前,文献中有不少关于荞麦、燕麦和鹰嘴豆食品的研究,但是有关利用这些杂粮为主要原料而生产的主食对糖尿病动物餐后血糖影响的研究报告还没有见到。
面条是一种我国饮食传统中重要主食,在人们日常饮食中占有比较大的比重,并深受各地人们的喜爱。本研究探索适合糖尿病人的主食面条配方,比较了传统小麦面条与不同配方的燕麦面条、荞麦面条、鹰嘴豆面条对糖尿病大白鼠餐后血糖的影响。本研究的目的是为糖尿病的饮食辅助治疗提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1原料
小麦粉:郑州海嘉有限公司的特一粉;荞麦、燕麦、鹰嘴豆、谷朊粉:市售;魔芋精粉:襄樊市天源协力有限公司;复合磷酸盐:北京金诺欣成化工有限公司;食用碱:北京鑫盛化工有限公司;大白鼠饲料:河南省动物中心。
1.1.2 主要仪器
电动商用HS-140型面条机:润和机械有限公司;CLF-04型万能粉碎机:广州市大祥电子机械设备有限公司;B5A型食品搅拌机:广州威尔宝酒店设备有限公司;罗康全活力型血糖仪和血糖试纸:罗氏诊断产品有限公司。
1.1.3 试验动物
SPF等级雄性大白鼠和大白鼠饲料购买于河南省实验动物中心,通过河南省实验动物质量监督检测站的质量检测,许可证号为 SCXK(豫)2010-0002。饲养环境要求:每笼饲养8只大白鼠,温度22~24℃,湿度(55±5)%,光照条件12 h暗/12 h亮。在大白鼠体重低于200 g时,供给足量的饲料和饮水,当大白鼠体重超过200 g时,每只每天饲喂15 g饲料,提供足量饮水。选择体重在(250±5)g的大白鼠进行糖尿病试验。
1.2 糖尿病大白鼠试验模型的建立,链脲佐菌素(STZ)诱导
当大白鼠体重到(250±5)g时,开始进行糖尿病诱导试验,用成品饲料喂食。在新配制的pH 4.5、浓度0.1 mmol/L的柠檬酸钠溶液中加入STZ(13~20 mg/mL),每只白鼠按体重注射45~50 mg/kg的 STZ。注射后4~6 d,在上午9:00对大白鼠(12 h空腹)进行尾静脉取血,如果连续3 d的空腹血糖值均高于15.0~16.7 mmol/L时,认为糖尿病大鼠模型成立[12-14]。
1.3 化学组分测定方法
水分含量测定方法:105℃恒重法,GB 5009.3—2010;蛋白质测定方法:全自动凯氏定氮仪;脂肪含量测定方法:索氏抽提法,GB 5009.6—2003;可利用碳水化合物和膳食纤维的测定方法:试剂盒法(KACHDF);灰分含量的测定方法:灼烧法 550℃,GB 5009.4—2010。
1.4 面条加工方法和配方
1.4.1 面条加工步骤
将荞麦、燕麦和鹰嘴豆除尘除杂,粉碎后把荞麦和燕麦粉过40目筛,鹰嘴豆粉过60目筛,筛下物为所需原料。按配方称取各种原辅料。和面:使面团充分吸水,搅拌成均匀的小絮状,手捏可以成团,搓动时能松散成小絮状。熟化:把面团取出放入恒温箱中,用保鲜膜密封,保持温度在(30±1)℃,静置35 min。压延与切条:把料胚再搅拌0.5 min,放入轧面机压延,轧成1.0 mm厚的面片,要求轧成的面带表面光滑,周边完整,面带厚度要均匀一致。把面带切成宽5.0 mm、厚1.0 mm的面条。
1.4.2 面条配方
经过试验得到的几种面条配方见表1。
表1 几种面条配方
1.4.3 面条样品制备和感官评价方法
面条的感官品质评价标准参考赵仁勇[15]以及James E Kruger[16]的方法并做修改。面条样品制作方法:量取500 mL自来水于铝锅中,加热煮沸,称取50 g面条样品,放入锅内煮熟后立即将面条捞出,以流动的自来水冲淋约10 s,分放在碗中由9个评定人员进行感官评分。见表2。
表2 面条品尝项目和评分标准
1.5 糖尿病大白鼠血糖响应的测定方法
试验对象为每组8只糖尿病大白鼠,每天9:00和20:00喂食,在试验前一天早上8:30称量每只白鼠的体重,根据白鼠体重计算要喂食的面条量,按每千克体重喂食含有2 g可利用碳水化合物食物的标准来确定每只大白鼠喂食的面条量。将称量好的面条蒸15 min,备用。试验在早上8:30开始,先测白鼠空腹血糖值,然后把做好的面条按体重对应的喂给每只大白鼠。在进食开始后0.5、1.0、1.5、2.0 h时进行断尾取血,测定其血糖值。然后以时间(h)为横坐标,以餐后血糖和空腹血糖的差值(mmol/L)为纵坐标作图,分别计算每只大白鼠血糖曲线下面积。每种配方面条平行试验为8只糖尿病大白鼠。
1.6 数据处理
采用SAS9.2中的邓肯氏新夏极差检验(P<0.05)对不同原料的理化指标进行显著性分析。不同配方面条的感官评价得分利用SPSS Statistics17.0中的单因素ANOVA(P<0.05)中的Duncan检验进行显著性分析。不同配方面条的大白鼠试验结果用平均值±标准偏差来表示,利用origin软件中的梯形积分处理得到血糖生成曲线下面积;采用SAS9.2中的邓肯氏新夏极差检验(P<0.05)对不同配方面条进行显著性分析。
2 结果和分析
2.1 试验原料的基本理化指标
小麦粉和鹰嘴豆粉等4种谷物粉原料的蛋白质、可利用碳水化合物等的理化指标测定结果如表3。
表3 原料的各项基本理化指标(干基)
从表3中可以看出3种杂粮粉中的蛋白质、脂肪和灰分含量都显著高于对照组小麦粉的值,对照组中的可利用碳水化合物含量显著高于3种杂粮粉的(P<0.05)。尤其是鹰嘴豆粉中的蛋白质、灰分和膳食纤维含量明显高于小麦、荞麦和燕麦粉,其中蛋白质高达26.9%(干基),膳食纤维高达18.83%(干基),但其中的可利用碳水化合物只有40%,远低于其他3种原料粉。其中蛋白质、膳食纤维、脂肪、灰分的含量和文献中的报道基本一致[17]。但可利用碳水化合物的含量没有看到有关资料报道。小麦粉、荞麦粉和燕麦粉中的化学组分基本相似,其中主要成分为可利用碳水化合物含量大于干重的68%以上。其中燕麦粉中的脂肪含量高达6.52%,是小麦粉和荞麦粉中脂肪含量的两倍多,这和文献报道一致,但膳食纤维比文献报道的低[18],这可能是由于膳食纤维的分析方法不同所致。试验中糖尿病大白鼠的喂食量是根据可利用碳水化合物的含量来确定的。
2.2 面条的感官评分及显著性分析
小麦粉面条和其他几种杂粮谷物粉面条的感官评价结果如表4。
表4 不同配方面条的感官评价结果
由表4看出小麦面条的感官评分最高,感官评分明显比其他配方的面条要高(P<0.05)。其中燕麦面条的感官评分最低,但总体而言各种配方面条的感官评分得分在都在80分以上,其中鹰嘴豆杂粮面条的的感官评价大于85分以上,这表示这些杂粮面条都在人们感官可接受范围内。小麦面条由于面筋蛋白的特殊性具有更好的机械加工特性,口感也更筋道可口。另外,小麦粉面条感官评分较高也和大部分人的饮食习惯有关。
2.3 动物试验数据分析
喂食不同配方面条对糖尿病大白鼠餐后血糖的影响结果见表5。
表5 喂食不同配方面条对糖尿病大鼠的餐后血糖曲线下面积(AUC)的影响
从表5可以看出,喂食小麦面条和燕麦面条的糖尿病大白鼠餐后血糖AUC值显著大于其他几种面条配方的值(P<0.05)。在鹰嘴豆为主要配方的面条中,随着配方中鹰嘴豆粉比例的增加,AUC值呈现下降的趋势,但下降幅度不显著(P<0.05)。但鹰嘴豆粉比例为20%左右的配方面条的AUC值和小麦面条没有显著性,其他鹰嘴豆粉比例大于50%的配方面条的AUC值显著高于小麦面条的值(P<0.05)。荞麦面条、复合荞麦面条和复合燕麦面条的AUC值也显著低于小麦面条(P<0.05)。两种荞麦面条的AUC值之间没有显著差异,但复合燕麦面条的AUC值显著低于燕麦面条(P<0.05)。
3 讨论
在感官评价方面,杂粮面条的口感等没有小麦面条的好,尤其是杂粮面条在光滑度、韧性、食味等指标比小麦面条有不同程度的降低,这是因为小麦中特有的面筋蛋白网络结构使面条光滑度和强度增加[15]。杂粮面条中燕麦面条的感官评分最低,其可能的原因在于:与小麦粉相比,燕麦蛋白质中清蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白含量较低,使得燕麦面条的韧性降低[19];另外,燕麦的黏性较大,使面条吃起来粘牙,这也降低了燕麦面条的感官品质。荞麦面条的感官评分比小麦面条的低,这与郭晓娜等[20]研究结果一致,主要是因为荞麦中面筋含量极低,面团粘弹性和延伸性较差,味道略苦、口感粗糙等因素使荞麦面条感官评分下降。鹰嘴豆中的蛋白以球蛋白为主,其凝胶能力和保水性弱显著低于小麦面筋蛋白[21],因此其面条的口感也稍有下降。
在对糖尿病大白鼠餐后血糖的影响方面,除燕麦面条和含鹰嘴豆粉比例较少的鹰嘴豆面条a以外,这些杂粮面条的餐后血糖值明显低于小麦面条。这个结果和有关报道中的燕麦、荞麦和鹰嘴豆的降血糖功能一致,其原因可能是如燕麦中的β-葡聚糖对餐后血糖升高有一定的抑制作用,这种非淀粉多糖在淀粉周围形成屏蔽,抑制了酶对淀粉的消化[5-7]。而苦荞麦中含有黄酮类、生育酚等功能性成分对餐后血糖的升高有一定的抑制作用,同时苦荞麦中抗性淀粉含量较高,使餐后血糖波动减小[8-9]。鹰嘴豆属于低GI值食物,除了异黄酮和皂苷等活性成分有明显的降血糖作用外[22],鹰嘴豆中含有较高的蛋白质含量和膳食纤维含量,同时可利用碳水化合物含量也是显著低于其他几种原料,这也是鹰嘴豆面条餐后血糖较低的主要原因。本研究是采用糖尿病大白鼠做为试验对象,虽然与人体试验可能会有些差别,但基于人和大白鼠的生理相似性,其结果对糖尿病人的饮食辅助治疗有很重要的参考依据。
4 结论
和小麦面条相比,几种杂粮面条如荞麦面条、复合燕麦面条和鹰嘴豆面条(鹰嘴豆粉含量大于50%以上)可以显著降低糖尿病大白鼠的餐后血糖的AUC值,这表示这些配方的杂粮面条适合糖尿病人做为主食食用,这一结果对糖尿病健康饮食具有重要的指导意义。
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