进餐前服用白芸豆提取物对餐后血糖的改善功效

杨 宁 赵燕云 施文彩 周金花 郑 璇

前期研究证实白芸豆中含有较高活性的α-淀粉酶抑制物质(α-amylase inhibitor,α-AI)，化学成分为一种复合糖蛋白，国外称之为“starchblocker”，意思是“淀粉吸收阻断剂”[1]。有研究表明，α-AI能抑制肠胃道内唾液、胰淀粉酶的活性，阻碍或延缓人体对食物中主要的碳水化合物的水解和消化，降低食物中淀粉糖类物质的分解吸收，从而起到降低血糖、血脂的作用，抑制血糖浓度的升高[1，2]。目前，国外对此研究已有动物实验及人群试验等较多讨论[3，4]。但国内还未有对白芸豆提取物临床效果的人群研究进行报道。本研究拟观察白芸豆提取物对葡萄糖耐量曲线的影响，以及不同剂量白芸豆提取物对餐后血糖的影响，试图明确其对餐后血糖的临床效应，并摸索临床最佳剂量，为指导临床应用提供科学依据。

对象与方法

1.研究对象:本研究为自身对照研究，共在上海长海医院临床医院营养科门诊招募健康成年志愿者16名，年龄18～45岁，体重指数(body mass index，BMI) 18.5～23.9kg/m2。所有受试者均身体健康，无糖尿病家族史、无糖耐量异常、糖尿病前期等亚临床代谢异常。

2.试剂与仪器:(1)血糖仪：Accu-CHEK performa型血糖仪购自美国罗氏公司，按照试纸代码校正调整仪器。(2)试验食品：FitinTM酶解芸豆粉又称为白芸豆提取物，由无锡华康生物科技有限公司提供，自特种白芸豆中萃取出的天然 α-淀粉酶抑制剂，目前已成功制备出高纯度淀粉酶抑制剂，经食品科学与技术国家重点实验室检测，其生物酶活性达到14405.10U/g。

3.试验用食品制作：根据《中国食物成分表》，每100g梗米含77.4g碳水化合物。经计算，每65g米饭中大概含有50g碳水化合物，16名志愿者同时食用同批煮出锅米饭，平均每人65g，用以测定餐后血糖反应曲线。

4.血糖反应曲线测定

(1)50g葡萄糖餐后血糖曲线下面积测定：所有受试者于实验前一天晚上10：00时禁食至第2天早上8：00时，用指尖毛细血管法测定空腹血糖，随后在5min内口服含葡萄糖50g的溶液200ml，于口服后第15、30、45、60、75、90、105和120min，分别测指尖毛细血管血糖水平。

(2)白芸豆提取物对葡萄糖血糖曲线下面积的影响：所有受试者于实验前一天晚上10：00时禁食至第2天早上8：00时，用指尖毛细血管法测定空腹血糖，随后服用300ml白开水+2g白芸豆提取物，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，分别测指尖毛细血管血糖水平。

(3)受试者进食白米饭餐后血糖应答测定：所有受试者于实验实验前一天晚上10：00时禁食至第2天早上8：00时，用指尖毛细血管法测定空腹血糖，分别仅进食65g白米饭(大约含50g碳水化合物)，于进食后第15、30、45、60、75、90、105和120min，分别测指尖毛细血管血糖水平。

(4)白芸豆提取物对进食白米饭餐后血糖应答的影响：所有受试者于实验前一天晚上10：00时禁食至第2天早上8：00时，用指尖毛细血管法测定空腹血糖，随后服用300ml白开水+2g白芸豆提取物，15min后，仅进食65g白米饭(含50g碳水化合物)，5min内要求进食完毕，于进食后第15、30、45、60、75、90、105和120min，分别测指尖毛细血管血糖水平。

(5)不同剂量白芸豆提取物对进食白米饭餐后血糖应答的影响：所有受试者于实验前一天晚上10:00时禁食至第2天早上8：00时，用指尖毛细血管法测定空腹血糖。于同上方法测量食用白米饭测量餐后血糖后，在第2、3天分别于仅进食65g白米饭(含50g碳水化合物)前15min服用300ml白开水+4、6g白芸豆提取物，65g米饭要求5min内进食完毕，于进食后第15、30、45、60、75、90、105和120min，分别测指尖毛细血管血糖水平。

5.GI值计算:

结 果

1.米饭，米饭+2g白芸豆提取物的GI值：试验食物的GI值根据患者服用65g米饭(含50g碳水化合物)的米饭，米饭+2g白芸豆提取物，所引起的血糖曲线下面积与服用50g葡萄糖所引起的血糖反应曲线下面积之比，取平均值得该研究用米饭GI值为88.7，米饭+2g白芸豆提取物GI值为85.93，米饭+2g白芸豆提取物GI值略低于仅米饭GI值。

2.白芸豆提取物对葡萄糖血糖曲线下面积的影响:受试者服用葡萄糖及葡萄糖+2g白芸豆提取物后的平均血糖应答曲线见图1，受试者服用受试食品后的葡萄糖耐量曲线略有下降，但两组间均数比较差异无统计学意义。与仅服用葡萄糖比较，在此前15min服用2g白芸豆提取物溶液(加300ml水)的血糖曲线呈下降趋势，尤其是在45、60min时，餐后血糖曲线面积小于仅食葡萄糖组，其曲线面积约为后者的96%。

图1 口服白芸豆提取物(2g)对葡萄糖耐量曲线的影响

3.白芸豆提取物对餐后血糖应答曲线的影响：受试者食用65g白米饭及65g白米饭+2g白芸豆提取物的平均血糖反应曲线见图2，加服2g受试食品后的餐后血糖曲线有下降趋势，与葡萄糖耐量曲线的下降趋势相仿，但8个时间点的两组间比较差异均无统计学意义。与仅食白米饭比较，在食用65g白米饭前服用2g白芸豆提取物溶液(加300ml水)的血糖曲线呈下降趋势，尤其是在30～60min，餐后血糖曲线面积小于仅食白米饭组，提示白芸豆提取物对餐后血糖曲线的关系呈正相关。

4.不同剂量白芸豆提取物对白米饭餐后血糖应答曲线的影响:为进一步研究剂量-反应关系，经过1周的洗脱期后，笔者研究了4、6g白芸豆提取物对白米饭餐后血糖的影响。共包括16名受试者，没有原受试者脱落。8个不同时间段所有患者的餐后血糖值均在正常范围内：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)。

图2 口服白芸豆提取物(2g)对白米饭餐后血糖曲线的影响

表1 3组(仅食白米饭组、米饭+4g白芸豆提取物组以及米饭+6g白芸豆提取物组)血糖值描述(mmol/L)

3组的餐后血糖峰值均出现在45～60min，达到约7mmol/L(表2)。与仅食白米饭组比较，米饭+4、6g 白芸豆提取物组的血糖平均值都在45min和60min时显著降低。与2g白芸豆提取物对葡萄糖耐量曲线影响的趋势相同(图2)。

3组血糖应答反应，仅食白米饭组的血糖波动显著，血糖最高峰值出现在45min(7.3mmol/L)后下降迅速(图3)。米饭+4g白芸豆提取物组血糖也有相似波动，但45min后的下降趋势略为稳定。与此比较米饭+6g白芸豆提取物组的受试者在服用6g白芸豆提取物 30min后，血糖即开始下降，其峰值也明显低于其余两组(表2)，并稳定维持下降趋势。6g白芸豆提取物对餐后血糖的影响最为显著。

表2 3组(仅食白米饭组、米饭+4g白芸豆提取物组以及米饭+6g白芸豆提取物组)血糖值平均值

图3 不同剂量白芸豆提取物对白米饭餐后血糖曲线的影响

30min和45min时，米饭+4g白芸豆提取物组受试者的血糖较仅食白米饭组有所降低。在2h的实验中，该组受试者的血糖在30min时平均值下降了0.08mmol/L，在45min时平均值下降了0.18mmol/L，但组间比较，差异无统计学意义(P=0.761，P=0.400，表3)。该组在45min血糖峰值后，60～120mimn内与仅食白米饭组的餐后血糖平均值差异逐步增加0.04～0.55mmol/L。组间在90、105和120min的血糖值比较差异有统计学意义，P值分别为0.007、0.007和0.029；其余组间比较差异无统计学意义(表3)。

表3 不同剂量白芸豆提取物对餐后血糖影响的组间差异

仅食白米饭组和米饭+6g白芸豆提取物组组间差异的平均值与仅食白米饭组和米饭+4g 白芸豆提取物组的结果大致相同，45min后受试者平均血糖比仅食白米饭组低0.54mmol/L(表2)，且组间比较差异有统计学意义(P=0.013)。此外，尽管摄入白芸豆提取物后105、120min平均血糖值明显高于白米饭组(P=0.05、P=0.002，表4)，但血糖在峰值后稳定下降，与餐前服用4g白芸豆提取物表现趋势一致，并在120min时都达到餐后2h血糖正常值。

讨 论

餐后高血糖是许多2型糖尿病患者的重要临床表现，而餐后高血糖也是糖尿病并发症发生的重要因素[5]。已有研究表明，多种植物中提取出的α-淀粉酶抑制剂有降低血糖，抑制血糖浓度升高的作用，如小麦、荞麦等[2,6,7]。Bowman[8]在1945年首次在芸豆中提取出α-淀粉酶抑制剂，被认为是一种具有N端糖基化的糖蛋白，需要经过蛋白水解酶水解去抑制作用后才能有活性。有动物试验表明，长期应用从白芸豆中提取出的α-淀粉酶抑制剂可降低无糖尿病的Wistar大鼠的血糖水平和体重[9]。本研究采用人群干预研究，也发现在健康受试者进食米饭前15min服用白芸豆提取物，可使血糖峰值由7.3±0.7mmol/L降至7.1±0.7mmol/L(服用4g白芸豆提取物)、6.7±0.7mmol/L(服用6g白芸豆提取物)，表明该白芸豆提取物可以有效帮助平稳餐后血糖。

白芸豆提取物改善餐后血糖的作用与它的生物活性、形态以及摄入量相关。Udani等[10]的研究提示在进食含50g碳水化合物的面包前服用3000mg粉末状的白芸豆提取物比3000mg胶囊状白豆提取物可更显著降低白面包的GI值，控制餐后血糖。本研究中，受试者在服用2、4、6g白芸豆提取物45min后，餐后血糖水平降低，与另一篇文献综述报道的含有芸豆提取物的一种胶囊型的功能性保健品与改善血糖水平的相关趋势大致相同，但此研究13名受试者食用米饭后30min血糖水平显著降低[11]。其时间差异可能与提取物中的α-AI生物活性及不同制剂形态有关。本研究中关于白芸豆提取物和餐后血糖的关系时，采用的是高生物酶活性的白芸豆提取物，其生物活性超同类产品10倍以上，但其制剂形态为粉剂，需加水300ml冲调服用。

白芸豆提取物的剂量-反应关系已被提出，有研究表明进食0.75g白芸豆提取物可对淀粉吸收产生28%～41%的抑制作用，而每进食1.5g其吸收抑制率为66%，从而有效控制血糖[12]。本研究对剂量-反应关系也进行了探讨，发现服用剂量对其抑制餐后血糖具有一定效应。研究结果显示16名健康受试者餐前15min服用6g 白芸豆提取物(加300ml水)降低进食白米饭后的血糖反应的效果最佳。此外，服用白芸豆的安全性也已有文献报道，一项动物毒性研究表明，在给药至小鼠0.5～5.0克/(千克·体重)的情况下，白芸豆提取物的急性和亚慢性给药显示无毒性，无不良反应，对肾功能和肝功能无影响。2006年11月，美国FDA关于白芸豆提取物相关功能性食物允许使用以下声明：“与合理的饮食和运动计划结合使用时，可能有助于控制体重”和“可能减少膳食淀粉酶消化”。因此，本研究2～6g的研究范围属于安全使用范围，并提示服用较大剂量6g 时，餐后血糖控制比服用较小剂量时效果更佳，其血糖波动程度考虑和人体血糖自稳态的调节有关。

α-AI可以降低小肠个部分的二糖酶活性，推测α-AI与胃肠道多种淀粉酶的活性抑制有关，使食物中的大量糖类在小肠末端吸收，延长其消化时间，因此能有效阻碍并延缓机体吸收葡萄糖的速度，以改善进食后的血糖波动，甚至有减重效应[13]。本研究结果与此推测较一致，研究发现，比起仅食用白米饭血糖水平45min后的剧烈下降，在服用白芸豆提取物后的血糖下降趋势更为稳定，并在2h内达到正常血糖水平。白芸豆提取物主要活性成分为α-淀粉酶抑制，对服用葡糖糖后的血糖应答表明其不会造成低血糖，甚至可能用预防糖尿病合并低血糖的发生[14]。

综上所述，白芸豆提取物FitinTM酶解芸豆粉对健康人群餐后血糖有改善作用。但本研究由于样本量较小，且选择正常人群为试验对象，研究仍存在一定缺点。更大样本量的研究白芸豆提取物及餐后血糖关系的试验可在糖尿病患者上进行，进一步证实其对血糖的控制作用，为防治糖尿病提供新思路。