健康人群对低温高纤酸奶血糖反应的研究

李大鹏 ，陈云 ，李金玉 ，覃倩倩 ，季国志

（1.内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司，呼和浩特 011500；2.北京农学院，北京 102206)

0 引 言

低温高纤酸奶是一款以生牛乳、多种膳食纤维、赤藓糖醇、菌种为主要原料，不添加蔗糖的功能性酸奶。其功效成分抗性糊精、聚葡萄糖、低聚果糖具有一定程度的降低血糖功效[1-2]，目前在酸奶领域，不添加蔗糖的酸奶存在一定的研究基础[3-5]，但富含膳食纤维的酸奶应用较少，本项目研究目的在于将多种膳食纤维组合，辅以不添加蔗糖的方式，形成具有切实血糖控制效果的酸奶组合，并通过人群实验，验证其效果，为产品应用打下理论基础。为了评价该低温高纤酸奶的血糖控制效果，本研究测试了该酸奶在健康人群中的血糖应答曲线及胰岛素应答曲线，并计算了该酸奶的血糖生成指数（Glycemic index, GI）、血糖生成指数（Glycemic index, GI）及胰岛素指数（Insulin index, II）。

1 材料与方法

1.1 材料

对照样品：一水葡萄糖。

实验样品：自制低温高纤酸奶，采用搅拌型酸奶工艺流程[6-7]，主要成分：生牛乳（添加量80 g/100g）、水、抗性糊精（添加量2.5 g/100g）、聚葡萄糖（添加量2.4 g/100g）、低聚果糖（添加量1.5 g/100g）、赤藓糖醇（添加量1.2 g/100g）、酪蛋白、浓缩乳清蛋白、羟丙基二淀粉磷酸酯、果胶、三氯蔗糖、食用香精、嗜酸乳杆菌、乳双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌，理化指标分析结果如表1所示。

1.2 方法

1.2.1 实验流程

实验纳入 15 名志愿者[8]，14 名女性，1 名男性，年龄为21～35 岁，BMI 为18.6～23.9 g/m2，体检合格，饮食规律，近期无胃肠道疾患和服用任何药物。采用随机交叉对照设计，每个受试者均摄入葡萄糖、低温高纤酸奶，摄入顺序由计算机产生随机数字的方法分配，实验前一天安排统一的晚餐，控制高蛋白、脂肪和膳食纤维食物的摄入，试验前禁食14 h，并避免剧烈运动、吸烟、饮酒[9]。试验当天空腹静脉取血后，口服参照食物27.5 g 葡萄糖或625.0 g 低温高纤酸奶（二者均含有25 g 可利用碳水化合物），15 min 内服完，将开始口服时间记为 0 min，在随后的15、30、45、60、90、120 min时分别静脉取血3 mL。所取血样静置30 min，3 000 转10 min 离心分离血清并测定葡萄糖及胰岛素，每隔7 d 重复上述过程，共3 次。血清葡萄糖的测定采用葡萄糖氧化酶法。血清胰岛素的测定采用放射免疫法[10-11]。

表1 低温高纤酸奶理化分析

1.2.2 血清葡萄糖的测定

葡萄糖氧化酶法，迈瑞BS-400 全自动生化仪，中生公司试剂盒，同时做质量控制。

1.2.3 血清胰岛素的测定

放射免疫法，美国DPLGambyt CR10 放免仪，135I放射免疫法平行测定，同时做质量控制。

1.3 质量控制

严格筛选受试者，根据年龄、BMI、膳食习惯；统一培训工作人员，熟悉试验过程；受试前一天晚餐由试验者提供，进食同样的食物；试验过程中规范受试者服食样品和采血的方式和时间；血样的检测由有丰富经验的人员按实验室操作规程进行；严格控制食物消化时间；保持取样点的一致性和准确性。

该研究通过中国注册临床试验伦理审查委员会审批后执行。

1.4 计算

1.4.1 GI的计算

以时间为横坐标，各时点血糖值为纵坐标，制作血糖应答曲线，采用Wolever[12]法计算血糖曲线下面积，并以参照食物葡萄糖的GI 为100，计算低温高纤酸奶的GI 值。

1.4.2 GL的计算

低温高纤酸奶的可利用碳水化合物为4.0 g/100 g，以2016中国居民膳食指南中指出，酸奶为200 g/份[13]，为了反映每食用一份低温高纤酸奶对人体血糖的影响，根据血糖负荷Salmeron[14]的计算公式算低温高纤酸奶的GL。

1.4.3 II的计算

参照食物葡萄糖的II为100，以餐后2 h 的胰岛素曲线下面积计算低温高纤酸奶的II值。

1.5 数据统计分析

2 结果与分析

2.1 低温高纤酸奶餐后血糖应答

餐后血糖的动态变化既反映外源性受试物的消化吸收状况，又反映食物对血糖的影响。

2.1.1 低温高纤酸奶血糖应答曲线

受试物的血糖应答曲线如图1，受试物两两之间的血糖应答统计学分析结果见表2。根据血糖应答曲线可知，在120 min 内，食用葡萄糖的血糖应答曲线在前30 min 内上升，随后持续下降到空腹血糖的平稳状态；低温高纤酸奶的血糖应答曲线在前30 min 内平缓上升，随后下降，整体波动对比葡萄糖较为平稳。

图1 葡萄糖及低温高纤酸奶的血糖应答

根据统计分析结果可知，两种受试物组空腹血糖（0 min）均在正常值范围内，且二者之间无统计学差异（P=0.073）。从食用后15～120 min，葡萄糖组的血糖值明显高于低温高纤酸奶，餐后 15、30、45、60、120 min五个时间点具有统计学差异（P＜0.05），受试物葡萄糖在第30 min 达到峰值，低温高纤酸奶在第30 min 的血糖应答峰值明显低于葡萄糖。在90 min 两种受试物达到空腹血糖的平稳水平，且无统计学差异（P=0.600）。

2.1.2 低温高纤酸奶血糖曲线下面积

血糖曲线下面积是描述血糖应答在某个时段内反应的综合性指标。从血糖曲线下面积分析，低温高纤酸奶和葡萄糖引起的血糖反应存在不同，低温高纤酸奶的餐后血糖变化小于葡萄糖。采用Wolever 法分别计算食用葡萄糖及低温高纤酸奶后的血糖曲线下面积。血糖曲线下面积如图2 所示。通过分析可知（见表3），在15、30、45、60、90 和120 min 时，摄入葡萄糖后的血糖曲线下面积与低温高纤酸奶血糖曲线下面积存在统计学差异（P＜0.05）。表明摄入葡萄糖与低温高纤酸奶后的血糖反应存在明显不同。

表3 各时点葡萄糖与低温高纤酸奶血糖应答曲线下面积方分析结果

2.2 低温高纤酸奶胰岛素应答

2.2.1 低温高纤酸奶胰岛素应答曲线

胰岛素应答曲线是食用某种食物后胰岛素应答的直观表现。从胰岛素应答曲线（见图3）可以看出，在整个过程中，低温高纤酸奶的餐后胰岛素应答相对葡萄糖胰岛素应答较为平缓，两种受试物同样在第30 min 达到峰值，随后缓慢下降，其中，服用葡萄糖后的胰岛素峰值高于低温高纤酸奶。通过分析（见表4）可知，两种受试物的空腹胰岛素（0 min）均在正常值范围内。在15、30、90、120 min 4个时间点都具有统计学差异（p＜0.05）。根据统计分析结果可知，两种受试物空腹胰岛素（0 min）均在正常值范围内，且二者之间无统计差异（P=0.694）。从食用后第15、30、90、120 min，葡萄糖引起的胰岛素分泌显著高于低温高纤酸奶。

图3 葡萄糖及低温高纤酸奶的胰岛素应答

表4 各时点葡萄糖与低温高纤酸奶胰岛素应答分析结果

2.2.2 低温高纤酸奶胰岛素曲线下面积

胰岛素曲线下面积是描述胰岛素应答在某个时段内反应的综合性指标。胰岛素曲线下面积的计算采用Wolever 法，采用的志愿者与计算血糖变化的志愿者一致。不同时点的胰岛素曲线下面积见图4。

图4 葡萄糖及低温高纤酸奶的胰岛素曲线下面积

从胰岛素曲线下面积分析（见表5），两种受试食物的胰岛素反应中，从餐后15 min 至120 min，食用低温高纤酸奶的胰岛素应答曲线下面积较食用葡萄糖胰岛素应答曲线下面积变化较小，在各时间点处均有统计学差异（P＜0.05）。表明摄入葡萄糖与低温高纤酸奶后的胰岛素反应存在明显不同。

表5 各时点葡萄糖与低温高纤酸奶胰岛素应答曲线下面积方差分析结果

3 结 论

低温高纤酸奶的人群测试方案依据WHO 推荐的评价方法及程序，测定健康成年受试者食用低温高纤酸奶2 h 之内的血糖变化，对每个志愿者分别计算后取均值，低温高纤酸奶的GI 为16.62±16.94，属于低GI食品。

根据血糖负荷（GL）Salmeron 的公式计算，低温高纤酸奶的GL=1.33。按照GL 的划分标准，低温高纤酸奶的GL＜10，属于低GL 食品。

按葡萄糖的II 为100，以餐后2 h 的胰岛素曲线下面积计算，对每个志愿者分别计算后取均值，低温高纤酸奶的II为83.5±15.23。

低温高纤酸奶的GI和II值低于葡萄糖，说明其引起的血糖变化小，促进胰岛素分泌的速度比葡萄糖要缓慢，食用后不会因血糖的急剧升高而使胰岛素迅速分泌，从而导致组织、激素的强烈应激，有助于减低对胰岛细胞的刺激，减轻胰岛素抵抗，这是控制血糖的良好指征。

本研究中的低温高纤酸奶中，碳水化合物约为20.3%，其中可利用碳水化合物4.0%，其它为不被小肠利用的抗性糊精、聚葡萄糖、低聚果糖、赤藓糖醇、可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，占16.3%。可利用碳水化合物是引起人体血糖反应的主要原因[15]，经口摄入后，经胃肠道消化吸收，转变成葡萄糖，被吸收入血液，使血糖上升。而抗性糊精、聚葡萄糖、低聚果糖、赤藓糖醇和膳食纤维类能够延缓胃的排空[16]、减少消化酶接触面积，延长食物在肠道的通过时间，刺激肠道降糖激素的分泌，增加饱腹感，调节肠道微生态等作用，因此在进食后血糖升高速度较为缓慢，此时胰岛素分泌水平和程度均低于葡萄糖。食物中存在的蛋白质和脂肪也与血糖应答有关。当在碳水化合物中加入蛋白质时，血糖应答下降，这种下降与胰岛素反应增强有关[17]。蛋白质与碳水化合物一起食用，可刺激胰岛素的分泌[18]。有研究认为，在非糖尿病人中，脂肪和蛋白质将显著减少血糖应答[19]。在各项降糖机制的共同作用下，进食低温高纤酸奶后约30 min血糖值达到高峰，且血糖高峰值也低于葡萄糖。此后，血葡萄糖水平下降较为缓慢。受试食物餐后2 h血糖曲线对比葡萄糖属于“平稳”的状态，从而可以避免因血糖的剧烈波动引起的一系列不良的代谢反应。说明低温高纤酸奶较适合有血糖稳定需求的人群食用。