白芸豆α-AI 的功能性及其产品开发研究进展

孙语，李 诺，李嘉琪，慈 慧，关志伟，尹显婷

（1. 通化师范学院食品科学与工程学院，吉林通化 134002；2. 通化市产品质量检验所，吉林通化 134000）

超重和肥胖患病率的上升是全球关注的问题，增加了许多非传染性疾病的风险，降低了人们生活质量[1]。健康的饮食和锻炼是治疗这些慢性疾病的基石。然而，这些干预措施的有效性往往低于预期。虽然有一些替代性的减肥疗法，但这些策略往往会产生副作用，且成本高昂。传统减肥方法的一种替代或辅助方法是使用天然植物中提取的生物活性物质，这些化合物可以以低成本和最小负担纳入习惯性饮食[2]。在这方面引起关注的一种产品是白芸豆α -淀粉酶抑制剂（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，白芸豆α-AI 应用前景十分广阔。

通过总结白芸豆α-AI 的作用机制，理清白芸豆α-AI 理论知识体系；同时，基于白芸豆α-AI 的功能性，将理论联系实践，指明当前白芸豆α-AI 开发的相关产品研究的重点，为白芸豆α-AI 的进一步应用和开发提供理论参考价值。

1 白芸豆α-AI 概述

自从1945 年，Bowman D E[4]首次发现了一种抑制淀粉消化吸收的物质α-AI 以来，许多科研工作者又对其进行了大量的研究。研究发现，白芸豆中也含有α-AI，是一种纯天然的功能性成分，活性较高，属于糖苷水解酶。白芸豆中的α-AI 能够完全阻断底物和α - 淀粉酶活性位点之间相互作用的通道，使得人体口腔、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单糖被人体吸收，类似于胃肠道内把关淀粉吸收的“守门员”，起到了减少卡路里摄入、调节餐后血糖水平、降低血压血脂及改善胃肠道微生态等作用，被称为“淀粉吸收阻断物”，国外称之为“starch blocker”[5]。大量临床试验表明，白芸豆α-AI 无任何副作用，较为安全[6]。

2 白芸豆α-AI 的功能性

2.1 降血糖作用

糖尿病及由其引发的各种病症等问题一直难以攻克。血糖生成指数（Glycemic index，GI） 反映人体食用食物后，餐后血糖升高或降低的程度[1]。近年来研究证明，通过抑制碳水化合物分解的酶来减少碳水化合物的吸收是一种非常好的方法。因此，淀粉酶抑制剂具有很好的降糖效果，在生物安全性更高天然存在的抑制剂中，白芸豆α-AI 得到了极大的关注。通过降低多种淀粉酶的活性，有效抑制淀粉的水解，并延长食物在胃肠道中的消化时间，降低了人体吸收葡萄糖的速率，保持血糖稳定。杨静秋[7]探讨了白芸豆α- 淀粉酶抑制剂对方便粥GI 值的影响效果，结果表明白芸豆α-AI 添加量越高，大米粥淀粉水解率越低，GI 值也随之降低；在白芸豆α-AI添加量3.0%，燕麦、青稞、莲子粥淀粉水解率明显下降，属于低GI 食品。Ruth N 等人[8]研究中发现，在饮食诱导的肥胖小鼠模型中，白芸豆α-AI 降低了甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白（LDL） 的循环浓度，这些发现还伴随着血糖、胰岛素和胰岛素抵抗稳态模型评估（HOMA-IR） 的显著降低，以及口服葡萄糖耐量试验后曲线下面积的减少。以白芸豆白芸豆α-AI 和马齿苋提取物为主要原料制成低GI的白芸豆- 马齿苋餐前控糖片，证实了白芸豆α-AI复合物具有降糖作用[9]。

2.2 减肥作用

随着生活水平的提高，肥胖问题已成为人们日常生活中关注的热点问题，如何减肥随之被重视。白芸豆α-AI 通过对淀粉酶的抑制作用进而减少糖向脂肪转化，以减轻体重、发挥减肥效应，并经胃肠道不吸收直接被排出体外，不参加血液循环，信号也不传递给大脑中枢，减肥的同时可不控制食欲，常用于餐前食用，使用剂量较高对人体无其他副作用，符合世界卫生组织制定的减肥原则，是一种天然的减肥原料。

在一项研究中，Micheli L 等人[10]探讨了白芸豆α-AI 对雄性小鼠体重和代谢健康的影响，这些小鼠因长期（133 d） 服用高脂饮食而出现代谢综合征。在食用高脂饮食77 d 后，向动物提供白芸豆α-AI（500 mg/kg/d），结果发现补充白芸豆α-AI 小鼠的质量增加显著低于接受对照的小鼠。在12 周的餐前白芸豆α-AI 摄入的32 名健康的人体试验中，试验第12 周，白芸豆α-AI 在3 组受试者的体重、脂肪率、腰围及臀围显著降低，有效率达到90%以上，表明白芸豆α-AI 对体重的控制效果明显[11]。

2.3 降血压作用

截至目前，少数研究已经发现了白芸豆α-AI 对血压的影响[12]。与降压剂相比，补充白芸豆α-AI 84 d后，收缩压和舒张压分别提高了-5.6 和-3.9 mmHg。在一项较短的研究（56 d） 中也观察到了类似的发现[13]。在肥胖个体中，与降压剂相比，每天补充2 400 mg白芸豆α-AI 35 d，血压或心率没有显著变化[14]。尽管有关研究表明白芸豆α-AI 可改善血压，但尚不清楚是白芸豆α-AI 的直接影响还是基于体重和体脂的减少，需要进一步研究。

2.4 其他功能性

有研究发现，α-AI 还具备抗氧化活性。随着α-AI 浓度的增加自由基的清除力及还原力都有所增加，且随着纯度的增加抗氧化活性同样也在增加[15]。白芸豆α-AI 还具有明显降血脂、预防高脂血症及动脉粥样硬化的作用[16]。

3 产品开发

白芸豆α-AI 的相关产品基本以阻断淀粉分解及助排便为主要功效，常与不同种类的膳食纤维或左旋肉碱复合制成片状、胶囊、粉状冲剂等形式，用于餐前，防止餐后血糖升高及作为减肥产品。常见为不同形式的白芸豆α-AI 和膳食纤维或左旋肉碱咀嚼片，也是线上电商行业销售较为火热的产品[17]。此外，白芸豆α-AI 还可以制作方便粥，口感优良、质构较好，GI 值在50 以下，属于低GI 食品[18]。不仅广泛应用于食品加工行业，在农业方面，α-AI 可作为抗虫基因，提高植物的抗虫性，也可用于制作农药，在害虫防治上具有十分重要的实践价值[19]；可以和中草药组合制成饲料，推进新型饲料资源的开发和利用[20]。

4 结语

随着现代加工技术和生物技术的不断发展，使得白芸豆α-AI 在食品工业、农业、医学上应用日趋增加，具有较高的应用价值。在食品工业上，通过添加白芸豆α-AI 作为阻断淀粉消化吸收的阻断剂或作为弥补食品中缺乏营养素的膳食补充剂；农业方面，通过转基因技术赋予农作物抗虫特性，为种植产量的提高提供了一条创新、高效的新途径；医学方面，可作为新型糖尿病干预药物及具有预防龋齿和骨质疏松症等效果。基于白芸豆α-AI 价格低廉、提取方法简单且纯度高，相关功能产品的开发将会成为社会热点。