堅(jiān)果油籽漿的抗氧化性與餐后血糖平緩作用

周 穎，潘海坤，范志紅,2,*，武藝雪

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083;2.北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心，北京 100083）

面包是我國居民常見的早餐主食選擇，尤其是工作忙碌的年輕人。鑒于我國20 歲以上人群中糖尿病前期的比例高達(dá)15.5%[1]，由于白面包消化速率快，血糖指數(shù)（glycemic index，GI）較高[2]，單吃白面包時(shí)容易造成餐后高血糖和餐前低血糖。有文獻(xiàn)表明牛奶配合白面包食用可有效降低餐后血糖反應(yīng)[3]。然而，有很多人對牛奶有慢性過敏或食物不耐受情況[4]。

我國家庭有自制豆?jié){的習(xí)慣，除大豆外還常會加入堅(jiān)果、油籽，作為早餐飲品，常常配合面食食用。堅(jiān)果是抗氧化物質(zhì)和膳食纖維的良好來源[5]，而部分多酚類物質(zhì)對消化酶活性有抑制作用[6]。有研究證實(shí)，大豆、巴旦木、黑芝麻和亞麻籽等堅(jiān)果和油籽在配合面包等高GI主食時(shí)，對控制血糖均具有積極作用[7-10]。然而，堅(jiān)果油籽的抗氧化性質(zhì)與延緩血糖水平上升的效果之間有何關(guān)聯(lián)，目前鮮見研究報(bào)道。同時(shí)，添加堅(jiān)果油籽并過濾除渣的豆?jié){，是否仍然能夠?qū)ρ强刂飘a(chǎn)生積極作用，也鮮見研究。

本研究選取大豆、巴旦木、黑芝麻和亞麻籽4 種原料，制作不同濃度去渣的純漿及堅(jiān)果油籽+大豆混合漿，測定其中的營養(yǎng)成分和抗氧化指標(biāo)，對各樣品的酶抑制率進(jìn)行測定，并以中國健康年輕人為受試者，測定與白面包搭配后的餐后人體血糖反應(yīng)。本研究可以為膳食血糖管理提供研究證據(jù)，即堅(jiān)果油籽豆?jié){作為牛奶的替代品用來配合面包等高GI食物時(shí)，是否能夠幫助平緩餐后血糖反應(yīng)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆（Glycine max(Linn.) Merr.）、巴旦木（Amygdalus communisL.）、黑芝麻（Sesamum indicumL.）、亞麻籽（Linum usitatissimumL.）購買自京東超市;白面包購買自物美超市。

濃硫酸、無水硫酸銅、硫酸鉀、濃鹽酸、無水乙醚、氫氧化鈉、無水葡萄糖、甲基紅、溴甲酚綠、硼酸、石油醚、三羥甲基氨基甲烷、酚酞、單寧標(biāo)準(zhǔn)品、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、抗壞血酸、水溶性VE（Trolox）、AlCl3·6H2O溶液、三吡啶基三嗪（tripyridyltriazine，TPTZ）鹽酸溶液、pH 7.0醋酸鹽溶液、FeCl3·6H2O溶液、熱穩(wěn)定α-淀粉酶（CAS 9000-85-5，（10 000±1 000）U/mL）、蛋白酶（CAS 9014-01-1，活力300～400 U/mL）、豬胰臟胰酶（CAS 8049-47-6，活力不低于4 000 U/g）、淀粉葡萄糖苷酶（CAS 9032-08-0，活力2 000～3 300 U/mL）（均為分析純），甲醇、乙醇（均為色譜純） 北京化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

Synergy多功能酶標(biāo)儀 美國伯騰儀器有限公司;UV-5200紫外分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司;SHA-B水浴恒溫振蕩器 常州國華電器有限公司;高速粉碎機(jī) 北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司;MJ-BL10S11破壁料理機(jī) 美的生活電器制造有限公司;JY92-2D超聲細(xì)胞粉碎機(jī) 寧波新芝科技股份有限公司;KDN型凱氏定氮儀 上海纖檢儀器有限公司;ONE TOUCH UltraEasy穩(wěn)豪倍易型血糖儀和試紙 強(qiáng)生（中國）醫(yī)療器材有限公司。

1.3 方法

1.3.1 測試餐的制備及分組

測試餐的制備方法及分組見表1，除白面包外的所有受試食物均于當(dāng)天早上完成制作，樣品制備后置于保溫箱中備用。

表 1 實(shí)驗(yàn)餐的制備方法及分組Table 1 Preparation of test meals

1.3.2 樣品中常量營養(yǎng)素的測定

蛋白質(zhì)含量測定：參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》[11]中的凱氏定氮法;脂肪含量測定：參考GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》[12]中的索氏抽提法;碳水化合物含量測定：參考Englyst等的酶解方法[13]，采用體外消化法。

1.3.3 樣品中抗氧化物質(zhì)、抗氧化能力及酶抑制率的測定

單寧含量測定：參照侯曼玲的方法[14]，以與100 g樣品相當(dāng)?shù)膯螌幩岬馁|(zhì)量表示;總酚含量測定：參照Lamuela-Raventós等的方法[15]，以與100 g樣品相當(dāng)?shù)臎]食子酸的質(zhì)量表示;黃酮含量測定：參照Xu Baojun等的方法[16]，采用三氯化鋁顯色法，以與100 g樣品相當(dāng)?shù)奶J丁的質(zhì)量表示。DPPH自由基清除能力測定：參照Xu Baojun等的方法[17]，以與100 g樣品相當(dāng)?shù)目箟难釢舛缺硎?鐵離子抗氧化能力（ferric ion reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP）測定：參照Benzie等的方法[18]，以與100 g樣品相當(dāng)?shù)目箟难釢舛缺硎尽Ｒ陨细髦笜?biāo)測定方法為適應(yīng)樣品特性并充分析出待測物質(zhì)，對樣品前處理方法略作修改，方法如下：取各組豆?jié){/混合豆?jié){樣品10 mL于離心管中，加入體積分?jǐn)?shù)50%丙酮溶液10 mL，振蕩充分混勻后40℃水浴4 h，冷卻至室溫后用1 mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至4.5±0.1，等電點(diǎn)沉淀大豆蛋白。1 500 r/min離心10 min，收集上清液備用。

酶抑制率的測定：參照張永軍等的方法[19]，略作改動，考慮到本實(shí)驗(yàn)中各豆?jié){樣品與白面包同時(shí)攝入，采用非預(yù)混法測定，對照組為1 mL 0.05 mg/mL胰淀粉酶或葡萄糖苷酶酶液+1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%淀粉溶液+1 mL去離子水，實(shí)驗(yàn)組為1 mL 0.05 mg/mL胰淀粉酶或葡萄糖苷酶酶液+1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%淀粉溶液+1 mL各豆?jié){/混合豆?jié){樣品。

1.3.4 血糖實(shí)驗(yàn)

本研究選擇在網(wǎng)上招募并篩選18～24 歲的健康受試者。條件如下：身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）在18～30 kg/m2;體質(zhì)量穩(wěn)定，1 年內(nèi)未節(jié)食減肥;不吸煙、不飲酒;無葡萄糖不耐受;血糖處在正常范圍內(nèi);無任何代謝性疾病;女性受試者未懷孕或處于哺乳期;有吃早餐習(xí)慣;不經(jīng)常熬夜;無大豆、亞麻籽、黑芝麻、巴旦木過敏史。本研究經(jīng)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)倫理委員會許可后，與受試者簽訂書面協(xié)議。要求所有受試者在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間內(nèi)保持日常運(yùn)動狀態(tài)，避免飲酒、暴飲暴食、熬夜等行為，并保證在每次實(shí)驗(yàn)的前1 d規(guī)律飲食，避免劇烈運(yùn)動。最終13 人的數(shù)據(jù)被納入研究。

受試者在實(shí)驗(yàn)前1 d 16∶00前接到通知，并于20∶00開始禁食，23∶00前就寢。實(shí)驗(yàn)當(dāng)天8∶00進(jìn)食測試餐，所有受試者在10 min內(nèi)將測試餐進(jìn)食完畢。分別于進(jìn)食前（0 min）以及開始進(jìn)食后的15、30、45、60、90、120、150、180 min采集指尖血，使用血糖儀測定血糖濃度并記錄讀數(shù)。為防止組織液的干擾，棄去第一滴血，采集第二滴血。每位受試者均參加10 次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)按照隨機(jī)順序進(jìn)食1 種測試餐，同一受試者每次實(shí)驗(yàn)進(jìn)食的測試餐種類均不相同。參考Wolever等[20]的梯形法則方法計(jì)算各測試餐在0～60、0～120、120～180 min內(nèi)血糖反應(yīng)曲線（area under curve，AUC）下的正面積AUC0-60、AUC0-120和AUC60-180、以及血糖峰值、谷值、餐后180 min內(nèi)最大血糖波動幅度（the maximum amplitude of glycemic excursion in 180 min，MAGE180）和血糖反應(yīng)曲線下的負(fù)面積（negative area under curve，NAUC）。并根據(jù)AUC0-120，以葡萄糖作為參考食物（GI=100）計(jì)算GI。

人工智能本質(zhì)上是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，自1956年在美國達(dá)特茅斯會議上人工智能學(xué)科正式誕生以來，至今已歷62年。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用SPSS 21.0和Excel 2016軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。組間差異分析采用單因素重復(fù)測量方差分析，因素之間的相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 測試餐的營養(yǎng)成分

測試餐的主要營養(yǎng)成分見表2。

表 2 一份測試餐中主要營養(yǎng)相關(guān)成分Table 2 Major nutrient composition of test meals (per serving)

2.2 樣品的抗氧化指標(biāo)

8 種豆?jié){/混合豆?jié){樣品的抗氧化物質(zhì)含量及抗氧化能力見表3。濃漿的各抗氧化指標(biāo)水平均顯著高于同種類稀漿，且濃亞麻籽豆?jié){的各指標(biāo)顯著高于其他樣品。

表 3 樣品的抗氧化物質(zhì)含量和抗氧化能力Table 3 Antioxidant contents and antioxidant capacity of the test samples

2.3 樣品的酶抑制率及與抗氧化指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果

表 4 樣品對兩種消化酶的抑制率Table 4 Inhibitory rates of the test samples on activities of two digestive enzymes

如表4所示，各組樣品均有抑制兩種酶活性的作用，整體趨勢為濃豆?jié){的抑制率高于稀豆?jié){，濃亞麻籽豆?jié){的酶抑制率顯著高于其他樣品。

由表5可知，總酚、黃酮的含量與胰淀粉酶、葡萄糖苷酶的抑制率存在極顯著正相關(guān)。單寧的含量與胰淀粉酶抑制率呈正相關(guān)，與葡萄糖苷酶抑制率無相關(guān)性。DPPH自由基清除能力、FRAP與胰淀粉酶抑制率呈正相關(guān)、與葡萄糖苷酶的抑制率呈極顯著正相關(guān)。

表 5 樣品抗氧化指標(biāo)和消化酶抑制率相關(guān)性分析Table 5 Correlation between antioxidant contents and enzyme inhibition rates

2.4 血糖實(shí)驗(yàn)受試者基本信息

研究中共納入13 名受試者血糖實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，均為健康成年女性大學(xué)生，基本信息見表6。

表 6 受試者的基本信息（n＝ 13）Table 6 Physiological conditions of the subjects (n= 13)

圖 1 受試者各餐空腹血糖濃度（n＝ 13）Fig. 1 Fasting blood sugar of all subjects (n = 13)

受試者各實(shí)驗(yàn)餐前空腹血糖水平曲線如圖1所示，除個(gè)別點(diǎn)外，血糖濃度均在3.9～5.5之間，屬于正常范圍。受試者各實(shí)驗(yàn)餐空腹血糖平均值在4.4～4.7之間，各餐之間均無顯著性差異。

2.5 測試餐的餐后血糖反應(yīng)

圖 2 測試餐的餐后血糖濃度變化曲線（n＝ 13）Fig. 2 Postprandial incremental blood glucose levels (n = 13)

表 7 血糖反應(yīng)曲線特征值（n＝ 13）Table 7 Characteristics of postprandial glycemic responses after consumption of test meals and reference foods (n= 13)

如表7所示，稀/濃亞麻籽豆?jié){組的GI值均與白面包組有顯著性差異，稀豆?jié){組和與稀黑芝麻豆?jié){組相比有所降低。面包搭配濃亞麻籽豆?jié){后，iAUC0-60、iAUC0-120、血糖峰值和MAGE180較白面包組顯著降低。稀純豆?jié){組和稀巴旦木漿組的iAUC120-180顯著低于白面包組。

2.6 血糖反應(yīng)與抗氧化指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果

表 8 抗氧化指標(biāo)與血糖反應(yīng)指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 8 Correlation between antioxidant contents and characteristics of glycemic response

各樣品抗氧化物質(zhì)含量、抗氧化能力與測試餐血糖反應(yīng)指標(biāo)的相關(guān)性分析如表8所示。總酚含量、單寧含量、DPPH自由基清除能力、FRAP與GI、iAUC0-60、iAUC0-120、血糖峰值、MAGE180間呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。單寧含量與NAUC、血糖谷值間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。

3 討 論

本研究發(fā)現(xiàn)白面包搭配各豆?jié){樣品一起食用時(shí)有利降低白面包的餐后血糖反應(yīng)，其中亞麻籽和大豆的混合漿對降低混合餐GI、平穩(wěn)餐后血糖、減少血糖波動幅度的表現(xiàn)最為良好。其中機(jī)制可能與其抗氧化物質(zhì)的消化酶活性抑制作用有關(guān)。

本研究中以葡萄糖作為參比，濃亞麻籽豆?jié){組的GI為49，屬于低GI食物（GI≤55），其余各堅(jiān)果/油籽豆?jié){組在57～69之間，屬于中GI食物（55＜GI＜70）。

相比于白面包組，添加各類豆?jié){/混合漿樣品后，稀/濃亞麻籽豆?jié){組的GI有顯著降低。本研究中13 名受試者，達(dá)到GI測定國際規(guī)范的要求[21]，由于個(gè)體差異的影響[22]，其他添加堅(jiān)果油籽豆?jié){的各組GI未達(dá)顯著水平，但已經(jīng)表現(xiàn)出降低趨勢（P＜0.10），相比于白面包組，降低了10%～18%。說明在食用高GI碳水化合物食物時(shí)配合堅(jiān)果/油籽混合豆?jié){有利于控制餐后血糖反應(yīng)。有研究表明同時(shí)攝入豆?jié){和白面包可以刺激早期胰島素分泌[23]，豆?jié){的攝入也有利于降低2型糖尿病患病風(fēng)險(xiǎn)[24]。有研究表明，豆類食物如豆粉、納豆搭配含50 g可利用碳水化合物的白米飯食用時(shí)，都使混合食物的GI降低了32%[25]，本研究中濃豆?jié){和稀豆?jié){配合白面包食用后，受試者GI分別降低了37%和31%，與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)接近。

相關(guān)性分析表明，測試餐的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物含量與血糖反應(yīng)指標(biāo)均無顯著相關(guān)性。說明相比于常量營養(yǎng)素，盡管抗氧化成分為豆類、堅(jiān)果、油籽中的微量成分，但是其對餐后血糖反應(yīng)具有重要意義。

動物研究證據(jù)支持某些膳食多酚的抗糖尿病特性，提示膳食多酚可以成為預(yù)防和治療2型糖尿病的一種膳食療法[26]。高酚飲食能降低血糖曲線下面積，并增加餐后0～30 min胰島素分泌量[27]。其機(jī)理與酚類物質(zhì)對消化酶活性的抑制作用有關(guān)[6]，酚類物質(zhì)通過抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性，從而抑制淀粉在小腸中的消化[28]，改變了葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)吸收和胃腸激素分泌[29]。本研究中，抗氧化指標(biāo)與酶抑制率間存在顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系（表5），說明較高的抗氧化物質(zhì)含量、較強(qiáng)的抗氧化能力能夠有效抑制消化酶活性，稀/濃亞麻籽豆?jié){在各樣品中有最高的單寧、黃酮、總酚含量以及抗氧化能力，比其余幾種豆?jié){樣品高1～4 倍，稀/濃亞麻籽豆?jié){酶抑制率最強(qiáng)，比其余樣品高5%～30%，這可能是稀/濃亞麻籽豆?jié){組降低血糖反應(yīng)效果更強(qiáng)的原因。此外，亞麻籽豆?jié){中的亞麻籽膠[30]和α-亞麻酸[31]均可能對其平緩血糖的作用有所貢獻(xiàn)。

和稀亞麻籽豆?jié){相比，濃亞麻籽豆?jié){在血糖反應(yīng)特征值方面效應(yīng)更為顯著。面包搭配濃亞麻籽豆?jié){后，不僅GI降低約36%，而且0～60 min的前期血糖水平上升速率減慢約44%，血糖峰值和血糖最大波動值均比單吃白面包時(shí)顯著降低，降幅達(dá)到34%和39%。說明油籽類食材的攝入量與其緩和餐后血糖反應(yīng)的能力有關(guān)。此前研究發(fā)現(xiàn)，巴旦木與白面包同時(shí)攝入時(shí)，巴旦木的攝入量越高，測試餐的GI越低[32]。在為期4.6 年的上海女性健康研究中發(fā)現(xiàn)，6萬多名非2型糖尿病患者的女性中，大豆攝入與患2型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系[24]，另一項(xiàng)研究中則發(fā)現(xiàn)餐前負(fù)荷大豆蛋白量達(dá)到40 g時(shí)才能對血糖反應(yīng)產(chǎn)生積極作用[33]。在本研究中，各豆?jié){樣品干物質(zhì)含量較低，又經(jīng)過濾渣后飲用，抗氧化物質(zhì)攝入總量較小，可能是亞麻籽豆?jié){以外其他樣品平緩血糖效應(yīng)未達(dá)顯著性水平的原因之一。