六種保健食品原料的輔助降血糖功效研究

董義，王斯慧，曾里，曾凡駿

（四川大學(xué)食品工程系，四川成都610065）

六種保健食品原料的輔助降血糖功效研究

董義，王斯慧，曾里，曾凡駿*

（四川大學(xué)食品工程系，四川成都610065）

選擇苦瓜、苦蕎、葛根、桑葉、西洋參、絞股藍(lán)6種具有輔助降血糖功能的保健食品原料進(jìn)行降血糖功效研究。采用相同提取工藝得到提取物，以檢測其對α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活力的抑制作用作為輔助降血糖體外評價方法，與拜糖平在相同條件下進(jìn)行對比，分別研究其輔助降血糖功效。實(shí)驗(yàn)得出，六種原料均有明顯輔助降血糖功效。其中，苦瓜效果最好，其次為苦蕎和絞股藍(lán)，可作為輔助降血糖功能食品的原料。

降血糖；原料；體外評價

糖尿病是一種由多因素共同作用引起的慢性高血糖狀態(tài)[1]。隨著社會的發(fā)展，人們飲食習(xí)慣的改變，糖尿病已逐漸發(fā)展成為繼心血管疾病、腫瘤之后，第三大危害人類身體健康的慢性疾病[2]。而我國的糖尿病患病率在過去20年中上升了4倍，2009年全國糖尿病患病人數(shù)逾4 000萬，使我國成為全球糖尿病患者人數(shù)第二大國[3]。逐漸增長的糖尿病患病比例已成為我國國民身體健康的一大負(fù)擔(dān)。

由于糖尿病的慢性病特征，長期的輔助治療對病情的控制非常重要。在中國，糖尿病患者使用最多的是拜糖平（阿卡波糖）[1]。它作為一種能降低餐后血糖的藥物，效果顯著。但其作為藥物，可接受性以及長期食用的安全性不盡如人意。相應(yīng)的，飲食治療由于其可接受程度高、易于堅持等特點(diǎn)，在降血糖輔助治療中逐漸顯出優(yōu)勢。國內(nèi)外在此方面均有一定研究和成果，如韓國的蘑菇南瓜面包，黑木耳系列食品等[4]。

酶抑制劑的篩選具有簡便快速的特點(diǎn)，酶活性可通過放射性、比色或熒光的方法進(jìn)行體外檢測，所以以酶作為靶點(diǎn)研究降低餐后高血糖效應(yīng)的方法被廣泛應(yīng)用。α-葡萄糖苷酶抑制劑可通過競爭性抑制小腸上段上皮細(xì)胞的α-糖苷酶（如：麥芽糖酶、淀粉酶、蔗糖酶），使雙糖向單糖（主要為葡萄糖）的轉(zhuǎn)化減少，從而延緩糖類的吸收，降低餐后高血糖。α-淀粉酶（α-1，4-D-葡萄糖-葡萄糖苷水解酶）抑制劑能夠抑制淀粉在人體內(nèi)的水解，延緩或減慢碳水化合物在腸道的消化和吸收，抑制餐后血糖水平的升高。在本研究中，選擇對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活力的抑制作為評價指標(biāo)，建立輔助降血糖體外評價方法。

本文主要研究了苦瓜、苦蕎、葛根、桑葉、西洋參、絞股藍(lán)這6種具有輔助降血糖功能的食品資源、藥食兩用資源和可用于保健品的資源，對其輔助降血糖功能進(jìn)行輔助降血糖體外評價。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

α-淀粉酶，α-葡萄糖苷酶，pNPG（4-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷）：日本wako公司提供；拜糖平（每片含阿卡波糖50mg）：德國拜耳公司；磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、酒石酸鉀鈉、3，5-二硝基水楊酸、苯酚、氫氧化鈉、亞硫酸鈉、可溶性淀粉、碳酸鈉等均為分析純。

AR2130型電子天平：Ohaus Corp.Pine Brook，NJ，USA.；UV-1100型紫外-可見光分光光度計：上海美譜達(dá)儀器有限公司；DSY-1-4孔型電熱恒溫水浴鍋：北京愛琦霞商貿(mào)中心。

1.2 試劑準(zhǔn)備與原料提取物制備

0.1 mol/L的磷酸鉀緩沖液：準(zhǔn)確稱取8.7 g磷酸氫二鉀，6.8 g磷酸二氫鉀，分別加少量重蒸餾水溶解，并定容至500mL，混合兩種溶液，調(diào)pH至6.8，備用。

α-淀粉酶酶液：將α-淀粉酶溶于0.1mol/L的磷酸鉀緩沖液（pH6.8），配成0.1U/mL溶液備用。

α-葡萄糖苷酶酶液：α-葡萄糖苷酶溶于0.1mol/L的磷酸鉀緩沖液（pH6.8）中，配成0.1U/mL溶液備用。

1%淀粉溶液：將1 g可溶性淀粉溶于磷酸鉀緩沖液（pH6.8），煮沸，冷卻后定容至100mL，冷卻備用（注意避光冷藏存放）。

拜糖平溶液：取一定量的拜糖平藥劑（每片含阿卡波糖50mg），用少量重蒸餾水溶解，配成一定濃度的溶液。

pNPG溶液：pNPG溶于0.1mol/L的磷酸鉀緩沖液（pH6.8），配成2mmol/L的溶液備用（注意避光冷藏存放）。

苦蕎、葛根、桑葉、西洋參、絞股藍(lán)、苦瓜生藥提取液：分別稱取5 g的苦蕎生藥粉末、葛根生藥粉末、桑葉生藥粉末、西洋參生藥粉末、絞股藍(lán)生藥粉末、苦瓜生藥粉末，在溫度70℃，70%乙醇溶劑，料液比1∶10的條件下浸提30min后過濾，冷卻至室溫，定容到一定體積備用。

1.3 方法

1.3.1 對α-淀粉酶活力抑制的實(shí)驗(yàn)方法

參照DNS（3，5-二硝基水楊酸）比色法，反應(yīng)體系：0.3mLα-淀粉酶37℃預(yù)熱5min，加入0.4mL 1%的淀粉溶液在37℃下反應(yīng)5min；加入0.2mLDNS，沸水浴5min后，取出冷卻，定容至25mL，540 nm下測定吸光值。

參照上述方法，在反應(yīng)體系中加入不同濃度的抑制劑溶液1mL，陽性對照為阿卡波糖，空白對照為不加抑制劑（以蒸餾水補(bǔ)足），其他與抑制劑管操作相同。背景對照為對應(yīng)濃度的抑制劑溶液，不加酶液（以蒸餾水補(bǔ)足），其他與抑制劑管操作相同，其反應(yīng)體系如表1所示。反應(yīng)終止后用蒸餾水稀釋定容到25mL，于波長540 nm處測其吸光值。

表1 α-淀粉酶活性抑制體系表Table1 The reaction system arrangementof the inhibition effect toα-am ylase

抑制劑對α-淀粉酶的抑制率：

式中：A1、A2、A3、A4分別為540 nm處空白管、空白對照管、抑制劑管和背景對照管的吸光值。

1.3.2 對α-葡萄糖苷酶抑制作用的實(shí)驗(yàn)方法

將α-葡萄糖苷酶（0.1U/mL，0.6mL）在37℃水浴中孵育10min后加入底物pNP-G（2mmol/L，0.1mL）以啟動反應(yīng)。體系于37℃反應(yīng)20min后，加入1mL 0.5mol/LNa2CO3終止反應(yīng)。最后于405 nm處測定在酶作用下從pNP-G中釋放出的對硝基苯的吸光度值，計算抑制率。酶抑制試驗(yàn)重復(fù)3次，每次3個復(fù)管。

參照上述方法，在反應(yīng)體系中加入不同濃度的抑制劑溶液1mL，陽性對照為阿卡波糖，空白對照為不加抑制劑（以蒸餾水補(bǔ)足），其他與抑制劑管操作相同。背景對照為對應(yīng)濃度的抑制劑溶液，不加酶液（以蒸餾水補(bǔ)足），其他與抑制劑管操作相同，其反應(yīng)體系如表2所示。反應(yīng)終止后用蒸餾水稀釋定容到10mL，于405 nm處測其吸光值。

表2 α-葡萄糖苷酶活性抑制體系表Table2 The reaction system arrangem entof the inhibition effect toα-glucosidase

抑制劑對α-葡萄糖苷酶的抑制率按下式計算：

式中：A1、A2、A3、A4分別為405 nm處空白管、空白對照管、抑制劑管和背景對照的吸光值。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料提取物對α-淀粉酶活性的抑制

通過測定不同濃度（10mg/mL~100mg/mL）的生藥提取液（苦蕎生藥醇提液、葛根生藥醇提液、桑葉生藥醇提液、西洋參生藥醇提液、絞股藍(lán)生藥醇提液、苦瓜生藥醇提液、拜糖平降糖膠囊）作為抑制劑對α-淀粉酶活性的抑制率，如表3所示。

表3 不同濃度的原料提取溶液對α-淀粉酶的抑制作用Table3 The inhibition effect toα-am ylase caused by different concentrationsof each extractof sixm atrials

根據(jù)各原料提取液及拜糖平對于α-淀粉酶的抑制率數(shù)據(jù)，做出其各自對α-淀粉酶的抑制曲線，在除去乙醇對酶的抑制作用的基礎(chǔ)上作出修正曲線，從而獲得各原料提取液及拜糖平對α-淀粉酶的半抑制濃度IC50，結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

表4 各原料提取液對α-淀粉酶的半抑制濃度（IC50）Tab le4 The50%inhibition concentration toα-amylase caused by each extractof sixm aterials

半抑制濃度IC50可以表征抑制能力的大小，IC50越小，即達(dá)到50%抑制率的濃度越小，說明抑制能力越強(qiáng)。由表4可以看出，各類原料對α-淀粉酶的抑制作用大小順序?yàn)椋嚎喙希景萏瞧剑靖鸶疚餮髤ⅲ窘g股藍(lán)＞苦蕎＞桑葉。苦瓜對α-淀粉酶的抑制作用優(yōu)于拜糖平，苦蕎、葛根、桑葉、西洋參、絞股藍(lán)對α-淀粉酶的抑制作用弱于拜糖平，半抑制濃度IC50分別為拜糖平的1.427倍、1.096倍、1.120倍、1.205倍，抑制效果分別是拜糖平的0.700倍、0.912倍、0.89倍、0.830倍。

2.2 原料提取物對α-淀粉葡萄糖苷酶活性的抑制

通過測定不同濃度（10mg/mL~100mg/mL）的生藥提取液（苦蕎生藥醇提液、葛根生藥醇提液、桑葉生藥醇提液、西洋參生藥醇提液、絞股藍(lán)生藥醇提液、苦瓜生藥醇提液、拜糖平降糖膠囊）對α-葡萄糖苷酶活性的抑制率，畫抑制曲線，計算半抑制濃度，再與陽性對照物拜糖平比較，如表5所示。

表5 不同濃度的原料提取溶液對α-葡萄糖苷酶的抑制作用Table5 The inhibition effect toα-am ylase caused by different concentrationsofeach extractof sixmaterials

根據(jù)各原料提取液及拜糖平對于α-葡萄糖苷酶的抑制率數(shù)據(jù)，做出其各自對α-葡萄糖苷酶的抑制曲線，在除去乙醇對酶的抑制作用的基礎(chǔ)上作出修正曲線，從而獲得各原料提取液及拜糖平對α-葡萄糖苷酶的半抑制濃度IC50，結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

表6 各原料提取液對α-葡萄糖苷酶的半抑制濃度（IC50）Table6 The reaction system arrangem entof the inhibition effect toα-glucosidase

由表6可以看出，各類原料對α-葡萄糖苷酶的抑制作用大小順序?yàn)椋喊萏瞧剑窘g股藍(lán)＞桑葉＞苦蕎、苦瓜＞西洋參＞葛根。所有原料對α-淀粉酶的抑制作用均弱于拜糖平，半抑制濃度IC50依次為拜糖平的1.255倍、1.259倍、1.359倍、1.409倍、1.754倍，抑制效果分別是拜糖平的0.797倍、0.794倍、0.736倍、0.710倍、0.570倍。

3 結(jié)論與展望

根據(jù)各原料的提取液對于α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶的抑制作用，并將其半抑制濃度與拜糖平進(jìn)行對比的結(jié)果，可得出結(jié)論：苦瓜、苦蕎、葛根、桑葉、西洋參、絞股藍(lán)，經(jīng)過70%乙醇溶液，料液比1∶10，70℃條件下浸提30min后得到的提取液，其輔助降血糖的效果均略低于拜糖平。六種原料中，苦瓜的輔助降血糖功效較其他更為顯著，其對α-淀粉酶的抑制效果是拜糖平的1.294倍，對α-葡萄糖苷酶的抑制效果也有拜糖平的0.736倍。

考慮選用食品資源作為輔助降血糖保健產(chǎn)品的原料，苦瓜應(yīng)為六種原料中的最優(yōu)選擇。其次，苦蕎與絞股藍(lán)的輔助降血糖作用也較為良好，該兩種原料分別作為近年熱門食品資源和可用于保健食品的資源，其相關(guān)的輔助降血糖保健食品開發(fā)前景良好。葛根、桑葉、西洋參的輔助降血糖體外評價效果雖不如以上幾種資源，但其功效仍不可忽視，且其作為保健食品的原料，相較于拜糖平的藥物，被消費(fèi)者接受且堅持服用的可能性更高。

本次研究只分別對苦瓜、苦蕎、葛根、桑葉、西洋參、絞股藍(lán)單方的輔助降血糖功能進(jìn)行體外評價，若保健食品選擇多種原料合成復(fù)方后再進(jìn)行提取生產(chǎn)出的提取物，其輔助降血糖的效果應(yīng)有所改變。

[1]曹艷,張娜,史亦麗.國內(nèi)糖尿病治療藥物利用評價[J].中國醫(yī)院用藥評價與分析,2006,6(5):264-267

[2]傅櫻花,張富春.降血糖功能性食品的研究現(xiàn)狀[J].食品研究與開發(fā),2011,32(11):165-168

[3]王濤,任順成,李翠翠.降血糖功能因子及其食物來源[J].中國食物與營養(yǎng),2010(10):28-31

[4]韓永雙,張海悅,郭新力,等.降血糖食品的開發(fā)[J].食品科技,2007 (10):155-158

Study on the Assistant Hypoglycem ic Efficacy of Six Functional Food M aterials

DONGYi，WANGSi-hui，ZENG Li，ZENG Fan-jun*
（Department of Food Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，Sichuan，China）

Sixmaterials，balsam melon，Tartary buckwheat，kudzu root，mulberry leaves，American ginseng and gynostemma pentaphylla，which could be used in functional food were chosen to have tests on its assistant hypoglycemic efficacy.Theextractionswere prepared through same process.By detecting the inhibition effect to α-amylaseandα-glucosidaseas the in-vitroevaluationmethod，theassistanthypoglycemic efficacyof thesesix materials'extractswere compared with Acarbose under the same condition.The resultshowed thatallof these six materials could help to reduce the blood sugar levels.Among them，balsammelon has the besteffect followed by Tartarybuckwheatand gynostemmapentaphylla，which canbeused asthe rawmaterialin functional foods.

hypoglycemic；material；in-vitroevaluation

2013-12-19

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.23.033

董義（1990—），女（漢），碩士研究生，研究方向：保健功能食品的研究。

*通信作者：曾凡駿（1954—），男，教授。