堅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.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083;2.北京食品營養與人類健康高精尖創新中心，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15.5%[1]，由于白面包消化速率快，血糖指數（glycemic index，GI）較高[2]，單吃白面包時容易造成餐后高血糖和餐前低血糖。有文獻表明牛奶配合白面包食用可有效降低餐后血糖反應[3]。然而，有很多人對牛奶有慢性過敏或食物不耐受情況[4]。

我國家庭有自制豆漿的習慣，除大豆外還常會加入堅果、油籽，作為早餐飲品，常常配合面食食用。堅果是抗氧化物質和膳食纖維的良好來源[5]，而部分多酚類物質對消化酶活性有抑制作用[6]。有研究證實，大豆、巴旦木、黑芝麻和亞麻籽等堅果和油籽在配合面包等高GI主食時，對控制血糖均具有積極作用[7-10]。然而，堅果油籽的抗氧化性質與延緩血糖水平上升的效果之間有何關聯，目前鮮見研究報道。同時，添加堅果油籽并過濾除渣的豆漿，是否仍然能夠對血糖控制產生積極作用，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果油籽+大豆混合漿，測定其中的營養成分和抗氧化指標，對各樣品的酶抑制率進行測定，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。本研究可以為膳食血糖管理提供研究證據，即堅果油籽豆漿作為牛奶的替代品用來配合面包等高GI食物時，是否能夠幫助平緩餐后血糖反應。

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、單寧標準品、蘆丁標準品、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） 北京化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

Synergy多功能酶標儀 美國伯騰儀器有限公司;UV-5200紫外分光光度計 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 北京環亞天元機械技術有限公司;MJ-BL10S11破壁料理機 美的生活電器制造有限公司;JY92-2D超聲細胞粉碎機 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穩豪倍易型血糖儀和試紙 強生（中國）醫療器材有限公司。

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天早上完成制作，樣品制備后置于保溫箱中備用。

表 1 實驗餐的制備方法及分組Table 1 Preparation of test meals

1.3.2 樣品中常量營養素的測定

蛋白質含量測定：參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[11]中的凱氏定氮法;脂肪含量測定：參考GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》[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、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樣品相當的單寧酸的質量表示;總酚含量測定：參照Lamuela-Raventós等的方法[15]，以與100 g樣品相當的沒食子酸的質量表示;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樣品相當的蘆丁的質量表示。DPPH自由基清除能力測定：參照Xu Baojun等的方法[17]，以與100 g樣品相當的抗壞血酸濃度表示;鐵離子抗氧化能力（ferric ion reducing antioxidant power，FRAP）測定：參照Benzie等的方法[18]，以與100 g樣品相當的抗壞血酸濃度表示。以上各指標測定方法為適應樣品特性并充分析出待測物質，對樣品前處理方法略作修改，方法如下：取各組豆漿/混合豆漿樣品10 mL于離心管中，加入體積分數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鹽酸溶液調節pH值至4.5±0.1，等電點沉淀大豆蛋白。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，考慮到本實驗中各豆漿樣品與白面包同時攝入，采用非預混法測定，對照組為1 mL 0.05 mg/mL胰淀粉酶或葡萄糖苷酶酶液+1 mL質量分數0.5%淀粉溶液+1 mL去離子水，實驗組為1 mL 0.05 mg/mL胰淀粉酶或葡萄糖苷酶酶液+1 mL質量分數0.5%淀粉溶液+1 mL各豆漿/混合豆漿樣品。

1.3.4 血糖實驗

本研究選擇在網上招募并篩選18～24 歲的健康受試者。條件如下：身體質量指數（body mass index，BMI）在18～30 kg/m2;體質量穩定，1 年內未節食減肥;不吸煙、不飲酒;無葡萄糖不耐受;血糖處在正常范圍內;無任何代謝性疾病;女性受試者未懷孕或處于哺乳期;有吃早餐習慣;不經常熬夜;無大豆、亞麻籽、黑芝麻、巴旦木過敏史。本研究經中國農業大學倫理委員會許可后，與受試者簽訂書面協議。要求所有受試者在整個實驗期間內保持日常運動狀態，避免飲酒、暴飲暴食、熬夜等行為，并保證在每次實驗的前1 d規律飲食，避免劇烈運動。最終13 人的數據被納入研究。

受試者在實驗前1 d 16∶00前接到通知，并于20∶00開始禁食，23∶00前就寢。實驗當天8∶00進食測試餐，所有受試者在10 min內將測試餐進食完畢。分別于進食前（0 min）以及開始進食后的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。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 次實驗，每次實驗按照隨機順序進食1 種測試餐，同一受試者每次實驗進食的測試餐種類均不相同。參考Wolever等[20]的梯形法則方法計算各測試餐在0～60、0～120、120～180 min內血糖反應曲線（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內最大血糖波動幅度（the maximum amplitude of glycemic excursion in 180 min，MAGE180）和血糖反應曲線下的負面積（negative area under curve，NAUC）。并根據AUC0-120，以葡萄糖作為參考食物（GI=100）計算GI。

人工智能本質上是計算機科學的一個分支，自1956年在美國達特茅斯會議上人工智能學科正式誕生以來，至今已歷62年。

1.4 數據統計分析

用SPSS 21.0和Excel 2016軟件對實驗數據進行處理。組間差異分析采用單因素重復測量方差分析，因素之間的相關分析采用Pearson相關分析。

2 結果與分析

2.1 測試餐的營養成分

測試餐的主要營養成分見表2。

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

2.2 樣品的抗氧化指標

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

表 3 樣品的抗氧化物質含量和抗氧化能力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相關性分析結果

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，整體趨勢為濃豆漿的抑制率高于稀豆漿，濃亞麻籽豆漿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。單寧的含量與胰淀粉酶抑制率呈正相關，與葡萄糖苷酶抑制率無相關性。DPPH自由基清除能力、FRAP與胰淀粉酶抑制率呈正相關、與葡萄糖苷酶的抑制率呈極顯著正相關。

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

2.4 血糖實驗受試者基本信息

研究中共納入13 名受試者血糖實驗數據，均為健康成年女性大學生，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)

受試者各實驗餐前空腹血糖水平曲線如圖1所示，除個別點外，血糖濃度均在3.9～5.5之間，屬于正常范圍。受試者各實驗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

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

2.6 血糖反應與抗氧化指標的相關性分析結果

表 8 抗氧化指標與血糖反應指標的相關性分析Table 8 Correlation between antioxidant contents and characteristics of glycemic response

各樣品抗氧化物質含量、抗氧化能力與測試餐血糖反應指標的相關性分析如表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間呈極顯著負相關關系。單寧含量與NAUC、血糖谷值間呈顯著的正相關關系。

3 討 論

本研究發現白面包搭配各豆漿樣品一起食用時有利降低白面包的餐后血糖反應，其中亞麻籽和大豆的混合漿對降低混合餐GI、平穩餐后血糖、減少血糖波動幅度的表現最為良好。其中機制可能與其抗氧化物質的消化酶活性抑制作用有關。

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

相比于白面包組，添加各類豆漿/混合漿樣品后，稀/濃亞麻籽豆漿組的GI有顯著降低。本研究中13 名受試者，達到GI測定國際規范的要求[21]，由于個體差異的影響[22]，其他添加堅果油籽豆漿的各組GI未達顯著水平，但已經表現出降低趨勢（P＜0.10），相比于白面包組，降低了10%～18%。說明在食用高GI碳水化合物食物時配合堅果/油籽混合豆漿有利于控制餐后血糖反應。有研究表明同時攝入豆漿和白面包可以刺激早期胰島素分泌[23]，豆漿的攝入也有利于降低2型糖尿病患病風險[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，都使混合食物的GI降低了32%[25]，本研究中濃豆漿和稀豆漿配合白面包食用后，受試者GI分別降低了37%和31%，與文獻數據接近。

相關性分析表明，測試餐的蛋白質、脂肪、碳水化合物含量與血糖反應指標均無顯著相關性。說明相比于常量營養素，盡管抗氧化成分為豆類、堅果、油籽中的微量成分，但是其對餐后血糖反應具有重要意義。

動物研究證據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]。其機理與酚類物質對消化酶活性的抑制作用有關[6]，酚類物質通過抑制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]，改變了葡萄糖轉運吸收和胃腸激素分泌[29]。本研究中，抗氧化指標與酶抑制率間存在顯著或極顯著的正相關關系（表5），說明較高的抗氧化物質含量、較強的抗氧化能力能夠有效抑制消化酶活性，稀/濃亞麻籽豆漿在各樣品中有最高的單寧、黃酮、總酚含量以及抗氧化能力，比其余幾種豆漿樣品高1～4 倍，稀/濃亞麻籽豆漿酶抑制率最強，比其余樣品高5%～30%，這可能是稀/濃亞麻籽豆漿組降低血糖反應效果更強的原因。此外，亞麻籽豆漿中的亞麻籽膠[30]和α-亞麻酸[31]均可能對其平緩血糖的作用有所貢獻。

和稀亞麻籽豆漿相比，濃亞麻籽豆漿在血糖反應特征值方面效應更為顯著。面包搭配濃亞麻籽豆漿后，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顯著降低，降幅達到34%和39%。說明油籽類食材的攝入量與其緩和餐后血糖反應的能力有關。此前研究發現，巴旦木與白面包同時攝入時，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現，6萬多名非2型糖尿病患者的女性中，大豆攝入與患2型糖尿病風險呈現負相關關系[24]，另一項研究中則發現餐前負荷大豆蛋白量達到40 g時才能對血糖反應產生積極作用[33]。在本研究中，各豆漿樣品干物質含量較低，又經過濾渣后飲用，抗氧化物質攝入總量較小，可能是亞麻籽豆漿以外其他樣品平緩血糖效應未達顯著性水平的原因之一。