盧家燦,林金雪嬌,范志紅*,周 穎,朱瑞欣
(1 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)營養(yǎng)與健康系 北京100083 2 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)
豆?jié){是我國居民的早餐常用飲品,其原料大豆【Glycine max(Linn.)Merr.】是植物蛋白的良好來源[1],其血糖指數(shù)(Glycemic Index,GI)極低[2]。有研究表明攝入豆?jié){可以刺激早期胰島素分泌[3],有利于降低罹患2 型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)[4]。
家庭自制豆?jié){時(shí),常會(huì)添加堅(jiān)果、油籽與大豆混合打漿。它們的脂肪含量相似,而脂肪酸組成差異較大。有研究表明,添加混合堅(jiān)果可以改善地中海飲食的血糖負(fù)荷[5];高GI 食物配合巴旦木食用可以降低餐后血糖反應(yīng)[6-7];芝麻油[8]和亞麻籽食物[9-10]也有降低糖化血紅蛋白水平的效果。然而,堅(jiān)果油籽漿及混合豆?jié){是否也能在與高GI 食物同食時(shí)起到平穩(wěn)血糖反應(yīng)的效果,哪一種脂肪酸構(gòu)成的效果更好,尚無試驗(yàn)證明。
本研究選擇黑芝麻、亞麻籽、巴旦木、大豆4種脂肪酸構(gòu)成特色不同的食材,制作保留渣子的堅(jiān)果油籽漿和堅(jiān)果油籽+大豆的混合漿,測(cè)定其中的營養(yǎng)成分和脂肪酸組成,研究豆?jié){、堅(jiān)果油籽漿、堅(jiān)果油籽豆?jié){與高GI 的主食白面包搭配進(jìn)食后的血糖反應(yīng),與已證明對(duì)餐后血糖控制有積極作用的牛奶[11-12]作比較,為乳糖不耐受并有血糖控制需求的人群提供膳食指導(dǎo)。
大豆【Glycine max(Linn.)Merr.】、黑芝麻(Sesamum indicum L.)、亞麻籽(Linum usitatissimum L.)、巴旦木(Amygdalus communis L.)于2017年夏季購自京東超市;桃李醇熟白面包、三元純牛奶于2017年夏季購于物美超市。
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、熱穩(wěn)定α-淀粉酶(CAS 9000-85-5,10 000 U/mL±1 000 U/mL)、蛋白酶(CAS 9014-01-1,300~400 U/mL)、淀粉葡萄糖苷酶(CAS 9032-08-0,2 000~3 300 U/mL)等為分析純級(jí),北京化學(xué)試劑廠;甲醇、乙醇為色譜純級(jí),北京化學(xué)試劑廠。
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,國華公司;24 000 r/min 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。
1.3.1 測(cè)試餐及其制作方法 測(cè)試餐的制備方法見表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 試驗(yàn)餐的制備方法Table 1 Preparation of test meals
1.3.2 樣品中營養(yǎng)素的測(cè)定 水分的測(cè)定參考《食品中水分的測(cè)定》(GB 5009.3-2016)[13]中的直接干燥法;脂肪的測(cè)定參考《食品中脂肪的測(cè)定》(GB 5009.6-2016)[14]中的索氏抽提法;蛋白質(zhì)的測(cè)定參考 《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》(GB5009.5-2016)[15]中的凱氏定氮法;脂肪酸組成的測(cè)定參考《食品中脂肪酸的測(cè)定》(GB5009.168-2016)[16]中的歸一化法;總膳食纖維的測(cè)定參考《食品中膳食纖維的測(cè)定》(GB5009.88-2014)[17]中的酶重量法;單寧測(cè)定參照侯曼玲[18]的方法,略作修改;總酚的測(cè)定:參照Singleton[19]的方法,略作修改;黃酮的測(cè)定:采用三氯化鋁顯色法,參照Xu 等[20]的方法,略作改動(dòng)。
1.3.3 血糖試驗(yàn)
1)研究對(duì)象 經(jīng)Brouns 等[21]統(tǒng)計(jì)分析,受試者人數(shù)為10 的餐后血糖試驗(yàn)結(jié)果具有80%的可靠度。本研究選擇在網(wǎng)上招募并篩選12 名18~25歲的健康人為受試者。納入條件:BMI 18~30 kg/m2;體重穩(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;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。本研究經(jīng)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)倫理委員會(huì)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)試驗(yàn)期間保持日常運(yùn)動(dòng)狀態(tài),避免飲酒、暴飲暴食、熬夜等行為,并保證在每次試驗(yàn)的前一天規(guī)律飲食,避免劇烈運(yùn)動(dòng)。
2)試驗(yàn)步驟 受試者在試驗(yàn)前一天16:00前接到通知,于20:00 開始禁食,23:00 前就寢。試驗(yàn)當(dāng)天8:00 進(jìn)食測(cè)試餐,所有受試者在規(guī)定時(shí)間內(nèi)(10 min 內(nèi)飲用液體,5 min 內(nèi)食用白面包)將測(cè)試餐進(jìn)食完畢,于餐后60 min 時(shí)為受試者提供150 mL 溫水,2 h 內(nèi)飲用完畢。分別于進(jìn)食前(0 min),開始進(jìn)食后的15,30,45,60,90,120,150,180,210,240 min 采集指尖血,使用血糖儀測(cè)定血糖濃度,記錄讀數(shù)。為防止組織液的干擾,棄第1 滴血,采集第2 滴血。每位受試者均參加10次試驗(yàn),每次試驗(yàn)按照隨機(jī)順序進(jìn)食1 種測(cè)試餐,同一受試者每次試驗(yàn)進(jìn)食的測(cè)試餐種類均不相同。參考Wolever[22]的梯形法則計(jì)算各測(cè)試餐在0~60,0~120,120~240 min 內(nèi)血糖反應(yīng)曲線(AUC)下的正面積AUC 0-60、AUC 0-120 和AUC 120-240,以及血糖峰值(Peak)、谷值(Low)、餐后240 min 內(nèi)最大血糖波動(dòng)幅度(MAGE240)和血糖反應(yīng)曲線下的負(fù)面積(NAUC)。根據(jù)AUC0-120值,以葡萄糖作為參考食物(GI=100)計(jì)算血糖指數(shù)。
用SPSS 21.0 和Excel 2016 軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。組間差異分析采用單因素重復(fù)測(cè)量方差分析,因素之間的相關(guān)分析采用Pearson 相關(guān)分析。
測(cè)試餐的主要營養(yǎng)成分見表2。
4 種食材的脂肪酸組成及含量見表3,測(cè)試餐的脂肪酸組成見表4。巴旦木的單不飽和脂肪酸比例最大;黑芝麻中的ω-6 多不飽和脂肪酸最高;亞麻籽中ω-3 多不飽和脂肪酸占52%,在4 種食材中最高。
表2 測(cè)試餐的主要營養(yǎng)相關(guān)成分Table 2 Major nutrient composition of test meals
表3 堅(jiān)果油籽食材中的各類脂肪酸含量(g/100 g)Table 3 Fatty acid types and contents of nuts and seeds in test samples(g/100 g)
表4 測(cè)試餐中的各類脂肪酸含量(g/份)Table 4 Fatty acid types of test meals(g/protion)
由圖1 的血糖反應(yīng)曲線可見,除葡萄糖對(duì)照,測(cè)試餐組的血糖峰值均出現(xiàn)在進(jìn)食45 min 后,BS+WB 與WB 的餐后血糖曲線相似。M+WB 和LS+S+WB 在餐后30 min 和45 min 時(shí)血糖變化值有低于WB 餐的顯著趨勢(shì)(P<0.1)。餐后60 min 時(shí)A+S+WB 和M+WB 的血糖變化值有低于G 和WB 的顯著趨勢(shì)(P<0.1)。A+S+WB 在達(dá)到峰值前的血糖反應(yīng)與WB 無顯著性差異,而在45~120 min 之間血糖下降速率較快。LS+S+WB 和M+WB在120 min 后維持血糖穩(wěn)定的能力較好。
分析各測(cè)試餐的餐后血糖反應(yīng)特征值(見表5),可見,3 種食材與大豆等比例混合打漿后配合白面包食用,混合餐的GI 值均低于它們單獨(dú)配合白面包食用時(shí)。A+S+WB 和M+WB 的GI 值為52,屬于低GI 餐(GI 值≤55)。BS+WB 的GI 值為74,屬高GI 食物(GI 值≥70)。各堅(jiān)果油籽漿配合白面包組和M+WB 的血糖曲線最大波動(dòng)范圍均顯著小于葡萄糖組(P<0.05),其中L+S+WB 和M+WB 顯著低于WB(P<0.05),說明其餐后血糖反應(yīng)更為平穩(wěn)。
圖1 測(cè)試餐的餐后血糖變化曲線(n=12)Fig.1 Incremental blood glucose level after the test meals(n=12)
表5 餐后血糖反應(yīng)曲線特征值(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)(n=12)Table 5 Characteristics of postprandial glycemic responses(±s)(n=12)
表5 餐后血糖反應(yīng)曲線特征值(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)(n=12)Table 5 Characteristics of postprandial glycemic responses(±s)(n=12)
MAGE240/mmol·L-1 G100c156.9±10.9b 248.7±11.0c17.5±4.4d-55.9±9.5c4.1±0.3d-0.9±0.1c5.1±0.3d WB74±5b77.4±5.1a181.8±12.7b 57.4±10.3abc -27.5±10.4b 2.7±0.2ab -0.6±0.2bc3.3±0.3c S+WB63±8ab77.7±10.2a 155.6±19.8ab 54.1±12.0abcd -10.8±5.5ab 2.5±0.2abc -0.1±0.1a2.7±0.2abc BS+S+WB 62±5b78.8±8.6a150.1±12.5ab 43.0±9.3bcd -11.1±4.8ab 2.8±0.2ab -0.2±0.1ab3.0±0.2bc BS+WB74±5b77.7±9.6a183.2±14.2b 66.2±10.2abc -10.4±3.3ab 2.7±0.2ab -0.3±0.1ab3.0±0.2bc L+S+WB 56±4ab51.2±6.9a137.5±8.9ab91.0±19.2a-5.6±3.2a2.2±0.2bc-0.2±0.1a2.4±0.2ab GIAUC0-60/mmol·min·L-1 AUC0-120/mmol·min·L-1 AUC120-240/mmol·min·L-1 NAUC /mmol·min·L-1 Peak/mmol·L-1 Low/mmol·L-1
(續(xù)表5)
7 種堅(jiān)果油籽漿+白面包測(cè)試餐的成分與血糖反應(yīng)指標(biāo)的相關(guān)性分析見表6。脂肪酸組成和膳食纖維含量與GI 值、AUC0-120、Peak 和MAGE240均無顯著相關(guān)性,Peak 和MAGE240與單寧含量呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)(表6)。
食材的黏度、粒度與抗氧化能力等指標(biāo)與血糖指標(biāo)均無顯著相關(guān)性(表中未顯示)。
表6 測(cè)試餐的成分與血糖反應(yīng)指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 6 Correlation between composition of tested meals and characteristics of glycemic response
有研究顯示,血糖波動(dòng)大是影響糖尿病并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)的重要因素[23]。傳統(tǒng)觀點(diǎn)是GI 值低的食物血糖波動(dòng)小[24],而本研究結(jié)果中只有亞麻籽+大豆混合漿配合WB 時(shí)能顯著降低血糖最大波動(dòng)值,各堅(jiān)果油籽漿搭配面包和牛奶搭配WB 組合的AUC0-60 雖與葡萄糖組有顯著性差異(P<0.05),但與WB 餐無顯著性差異,未必能有效控制進(jìn)食后的血糖上升速度;而亞麻籽豆?jié){、亞麻籽漿、巴旦木漿和牛奶搭配白面包組的NAUC 與葡萄糖和白面包組均有顯著差異(P<0.05),下一餐前不易引起低血糖,說明易發(fā)生低血糖的人群可用這些堅(jiān)果油籽漿來替代牛奶配合面包。
有研究發(fā)現(xiàn)膳食脂肪酸模式可影響胰島素敏感性[25]。聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agri-Culture Organization of the United Nations,F(xiàn)AO)的一項(xiàng)報(bào)告也指出,飽和脂肪酸攝入與2 型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[26]。然而,最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),葡萄糖、胰島素和C 肽的反應(yīng)直接依賴于膳食的GI值,而不依賴于膳食脂肪的飽和程度[27]。本試驗(yàn)結(jié)果為:各堅(jiān)果油籽漿測(cè)試餐的血糖特征值與測(cè)試餐的脂肪酸組成無顯著相關(guān)性。亞洲人群中的前瞻性流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),ω-3 多不飽和脂肪酸的攝入與2 型糖尿病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[28-30],而在西方人群和亞洲人群中ω-3 多不飽和脂肪酸的攝入與2 型糖尿病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)甚至呈現(xiàn)相反趨勢(shì)[28-32]。本研究中含亞麻籽的堅(jiān)果油籽漿富含ω-3脂肪酸,它們配合WB 時(shí)表現(xiàn)出后期穩(wěn)定血糖能力較好的特點(diǎn),其機(jī)制還有待進(jìn)一步闡明。
本研究中血糖反應(yīng)的峰值和240 min 血糖最大波動(dòng)與單寧含量呈顯著負(fù)相關(guān),表明單寧可以控制餐后血糖的波動(dòng)。單寧能夠抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性,抑制淀粉消化,改變葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)吸收和胃腸激素分泌[33]。
本研究發(fā)現(xiàn),和單獨(dú)一種堅(jiān)果油籽漿相比,大豆和堅(jiān)果油籽的混合漿在配合WB 食用時(shí),GI 值降低的幅度更大。有研究表明,全谷物和豆類中所含的營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性成分可能存在潛在的協(xié)同效應(yīng),當(dāng)在飲食中添加這些食物時(shí),這種協(xié)同效應(yīng)可以提供更顯著的健康益處[34]。堅(jiān)果、油籽與大豆之間是否也具有相似的增效作用,值得進(jìn)一步探索。
總之,本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在配合牛奶或巴旦木大豆豆?jié){之后,白面包餐的GI 值從高GI(74)降為低GI(52),效果與牛奶相當(dāng)。配合亞麻籽大豆豆?jié){時(shí),餐后血糖波動(dòng)幅度顯著下降,血糖水平更為平穩(wěn)。對(duì)存在牛奶過敏或乳糖不耐受,又需控制血糖的人群來說,在食用高GI 碳水化合物食物時(shí)配合巴旦木豆?jié){和亞麻籽豆?jié){,可以替代牛奶起到穩(wěn)定餐后血糖反應(yīng)的效果。