六种保健食品原料的辅助降血糖功效研究

董义，王斯慧，曾里，曾凡骏

（四川大学食品工程系，四川成都610065）

六种保健食品原料的辅助降血糖功效研究

董义，王斯慧，曾里，曾凡骏*

（四川大学食品工程系，四川成都610065）

选择苦瓜、苦荞、葛根、桑叶、西洋参、绞股蓝6种具有辅助降血糖功能的保健食品原料进行降血糖功效研究。采用相同提取工艺得到提取物，以检测其对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活力的抑制作用作为辅助降血糖体外评价方法，与拜糖平在相同条件下进行对比，分别研究其辅助降血糖功效。实验得出，六种原料均有明显辅助降血糖功效。其中，苦瓜效果最好，其次为苦荞和绞股蓝，可作为辅助降血糖功能食品的原料。

降血糖；原料；体外评价

糖尿病是一种由多因素共同作用引起的慢性高血糖状态[1]。随着社会的发展，人们饮食习惯的改变，糖尿病已逐渐发展成为继心血管疾病、肿瘤之后，第三大危害人类身体健康的慢性疾病[2]。而我国的糖尿病患病率在过去20年中上升了4倍，2009年全国糖尿病患病人数逾4 000万，使我国成为全球糖尿病患者人数第二大国[3]。逐渐增长的糖尿病患病比例已成为我国国民身体健康的一大负担。

由于糖尿病的慢性病特征，长期的辅助治疗对病情的控制非常重要。在中国，糖尿病患者使用最多的是拜糖平（阿卡波糖）[1]。它作为一种能降低餐后血糖的药物，效果显著。但其作为药物，可接受性以及长期食用的安全性不尽如人意。相应的，饮食治疗由于其可接受程度高、易于坚持等特点，在降血糖辅助治疗中逐渐显出优势。国内外在此方面均有一定研究和成果，如韩国的蘑菇南瓜面包，黑木耳系列食品等[4]。

酶抑制剂的筛选具有简便快速的特点，酶活性可通过放射性、比色或荧光的方法进行体外检测，所以以酶作为靶点研究降低餐后高血糖效应的方法被广泛应用。α-葡萄糖苷酶抑制剂可通过竞争性抑制小肠上段上皮细胞的α-糖苷酶（如：麦芽糖酶、淀粉酶、蔗糖酶），使双糖向单糖（主要为葡萄糖）的转化减少，从而延缓糖类的吸收，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）抑制剂能够抑制淀粉在人体内的水解，延缓或减慢碳水化合物在肠道的消化和吸收，抑制餐后血糖水平的升高。在本研究中，选择对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活力的抑制作为评价指标，建立辅助降血糖体外评价方法。

本文主要研究了苦瓜、苦荞、葛根、桑叶、西洋参、绞股蓝这6种具有辅助降血糖功能的食品资源、药食两用资源和可用于保健品的资源，对其辅助降血糖功能进行辅助降血糖体外评价。

1 材料与方法

1.1 主要试剂与仪器

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）：德国拜耳公司；磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、酒石酸钾钠、3，5-二硝基水杨酸、苯酚、氢氧化钠、亚硫酸钠、可溶性淀粉、碳酸钠等均为分析纯。

AR2130型电子天平：Ohaus Corp.Pine Brook，NJ，USA.；UV-1100型紫外-可见光分光光度计：上海美谱达仪器有限公司；DSY-1-4孔型电热恒温水浴锅：北京爱琦霞商贸中心。

1.2 试剂准备与原料提取物制备

0.1 mol/L的磷酸钾缓冲液：准确称取8.7 g磷酸氢二钾，6.8 g磷酸二氢钾，分别加少量重蒸馏水溶解，并定容至500mL，混合两种溶液，调pH至6.8，备用。

α-淀粉酶酶液：将α-淀粉酶溶于0.1mol/L的磷酸钾缓冲液（pH6.8），配成0.1U/mL溶液备用。

α-葡萄糖苷酶酶液：α-葡萄糖苷酶溶于0.1mol/L的磷酸钾缓冲液（pH6.8）中，配成0.1U/mL溶液备用。

1%淀粉溶液：将1 g可溶性淀粉溶于磷酸钾缓冲液（pH6.8），煮沸，冷却后定容至100mL，冷却备用（注意避光冷藏存放）。

拜糖平溶液：取一定量的拜糖平药剂（每片含阿卡波糖50mg），用少量重蒸馏水溶解，配成一定浓度的溶液。

pNPG溶液：pNPG溶于0.1mol/L的磷酸钾缓冲液（pH6.8），配成2mmol/L的溶液备用（注意避光冷藏存放）。

苦荞、葛根、桑叶、西洋参、绞股蓝、苦瓜生药提取液：分别称取5 g的苦荞生药粉末、葛根生药粉末、桑叶生药粉末、西洋参生药粉末、绞股蓝生药粉末、苦瓜生药粉末，在温度70℃，70%乙醇溶剂，料液比1∶10的条件下浸提30min后过滤，冷却至室温，定容到一定体积备用。

1.3 方法

1.3.1 对α-淀粉酶活力抑制的实验方法

参照DNS（3，5-二硝基水杨酸）比色法，反应体系：0.3mLα-淀粉酶37℃预热5min，加入0.4mL 1%的淀粉溶液在37℃下反应5min；加入0.2mLDNS，沸水浴5min后，取出冷却，定容至25mL，540 nm下测定吸光值。

参照上述方法，在反应体系中加入不同浓度的抑制剂溶液1mL，阳性对照为阿卡波糖，空白对照为不加抑制剂（以蒸馏水补足），其他与抑制剂管操作相同。背景对照为对应浓度的抑制剂溶液，不加酶液（以蒸馏水补足），其他与抑制剂管操作相同，其反应体系如表1所示。反应终止后用蒸馏水稀释定容到25mL，于波长540 nm处测其吸光值。

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

抑制剂对α-淀粉酶的抑制率：

式中：A1、A2、A3、A4分别为540 nm处空白管、空白对照管、抑制剂管和背景对照管的吸光值。

1.3.2 对α-葡萄糖苷酶抑制作用的实验方法

将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）以启动反应。体系于37℃反应20min后，加入1mL 0.5mol/LNa2CO3终止反应。最后于405 nm处测定在酶作用下从pNP-G中释放出的对硝基苯的吸光度值，计算抑制率。酶抑制试验重复3次，每次3个复管。

参照上述方法，在反应体系中加入不同浓度的抑制剂溶液1mL，阳性对照为阿卡波糖，空白对照为不加抑制剂（以蒸馏水补足），其他与抑制剂管操作相同。背景对照为对应浓度的抑制剂溶液，不加酶液（以蒸馏水补足），其他与抑制剂管操作相同，其反应体系如表2所示。反应终止后用蒸馏水稀释定容到10mL，于405 nm处测其吸光值。

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

抑制剂对α-葡萄糖苷酶的抑制率按下式计算：

式中：A1、A2、A3、A4分别为405 nm处空白管、空白对照管、抑制剂管和背景对照的吸光值。

2 结果与分析

2.1 原料提取物对α-淀粉酶活性的抑制

通过测定不同浓度（10mg/mL~100mg/mL）的生药提取液（苦荞生药醇提液、葛根生药醇提液、桑叶生药醇提液、西洋参生药醇提液、绞股蓝生药醇提液、苦瓜生药醇提液、拜糖平降糖胶囊）作为抑制剂对α-淀粉酶活性的抑制率，如表3所示。

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

根据各原料提取液及拜糖平对于α-淀粉酶的抑制率数据，做出其各自对α-淀粉酶的抑制曲线，在除去乙醇对酶的抑制作用的基础上作出修正曲线，从而获得各原料提取液及拜糖平对α-淀粉酶的半抑制浓度IC50，结果汇总如表4所示。

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

半抑制浓度IC50可以表征抑制能力的大小，IC50越小，即达到50%抑制率的浓度越小，说明抑制能力越强。由表4可以看出，各类原料对α-淀粉酶的抑制作用大小顺序为：苦瓜＞拜糖平＞葛根＞西洋参＞绞股蓝＞苦荞＞桑叶。苦瓜对α-淀粉酶的抑制作用优于拜糖平，苦荞、葛根、桑叶、西洋参、绞股蓝对α-淀粉酶的抑制作用弱于拜糖平，半抑制浓度IC50分别为拜糖平的1.427倍、1.096倍、1.120倍、1.205倍，抑制效果分别是拜糖平的0.700倍、0.912倍、0.89倍、0.830倍。

2.2 原料提取物对α-淀粉葡萄糖苷酶活性的抑制

通过测定不同浓度（10mg/mL~100mg/mL）的生药提取液（苦荞生药醇提液、葛根生药醇提液、桑叶生药醇提液、西洋参生药醇提液、绞股蓝生药醇提液、苦瓜生药醇提液、拜糖平降糖胶囊）对α-葡萄糖苷酶活性的抑制率，画抑制曲线，计算半抑制浓度，再与阳性对照物拜糖平比较，如表5所示。

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

根据各原料提取液及拜糖平对于α-葡萄糖苷酶的抑制率数据，做出其各自对α-葡萄糖苷酶的抑制曲线，在除去乙醇对酶的抑制作用的基础上作出修正曲线，从而获得各原料提取液及拜糖平对α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度IC50，结果汇总如表6所示。

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

由表6可以看出，各类原料对α-葡萄糖苷酶的抑制作用大小顺序为：拜糖平＞绞股蓝＞桑叶＞苦荞、苦瓜＞西洋参＞葛根。所有原料对α-淀粉酶的抑制作用均弱于拜糖平，半抑制浓度IC50依次为拜糖平的1.255倍、1.259倍、1.359倍、1.409倍、1.754倍，抑制效果分别是拜糖平的0.797倍、0.794倍、0.736倍、0.710倍、0.570倍。

3 结论与展望

根据各原料的提取液对于α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶的抑制作用，并将其半抑制浓度与拜糖平进行对比的结果，可得出结论：苦瓜、苦荞、葛根、桑叶、西洋参、绞股蓝，经过70%乙醇溶液，料液比1∶10，70℃条件下浸提30min后得到的提取液，其辅助降血糖的效果均略低于拜糖平。六种原料中，苦瓜的辅助降血糖功效较其他更为显著，其对α-淀粉酶的抑制效果是拜糖平的1.294倍，对α-葡萄糖苷酶的抑制效果也有拜糖平的0.736倍。

考虑选用食品资源作为辅助降血糖保健产品的原料，苦瓜应为六种原料中的最优选择。其次，苦荞与绞股蓝的辅助降血糖作用也较为良好，该两种原料分别作为近年热门食品资源和可用于保健食品的资源，其相关的辅助降血糖保健食品开发前景良好。葛根、桑叶、西洋参的辅助降血糖体外评价效果虽不如以上几种资源，但其功效仍不可忽视，且其作为保健食品的原料，相较于拜糖平的药物，被消费者接受且坚持服用的可能性更高。

本次研究只分别对苦瓜、苦荞、葛根、桑叶、西洋参、绞股蓝单方的辅助降血糖功能进行体外评价，若保健食品选择多种原料合成复方后再进行提取生产出的提取物，其辅助降血糖的效果应有所改变。

[1]曹艳,张娜,史亦丽.国内糖尿病治疗药物利用评价[J].中国医院用药评价与分析,2006,6(5):264-267

[2]傅樱花,张富春.降血糖功能性食品的研究现状[J].食品研究与开发,2011,32(11):165-168

[3]王涛,任顺成,李翠翠.降血糖功能因子及其食物来源[J].中国食物与营养,2010(10):28-31

[4]韩永双,张海悦,郭新力,等.降血糖食品的开发[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

董义（1990—），女（汉），硕士研究生，研究方向：保健功能食品的研究。

*通信作者：曾凡骏（1954—），男，教授。