豆类在糖尿病饮食干预中的作用

丁 忠，贾艳菊，生庆海

（河北经贸大学生物科学与工程学院，河北石家庄 050000）

0 引言

根据2019 年国际糖尿病联盟（IDF） 最新数据显示，目前我国的糖尿病患者合计1.164 亿人，且患病率逐年升高，属于全球最高的国家[1]。糖尿病严重威胁人类健康，无法完全治愈，但是可以通过一定的措施很好地防控，避免其进一步恶化。糖尿病治疗被总结为五大方面，也就是医学上常说的“五架马车”，即饮食疗法、运动疗法、药物疗法、血糖监测和糖尿病教育[2]。其中，最有效也是最重要的3 个方面是饮食、运动和药物，而与药物干预相比，饮食疗法副作用小，并能在疾病的早期缓解病情，防止进一步恶化。因此，饮食构成了糖尿病管理的主体，而大多数豆类的血糖生成指数较低，是饮食干预中经常考虑采用的食物，备受糖尿病患者的青睐。就豆类营养特点及其在糖尿病防控作用的研究进展进行了综述，为未来豆类在糖尿病中的开发和应用提供指导。

1 豆类的营养特点

豆类泛指所有能产生豆荚的豆科植物。其种类繁多、营养丰富，栽培遍布世界各地。在我国，除大豆以外豆类都称杂豆，杂豆主要有蚕豆、红豆、绿豆、黄豆、黑豆、豇豆、豌豆、刀豆、扁豆、芸豆、鹰嘴豆、木豆等[3]。豆类因其富含丰富的蛋白质、膳食纤维、维生素、碳水化合物和矿物质等营养物质，并且脂肪含量低，具有很高的食用价值和药用价值，越来越受到研究者的关注和重视[4]。

1.1 蛋白质

杂豆的蛋白质含量为20%～30%，而大豆中蛋白质可达40%。与世界卫生组织（WHO） 提出的人体必需氨基酸需求模式相比，豆类蛋白质除含硫氨酸且少数品种的色氨酸含量偏低外，其余氨基酸种类齐全，含量较高，可称为全价蛋白质[5]。虽然豆类中的蛋白质含量低于动物蛋白的含量，但却比谷物的蛋白质含量高，且富含谷物中稀少的赖氨酸，因此两者混食可以通过互补作用提高混合膳食的蛋白质的营养价值。另外，豆类蛋白质的生产成本较低、经济效益较高，因此许多国家把豆类作为获取蛋白质的重要来源。

1.2 碳水化合物

豆类的碳水化合物含量为55%～70%。其中，淀粉占40%～60%，且多为直链淀粉，具有良好的黏附性、透明度、柔韧性和抗张强度等特点，是制备粉丝、包装材料及纺织材料的良好原料[6]；粗纤维含量为8%～10%，多数存在于种皮中。豆类中的膳食纤维分为可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维，二者含量比较均衡，可有效降低葡萄糖的吸收速率，降低糖尿病的患病几率[7]；同时，豆类中还含有一定量的低聚糖，有保健功能的豆类低聚糖主要有棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖等[8-9]，这些低聚糖具有益生元的作用，能促进双歧杆菌等益生菌群增殖速率，抑制病原菌和腹泻，预防便秘。

1.3 脂肪

不同豆类脂肪的含量有较大的差异。例如，大豆脂肪含量为20%左右[10]，四棱豆的为13%～19%[11]，羽扇豆的为5.66%左右[12]，鹰嘴豆的为5.50%左右[13]。而其他多数杂豆脂肪含量较低，为0.5%～3.6%[14]。豆类脂肪酸多为不饱和脂肪酸，主要有亚油酸、亚麻酸、油酸、亚油酸等，均能在降低血胆固醇、减少心脑血管疾病的暴发等方面具有一定作用[10，15]。

1.4 维生素及矿质元素

豆类中的矿质元素多达十几种，是膳食中难得的高钾、高镁、低钠食品；维生素以B 族维生素最多，并且维生素含量及硫胺素、核黄酸含量均比禾谷类作物含量高[14]。

1.5 抗营养因子

豆类籽粒中含有多种抗营养因子，主要有蛋白酶抑制剂、植物凝集素、植酸、单宁、抗维生素因子等，这些物质在一定程度上会对营养成分的消化、吸收和代谢产生不利影响，从而降低了豆类的营养价值，通过培育新品种及加热法、发酵法、化学处理法、酶处理法等方法能除去或减少这些不利成分对人体的影响[16-17]。抗营养因子虽然有弊端，但近年来国内外的试验表明，这些所谓的抗营养因子在抗癌、抗肿瘤、抗氧化、抗微生物感染、减少Ⅱ型糖尿病和肥胖症等方面具有作用[18-20]。

2 豆类降血糖的作用机理

糖尿病的病因和发病机理很复杂，尚没有完全证实。但有研究表明，豆类中含有的某些成分具有降低血糖的作用。

2.1 膳食纤维

豆类是一种纤维含量较高的作物，并且血糖生成指数低，对糖尿病患者控制血糖和胰岛素水平特别有益。但是，豆类中的膳食纤维对血糖和糖尿病的控制机理并不十分确定，可能有以下几个方面。①豆类中的膳食纤维通过激活糖原合成过程，导致肝糖原含量上升[21]。②豆类中的膳食纤维改善末梢组织对胰岛素感受性，降低机体对胰岛素要求，增加胰岛素的敏感性，从而降低糖尿病患者血糖水平[22]。

2.2 酚类化合物

酚类化合物是植物化学物中分布最广泛的族群之一，具有多种结构，从具有一个芳香环的简单酚类分子到木脂素、香豆素、蒽醌、单宁和类黄酮等较大且复杂的聚合分子。

有的酚类化合物具有抑制糖代谢的功能。Cecilia A Moreno-Valdespino 等人[23]研究发现，斑豆豆皮提取物中存在的酚类化合物表现出极高的α - 淀粉酶和α - 葡萄糖苷酶的抑制作用，抑制淀粉和糖原的代谢途径，从而降低细胞内葡萄糖含量，并且抑制这2 种酶的潜力较大的品种是黑豆和斑豆，其表现出的抑制潜力高达66%～82%。Mojica L 等人[24]评估了黑豆皮中抑制性酚类物质——花色素苷在体内的降血糖潜力。结果表明，花色素苷通过改善胰腺β 细胞功能（减少氧化应激、增加胰岛素产量、减少β 细胞凋亡和促进β 细胞增殖） 和淀粉降解酶的阻断、葡萄糖吸收的减少（抑制α - 葡萄糖苷酶、α - 淀粉酶和葡萄糖转运蛋白SGLT1 和GLUT2 起作用） 来降低血糖水平。薛峰[25]的一项研究发现，鹰嘴豆中的酚类物质- 异黄酮可增强人体的抗氧化酶活性，消除自由基和过氧化物产物，减少对细胞的氧化损伤并促进胰腺等功能的恢复，从而加强机体对葡萄糖消化和吸收，发挥降血糖的效应。Choudhary D K 等人[26]通过体外和计算机模拟研究表明，蚕豆中的多酚植物化学物质（没食子酸和儿茶素） 通过疏水相互作用、氢键和范德华力与α - 葡萄糖苷酶相互作用或与除活性位点以外的催化残基相互作用来抑制其活性，以有效降低血液中血糖水平。Andrés Carmona 等人[27]在试验中发现，黑豆中的酚类物质- 单宁酸通过与各种消化酶形成单宁酸- 蛋白质复合物，阻止小肠可吸收产物的形成，从而削弱了对葡萄糖的吸收，降低葡萄糖的吸收率。

2.3 皂苷

Ercan P 等人[28]在评估豆类中的皂苷对脂质和碳水化合物消化酶的抑制作用时发现，鹰嘴豆中的皂苷能够抑制α - 淀粉酶、α - 葡萄糖苷酶和脂肪酶的活性，可通过降低小肠中葡萄糖的释放和吸收速率来抑制餐后高血糖症。Liu Xu[29]研究发现，小豆的总皂苷提取物抑制了近70%的α - 糖苷酶活性，从而减缓了对碳水化合物利用吸收，进一步控制代谢紊乱，如糖尿病和肥胖症。

2.4 多糖

Bai Z 等人[30]比较了6 种豆类（大豆、白芸豆、红芸豆、小黑豆、四季豆、小扁豆） 多糖在高脂饮食和链脲佐菌素诱导的Ⅱ型糖尿病小鼠中的抗糖尿病作用。结果表明，6 种豆科植物的多糖通过增强血清胰岛素敏感性、降低血糖、总胆固醇、甘油三酯及谷胱甘肽过氧化物酶的水平而表现出强烈的抗糖尿病作用。与其他5 种豆科多糖相比，红芸豆显示出更显著的抗糖尿病活性，这可能是由于红芸豆中的多糖含量高、分子量大，以及复杂的构象造成的。Wu G J 等人[31]研究了4 种豆类（绿豆、小豆、豌豆和豇豆） 中多糖对糖尿病小鼠的抗糖尿病作用，发现豆类多糖对胰岛细胞具备很好的修复和保护的功能，能改善肝糖原含量，并且4 种豆类多糖的降血糖作用按小豆＞豇豆＞豌豆＞绿豆的顺序降低。

3 豆类在糖尿病防治方面的应用研究

3.1 降低糖尿病的发病率

研究表明，血糖生成指数与糖尿病风险呈正相关，谷物纤维摄入量与患糖尿病的风险呈负相关，长期摄入豆类等高纤维的食品，可有效降低患糖尿病的风险[32]。

早在2008 年，Villegas R等人[33]对我国64 000 多名无Ⅱ型糖尿病、癌症或心血管疾病病史的女性进行了跟踪调查，平均随访时间为4.6 年，结果观察到豆类物质的摄入量与Ⅱ型糖尿病的发病率呈负相关。一项对10 项前瞻性研究的荟萃分析，包括来自欧洲和美国的136 846 名参与者，发现长期食用地中海饮食（富含豆类，全谷类谷物，水果和蔬菜等） 可有效降低Ⅱ型糖尿病风险，有效率高达23%[34]。Sievenpiper J L 等人[35]对中国4 096 名成年人的饮食模式进行的为期15 年的研究报告显示，豆类摄入量的增加与糖化血红蛋白（HbA1c） 的水平显著降低和Ⅱ型糖尿病的发生率降低呈正相关。Nerea B T 等人[36]对3 349 名健康人群进行跟踪调查研究，记录分析饮食信息，结果发现在3 年的随访期间中产生了266 例Ⅱ型糖尿病患者，分析认为豆类食用量高的人比食用量低的人患糖尿病的风险要低，特别是经常食用小扁豆和鹰嘴豆的人，患病风险更低。

3.2 降低血糖水平

目前，在豆类饮食干预对糖尿病患者血糖影响方面，已经开展了大量研究。一些短期饮食干预试验证明膳食中添加豆类可以改善餐后血糖反应。林金雪娇等人[37]将24 名健康受试者随机分为2 组，一组测试餐为白米饭及3 种不同的扁豆组成混合餐，其他组为相同含量碳水化合物的马铃薯与不同种类扁豆组成的混合餐，在食用后15，30，45，90 min测定血糖反应。结果表明，与单独吃白米饭和马铃薯相比，混合餐的相对血糖反应降低了20%～35%，并且受试者体内胰岛素水平降低了，胰岛素的敏感性也有了良好的提高。Sharon V T 等人[38]评估了豆类和大米传统膳食与单独的大米对Ⅱ型糖尿病成年人早餐的餐后血糖反应影响，研究发现禁食12 h 后，与白色长粒大米早餐组相比，斑豆/大米、黑豆/大米、红芸豆/大米早餐组可显著降低餐后血糖反应，其中黑豆/大米早餐组效果最好。Bednar G E 等人[39]对12 位健康的成年女性进行了一项干预研究，试验组食用黑豆或鹰嘴豆与白米饭的混合餐，对照组只吃白米饭，测量餐后60，90，120 min 分别血糖值。结果表明，混合餐组的血糖浓度变化、血糖曲线下增加面积均显著低于对照组。

较为长期的饮食干预研究也发现饮食中添加豆类有利于糖尿病患者稳定血糖。2009 年加拿大的研究人员分析汇总了41 项随机对照试验结果，并评估木豆、扁豆、绿豆和鹰嘴豆对血糖控制的效果，发现豆类单独食用或作为高纤维或低血糖饮食的一部分食用时，都能够降低空腹血糖、胰岛素水平，改善糖化血红蛋白（HbA1c） 水平，其中鹰嘴豆的降血糖作用最强[40]。Jenkins D J A 等人[41]将121 位Ⅱ型糖尿病参与者被随机分配到低GI 豆类（干豆、鹰嘴豆和小扁豆） 饮食中，一组每天至少增加1 杯豆类摄入量，另一组通过食用全麦产品来增加不溶性纤维，持续3 个月，发现低GI 豆类饮食使糖化血红蛋白（HbA1c）值降低0.5%，高小麦纤维饮食使HbA1c 值降低0.3%，表明豆类饮食比全麦饮食能更好降低HbA1c 值。Ramdath D 等人[42]开展的长期人体交叉对照研究证实，将黑云豆、花芸豆和红腰豆和米饭一同蒸煮食用比只吃纯的米饭可以明显降低餐后血糖，维持血糖稳定。Da Costa T H M 等人[43]研究发现，以豆类（小扁豆、干豌豆、芸豆、鹰嘴豆等） 和糙米当作主食，16 周之后糖尿病患者的空腹血糖显著降低。

另外，一些相关动物试验也报道了豆类对血糖的影响。例如，涂宗财等人[44]探究大豆可溶性膳食纤维对血糖的控制作用，将糖尿病小鼠分为（高血糖模型对照组、阳性药物对照组、可溶性纤维高、中、低剂量组） 5 组，结果表明3 个剂量组的可溶性膳食纤维均有效降低糖尿病小鼠的血糖值，高剂量组的降糖效果略强于中、低剂量组，并且与阳性药物对照组的降糖作用相似，这说明大豆中可溶性膳食纤维能够显著降低糖尿病小鼠的血糖水平，且与剂量呈正相关。

4 结语

综上所述，许多豆类对维持糖尿病人的血糖稳定和降低糖尿病的发生风险都有重要作用。但是，我国研究和应用比较广泛的是大豆，如大豆蛋白粉、大豆低聚糖、大豆异黄酮等产品的开发，对于其他豆类如芸豆、鹰嘴豆、豌豆等的开发比较少，尤其是在控糖方面的应用。因此，加强豆类在控糖食品方面的研究和应用，具有很大的市场潜力，对改善糖尿病患者的病情和生活具有重要的意义。