CN111227254A - 一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合，属于功能食品技术领域。该组合由异麦芽酮糖、海藻糖、木薯淀粉、抗性糊精、水苏糖、低聚果糖、棉子糖和聚葡萄糖组成。该组合食用安全，既可以提供足够能量，又可以延缓血糖吸收，平稳血糖，有良好的辅助降血糖功效。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合，属于功能食品技术领域。
背景技术
糖尿病是一组以高血糖为特征的终身代谢性疾病。糖尿病时长期存在的高血糖，导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍，其临床症状高达100多种，是目前已知并发症最多的一种疾病，糖尿病病史10年以上的病人，78％以上都有程度不同的并发症。
近几十年中，全球糖尿病患者数以惊人的速度增长，预计到2030年，糖尿病患者将增长到3.8亿，且大部分将集中于发展中国家。中国是全球糖尿病患者人数最多的国家，根据已发表的全国性调查，过去30年来，中国糖尿病患病率急剧增加：1980年不到1％，2001年为5.5％，2008年为9.7％，2013年为10.9％，老年人、男性、城市居民、经济发达地区居民、超重和肥胖者的糖尿病患病率更高[1]。由此可见糖尿病的预防和治疗刻不容缓。
目前治疗糖尿病的药物包括口服药降糖化学药，胰岛素，中药三大类。口服药降糖化学药主要有：(1)胰岛素分泌剂：通过关闭胰岛β细胞膜上ATP依赖性钾离子通道而促进胰岛素分泌。该类药物价格较高，使用不当或者延迟进餐容易引起低血糖。(2)双胍类：抑制肠道对葡萄糖的吸收，减少肝糖的异生作用，促进糖无氧酵解。但该类药物易引起乳酸性酸中毒症状，对消化道造成一定的危害，对于一些肝功能不正常以及转氨酶升高的糖尿病人来说，双胍类降糖药物会导致肝脏受到进一步的损伤。(3)α-糖苷酶抑制剂：抑制α-葡萄糖苷酶作用，延缓肠道内淀粉变为单糖，从而避免餐后高血糖。该类药物易引起腹部不适、胀气、排气、腹泻等。(4)胰岛素增敏剂：增强胰岛素敏感性，促进胰岛素作用。该类药物长时间服用会造成肝功能损害，水肿，呼吸道感染。注射胰岛素可引起过敏反应，瘙痒，荨麻疹、眼屈光失调。中药降糖作用不如西药，但中药改善患者临床症状，控制慢性并发症化以及辅助降血糖作用明确。鉴于以上化学合成药物在治疗糖尿病的同时表现出的众多副作用，近年来营养治疗逐渐兴起，并取得了较好的效果，糖尿病的营养辅助治疗具有安全无毒，可持续等特点，成为近年来研究热点。
上世纪八十年代以前，中国糖尿病发病率低，而现在糖尿病的发病率明显增多，这有多方面的影响因素，但是饮食结构的变化无疑是很重要的因素。以前的膳食结构碳水化合物供能比可达70％，为全谷饮食，含有多种来源的碳水化合物，其中包括丰富的膳食纤维。而现在膳食中碳水化合物来源多为淀粉为主的精粮，这无疑对血糖的控制不利。而且目前肠内营养配方的碳水化合物来源多以麦芽糊精、玉米糖浆为主，加之肠内营养制剂无需胃的研磨，容易消化吸收，对血糖影响较大。虽然肠内营养制剂中的膳食纤维可以帮助延缓血糖吸收，但因其过量导致腹胀、腹泻，不能作为碳水化合物的主要来源。结合全谷饮食多种碳水化合物来源的思路，我们开发了一种营养稳糖的多种来源的碳水化合物组合，为未来肠内营养，尤其是糖尿病患者的肠内营养的碳水化合物来源的发展提供了新思路。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合，该组合来源丰富，食用安全，既可以提供足够能量，又可以延缓血糖吸收，平稳血糖，有良好的辅助降血糖功效，市场前景良好。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合，由异麦芽酮糖、海藻糖、木薯淀粉、抗性糊精、水苏糖、低聚果糖、棉子糖和聚葡萄糖组成。
优选地，所述组合由以下重量百分数的组分组成：异麦芽酮糖30％～70％，海藻糖3％～50％，木薯淀粉3％～20％，抗性糊精3％～13％，水苏糖2％～5％，低聚果糖2％～10％，棉子糖2％～5％，聚葡萄糖2％～5％。
优选地，所述组合的剂型为粉剂、颗粒剂、胶囊、片剂中的任意一种。
上述碳水化合物组合在食品上的应用。
如上所述的异麦芽酮糖不会被唾液、胃酸和胰液消化，一直到小肠才被复合催化缓慢水解成葡萄糖和果糖。另外，异麦芽酮糖能较蔗糖等其他二糖类物质先与二糖分解酶结合，且需更长时间才能完全分解，从而减缓人体对其他糖类的吸收。此外，异麦芽酮糖不会引起胰岛素大量释放，也减少了血糖波动。与麦芽糖糊精相比，异麦芽酮糖在维持血糖平稳的同时，促进运动时的脂肪氧化，增加体能，减少对碳水化合物的依赖。异麦芽酮糖的GI值为32，属于低GI碳水化合物，有很好的辅助降血糖的效果。
如上所述的海藻糖与蔗糖互为同分异构体，属于非还原性糖，不易与氨基酸化合物发生美拉德反应，对热和酸都具有良好的稳定性，海藻糖能激活提高胰岛素敏感性的Aloxe3的基因，通过过氧化物酶体增殖激活受体γ(PPAR-γ)依赖机制诱发胰岛素敏感性。与其他糖相比，海藻糖对餐后胰岛素释放的刺激作用较弱。此外海藻糖还能够改善食品质量，优化食品风味。
如上所述的木薯淀粉在自然状态时具有高粘合性，这种高粘合性可降低水解并降低血糖。另外，木薯淀粉可通过氢键结合或形成脂-淀粉复合体发生聚集，从而降低淀粉酶的水解率。
如上所述的抗性糊精是一种低热量食品原料，热量值为1.7kcal/g，与可溶性膳食纤维公认的能量值一致。抗性糊精可延缓和抑制小肠对糖类的消化吸收，并改善末梢组织对胰岛素的敏感性，降低对胰岛素的需求。另外，抗性糊精能改变消化道激素的分泌，从而抑制糖类的吸收。抗性糊精还可通过改变肠道内消化酶活性来调节机体代谢活动。
如上所述的水苏糖属于功能性低聚糖，热量为1.5-2.4kcal/g，其代谢不依赖胰岛素，在人体消化道利用度只有4％左右，96％的水苏糖可以直接到达大肠，对人体胃肠道内的双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌群有着极明显的增殖作用，能迅速改善人体消化道内环境，调节微生态菌群平衡。水苏糖可调节胰岛素、低密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯水平，对2型糖尿病有改善作用。
如上所述的棉子糖属于功能性低聚糖，能量值约为6KJ/g，约为蔗糖的1/3。棉子糖属水溶性膳食纤维，具有膳食纤维的生理功效，棉子糖可通过增殖肠道有益菌群，起到降低血清胆固醇的作用。另外，棉子糖可通过调节PPARs/SREBP1c降低脂质合成，通过PI3K/AKT提高胰岛素敏感性。
如上所述的低聚果糖是唯一同时具有超强双歧因子和水溶性膳食纤维的双生理学特性的全天然配料，其不仅能控制体内血糖浓度，而且能控制血浆中甘油三酯和胆固醇的的含量。
如上所述的聚葡萄糖是一种新型的水溶性膳食纤维，其不仅具有不溶性膳食纤维所特有的明显增加粪便体积、增强通便、降低肠道癌的风险等的作用，还具有不溶性膳食纤维所不具备的功能，如结合清除体内的胆酸，明显降低血清胆固醇，更容易引致饱腹感，能明显降低餐后血糖水平等。此外，聚葡萄糖能改善末稍组织对胰岛素的敏感性，降低对胰岛素的要求，抑制胰岛素的分泌，阻碍对糖的吸收，降低血糖水平。
本发明的有益效果在于：
1.本发明通过有目的地选择合适的碳水化合物作原料并设计其复配比例，
得到一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合，该组合来源丰富，可以很好的模拟全谷饮食，食用安全，既可以提供足够能量，又可以延缓血糖吸收，平稳血糖，有良好的辅助降血糖功效，市场前景良好。
2.本发明可用于特殊医学用途配方食品、保健食品、普通食品，为我国的食品行业碳水化合物的发展提供了新思路。
附图说明
图1为各组大鼠腹主动脉微观结构图(100倍，A：空白对照组；B：模型对照组；C：多糖1号组；D：多糖2号组；E：多糖3号组)；
图2为各组大鼠胰腺中胰岛分布图(5倍，A：空白对照组；B：模型对照组；C：多糖1号组；D：多糖2号组；E：多糖3号组)；
图3为各组大鼠胰岛细胞形态图(100倍，A：空白对照组；B：模型对照组；C：多糖1号组；D：多糖2号组；E：多糖3号组)；
图4为碳水化合物组合对糖尿病模型大鼠空腹血糖的影响曲线图；
具体实施方式
下面通过实施例子，进一步阐述本发明的特点，但不对本发明的权利要求做任何限定。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合，由以下重量百分数的组分组成：异麦芽酮糖50％，海藻糖10％，木薯淀粉16％，抗性糊精10％，水苏糖5％，低聚果糖3％，棉子糖5％，聚葡萄糖5％。
实施例2：
一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合，由以下重量百分数的组分组成：异麦芽酮糖70％，海藻糖3％，木薯淀粉3％，抗性糊精13％，水苏糖2％，低聚果糖3％，棉子糖3％，聚葡萄糖3％。
实施例3
一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合，由以下重量百分数的组分组成：异麦芽酮糖30％，海藻糖50％，木薯淀粉5％，抗性糊精5％，水苏糖2％，低聚果糖2％，棉子糖2％，聚葡萄糖4％。
为了测试本发明碳水化合物组合的安全性和有效性，评估该碳水化合物组合对辅助降血糖的作用，发明人进一步开展动物实验。
试验动物：
选用SPF级雄性3-4周Wistar大鼠50只，由北京维通利华实验动物技术有限公司提供(生产许可证编号SCXK(京)2016-0006)，动物质量合格证编号：No.1100111911054666。饲养于江南大学实验动物中心(使用许可证编号SYXK(苏)2016-0045)，实验方案经江南大学实验动物福利与管理委员会审核并批准实施，伦理编号：JN.No20190930W0501214[244]。
试验方法：
(1)预饲养：新进动物随机分为5组，分别为空白对照组(C0)、模型对照组(C+)、多糖1号组(T1)、多糖2号组(T2)和多糖3号组(T3)，每组10只，打耳号编号，称量各组中各大鼠的体重(记为基线期体重)，并测定各组中各大鼠的空腹血糖浓度(记为基线期空腹血糖浓度)，预饲养7天，期间普通辐照维持饲料(购于江苏省协同医药生物工程有限责任公司)喂养，自由饮水；
(2)造模：空白对照组喂普通辐照维持饲料，其余组饲喂高脂饲料，其中，高脂饲料的成分为：猪油10％(质量分数，下同)、蔗糖15％、蛋黄粉15％、酪蛋白5％、胆固醇1.2％、胆酸钠0.2％、碳酸氢钙0.6％、石粉0.4％、鼠维持料52.6％；
高脂饲喂10天后称量各组中各大鼠的体重(记为造模前体重)，并测定各组中各大鼠的空腹血糖浓度(记为造模前空腹血糖浓度)，对模型对照组(C+)、多糖1号组(T1)、多糖2号组(T2)和多糖3号组(T3)进行50mg/kg STZ注射，监测血糖一周后测定各组中大鼠的空腹血糖浓度>7.8mmol/L，造模成功；
造模成功后，称量各组大鼠的体重(记为造模成功后体重)，测定各组大鼠的空腹血糖浓度(记为造模成功后空腹血糖浓度)、血糖曲线下面积(记为造模成功后血糖曲线下面积)；
(3)灌胃：空白对照组中各大鼠不做任何处理，模型对照组中各大鼠灌胃水，灌胃水的体积为1ml/100g大鼠体重，多糖1号组、2号组和3号组中各大鼠分别灌胃实施例1、实施例2和实施例3中碳水化合物组合的水溶液，具体步骤为：每日根据各组大鼠体重称取相应实施例(多糖1号组对应实施例1，多糖2号组对应实施例2，多糖3号组对应实施例3)中的碳水化合物组合，并将碳水化合物组合溶解于水配制成水溶液对大鼠进行灌胃，其中，每1kg大鼠称取5.7g碳水化合物组合并配制成10ml水溶液，大鼠灌胃水溶液的体积为1ml/100g大鼠体重；
连续灌胃6周(干预6周)，期间每周称量大鼠体重，结果如表1所示，每2周检测大鼠空腹血糖，结果如表2和图2所示，第6周测定大鼠的血糖曲线下面积，结果如表3所示，并取大鼠腹主动脉和胰腺组织做HE染色和胰岛免疫组化，结果如图1～3所示。
在上述步骤中，空腹血糖浓度的测定方法为：将大鼠禁食12h，然后测定大鼠的血糖值；血糖曲线下面积的测定方法为：将大鼠禁食12h后经口给予葡萄糖2.5g/kg BW，测定给葡萄糖后大鼠0.5h、2h的血糖值，并根据公式(Ⅰ)计算血糖曲线下面积。
表1碳水化合物组合对糖尿病模型大鼠体重的影响(g，x±SD)
注:*表示与同时段空白对照比较有显著差异者(p<0.05)，#表示与同时段模型对照比较有显著差异者(p<0.05)
由表1可知，基线期和造模前大鼠体重均无明显差异，造模成功后空白对照组体重显著高于模型对照组(p<0.05)。多糖1号组，多糖2号组，多糖3号组从干预第2周开始，大鼠体重明显高于模型对照组(p<0.05)，表明多糖1号，多糖2号，多糖3号均对糖尿病大鼠体重减轻有明显改善作用。
表2碳水化合物组合对糖尿病模型大鼠空腹血糖的影响(mmol/L，x±SD)
注:*表示与相同时段空白对照比较有显著差异者(p<0.05)，#表示与相同时段模型对照比较有显著差异者(p<0.05)，&表示多糖1号组，多糖2号组，多糖3号组内与造模成功后自身比较有显著差异者(p<0.05)
由表2可见，初始动物空腹血糖无显著性差异，具有可比性。造模前模型对照组和多糖1号组,多糖2号组血糖较空白对照组有显著差异(p<0.05)，提示高糖、高脂、高胆固醇饮食对糖代谢造成的危害。造模成功后模型对照组和三组实验组血糖显著高于空白对照组，空腹血糖大于7.8mmo/L。多糖1号组在干预第2周和第4周大鼠空腹血糖显著低于模型对照组，多糖2号组和多糖3号组在干预第4周大鼠空腹血糖显著低于模型对照组，从实验数据可知：多糖1号相比多糖2号和多糖3号具有更好降血糖效果，说明多糖1号组合可对抗高糖、高脂、高胆固醇饮食，降低大鼠血糖，提示多糖1号组合可以更好的帮助降低糖尿病患者的血糖。
实验组组内对比可知：与造模成功后相比，多糖1号组干预第2周空腹血糖显著下降，干预第4周空腹血糖无显著改变，干预第6周空腹血糖显著升高，多糖2号和多糖3号在干预第2周空腹血糖无明显变化，干预第4周和第6周空腹血糖上升显著。此外，干预6W后，与模型对照组相比，多糖1号组血糖曲线下面积显著下降。这些说明多糖可以对抗高脂饮食带来的血糖升高，以多糖1号效果最佳，多糖干预在第2周效果最佳。同时也提示糖尿病患者应当避免高糖、高脂、高胆固醇饮食。
表3碳水化合物组合对糖尿病模型大鼠血糖曲线下面积的影响(x±SD)
注:*表示与同时段空白对照比较有显著差异者(P≤0.05)，#表示与同时段模型对照比较有显著差异者(P≤0.05)
由表3可知，干预前模型对照组和实验组的血糖曲线下面积显著高于空白对照组，干预6W后，与模型对照组相比，多糖1号，多糖2号，多糖3号组血糖曲线下面积显著下降。
图1为大鼠腹主动脉微观结构图，由图1可以看到，HE染色后，与空白对照组相比，模型对照组的血管内皮细胞(箭头所示)明显水肿，弹性膜细胞肿胀，层次减少；多糖1号组、多糖2号组、多糖3号组组内皮细胞轻度肿胀，弹性模细胞虽有肿胀，单层次结构依然存在。这说明多糖可减轻血管内皮细胞水肿，进而改善其功能，并能减轻血管弹力膜水肿，维持弹力膜结构，从而维护血管弹力。
图2为各组大鼠胰腺中胰岛分布图，图3为各组大鼠胰岛细胞形态图，由图2和图3可以看到，与空白对照组相比，模型对照组胰岛的数量和横断面积显著下降，多糖1号组、多糖2号组、多糖3号组的胰岛数量和横断面积虽略有减少，但比模型对照组显著增加。而且模型对照组出现明显的透明性变，多糖1、2、3号组透明性变不明显。这说明多种碳水化合物组合可阻止胰岛萎缩、纤维化，保护胰岛功能。
综上可知，本发明碳水化合物组合对改善糖代谢，控制糖尿病病情发展起到积极而重要的作用，是配合饮食、运动和药物干预的优良选择，为未来特殊医学用途配方食品的发展提供了辅助降糖的碳水化合物组合。同样，该碳水化合物组合也为糖尿病食品的发展提供了物质基础。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于辅助降血糖的碳水化合物组合，其特征在于，由异麦芽酮糖、海藻糖、木薯淀粉、抗性糊精、水苏糖、低聚果糖、棉子糖和聚葡萄糖组成。
2.如权利要求1所述的碳水化合物组合，其特征在于，所述组合由以下重量百分数的组分组成：异麦芽酮糖30％～70％，海藻糖3％～50％，木薯淀粉3％～20％，抗性糊精3％～13％，水苏糖2％～5％，低聚果糖2％～10％，棉子糖2％～5％，聚葡萄糖2％～5％。
3.如权利要求2所述的碳水化合物组合，其特征在于，所述组合的剂型为粉剂、颗粒剂、胶囊、片剂中的任意一种。
4.如权利要求1～3任一所述的碳水化合物组合在食品上的应用。
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