TWI630875B - 用於延遲代謝症候群之發作及／或降低代謝症候群之嚴重性的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供有效延遲一種代謝疾病或疾患的至少一種症狀之發作、減緩其進程及/或予以改善之膳食補充品、醫療食品及方法，該代謝疾病或疾患諸如代謝症候群、第一型糖尿病、第二型糖尿病、胰臟疾病及/或高脂血症。

Description

用於延遲代謝症候群之發作及/或降低代謝症候群之嚴重性的方法 相關申請案之交互引述

本申請案係主張於2010年3月10日提出申請之第61/312,630號申請案及於2010年6月23日提出申請之第61/357,658號申請案之利益，其等的揭露內容在此完整地併入本案以為參考資料。

發明領域

本發明係有關於膳食纖維組成物、包含膳食纖維組成物的醫療食品及其等延遲代謝症候群與第二型糖尿病的發作及/或降低代謝症候群與第二型糖尿病的嚴重性之用途。

發明背景

已越來越普遍的肥胖症與代謝症候群，係可能導致第二型糖尿病發生之病況。內臟型肥胖、血清葡萄糖與胰島素水平之增加連同高血壓與血脂異常，係統稱為代謝症候群之臨床病況群組(E.J. Gallagher等人於期刊“Endocrinol. Metab. Clin. North Am.”第37期第559-79頁(2008年)乙文)。已發現該等病況係歸因於細胞的胰島素阻抗之增加，及在眾多案例中，該等症狀係第二型糖尿病的前兆。目前對於判定代謝症候群的確切診斷標準仍有爭議，及尚無藥品獲得核准用於其治療，雖然相關聯的血脂異常與高血壓確實具有特定的藥物處置。第二型糖尿病係典型地藉由調節血糖的各種藥品控管，及在較嚴重的案例中藉由注射胰島素而控管。然而，飲食與減重在矯正與代謝症候群及第二型糖尿病均有關聯的多種代謝異常方面扮演一重要角色(Yip等人於期刊“Obesity Res.”第9期第341S-347S頁(2001年)乙文)。研究已顯示，患有代謝症候群者經歷重大冠狀動脈事件之風險高50%(D.E. Moller等人於期刊“Annu. Rev. Med.”第56期第45-62頁(2005年)乙文)。因此，降低體重、空腹胰島素及葡萄糖中之任一者，將對於該等罹病個體產生顯著的健康效益。

已知攝取高升糖指數的食物導致飲食過量與肥胖症(Ludwig等人於期刊“Pediatrics”第103(3)期第E26頁(1999年)乙文)。因此，用於控管糖尿病或前期糖尿病病況以及用於減重之任一作用劑，較佳具有低的升糖指數。若該等作用劑降低食物的升糖指數，則為最佳。

亦需要減少碳水化合物之攝取，方能成功地控管糖尿病病況。飲食諮商有所幫助，但是當糖尿病患更頻繁經歷低血糖狀態時，其等對於食物的渴望更大(Strachan等人於期刊“Physiol. Behav”第80(5)期第675-82頁(2004年)乙文)。此外，降低糖尿病病患的血液葡萄糖水平之療法通常伴隨著體重增加的不良副作用(Schultes等人於期刊“J. Clin. Endocrinol. Metabol.”第88(3)期第1133-41頁(2003年)乙文)。已報導可溶性纖維量高之膳食可經由增加胰島素敏感度而降低糖尿病風險(Ylonen等人於期刊“Diabetes Care”第26期第1979-85頁(2003年)乙文)。其可能起因於膳食纖維在血糖調節作用中可能扮演的角色。亦已報導高黏性膳食所產生的飽足感，係高於低黏性膳食(Marciani等人於期刊“Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol.”第280期第G1227-33頁(2001年)乙文)。

因此，需要藉由降低血糖水平與促進飽足而有助於控管包括糖尿病病況的代謝症候群之膳食纖維組成物。本發明係因應該項及其他需求。

發明概要

就一方面而言，本發明提供複合用於預防、治療或改善與一代謝疾病或疾患相關聯的一或多種症狀之一種醫療食品。如本發明的該方面之醫療食品所包括之一種高黏性多醣膳食纖維組成物，係包含一種黏性纖維摻合物(“VFB”)或其複合物(“VFC”)，其包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽及至少一種選自由蛋白質、碳水化合物及脂肪所組成之群組之巨量營養素。

就另一方面而言，本發明提供製備一種醫療食品之一種方法，其步驟包括對於該醫療食品添加一有效量之一種膳食纖維組成物，其所包含的一種黏性纖維摻合物(VFB)或其複合物(“VFC”)係包含葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽。在一些實施例中，該醫療食品係複合用於預防、治療或改善與一代謝疾病或疾患相關聯的一或多種症狀。在一些實施例中，添加至該醫療食品之膳食纖維組成物係包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽。

就另一方面而言，本發明提供用於預防、治療或改善與一代謝疾病或疾患相關聯的一或多種症狀之一種方法。如本發明的該方面之方法係包括對於需要的一人類個體投予自約25毫克/公斤/日至約1000毫克/公斤/日之一種高黏性多醣膳食纖維組成物，其所包含的一種黏性纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC)係包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽，其有效地在一段期間有效預防、治療或改善與該個體的代謝疾病或疾患相關聯之一或多種症狀。

就又一方面而言，本發明提供在罹患第二型糖尿病或具有罹患風險的一哺乳類動物個體中用於改善與胰島素阻抗進程相關聯的至少一種症狀之一種方法。如本發明的該方面之方法，係包括在至少二個星期之期間對於需要的哺乳類動物個體投予自約25毫克/公斤/日至約1000毫克/公斤/日之一種高黏性多醣膳食纖維組成物，其所包含的一種黏性纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC)係包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽。

就又一方面而言，本發明提供用於測定在包含至少一種多醣之一試樣中的糖組分之一種方法。如本發明的該方面之方法包括：(a)以一種酸水解包含至少一種多醣之一試樣，而產生一水解物；(b)以一種層析法分離水解物中的水解產物；(c)檢測步驟(b)中所分離的水解產物；及(d)將步驟(c)中檢測出的水解產物與一或多種參考標準相比較，以測定該試樣中的糖組分。

圖式之說明

當連同所附圖式及藉由參考下列詳細說明而更瞭解本發明的前述部份與眾多附屬優點時，即可更加明瞭本發明的前述部份與眾多附屬優點，其中：第1A圖係以圖示方式說明如第1例中所述VFC、纖維素或菊糖在八個星期的研究期間對於祖克(Zucker)糖尿病大鼠體重(克)之效應；第1B圖係以圖示方式說明如第1例中所述VFC、纖維素或菊糖在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠食物攝取量(克/日)之效應；第2A圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠的空腹血液葡萄糖水平(毫克/分升)之效應；第2B圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠的空腹血清胰島素水平(奈克/毫升)之效應；第2C圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠的非空腹血液葡萄糖水平(毫克/分升)之效應；第2D圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠的空腹體內平衡模式評估(HOMA)評分(毫克*單位/毫升²)之效應；第3A圖係以圖示方式說明如第1例中所述在八個星期的研究期間餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠的空腹綜合胰島素敏感度指數(CISI)評分；第3B圖係以圖示方式說明如第1例中所述在八個星期的研究期間餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠的非空腹綜合胰島素敏感度指數(CISI)評分；第3C圖係以圖示方式說明如第1例中所述在八個星期的研究期間餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠的非空腹HOMA評分；第4圖係以圖示方式說明如第1例中所述餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠在八個星期的研究期間所測得的空腹血清三酸甘油酯水平；第5A圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠腎小管擴張之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；第5B圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠腎小管病變/再生之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；第5C圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠腎間質擴張之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；第6圖係以圖示方式說明如第1例中所述在餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時之胰島的胰島素免疫反應性區域百分比，如藉由抗大鼠胰島素抗體的染色作用所測定；第7A圖係以圖示方式說明如第1例中所述餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時所存在的胰島單核炎性細胞浸潤之組織評分，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；第7B圖係以圖示方式說明如第1例中所述餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時所存在的胰島細胞病變之組織評分，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；第7C圖係以圖示方式說明如第1例中所述餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時所存在的胰島纖維變性量之組織評分，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；第8A圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠的肝臟脂肪變性之效應，如藉由還原型蘇丹黑染色作用所測量，肝臟脂肪變性係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；第8B圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠的肝臟微型空泡形成作用之效應，肝臟微型空泡形成作用係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；第8C圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠的肝臟巨型空泡形成作用之效應，肝臟巨型空泡形成作用係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；第9圖係以圖示方式說明如第2例中所述在43個星期的研究期間VFC或纖維素對於餵食蔗糖的史普瑞格-道利(Sprague-Dawley)大鼠之體重增加與血清三醯甘油(TAG)之效應；第10A圖係以圖示方式說明如第4例中所述在3個星期的研究期間(V1=研究起始第0天；V2=第14天；V3=第21天)VFC或對照組(脫脂奶粉)對於所有健康的成年研究參與者之血漿PYY水平之效應；第10B圖係以圖示方式說明如第4例中所述在3個星期的研究期間(V1=研究起始第0天；V2=第14天；V3=第21天)VFC或對照組(脫脂奶粉)對於BMI<23的健康成年研究參與者之血漿PYY水平之效應；第10C圖係以圖示方式說明如第4例中所述在3個星期的研究期間(V1=研究起始第0天；V2=第14天；V3=第21天)VFC或對照組(脫脂奶粉)對於健康的成年研究參與者之空腹飢餓素(ghrelin)水平之效應；第11A圖係以圖示方式說明如第6例中所述0.5%(重量/重量)之未粒化的VFB(稱為三元混合物1(“TM1”)與經加工(如粒化)的VFC(PGX)之流動曲線比較；第11B圖係以圖示方式說明第6例中所述0.2%(重量/重量)之未粒化的VFB(稱為三元混合物1(“TM1”)與經加工(如粒化)的VFC(PGX)之流動曲線比較；第11C圖係以圖示方式說明第6例中所述0.1%(重量/重量)之未粒化的VFB(稱為三元混合物1(“TM1”)與經加工(如粒化)的VFC(PGX)之流動曲線比較；第12A圖係以圖示方式說明如第6例中所述之未粒化的VFB(TM1)、經加工(如粒化)的VFC(PGX)及三仙膠的冪次律K之比較；第12B圖係以圖示方式說明如第6例中所述之未粒化的VFB(TM1)、經加工(如粒化)的VFC(PGX)及三仙膠的冪次律η之比較；第13A圖係以圖示方式說明如第6例中所述0.1%、0.2%及0.5%(重量/重量)的蒟蒻葡甘露聚糖在25℃所測量之流動曲線；第13B圖係以圖示方式說明如第6例中所述0.1%、0.2%及0.5%(重量/重量)的三仙膠在25℃所測量之流動曲線；第13C圖係以圖示方式說明如第6例中所述0.1%、0.2%及0.5%(重量/重量)的褐藻酸鈉在25℃所測量之流動曲線；第14A圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定比例(KM：XG=4.12：1)的蒟蒻葡甘露聚糖(KM)與三仙膠(XG)及不同量的褐藻酸鈉(0%、2%、5%、8%、11%、13%、17%、21%、24%、27%、30%及33%)之包含蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的三元混合物之未加熱的水溶液(0.5%濃度)在25℃所測量的流動曲線；第14B圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定比例(KM：XG=4.12：1)的蒟蒻葡甘露聚糖(KM)與三仙膠(XG)及不同量的褐藻酸鈉(0%、2%、5%、8%、11%、13%、17%、21%、24%、27%、30%及33%)之包含蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的三元混合物之加熱1小時的水溶液(0.5%濃度)在25℃所測量的流動曲線；第14C圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定比例(KM：XG=4.12：1)的蒟蒻葡甘露聚糖(KM)與三仙膠(XG)及不同量的褐藻酸鈉(0%、2%、5%、8%、11%、13%、17%、21%、24%、27%、30%及33%)之包含蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的三元混合物之加熱4小時的水溶液(0.5%濃度)在25℃所測量的流動曲線

第15A圖係以圖示方式說明如第6例中所述具有固定的KM：XG比例(4.12：1)及不同量的褐藻酸鹽(0至33%)之蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的混合物之未加熱或加熱(1小時)的0.5%水溶液之K對於混合物中的褐藻酸鈉比例之依賴性；第15B圖係以圖示方式說明如第6例中所述具有固定的KM：XG比例(4.12：1)及不同量的褐藻酸鹽(0至33%)之蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的混合物之未加熱或加熱(1小時)的0.5%水溶液之n對於混合物中的褐藻酸鈉比例之依賴性；第16A圖係以圖示方式說明在2毫克/毫升的承載濃度及I=0.0之葡甘露聚糖的表觀沈降濃度分布g*(s)相對於s，而轉速為45,000 rpm及溫度為20.0℃。如第6例中所述，縱座標係以每個斯韋伯(Svedberg)沈降單位(S)的條紋單位表示，及橫座標係以沈降單位表示；第16B圖係以圖示方式說明在2毫克/毫升的承載濃度及I=0.0之褐藻酸鈉的表觀沈降濃度分布g*(s)相對於s，而轉速為45,000 rpm及溫度為20.0℃。如第6例中所述，縱座標係以每個斯韋伯沈降單位(S)的條紋單位表示，及橫座標係以沈降單位表示；第16C圖係以圖示方式說明在2毫克/毫升的承載濃度及I=0.0之三仙膠的表觀沈降濃度分布g*(s)相對於s，而轉速為45,000 rpm及溫度為20.0℃。如第6例中所述，縱座標係以每個斯韋伯沈降單位(S)的條紋單位表示，及橫座標係以沈降單位表示；第17A圖係以圖示方式說明如第6例中所述未加工/非粒化VFB(稱為“TM1”)在離子強度0至0.2M之表觀沈降濃度分布；第17B圖係以圖示方式說明如第6例中所述未加工/非粒化VFB(稱為“TM1”)在離子強度0至0.01M之表觀沈降濃度分布；第17C圖係以圖示方式說明如第6例中所述經加工/粒化)VFC(PGX)在離子強度0至0.01M之表觀沈降濃度分布；第17D圖係以圖示方式說明如第6例中所述經加工/粒化VFC(PGX)在離子強度0至0.02M之表觀沈降濃度分布；第18A圖係以圖示方式說明如第6例中所述離子強度(以莫耳濃度單位M表示)對於未加工/未粒化VFB(TM1)之沈降係數>3.5S的物質量之效應；第18B圖係以圖示方式說明如第6例中所述離子強度(以莫耳濃度單位M表示)對於經加工/粒化VFC(PGX)之沈降係數>3.5S的物質量之效應；第19A圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定的葡甘露聚糖：三仙膠比例(KM：XG=4.12：1)及不同的褐藻酸鹽濃度(自0%至33%)之未加熱混合物的沈降係數分布；及第19B圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定的葡甘露聚糖：三仙膠比例(KM：XG=4.12：1)及不同的褐藻酸鹽濃度(自0%至33%)之加熱(1或4小時)混合物的沈降係數分布。

詳細說明

本發明係提供有效延遲一種代謝疾病或疾患的至少一種症狀之發作、減緩其進程及/或予以改善之膳食補充品、醫療食品及方法，該代謝疾病或疾患諸如代謝症候群、第一型糖尿病、第二型糖尿病、胰臟疾病及/或高脂血症。

如用於此之“代謝症候群”一詞係指下列一或多種症狀：內臟型肥胖、血清葡萄糖與胰島素水平之增加連同高血壓與血脂異常(E. J. Gallagher等人於期刊“Endocrinol. Metab. Clin. North Am.”第37期第559-79頁(2008年)乙文)。代謝症候群係同時發生及與冠狀動脈疾病、中風及第二型糖尿病的發生風險增加相關聯之一症狀群組的名稱。代謝症候群的症狀包括腰部肥胖(中央型或腹部肥胖症)、高血壓、高三酸甘油酯、胰島素阻抗、HDL膽固醇低及因高葡萄糖造成組織損傷。據信胰島素阻抗係代謝症候群的主要肇因。

如用於此之“改善代謝疾病或疾患的至少一種症狀”一詞，係包括用以減輕、緩和或隱蔽該疾病或疾患症狀之症狀治療法，以及用於預防、降低、終止或逆轉所治療病況或症狀的嚴重性進程之療法。因此，“治療”一詞同時包括對於一確定病況或症狀之醫學治療性療法及/或適當時之預防性投藥作用。

依需要的個體之狀況而定，如用於此之“治療”一詞亦涵蓋預防該代謝疾病或疾患或與該代謝疾病或疾患病理學相關聯的一或多種症狀，包括預防該代謝疾病或疾患或與其相關聯的任一症狀之發作，以及降低該代謝疾病或疾患的嚴重性或預防與該代謝疾病或疾患相關聯的一或多種症狀之復發。

如用於此之“醫療食品”一詞，係指調配以供食用或在醫師視導下經腸投藥及規劃用於一疾病或病況的特定膳食管理之一食物，而該疾病或病況基於確認的科學原理之獨特營養需求，係藉由醫學評估予以確定。

如用於此之“葡甘露聚糖”一詞，係指具有約3：1比例的β-(1,4)-鏈接型-D-甘露糖與β-(1,4)-鏈接型-D-葡萄糖殘基及各種α-鏈接型半乳糖端基之一種水溶性膳食纖維。其最常從蒟蒻根(蒟蒻(Amorphophallus konjac))分離出來，但亦可從其他的植物來源分離出來。

如用於此之“三仙膠”一詞，係指含有葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸鉀或葡萄糖醛酸鈉、乙酸鹽及丙酮酸鹽之一種雜多醣。

如用於此之“褐藻酸鹽”一詞，係指甘露糖醛酸與古羅糖醛酸之一混合聚合物。

如用於此之“纖維摻合物”一詞，係指一種纖維混合物。

如用於此之“黏性纖維摻合物”(“VFB”)一詞，係指葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽之一混合物。

如用於此之“黏性纖維複合物”(“VFC”)一詞，係指葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽等三組分之一種互鎖基質，其中該等組分的加工方式(如粒化作用)係藉由在原始成分之間形成二級與三級交互作用(接合區與網絡)而促成其等交互作用形成一種新穎的成分，並非形成該三種不同組分的一混合物，而阻止個別組分展現其等在純態原本顯示之性質。

醫療食品

就一方面而言，本發明提供複合用於預防、治療或改善與一代謝疾病或疾患諸如代謝症候群、第一型或第二型糖尿病、胰液分泌不足相關聯的一或多種症狀之醫療食品，包括罹患慢性胰炎及/或高脂血症之病患。如本發明的該方面之醫療食品係包括一種高黏性多醣膳食纖維組成物，其所包含的一種黏性纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC)係包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽及至少一種選自由蛋白質、碳水化合物及脂肪所組成之群組之巨量營養素。

如各在此併入本案以為參考資料之於2006年4月7日提出申請之審查中的第11/400,768號美國專利申請案及於2007年7月30日提出申請之審查中的第11/830,615號美國專利申請案中所述，已研發出商品稱為“”或“”之包含一種纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC)之一種高黏性多醣膳食纖維組成物，其係藉由組合自約48%至約90%(重量/重量)葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽所製造，及具有非常高的保水力與形成凝膠性質。該纖維組成物的多醣組分係彼此互補及以協同方式作用形成強力的交互作用，而導致黏度水平比目前已知的其他任何多醣高三至五倍。如在此之第5與6例中所述，已確定當加工(如粒化)時，葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽三組分藉由在原始成分之間形成二級與三級交互作用(接合區與網絡)而交互作用形成一種新穎的成分(複合物(“VFC”))，並非形成該三種不同組分的一混合物，而阻止個別組分展現其等在純態原本顯示之性質。

該高黏性膳食纖維組成物係以低於其他可溶性纖維所需的重量，而顯著增加胃腸內容物之黏度。該高度濃縮的性質容許該纖維組成物在顯著低於其他可溶性纖維之劑量，產生顯著的生理效應，因此較容易在食品中納入該物質合乎目的之量。在一實施例中，用於製造黏性纖維摻合物(VFB)之多醣係經由粒化作用加工，而產生該三組分的一種互鎖基質(亦即一複合物(VFC))。如用於此之“粒化作用”係指任一增大尺寸製程，其中小顆粒聚集在一起而成為較大型的永久性附聚體。粒化作用可藉由混合設備中的攪拌作用、藉由壓實作用、擠壓作用或成球作用而達成。可使用各種篩孔尺寸，進行該膳食纖維組成物之粒化作用。“篩孔”一詞係指如藉由通過具有既定維度的孔之一篩之能力所測定的顆粒尺寸。在此所用的篩孔尺寸係泰勒(Tyler)當量，如化學工程手冊“Chemical Engineers Handbook”(第5版及由Perry與Chilton編輯)第21-12表中所說明。膳食纖維組成物/複合物的粒化作用越大(亦即篩孔尺寸越小)，達到所欲黏度所需的時間越長。在一些實施例中，該膳食纖維組成物/複合物之粒化作用，係使用依粒化物質的顆粒尺寸將其等分離之一組合型篩孔尺寸進行，然後將依顆粒尺寸分離的顆粒重組而得所欲的黏度廓型。例如，藉由組合30篩孔(約600微米)的顆粒、約40篩孔(約400微米)的顆粒及約60篩孔(250微米)的顆粒，而得30至60的組合型篩孔尺寸。

醫療食品所包含的黏性膳食纖維摻合物/複合物(VFB/C)中之葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽的比例，可為約48%至約90%的葡甘露聚糖(諸如自約60%至約80%，或自約60%至約90%，或自約65%至約75%，或自約50%至約80%，或自約50%至約70%，或約70%)；自約5%至約20%的三仙膠(諸如自約10%至約20%或自約11%至約13%，或自約13%至約17%，或約13%，或約17%)；及自約5%至約30%的褐藻酸鹽(諸如自約10%至約20%或自約13%至約17%，或約13%，或約17%)。在一些實施例中，醫療食品所包含的膳食組成物中之葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽的比例，係約70%的葡甘露聚糖、自約13%至約17%的三仙膠及自約13%至約17%的褐藻酸鹽。

在一些實施例中，該醫療食品係調配提供一人類個體自1.0克至100克的一種黏性纖維摻合物或其複合物(VFB/C)之每日總攝取量，其包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽(VFB/C)，諸如每日自約5克至約50克的VFB/C，諸如每日自約10克至約35克的VFB/C，每日自約12克至35克的VFB/C，或諸如每日自約15克至35克的VFB/C，諸如每日自約20克至35克的VFB/C，諸如每日自約12克至25克的VFB/C，諸如每日自約15克至25克的VFB/C。在一些實施例中，該醫療食品係調配提供一人類個體自約25毫克/公斤/日至約1000毫克/公斤/日的每日VFB/C劑量，諸如自約50毫克/公斤/日至約600毫克/公斤/日，諸如自約100毫克/公斤/日至約500毫克/公斤/日，諸如自約200毫克/公斤/日至約400毫克/公斤/日。

本發明的醫療食品可進一步含有附加組分，諸如蛋白質或胺基酸、碳水化合物、脂質、維生素、礦物質與輔因子、天然或人工調味料、染料或其他著色添加劑及防腐劑。“維生素”一詞包括但不限於硫胺素、核黃素、菸鹼酸、泛酸、吡哆醇、生物素、葉酸、維生素B12、類脂酸、抗壞血酸、維生素A、維生素D、維生素E及維生素K。在“維生素”一詞中亦包括輔因子與輔酶，諸如包括焦磷酸噻胺(TPP)、黃素單核苷酸(FMM)、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)、輔酶A(CoA)、吡哆醛磷酸、生物胞素、四氫葉酸、輔酶B12、硫辛醯離胺酸、11-順-視黃醛及1,25-二羥基膽鈣化固醇之輔酶。“維生素”一詞亦包括膽鹼、肉鹼及α、β與γ胡蘿蔔素。“礦物質”一詞係指人類膳食所需之無機物質、金屬等，包括但不限於鈣、鐵、鋅、硒、銅、碘、鎂、磷、鉻、錳、鉀等及其混合物。礦物質可為一種鹽、氧化物或螫合鹽之形式。

在一些實施例中，本發明的醫療食品進一步包含一或多種脂質。如用於本發明的該實施例中之脂質，係界定為溶於醇但不溶於水之一物質諸如脂肪、油或蠟。如用於此之“脂肪”與“油”等詞，係以可互換方式使用及包含脂肪酸。在一些實施例中，用於該組成物中之脂質係包含選自由一種乳製品脂肪(如乳脂、奶油脂肪)、一種動物脂肪(如豬油)或一種植物脂肪(如椰子油、可可脂、棕櫚油或人造奶油)所組成之群組之脂肪。

在一些實施例中，用於本發明的醫療食品中之脂質係包含一種食用油或多種油的混合物。該等油包括植物油類(如菜籽油、黃豆油、棕櫚仁油、橄欖油、紅花籽油、葵花籽油、亞麻仁(亞麻籽)油、玉米油、棉籽油、花生油、核桃油、杏仁油、葡萄籽油、月見草油、椰子油、琉璃苣油及黑醋栗油)；海產油類(如魚油與魚肝油)；或其混合物。

在一些實施例中，用於本發明的醫療食品中之脂質係包含含有中長鏈三酸甘油酯之油類，諸如椰子油、棕櫚仁油及奶油或純化形式的中長鏈三酸甘油酯。

在一些實施例中，本發明的醫療食品係提供一病患之熱量與營養素的唯一來源。在一些實施例中，如本發明之醫療食品係設計提供一人類個體飲食中之纖維的主要來源。在一些實施例中，如本發明之醫療食品係設計提供一人類個體飲食中之纖維的唯一來源，及據此標示及/或由醫師投予。

供作為完整、均衡飲食的一部分食用之醫療食品，係典型地調配取代一天中的一或多餐，藉此減少自常規食物所攝取的纖維量。因為醫療食品係在醫師的視導下投予，病患不可能食用其他含有纖維的膳食纖維補充品。

本發明的醫療食品係在醫師的照護與視導下用於所選出的病患族群。本發明的醫療食品可投予至一哺乳類動物個體，諸如罹患一種代謝病況或具有罹患風險的一人類，以預防、治療或改善與該代謝疾病或疾患相關聯的一或多種症狀，該代謝疾病或疾患諸如代謝症候群(亦稱為X症候群與胰島素阻抗症候群)、第一型糖尿病、第二型糖尿病、肥胖症、非酒精性脂肪蓄積性肝炎(脂肪肝疾病)、胰臟疾病及高脂血症，如在此進一步說明。

在一些實施例中，本發明的醫療食品係每日投予至需要的一個體至少一次。在一些實施例中，本發明的醫療食品係每日投予二次，較佳一次在早上及一次在下午/傍晚。醫療食品的典型治療方法將持續至少二個星期至八個星期或更久。依諸如所治療的醫學病況與病患的反應之該等因子而定，可延長該治療方法，直至病患經歷該疾病或疾患的至少一種症狀之改善為止。本發明的一種醫療食品將典型地每日分成二份食用，作為代餐或各餐之間的點心。在一些實施例中，本發明的醫療食品係每日投予至個體三至四次而作為唯一的食物來源，及作為經醫學視導的極低熱量飲食方法之一部分。極低熱量膳食之一例示性用途係治療肥胖症，以迅速減重及降低心血管代謝的風險因子。

醫療食品之製備方法

就另一方面而言，本發明提供製備一種醫療食品之一種方法，其步驟包括對於該醫療食品添加一有效量之一種膳食纖維組成物，其所包含的一種黏性纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC)係包含葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽。在一些實施例中，製備一種醫療食品之方法，係包括對於該醫療食品添加一有效量的一種膳食纖維組成物之步驟，該膳食纖維組成物所包含的一種纖維複合物(VFC)係自包含葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽的一種黏性纖維摻合物(VFB)所形成。

在一些實施例中，該醫療食品係複合用於預防、治療或改善與一代謝疾病或疾患相關聯的一或多種症狀。在一些實施例中，添加至該醫療食品之膳食纖維組成物，係包含一種纖維摻合物(VFB)或自該纖維摻合物(如粒化VFB)所形成的一種纖維複合物(VFC)，其包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖(諸如自約60%至約80%，或自約60%至約90%，或自約65%至約75%，或自約50%至約80%，或自約50%至約70%，或約70%)；自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠(諸如自約10%至約20%，或自約11%至約13%，或自約13%至約17%，或約13%，或約17%)；及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽(諸如自約10%至約20%或自約13%至約17%，或約13%，或約17%)。在一些實施例中，在添加至該醫療食品的膳食纖維組成物中所含有之纖維摻合物中或自該纖維摻合物所形成的纖維複合物中之葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽的比例，係約70%的葡甘露聚糖、自約13%至約17%的三仙膠及自約13%至約17%的褐藻酸鹽。

在一些實施例中，在調配用於治療或預防一種代謝疾病或疾患的一種醫療食品中所添加之包含黏性纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC)之膳食纖維組成物的量，係該醫療食品總重之約5%至約20%。在一些實施例中，添加至該醫療食品之膳食纖維組成物或其複合物(VFB/C)的量，係每日約1克至100克，諸如每日自5克至約50克，每日約10克至35克，諸如每日約12克至35克，諸如每日約15克至35克，諸如每日約20克至35克，諸如每日約12克至25克，諸如每日約15克至25克，以每日食用二份為基礎。本發明的醫療食品係典型地每日食用至少一次，較佳地每日二次或三次。如本發明之醫療食品係供口服用。

包含纖維摻合物或其複合物之膳食纖維組成物可與任一類型的醫療食品組合，包括固態、液態或半固態醫療食品。例示性固態醫療食品包括但不限於穀類(如稻米、穀類食品(熱食或冷食型))、果諾力(granola)、燕麥片、烘焙物(麵包、餅乾、馬芬(muffin)、蛋糕及其他)、麵食(包括以米或其他穀物製成的麵條)、肉(如家禽、牛肉、羊、豬肉、海鮮)及乳製品(如牛乳、優格、乳酪、冰淇淋及奶油)。例示性液態或半液態醫療食品包括但不限於代餐飲品、果汁、湯品(包括乾燥湯粉)、膳食補充品及思慕昔(smoothies)。

可在食用前，使用任一適宜方法，將包含纖維摻合物或其複合物之膳食纖維組成物添加至該醫療食品。例如，該膳食纖維組成物可烘培至該醫療食品中，可與該醫療食品混合，或撒在該醫療食品上。

本發明的醫療食品係包裝在劑量單位中，及有一標示清楚地陳述該產物係意欲在醫師的視導下用於控管一特定代謝疾病或疾患。

用於預防、治療或改善與一代謝疾病或疾患相關聯的一或多種症狀之方法

就另一方面而言，本發明提供用於預防、治療或改善與一代謝疾病或疾患相關聯的一或多種症狀之一種方法，該代謝疾病或疾患諸如代謝症候群、第一型糖尿病、第二型糖尿病、肥胖症、非酒精性脂肪蓄積性肝炎(脂肪肝疾病)、胰臟疾病及高脂血症。如本發明的該方面之方法係包括對於需要的一人類個體投予一有效劑量之一種高黏性多醣膳食纖維組成物，其所包含的一種黏性纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC)係包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖(諸如自約60%至約80%，或自約60%至約90%，或自約65%至約75%，或自約50%至約80%，或自約50%至約70%，或約70%)；自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠(諸如自約10%至約20%，或自約11%至約13%，或自約13%至約17%，或約13%，或約17%)；及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽(諸如自約10%至約20%或自約13%至約17%，或約13%，或約17%)。在一些實施例中，在該纖維摻合物或其複合物中之葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽的比例，係約70%的葡甘露聚糖、自約13%至約17%的三仙膠及自約13%至約17%的褐藻酸鹽。

在一些實施例中，該方法包括對於需要的一人類個體投予一種膳食纖維組成物，其所包含的一種黏性纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC及諸如例如粒化VFB)係包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽，其劑量係每日自1.0克至100克的VFB/C，諸如每日自約5克至約50克的VFB/C，諸如每日自約10克至約35克的VFB/C，每日自約12克至35克的VFB/C，或諸如每日自約15克至35克的VFB/C，諸如每日自約20克至35克的VFB/C，諸如每日自約12克至25克的VFB/C，諸如每日自約15克至25克的VFB/C。

在一些實施例中，該方法包括對於需要的一哺乳類動物個體諸如一人類個體投予一種膳食纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC)一段有效預防、治療或改善與該個體的代謝疾病或疾患相關聯之一或多種症狀之期間，其劑量係自約25毫克/公斤/日至約1000毫克/公斤/日，諸如自約50毫克/公斤/日至約600毫克/公斤/日，諸如自約100毫克/公斤/日至約500毫克/公斤/日，諸如自約200毫克/公斤/日至約400毫克/公斤/日。

在一些實施例中，包含一種纖維摻合物(VFB)或其複合物(VFC)之膳食纖維組成物，係以此述之一種醫療食品的形式投予至該個體。在一些實施例中，該膳食纖維組成物係每日投予至需要的一個體至少一次。在一些實施例中，本發明的膳食纖維組成物係每日投予二次，較佳一次在早上及一次在下午/傍晚。如本發明的該方面之典型治療方法將持續至少二個星期至16個星期或更久。依諸如所治療的醫學病況與病患的反應之該等因子而定，可延長該治療方法，直至病患經歷該代謝疾病或疾患的至少一種症狀之改善為止。

在一實施例中，本發明提供在罹患第二型糖尿病或具有罹患風險的一人類個體中用於改善與胰島素阻抗進程相關聯之至少一種症狀之一種方法。如本發明的該方面之方法包括對於需要的人類個體投予自約25毫克/公斤/日至約1000毫克/公斤/日(如自100毫克/公斤/日至500毫克/公斤/日或自350毫克/公斤/日至約450毫克/公斤/日)之一種高黏性多醣膳食纖維組成物一段有效改善胰島素阻抗進程的至少一種症狀之期間，諸如降低血液葡萄糖水平；該高黏性多醣膳食纖維組成物所包含的一種纖維摻合物或其複合物(VFB/C)，係包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽。在一些實施例中，該方法包括投予該膳食纖維組成物自至少二個星期至長達16個星期或更久之一段期間。

依據美國心臟學會(American Heart Association)與國家心肺及血液研究所(National Heart,Lung,and Blood Institute)，若一個體具有下列之三或更多項，則診斷患有代謝症候群：血壓等於或高於130/85毫米汞柱；血糖(葡萄糖)等於或高於100毫克/分升；腰圍粗(男性：40英吋以上；女性：35英吋以上)；HDL膽固醇低(男性：低於40毫克/分升；女性：低於50毫克/分升)；或三酸甘油酯等於或高於150毫克/分升。因此，在一些實施例中，用於在罹患第二型糖尿病或具有罹患風險的一人類個體中改善與胰島素阻抗進程相關聯的至少一種症狀之方法，係包括對於該個體投予一有效量之VFB/C一段期間，俾有效(1)將該個體之血糖(葡萄糖)降至低於100毫克/分升的水平；(2)將男性個體的腰圍縮減至40英吋以下，或女性縮減至35英吋以下；及/或(3)將三酸甘油酯水平降至等於或低於150毫克/分升之水平。

如第1至4例中所述，在哺乳類動物個體中改善早期代謝症候群的發生與進程方面顯明VFC(如粒化VFB)之功效，其包括相較於對照組之減緩葡萄糖所引發的器官損傷之進程、減少肝臟中的脂質蓄積、保全胰臟β細胞及增進胰島素敏感度之能力。

用於分析包含至少一種多醣的一試樣之方法

就又一方面而言，本發明提供在包含至少一種多醣的一試樣中，諸如在包含一種纖維摻合物或其複合物的一種膳食纖維組成物中，用於測定糖組分之一種方法。如本發明的該方面之方法包括：(a)以一種酸水解包含至少一種多醣之一試樣，而產生一水解物；(b)以一種層析法分離水解物中的水解產物；(c)檢測步驟(b)中所分離的水解產物；及(d)將步驟(c)中檢測出的水解產物與一或多種參考標準相比較，以測定該試樣中的糖組分。

在一些實施例中，該試樣包含至少一種膳食纖維。在一些實施例中，該試樣包含褐藻酸鈉。在一些實施例中，該試樣所包含的一種纖維摻合物或其複合物，係包含褐藻酸鹽、葡甘露聚糖及三仙膠。

水解作用

如本發明的該方面之方法，係以一種酸水解包含至少一種多醣之該試樣，而產生一水解物。在一些實施例中，用於水解該試樣的酸係三氟乙酸(TFA)。

在一些實施例中，該試樣包含褐藻酸鹽及甘露糖醛酸與古羅糖醛酸的混合聚合物。在該等實施例中，包含褐藻酸鹽的該試樣之水解步驟，係在適於L-古羅糖醛酸以及D-甘露糖醛酸的釋出與保全之條件下進行。例如，在一實施例中，褐藻酸的初始水解作用能以95%硫酸於3℃進行14小時而完成，或以80%硫酸於室溫進行14小時，如Fischer與Dorfel所述。依據該等實施例，在褐藻酸中進行攪拌之前，將礦酸冷卻至-10與-5℃之間。將黏性物質徹底攪拌，以避免形成團塊。然後以碎冰與水稀釋該混合物，直至硫酸溶液約0.5N為止。然後在沸水浴上加熱該溶液6小時，再以碳酸鈣中和。在過濾與清洗硫酸鈣沉澱物之後，濃縮鮮黃色的濾液清洗水，然後通過一個陽離子交換管柱及在減壓下濃縮為薄漿液。在乾燥器中進一步緩慢濃縮及接種熔點為191℃的D-甘露呋喃糖醛內酯之後，部份的內酯自漿液結晶，但僅當經水解的褐藻酸所含有的D-甘露糖醛酸多於L-古羅糖醛酸時如此。在移除晶質D-甘露糖醛內酯之後，藉由此述之層析法分離所剩餘的D-甘露糖醛內酯與L-古羅糖醛酸。

在另一實施例中，包含褐藻酸鹽的該試樣之水解步驟係包括使用三氟乙酸(TFA)。三氟乙酸優於礦酸之優點係在於具有充份的揮發性，使其得以簡單地藉由冷凍乾燥該水解物而移除。例如，已顯示於100℃及氮氣下在2M三氟乙酸中水解約8小時至約18小時的一段期間之水解作用，係在相同條件下之1M硫酸的水解作用之適宜替代方案。(Hough等人乙文)。注意到6至8小時的水解時間典型地足以降解由中性糖所組成之多醣，然而，若存在顯著比例的糖醛酸殘基則困難度增加，醣苷糖醛酸鍵結一般比其他的醣苷鍵結更能對抗酸水解作用。就諸如細菌的莢膜多醣之多醣類而言，其含有約16至30莫耳%的糖醛酸，已顯示於100℃及氮氣下在2M三氟乙酸中進行18小時之水解作用，在一些案例中係令人滿意的(Hough等人乙文)。然而，當存在特別容易被酸降解的糖殘基(諸如D-核糖、D-木糖或L-鼠李糖)時，水解時間較佳限制在8小時，及之後針對仍與糖醛酸鏈接的糖，藉由緊密交聯型凝膠上的凝膠層析法所測得之水解物中的醛雙醣酸比例，校正分析結果。

在一些實施例中，藉由將試樣與三氟乙酸在約95℃至約110℃之溫度培養約48至72小時的一段期間，而進行包含褐藻酸鹽的一試樣之水解步驟。如第6例中所述，本案發明者判定以三氟乙酸水解72小時，係有效自包含褐藻酸鹽的一試樣諸如一種含VFB/C試樣中水解釋出糖類。

水解物之層析分離作用

如本發明的該方面之方法，然後以一種層析法，諸如例如包括使用C18逆相物質之薄層層析法、氣相層析法(GLC)或液相層析法(LC)，分離水解物中的水解產物。在一些實施例中，該層析法可自糖醛酸中分離中性糖，諸如戴安(Dionex)層析法。

檢測藉由層析法所分離的水解產物及與一或多種參考標準相比較，以測定該試樣中的糖組分。適用於檢測糖類的代表性檢測器包括戴安(Dionex)公司的脈衝式安培檢測器，或一種蒸發光散射檢測器(ELSD)或與HPLC系統連接的質譜儀。參考標準諸如具有已知組分的試樣，其可作為對照組試樣而與試驗試樣平行進行。任擇地，參考標準可為藉由特定層析法所分析之參考試樣中的一或多種特定糖組分之已知特性(如滯留時間/高度/相對面積)，如第5例中所述。

在一些實施例中，如本發明的該方面之方法係包括以三氟乙酸水解包含至少一種多醣諸如褐藻酸鹽之一試樣；以一種層析法諸如具有一個C18管柱之HPLC系統，分離水解物中的水解產物；以一檢測器諸如ELSD或質譜儀檢測水解產物；及將所檢測出的產物與一或多種參考標準相比較，以測定該試樣中的糖組分。

下列實例僅說明現今規劃用於施行本發明的最佳模式，而不應詮釋為限制本發明。

第1例

本實例說明包含一種粒化黏性纖維摻合物(亦稱為黏性纖維複合物(VFC)及商品稱為PolyGlycopleX())之膳食纖維組成物在祖克糖尿病大鼠中對於胰島素阻抗、體重、胰臟β-細胞存活能力及脂質廓型之效應。

基本原理：選擇雄性祖克糖尿病大鼠(ZDF)(ZDF/Cr1-Lepr^fa/fa)作為用於本研究中之動物模式，因為該動物模式被認為是在較年輕時期具有共病第二型糖尿病及/或胰島素敏感度降低之成年初發型肥胖症的一極佳模式(C. Daubioul等人於期刊“J. Nutr.”第132期第967-973頁(2002年)乙文；J.M. Lenhard等人於期刊“Biochem.與Biophys. Res. Comm.”第324期第92-97頁(2004年)乙文；J.N. Wilson於期刊“Atheriosclerosis”第4期第147-153頁(1984年)乙文)。發現ZDF係腦部缺少瘦素受體之突變體。瘦素係脂肪組織所分泌之傳訊抑制食慾的一種蛋白質。因此，在該等突變大鼠中，並無回饋訊息傳遞來降低食慾或引發飽足感。ZDF大鼠的攝食物速度非常快，及很快地變為肥胖。該模式因此模擬因飲食過量而肥胖的個體。當ZDF大鼠變為肥胖時，其等快速地變得對胰島素不敏感，正如人類個體中所見(亦稱為代謝症候群)。ZDF大鼠亦具有高血脂，顯示該大鼠模式係人類代謝症候群的一良好模式。ZDF模式中的糖尿病隨時間而惡化，與人類中的進程類似，因喪失胰臟β細胞(胰島素分泌細胞)族群而變得紅潤(florid)。蛋白質因過量的葡萄糖變為糖化形式，而對於ZDF與人的器官功能均造成問題，尤其是腎臟。高葡萄糖水平造成蛋白質糖化作用，引發糖尿病性腎病及血管損傷。在本研究中使用並未餵食高脂肪的年輕ZDF(五個星期大)，以測定黏性纖維複合物(VFC)顆粒的投予是否可延遲糖尿病的發作及/或降低糖尿病的嚴重性。

葡萄糖對於蛋白質的損傷程度之標準標記係糖化血紅素(HbAlc)，ZDF中的糖化血紅素升高，及糖化血紅素係目前人類藥物核准之最重要的標記。尿液中的白蛋白測量值亦為糖尿病對於腎臟的傷害之一標準標記。FDA對於糖尿病治療之規範要求血糖控制及降低高葡萄糖所引發的組織損傷。

方法 增加纖維的大為飼料

將黏性纖維複合物(VFC)(蒟蒻/三仙膠/褐藻酸鹽(70：13：17)顆粒(亦即纖維摻合物經粒化作用加工而形成一複合物及其商品稱為)納入基礎大鼠飼料(D11725：美國紐澤西州新布朗斯維克(New Brunswick)的研究膳食(Research Diets)公司)中。本研究所用的替用膳食係納入其他纖維形式，如下列第1表中所示。鑑於各纖維來源之不同的熱量貢獻(VFC與菊糖膳食提供3.98仟卡/克而纖維素提供3.90仟卡/克)，儘可能將所有膳食調配為等熱量。

選擇纖維素作為基礎參考纖維，其係不可溶與不發酵及被視為一種惰性參考化合物(J. W. Anderson等人於期刊“J. Nutr.”第124期第78-83頁(1994年)乙文。菊糖係植物所衍生之水溶性與不可消化的果糖聚合物，其在一些研究中已顯示降低脂質之功效，及在一些研究中顯示血糖控制之功效；但結果不定(見P. Rozan等人於期刊“Br. J. Nutr.”第99期第1-8頁(2008年)乙文。99.9%的菊糖之果糖或葡萄糖單元的數目(聚合度“DP”)係5，而平均聚合度係23。

研究設計

自查爾斯河(Charles River)公司(美國紐約京斯頓(Kingston))取得三十(30)隻5個星期大的雄性ZDF/Crl-Lepr^fa/fa大鼠。將動物單獨眷養於懸式金屬絲網籠中，該籠的尺寸係符合最新DHEW(NIH)實驗動物照護及使用規範(Guide for the Care and Use of Laboratory Animals)之建議。所有研究皆獲得歐陸研究所的動物使用與照護委員會(Eurofins Institutional Animal Use and Care Committee)之核准。控制動物房舍的溫度與濕度，該房舍具有12小時的光/暗週期，及維持清潔與無害蟲。動物在抵達之後調理一星期，及動物可隨意取用食物與水。

在習慣之後，以初始血液葡萄糖與體重為基礎，而將大鼠隨機地分派至三個組別之一。給予各組大鼠如上述第1表所示含有5%(重量/重量)的VFC(商品稱為)、纖維素或菊糖(一種菊苣所衍生的菊糖HP)之飼料類型長達8個星期的期間。在8個星期的研究期間進行基本監控程序，包括每星期測量食物重量三次、每星期測量體重及採集血液試樣以供測定葡萄糖與胰島素。注意到非空腹葡萄糖分析係自第3星期開始，而空腹分析係自第1星期開始。在非禁食動物中，僅在最後的時間點測量胰島素。因為當纖維實際上存在於胃腸道中時，其可能歸因於祖克大鼠日夜不斷進食之事實，觀察到VFC對於穩定葡萄糖水平之較大效應，故在研究中增加非禁食狀態之分析。在禁食動物中，在整個研究期間測量血清三酸甘油酯；而在非禁食動物中，僅進行一終點測量(美國麻州北葛雷弗頓(North Grafton)的愛德士(IDEXX)公司)。

所有研究之供測量葡萄糖與胰島素的血液試樣，係大約在該天相同時間(上午)取樣。該研究係以間隔一個星期的二個口服葡萄糖耐量試驗終結，及進行屍體剖檢。

測量

在8個星期的研究期間進行下列測量：

食物攝取量： 在置入實驗飼料之前與之後，一個星期測量飼料重量三次。

一個星期測量 體重 一次。

血液葡萄糖與胰島素： 在置入實驗飼料之前及之後的每個星期，在禁食過夜後經由眼窩採血而採集血液。供測量葡萄糖與胰島素的血液試樣係一個星期取樣一次，大約在該天相同時間(上午)。以手攜式血糖計分析其中一小量。在移開用於胰島素分析的一試樣之後，讓1毫升凝結；移出0.5毫升的血清及分析三酸甘油酯含量。當動物可取用食物時，經由一尾端切口採集附加試樣。使用拜耳易理(Bayer Ascensia Elite)血糖計(美國紐約州泰瑞鎮(Tarrytown)的拜耳醫療保健(Bayer Health Care)公司)，測量血液葡萄糖。使用ELISA(美國蓋瑟斯堡(Gaithersburg)的安尼里堤克(Ani Lytics)公司)測量胰島素。

口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)

在第9個星期與在第10個星期，該研究係以禁食與非禁食大鼠中的二個口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)終結，以非空腹OGTT最後進行。採集用於胰島素分析與葡萄糖測量之一基線血液試樣，以供用於空腹與非空腹OGTT。供最後非空腹OGTT所用的初始血液試樣，亦用於如後述之臨床生化檢查。

禁食與非禁食動物的OGTT係由口服葡萄糖處置(藉由胃管灌食2克/公斤的葡萄糖)引發。在葡萄糖負荷後之30、60、90及120分鐘採集血液試樣，及分析葡萄糖與胰島素含量。在第二葡萄糖耐量試驗結束時，藉由過量異氟烷而犧牲大鼠，及採集相關器官進行組織病理分析。

在整個研究期間，以毫克葡萄糖x胰島素(U/mL²)計算 體內平衡模式評估(HOMA) 之評分。一般公認HOMA評分係顯示胰島素阻抗變化的一種可靠方法，HOMA評分越低則代表周邊胰島素阻抗之降幅越大。用於口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)研究之綜合胰島素敏感度指數(CISI)評分，係亦使用下列公式計算：

CISI評分將葡萄糖波動與曲線下面積納入考量，及評分越高則顯示胰島素敏感度增加。

採集用於胰島素分析與葡萄糖測量之一基線血液試樣，以供用於空腹與非空腹OGTT。供最終(非空腹)OGTT所用的初始血液試樣亦用於臨床生化檢查，其包括：電解質、血中尿素氮(BUN)、肌酸酐、鹼性磷酸酶、天冬胺酸轉胺酶(ALT)、丙胺酸轉胺酶(AST)及膽紅素(直接+間接)與總血漿膽固醇(由美國麻州北葛雷弗頓的愛德士公司分析)。

血清三酸甘油酯： 禁食動物係在整個研究期間測量血清三酸甘油酯，而非禁食動物僅進行一終點測量(由美國麻州北葛雷弗頓的愛德士公司分析)。

臨床生化檢查： 供最終非空腹OGTT所用的初始血液試樣係用於臨床生化檢查，其包括電解質、血中尿素氮(BUN)、肌酸酐、鹼性磷酸酶、天冬胺酸轉胺酶(ALT)、丙胺酸轉胺酶(AST)及膽紅素(直接+間接)與總血漿膽固醇(由美國麻州北葛雷弗頓的愛德士公司分析)。

組織分析： 將一片肝葉、一個腎臟及胰臟固定在10%中性福馬林緩衝溶液(NBF)中。在24小時後，將胰臟轉移至70%乙醇中。處理組織及包埋於石蠟中。將肝臟與腎臟切片為約5微米的厚度，及以蘇木精與曙紅(H&E)染色。以約5微米的厚度將胰臟連續切片二次，及該等切片係以H&E染色，或以一種對抗大鼠胰島素的小鼠抗體(美國麻州丹佛斯(Danvers)的細胞傳訊技術(Cell Signaling Technology)公司之1：300兔抗大鼠胰島素)進行免疫組織化學染色。

免疫組織化學法：

如下進行免疫組織化學法。使用一種同型對照組抗體(明尼蘇達州明尼亞波里斯的R&D系統(R&D Systems)公司之正常兔IgG)來評估整體的非特異性與背景染色水平。在脫臘之後，抗原回復係使用溶液(美國加州羅克林(Rocklin)的Cell Marque^TM公司)於120℃進行15分鐘，接著在熱的溶液中在室溫進行5分鐘。藉由在位於去離子水中的3%過氧化氫中培養10分鐘，而將內生性過氧化酶活性驟冷。在5%正常山羊血清中培養載片20分鐘。然後將載片與初級抗體培養60分鐘，接著在生物素化山羊抗兔抗體中培養30分鐘。然後將載片置於ABC Elite (美國加州柏嶺甘(Burlingame)的偉特公司(Vector))中培養30分鐘。最後，試樣在二胺基聯苯胺中培養5分鐘，接著進行蘇木精對比染色。

在屍體剖檢之後，將另一肝葉急凍，包埋於OCT中及以5微米的厚度切片，及以蘇丹黑染色分析脂質含量(游離脂肪酸與三酸甘油酯)。

評估所有經H&E染色的載片之形態變化，該等形態變化係與ZDF中通常所觀察到者相關，諸如腎臟中的腎小管擴張作用之增加與腎小管病變之增加、胰島細胞病變及肝臟脂肪變性。該等變化係在以該發現的嚴重性為基礎之一種0至5的量表上，以半定量方式分級，以5為最嚴重。

評估經蘇丹黑染色的肝臟載片，及在一種0至5的量表上，就所存在的蘇丹黑陽性液泡以半定量方式分級，以5為最嚴重。

在經抗胰島素抗體以免疫組織化學方式染色之胰臟載片上，測量具胰島素陽性細胞之胰島面積百分比。以形態計量方式進行該項測量。在每個胰臟中，由一名獸醫病理學家以手動方式畫出10個胰島的輪廓。在該等胰島內，以類似方式畫出胰島素染色的陽性區域之輪廓，及使用Plus成像軟體，計算具胰島素陽性的胰島面積百分比。

統計方法：

藉由二因子重複測量變異數分析(ANOVA)，分析在多重時間點收集的區間數據。顯著效應則接著使用邦弗洛尼氏(Bonferroni)多重比較檢定進行事後比較，如美國紐約之大學出版社(University Press)出版之Motulsky H.所著“直觀生物統計學(Intuitive Biostatistics)”乙書(1995年)中所述。

僅在研究終結時，藉由單因子ANOVA分析非禁食大鼠中之胰島素、膽固醇及血液化學測量。顯著效應則接著使用唐奈特氏(Dunnet)多重比較檢定(MCT)進行事後比較，如美國紐約之大學出版社出版之Motulsky H.所著“直觀生物統計學”乙書(1995年)中所述。藉由克魯斯卡爾-瓦利斯(Kruskall Wallis)檢定分析非區間或離散數據(如組織學評分)，如美國紐約之大學出版社出版之Motulsky H.所著“直觀生物統計學”乙書(1995年)中所述。顯著效應則接著使用唐奈特氏(Dunnet)MCT進行事後比較。

結果 體重與食物攝取量

第1A圖係以圖示方式說明VFC、纖維素或菊糖在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠體重(克)之效應。如第1A圖所示，自第1星期起，相對於餵食纖維素的動物或餵食菊糖的動物，經VFC治療大鼠之相對於時間的體重增加係顯著地緩和。在研究開始之際，所有祖克糖尿病大鼠的體重相近(約160克)。在接下來的三個星期，餵食含纖維素或含菊糖的飼料之大鼠平均比餵食含VFC的飼料之大鼠多增加約40克。自第1星期至第8星期，在餵食VFC相對於餵食含纖維素或含菊糖膳食的大鼠之間，觀察到顯著差異(符號“***”係指p<0.001，邦弗洛尼氏(Bonferroni)多重比較檢定)。並未在餵食含菊糖與含纖維素飼料的大鼠之間觀察到顯著差異。

第1B圖係以圖示方式說明VFC、纖維素或菊糖在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠食物攝取量(克/日)之效應。如第1B圖所示，經VFC治療的大鼠在前三個星期的食物攝取量顯著降低(符號“*”係指在第1星期的p<0.05；符號“***”係指在第2星期的p<0.001；及符號“**”係指在第3星期的p<0.01)。VFC組的食物攝取量在剩餘的執行期間仍維持較低，雖然在該研究進入4個星期之後，該水平不再與其他二組在統計上不同。並未在餵食含菊糖與含纖維素膳食的大鼠之間觀察到顯著差異。

餵食含VFC飼料之大鼠典型地進食20至23克/日(已就溢出量進行修正；相當於約70至85仟卡/日)。餵食含纖維素或含菊糖的飼料之大鼠典型地進食21至27克/日(已就溢出量進行修正；相當於約75至100仟卡/日)。

總而言之，該等結果顯示典型地在ZDF大鼠模式中所觀察到之相對於時間的體重增加，在經VFC治療的動物中係顯著地緩和。

血糖控制：血糖與代謝

第2A-D圖係以圖示方式說明在八個星期的研究期間含有VFC、纖維素或菊糖之膳食對於ZDF大鼠的空腹血液葡萄糖(第2A圖)、空腹血清胰島素(第2B圖)、非空腹血液葡萄糖(第2C圖)及空腹體內平衡模式評估(HOMA)評分(第2D圖)之效應。如第2A圖所示，任一大鼠的空腹血液葡萄糖數值並未大幅升高，在經VFC治療的大鼠中觀察到葡萄糖數值之略微增加(符號“*”係指在第3與第6星期的p<0.05)。

如第2B圖所示，在整個研究期間期間，經VFC治療的大鼠之空腹血清胰島素水平降低；及自第5個星期開始，血清胰島素水平降至統計上顯著的水平(符號“***”係指在第4星期之後的p<0.001)。

如第2C圖所示，約自第5個星期開始，相較於餵食纖維素與餵食菊糖的大鼠，經VFC治療的大鼠之非空腹血液葡萄糖數值顯著地降低(符號“***”係指在第5星期之後的p<0.0001)。

如第2D圖所示，自研究的第5個星期開始(符號“*”係指p<0.05)、第5至7星期(p<0.05)及第8星期(符號“**”係指p<0.01)，經VFC治療的大鼠具有顯著降低的HOMA評分。

一般而言，ZDF大鼠在禁食條件(亦即動物在約16小時無法取用食物後之早晨進行試驗)下所維持的血液葡萄糖濃度，係遠低於在飽食(非禁食)條件下所觀察到者(比較第2A圖與第2C圖)。如第1A圖所示，所觀察到之所有禁食組別的血液葡萄糖數值，係典型位於95毫克/分升與145毫克/分升之間之範圍，其被認為是輕微糖尿病，及在餵食VFC、纖維素或菊糖的組別之間觀察到微小差異。

如第2B圖所示，餵食含VFC膳食之大鼠在禁食條件下所維持的血清胰島素濃度，係比餵食含纖維素或含菊糖飼料之大鼠更加穩定。如第2B圖所示，在整個研究期間，經VFC治療之ZDF大鼠的空腹血清胰島素水平降低，在5個星期開始觀察到顯著降低及至第8星期仍維持顯著(在第4星期之後的p<0.001，如符號“***”所示)。並未在餵食含菊糖與含纖維素膳食的大鼠之間觀察到顯著差異。

藉由計算體內平衡模式評估(HOMA)，而評估禁食大鼠在本研究期間的胰島素阻抗。如第2D圖所示，在研究期間所有組別的HOMA評分皆上升，但餵食含VFC膳食之大鼠的上升幅度係顯著低於餵食纖維素或菊糖之大鼠。在5、6及7個星期(p<0.05及如符號“*”所示)及在8個星期(p<0.01及如符號“**”所示)，在VFC相對於纖維素或菊糖之間觀察到顯著差異。並未在餵食含纖維素或含菊糖膳食的大鼠之間觀察到顯著差異。

第3A圖係以圖示方式說明在八個星期的研究期間餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠的空腹綜合胰島素敏感度指數(CISI)評分。如第3A圖所示，針對經VFC治療的動物之空腹OGTT試驗計算所得的CISI評分係顯著較高(p<0.01及如符號“**”所示)，進一步顯示相較於餵食纖維素與餵食菊糖的組別，該VFC組的胰島素敏感度獲得改善。

第3B圖係以圖示方式說明在八個星期的研究期間餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠的非空腹綜合胰島素敏感度指數(CISI)評分。如第3B圖所示，相較於經纖維素與經菊糖治療的組別，經VFC治療的非禁食動物顯示顯著較高的CISI評分(p<0.001及如符號“***”所示)，及因此較高的胰島素敏感度。在葡萄糖挑戰之30分鐘後觀察到尖峰葡萄糖水平，及VFC組的峰值係顯著低於其他二組。

如第2C圖所示，在非空腹(餵食)條件(亦即動物在持續可取用食物24小時後之早晨進行試驗)下，餵食含VFC膳食之大鼠在進行試驗的各星期期間所維持的血液葡萄糖水平，係低於餵食含纖維素或含菊糖膳食之大鼠。在研究的第三星期開始進行血液葡萄糖試驗，及持續至第八星期。鑑於觀察到空腹葡萄糖數值非常接近正常範圍，及在不希望受限於任一特定理論之際，據信VFC的眾多作用機制係涉及其與食物的直接接觸，故在研究執行中增加對於空腹狀態動物的葡萄糖試驗。

雖然在餵食條件下僅在最後的時間點測量胰島素，所觀察到之胰島素敏感度的增進，係與當禁食動物在最終時間點測量時所觀察到者類似。如第2C圖所示，相較於經菊糖或纖維素治療的動物，經VFC治療之動物的空腹狀態血液葡萄糖反應係顯著較低(p<0.001，如符號“***”所示)。並未在餵食含菊糖或含纖維素膳食的大鼠之間觀察到顯著差異。

第3C圖係以圖示方式說明餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠在八個星期研究的最後抽血之計算所得的非空腹HOMA評分。如第3C圖所示，發現經VFC治療組的HOMA評分係顯著較低於纖維素組與菊糖組(p<0.001)。如上所述，較低的HOMA評分係代表周邊胰島素阻抗之降幅較大。

脂質廓型

測量禁食(在整個研究期間測量)與非禁食(僅在8個星期的研究終結時測量)動物的血清三酸甘油酯。第4圖係以圖示方式說明餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠在八個星期的研究期間所測得的空腹血清三酸甘油酯水平。如第4圖所示，就禁食動物而言，相較於經菊糖與經纖維素治療組別，經VFC治療之動物顯示早期與顯著的三酸甘油酯降低效應。在2至3個星期後，所有組別的血清三酸甘油酯皆降低，及經纖維素治療的動物之三酸甘油酯具有略低於經菊糖與經VFC治療的動物之趨勢。如下列第2表中所示，在非禁食動物中，在研究終結時所測得之血清三酸甘油酯係與經VFC治療與經纖維素治療之動物相近，及發現經菊糖治療的動物之三酸甘油酯水平係顯著低於其他二組。

在8個星期的研究終結時，測量在最後OGTT之前自餵食動物所得的基線試樣中之血漿膽固醇。如下列第2表中所示，該等動物的血膽固醇過高；及相較於餵食纖維素與餵食菊糖的組別，VFC顯著降低膽固醇水平超過一半以上。

標的器官效應：肝臟、胰臟及腎臟之組織評估

當上述的葡萄糖與胰島素數據顯示VFC治療增進胰島素敏感度與血糖控制之際，進行組織分析以評估VFC對於改善諸如腎臟的器官損傷程度之效應。已知腎臟對於糖尿病腎病特別敏感，糖尿病腎病可能與高血糖症及過度糖化作用有關。評估所測量的所有組織之損傷程度，以作為VFC療法延遲糖尿病進程及/或改善與糖尿病相關聯的症狀之能力指標。

腎臟

就與ZDF中通常觀察到者相關之形態變化，包括腎小管擴張作用之增加及腎小管病變/再生之增加，評估經H&E染色的所有糖尿病腎臟組織載片。數項腎臟病理學參數顯示餵食含VFC膳食的祖克糖尿病大鼠(ZDF)大鼠與餵食含菊糖或含纖維素飼料的ZDF大鼠之間之差異。

第5A圖係以圖示方式說明含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠腎小管擴張之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重。如第5A圖所示，在經VFC治療的ZDF大鼠中，腎小管擴張作用經評分為不存在。相反地，發現在餵食纖維素與餵食菊糖的ZDF大鼠中存在腎小管擴張作用。第5A圖中所示的評分顯示在餵食VFC與餵食纖維素或菊糖的組別之間之一顯著治療效應(p<0.001，如符號“*”所示)。在餵食菊糖與餵食纖維素的動物之間，並未觀察到腎小管擴張量的顯著差異。

第5B圖係以圖示方式說明含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠腎小管病變/再生之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重。如第5B圖所示，餵食含VFC膳食之大鼠所顯示的平均腎小管病變/再生評分為0.1，該評分係由1隻大鼠的評分為1(嚴重性最低)及該組的其他9隻大鼠的評分為0(在正常範圍內)所組成。相反地，如第5B圖中進一步所示，餵食含纖維素或含菊糖膳食的大鼠之平均評分為1.0。VFC降低腎小管病變/再生的嚴重性之治療效應係顯著的(p<0.01及如符號“**”所示)，在餵食VFC相對於餵食纖維素或菊糖的組別之間觀察到顯著差異。在纖維素或菊糖之間並未觀察到顯著差異。

第5C圖係以圖示方式說明含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠腎間質擴張之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重。如第5C圖所示，腎小球間質擴張評分顯示，領受含VFC膳食之組的評分係低於領受含纖維素或含菊糖膳食之組別。雖然間質擴張的評分達到整體統計顯著性(p<0.05)，在事後檢定上僅一對治療組別顯著不同，即餵食含VFC與含菊糖膳食的組別(p<0.05及如符號“*”所示)，其等相較於纖維素膳食而言具有強烈的下降傾向。

胰臟

第6圖係以圖示方式說明在餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時之胰島的胰島素免疫反應性區域百分比，如藉由抗大鼠胰島素抗體的染色作用所測定。如第6圖所示，就總胰島面積的百分比形式而言，相較於餵食含纖維素或含菊糖膳食之大鼠，餵食含VFC膳食之大鼠維持較高的胰島素免疫反應性面積(亦即較大的胰臟β細胞群)，如藉由胰島素免疫組織化學所測量。ANOVA分析顯示顯著的治療效應(p<0.0001及如符號“***”所示)，而事後檢定顯示餵食含VFC與含纖維素膳食的大鼠之間之差異(p<0.001)。在餵食含菊糖與含纖維素膳食的動物之間未觀察到差異。重要之處在於該等數據連同顯示較低的空腹血清胰島素濃度(第2B圖)及較高的胰島素敏感度(第3B圖)之數據，係表明相較於餵食一種含纖維素或含菊糖膳食的大鼠，餵食含VFC膳食的祖克糖尿病大鼠維持顯著較大的胰島素分泌作用儲備能力。

第7A圖係以圖示方式說明餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時所存在的胰島單核炎性細胞浸潤之組織評分，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重。如第7A圖所示，在所存在的胰島單核浸潤之評分方面，未觀察治療效應之差異。

第7B圖係以圖示方式說明餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時所存在的胰島細胞病變之組織評分，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重。如第7B圖所示，在餵食含VFC膳食的大鼠中並無胰島細胞病變的評分，而餵食含纖維素或含菊糖膳食的大鼠則傾向於具有較高的評分；然而，該等差異並未達到統計顯著性。

第7C圖係以圖示方式說明餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時所存在的胰島纖維變性量之組織評分，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重。如第7C圖所示，相較於餵食含纖維素或含菊糖膳食之大鼠，餵食含VFC膳食的大鼠傾向於具有較低的胰島纖維變性量之評分；然而，該等差異並未達到統計顯著性。針對發生出血或存在血鐵質之評分揭露在餵食含VFC膳食的大鼠中的評分較低之一趨勢，但結果並非統計上顯著(未顯示數據)。

肝臟

第8A圖係以圖示方式說明含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠的肝臟脂肪變性之效應，如藉由還原型蘇丹黑染色作用所測量，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重。如第8A圖所示，餵食含VFC膳食的大鼠所顯示的肝臟脂肪變性(藉由蘇丹黑染色作用所測量)，係少於餵食含纖維素或含菊糖膳食之大鼠。在0(在正常範圍內)至5(嚴重)之一量表上，餵食含VFC膳食的大鼠之評分平均為3.4。相較於餵食含纖維素膳食的大鼠之評分為4.6，及餵食一種含菊糖膳食的大鼠之評分為4.1。餵食VFC的大鼠相對於餵食含纖維素與含菊糖膳食的大鼠組別之間的差異顯著(p<0.01，如符號“**”所示)。在餵食含菊糖與含纖維素膳食的大鼠之間並未觀察到顯著差異。

餵食含VFC膳食的大鼠所顯示的肝細胞微型空泡形成作用，亦少於餵食含纖維素或含菊糖膳食之大鼠。第8B圖係以圖示方式說明含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠的肝臟微型空泡形成作用之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重。如第8B圖所示，在餵食一種含纖維素或含菊糖膳食的所有大鼠中之微型空泡形成作用皆評分為嚴重(平均評分為4.6，高)。相反地，餵食含VFC膳食的大鼠之評分平均為3.2(輕微)。唐奈特氏(Dunnet)多重比較檢定顯示在餵食含VFC與含纖維素膳食的組別之間之差異顯著(p<0.001及如符號“**”所示)，但在餵食含菊糖與含纖維素膳食的組別之間則不然。

第8C圖係以圖示方式說明含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠的肝臟巨型空泡形成作用之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重。如第8C圖所示，在所有治療組別中，巨型肝細胞空泡形成作用一般比微多孔型肝細胞空泡形成作用較不顯著，如較低的嚴重性評分所反映(比較第8B圖與第8C圖)。相較於投予一種含纖維素膳食的大鼠，雖然投予一種含菊糖膳食的大鼠顯示空泡形成作用減少之一傾向，該差異並非統計上顯著。在餵食含VFC膳食相對於含纖維素與菊糖膳食的組別之間存在顯著差異(p<0.001，如符號“***”所示)。在餵食含菊糖與含纖維素膳食的組別之間未觀察到顯著差異。在領受含VFC膳食的大鼠中之囊性肝細胞病變與纖維變性的評分，亦顯示朝向較不嚴重之趨勢，但其並未達到統計顯著性(未顯示數據)。

如下列第2表中所示，針對肝臟損傷的數項臨床化學指標顯示VFC的顯著治療效應。肝臟酵素丙胺酸轉胺酶(ALT)與天冬胺酸轉胺酶(AST)因肝細胞損傷而釋出至血液中，即使細胞膜完整無損亦如此。史普瑞格-道利大鼠之無明顯肝臟疾病的ALT水平範圍係自22至48國際單位/公升(愛德士(IDEXX)參考數據)。第2表所示的數據顯示關於ALT與AST水平的整體治療效應。事後檢定顯示領受含VFC膳食的大鼠之血液ALT水平，係低於領受含纖維素或含菊糖膳食的大鼠(p<0.05)；及領受含菊糖膳食的大鼠之血液ALT水平，係顯著高於領受含纖維素膳食的大鼠(p<0.05)。

如第2表中進一步所示，血液AST的結果顯示一類似模式。史普瑞格-道利大鼠之無明顯肝臟疾病的AST水平範圍係自33至53國際單位/公升(愛德士(IDEXX)參考數據)。領受含VFC膳食的大鼠平均約為170國際單位/公升，領受含纖維素膳食的大鼠平均為870國際單位/公升，而領受含菊糖膳食的大鼠平均為1010國際單位/公升。整體治療效應具有統計顯著性(p<0.0001)，雖然在餵食含菊糖與含纖維素膳食的組別之間的差異並不顯著，而在餵食含VFC與含纖維素膳食的組別之間的差異係顯著的(p<0.001，唐奈特氏(Dunnet)多重比較檢定)。

如第2表所示，餵食含VFC膳食的大鼠之血清鹼性磷酸酶水平，係低於餵食含纖維素或含菊糖膳食之大鼠。在並無已知肝臟疾病或骨骼疾病的史普瑞格-道利大鼠中，該參數的正常範圍係0至267國際單位/公升(愛德士(IDEXX)參考數據)。如第2表所示，餵食含VFC膳食的大鼠之平均血清鹼性磷酸酶水平係位於該正常範圍內，而餵食含纖維素或含菊糖膳食的大鼠之平均值均在該正常範圍之外。在餵食含VFC膳食相對於含纖維素或含菊糖膳食的組別之間的鹼性磷酸酶之減少係顯著的(p<0.001)。VFC之較低的血清鹼性磷酸酶水平係意味著對於膽汁滯留之一保護性效應，而ALT與AST之增加係顯示肝細胞損傷(D.S. Pratt等人於“哈里森內科學原理(Harrison's Principles of Internal Medicine)”乙書第15版第1711-1715頁(2001年)。相反地，球蛋白與膽紅素係由肝臟清除，及其等之升高係反映肝臟功能受損。

史普瑞格-道利大鼠的球蛋白正常範圍係2.8至4.5克/分升(愛德士(IDEXX)參考數據)。如第2表所示，領受含VFC膳食的大鼠之球蛋白濃度平均為3.4克/分升，而領受含纖維素與含菊糖膳食的大鼠則分別為4.0與3.9克/分升。纖維類型之效應係顯著的(p<0.001)，在餵食含VFC與含纖維素飼料的組別之間的差異係顯著的(p<0.001，唐奈特氏(Dunnett)多重比較檢定)，但在餵食含菊糖與含纖維素膳食的組別之間則不然。同樣地，如第2表所示，餵食含VFC膳食的大鼠的總(直接或間接型)膽紅素平均為0.13毫克/分升，而餵食含纖維素與含菊糖膳食的大鼠之平均則分別為0.19與0.18毫克/分升。史普瑞格-道利大鼠的參考範圍為0至0.4毫克/分升(愛德士(IDEXX)參考數據)。治療效應係統計上顯著的(單因子ANOVA，F(2,28)=4.93，p<0.05)，在餵食含VFC膳食的組別之間具有一顯著差異(p<0.05，唐奈特氏(Dunnett)多重比較檢定)，但在餵食含菊糖與含纖維素膳食的組別之間則不然。雖然所有組別的球蛋白與膽紅素水平係在正常範圍內，餵食含VFC膳食的大鼠所顯示之該二被分析物的濃度係顯著低於其他組別(p<0.001)，其意味著肝臟功能之增進。

史普瑞格-道利大鼠的膽紅素正常範圍係0至0.4毫克/分升(愛德士(IDEXX)參考數據)。在治療組別之間未觀察到膽紅素的顯著差異。白蛋白係由肝臟所合成，所有治療組別中的白蛋白數值相近。

結果之討論：

在祖克糖尿病大鼠模式中所進行的該研究顯示，含VFC膳食顯著地增進血糖控制、降低腎臟損傷、保全胰臟β細胞、增進胰島素敏感度，及因此降低體內的總葡萄糖負荷。此外，相較於其他富含纖維的膳食，在餵食含VFC膳食的大鼠中觀察到在研究期間的體重增加速率降低約10%。其可能部分歸因於在該研究期間所觀察到之食物攝取量降低，雖然食物攝取量之降低僅在研究的前三個星期顯著。如第4例中進一步所示，VFC亦增加GLP-1與引發飽足感的PYY之分泌作用。

在研究中，在大鼠飼料中所添加之VFC顆粒的量係5%VFC。如第1A與1B圖所示，餵食VFC的大鼠之每日食物攝取量平均約為22克/日，因此在22克中有1.1克VFC。假設祖克大鼠的平均重量約為300克(見第1A圖)，則該研究中的每公斤劑量約為3.66克/日/公斤。假設人類約為60公斤，則該劑量將相當於供一人類所用之約219.6克/日。使用體表面積相對於體積為0.1至0.15之基礎而將大鼠劑量換算為人類劑量之劑量換算作用，如Reagan-Shaw等人於期刊“FASEB Journal”第22期第659-661頁(2007年)乙文中所述，其將轉為60公斤人類每日自約22克至約33克VFC之劑量範圍，或自約366毫克/公斤/日至約550毫克/公斤/日。

在該研究中，禁食的祖克糖尿病大鼠(亦即動物在約16小時無法取用食物後之早晨進行試驗)的葡萄糖水平並未大幅升高，可能歸因於當疾病剛開始顯明時由所觀察到的高胰島素血症提供之充分補償作用。在試驗前之16小時禁食的動物中，在所有膳食組別中之經纖維素與經菊糖治療組別中的胰島素水平係高於經VFC治療組，其結合HOMA與CISI評分係表明經菊糖與經纖維素治療組別中的周邊胰島素阻抗係高於經VFC治療的動物。因此，VFC似乎不需存在於腸道中，即能增進胰島素敏感度。在不希望受限於任一特定理論之際，在試驗前禁食16小時之經VFC治療的動物中所觀察到的胰島素敏感度之增進，可能歸因於前升糖素表現作用之增加(S.P. Massimino等人於期刊“J. Nutr.”第128期第1786-1793頁(1998年)乙文；R.A. Reimer等人於期刊“Endocrinology”第137期第3948-3956頁(1996年)乙文)；或可能歸因於肌肉GLUT-4的向上調節作用(Y.J. Song等人於期刊“Clin. Exp. Pharm. Physiol.”第27期第41-45頁(2000年)乙文)。

因在試驗前禁食16小時的動物僅略為高血糖，自研究三個星期開始，亦在非禁食狀態(亦即在試驗前可持續取用食物)的大鼠中測量血漿葡萄糖。在非禁食狀態進行試驗的動物中，經測定經纖維素與經菊糖治療的組別中之動物係血糖過高，而經VFC治療組中的動物之葡萄糖水平則降至近乎非糖尿病水平。僅在研究終結時測量非禁食狀態的胰島素水平，及發現經VFC治療的動物之胰島素顯著降低；及相較於其他組別，經VFC治療的動物之HOMA與CISI評分亦顯示胰島素敏感度之增進。

因此，鑑於經VFC治療的動物之空腹與非空腹狀態的血清胰島素均顯著降低及在非禁食狀態進行試驗的經VFC治療之動物的血液葡萄糖顯著降低之結果，以VFC治療祖克糖尿病大鼠似乎有效延遲糖尿病的早期進程。

除了增進血糖控制之外，相較於經纖維素與菊糖治療的動物，經測定經VFC治療的動物之器官損傷亦降低。糖尿病腎病係糖尿病之臨床上重要的後遺症，尤其是起因於代謝異常與血液動力學改變之腎小球基底膜的增厚及腎間質與腎小管的擴張及腎小管病變(於E. Braunwald等人之“哈里森內科學原理(Harrison’s Principles of Internal Medicine)”乙書第15版第1572-1580頁(2001年)之H.R. Brady與B.M. Brenner之“腎小球損傷之致病機轉(Pathogenesis of Glomerular Injury)”乙文)。有意思之處在於在該研究中測定，在患有早發型糖尿病的較年輕祖克糖尿病大鼠中迅速地發生顯著的器官損傷，儘管其糖尿病相當輕微。重要地，觀察到在8個星期的研究終結時經VFC治療之動物所存在的胰臟β細胞密度，係顯著高於經菊糖或經纖維素治療的組別。該數據係顯示餵食含VFC膳食達八個星期之祖克糖尿病大鼠維持顯著較大的胰島素分泌作用儲備能力。注意到曾在增加胰島素促泌素GLP-1水平之DPP IV抑制劑的情況，觀察到胰臟β細胞的保全作用；及在使用DPP IV抑制劑的一些研究中，胰島素係高於第二型糖尿病模式中的對照組，尤其是飯後胰島素水平(A. Viljanen等人於期刊“J. Clin. Endocrinol. Metab.”第94期第50-55頁(2009年)乙文)。

在該研究所用的祖克糖尿病大鼠模式中，非空腹葡萄糖水平似乎足以造成腎臟損傷。經測定在經VFC治療組中的腎傷害較少，尤其就間質擴張而言。正常餵食期間的血糖控制之增進及後續組織糖化作用之降低，可能作用為降低腎臟傷害的一主要因子。有意思及意外地，組織學顯示VFC顯著地保護腎臟免於糖化作用的損傷，其顯示總葡萄糖負荷之降低，及因此降低糖化作用。FDA認為糖化作用之降低係抗糖尿病效應之一主要標記，因為單單降低血液葡萄糖已不再被認為足以取得藥物核准。

就VFC治療對於血清與肝臟脂質廓型之效應而言，在經VFC治療組中之血漿膽固醇係顯著地降低。對於血清三酸甘油酯水平之效應則較為不定。雖然如此，在經VFC治療組中的肝臟脂質水平(脂肪變性)與肝臟測量諸如血清膽紅素、ALT及AST係顯著地降低，其表明在經VFC治療組中之肝臟損傷降低。此外，基於組織分析，亦測定經VFC治療的動物之肝細胞傷害指標降低及血清鹼性磷酸酶水平降低，其可能顯示經VFC治療的動物之膽汁滯留降低以及通常伴隨代謝症候群發生之脂肪蓄積性肝炎減少(A. Viljanen等人於期刊“J. Clin. Endocrinol. Metab.”第94期第50-55頁(2009年)乙文)。

因此，在血糖控制、減少腎臟損傷及保全胰臟β細胞方面顯示在ZDF中使用VFC之功效。如該實例所顯示，經VFC治療的大鼠之腎臟損傷較少，尤其是間質擴張。血糖控制之增進及後續組織糖化作用之降低，可能作用為降低腎臟傷害的一主要因子。因此，VFC可作為用以協助改善早期代謝症候群之發生與進程之一種膳食添加劑，包括減緩葡萄糖所引發的器官損傷之進程、肝臟中的脂質蓄積及抑制胰臟β細胞損失之能力。

第2例

本實例說明在一種高蔗糖膳食所引發的肥胖症大鼠模式中進行之一研究，以測定包含一種粒化黏性纖維摻合物(VFC顆粒)(亦稱為纖維複合物PolyGlycopleX(PGX))之一種膳食纖維組成物對於胰臟調節異常、血脂異常及肥胖症之效應。

基本原理：如第1例中所述，該新穎的水溶性纖維複合物VFC顆粒亦稱為PolyGlycopleX(PGX)(自蒟蒻聚甘露糖、三仙膠及褐藻酸鹽製造而形成具有高保水與形成凝膠性質之一種高黏性多醣複合物)，在祖克糖尿病大鼠中降低體重及增加胰島素敏感度。然而，在祖克糖尿病大鼠中所觀察到的VFC顆粒就血清三醯甘油(TAG)而言之效應係不定的。已在其他研究中觀察到各種纖維降低血清TAG水平之變異性，及可能與纖維類型及特定動物模式相關(W.U. Jie等人於期刊“Biomed. Environ. Sci.”第10期第27-37頁(1997年)乙文；A. Sandberg等人於期刊“Am. J. Clin. Nutr.”第60期第751-756頁(1994年)乙文；R. Wood等人於期刊“Metab. Clin. Exp.”第56期第58-67頁(2007年)乙文；及N.M. Delzenne等人於期刊“J. Nutr.”第129期第1467S-1470S頁(1999年)乙文)。例如，Mao-Yu等人的研究顯示，藉由不消化性纖維降低TAG之作用，係依TAG增加之嚴重性與長期穩定性而定(Z. Mao-Yu等人於期刊“Biomed. Environ. Sci.”第3期第99-105頁(1990年)乙文)。

進行該實例中所述之研究，以在餵食蔗糖的雄性史普瑞格-道利大鼠即一種膳食所引發的肥胖症模式(65%重量/重量的高蔗糖)中，測定粒化VFC(PGX)對於體重增加、血清三醯甘油(TAG)及肝臟脂肪變性之效應，已知該模式引發體重增加及肝臟與血清TAG水平的持續增加，尤其當長期投予時，其準確地模擬人類第二型糖尿病(A.M. Gadja等人於期刊“An. Lab News”第13期第1-7頁(2007年)乙文；M. Hafidi等人於期刊“Clin. Exp. Hyperten.”第28期第669-681頁(2006年)乙文；及P. Rozan等人於期刊“Br. J. Nutr.”第98期第1-8頁(2008年)乙文)。進行該實例中所述之研究達43個星期，以掌握合理的大鼠生命週期部分及最大化該模式的特徵所在之血清TAG水平的持續增加。

方法： 增加纖維的大鼠飼料：

將黏性纖維複合物(VFC)(蒟蒻/三仙膠/褐藻酸鹽(70：13：17))顆粒(亦即纖維摻合物經粒化作用加工而形成一複合物及其商品稱為)納入基礎大鼠飼料中(D11725：美國紐澤西州新布朗斯維克的研究膳食(Research Diets)公司)。本研究所用的替用膳食係納入如下列第3表中所示的其他纖維形式。選擇纖維素作為基礎參考纖維，其係不可溶與不發酵及被視為一種惰性參考化合物(J.W. Anderson等人於期刊“J. Nutr.”第124期第78-83頁(1994年)乙文)。

動物模式： 雄性史普瑞格-道利(SD)大鼠之選擇係因為餵食蔗糖的大鼠被認為是存在正常遺傳背景之一種極佳的高三酸甘油酯血症模式(A.M. Gadja等人於期刊“An. Lab News”第13期第1-7頁(2007年)乙文)。

研究設計： 自查爾斯河公司(美國紐約京斯頓(Kingston))取得30隻六個星期大的雄性SD大鼠。將動物單獨眷養於懸式金屬絲網籠中，該籠的尺寸係符合最新DHEW(NIH)實驗動物照護及使用規範之建議。控制動物房舍的溫度與濕度，該房舍具有12小時的光/暗週期，及維持清潔與無害蟲。動物在試驗前調理4天。

水： 藉由一種自動化供水系統，隨意供應過濾過的自來水。

食物： 在習慣之後，將大鼠隨機地分派至二個組別之一及各組具有10隻大鼠，5%(重量/重量)的纖維素或5% VFB(重量/重量)，及在二個組別的膳食中均添加65%(重量/重量)的蔗糖。該等膳食係幾近等熱量，纖維素膳食為3.90仟卡/克及VFC膳食為3.98仟卡/克，及總共約3902膳食仟卡。以具有纖維素(開始時的體重為214.7±2.6克)或VFB(開始時的體重為220.8±3.5克)之隨意取用的高蔗糖膳食，餵食大鼠總共43個星期。

研究之測量： 在整個研究期間測量食物攝取量(每日)、體重(每星期)及每星期採集血液試樣以用於測量血清三醯甘油(TAG)(由美國麻州北葛雷弗頓的愛德士公司分析)、血液葡萄糖(經由易理(Ascensia Elite)血糖計)及血清胰島素(美國蓋瑟斯堡(Gaithersburg)的安尼里堤克(Ani Lytics)公司)。該研究係以測量血紅素糖化作用與血中尿素氮之最終血液分析終結。然後如下進行有限的屍體剖檢。將一片肝葉急凍，以供使用蘇丹黑組織化學法分析脂質含量。將一片肝葉後固定，以進行蘇木精與曙紅染色作用。

統計方法： 使用重複測量ANOVA分析體重增加之統計差異，及使用單因子ANOVA分析整個研究期間的體重增加之差異。使用邦弗洛尼氏(Bonferroni)校正，控制多重比較的誤差率。使用用於非參數數據之克魯斯卡爾-瓦利斯(Kruskall-Wallis)檢定，測量組織學評分。

結果：

第9圖係以圖示方式說明在43個星期的研究期間粒化VFC(PGX)或纖維素膳食對於餵食蔗糖的史普瑞格-道利大鼠之體重增加與血清三醯甘油(TAG)之效應(“*”符號係指p<0.05；“**”符號係指p<0.01；“***”符號係指p<0.001)。餵食VFC組(215±3克)與餵食纖維素組(221±3克)之間的初始體重並無差異。如第9圖所示，該二組的體重均因富含蔗糖的膳食而隨時間增加，然而，相較於餵食纖維素組，餵食VFC組自研究開始至第22星期的體重增加係顯著地減少(p<0.05)。重複測量顯示對於體重增加之顯著治療效應(p=0.04)，而餵食VFC的大鼠顯示體重增加之減少。雖然該等組別之間的最終體重並無顯著差異(p=0.20；餵食VFC與餵食纖維素的最終體重分別為660±22相對於645±26克)，VFC大鼠在研究終結時維持低7%的體重。餵食VFC的大鼠之食物攝取量係與餵食纖維素的大鼠相近(未顯示數據)。

如第9圖進一步所示，血清TAG水平在研究的早期維持穩定，但在餵食纖維素組中係隨時間上升直至研究在43個星期終結為止。相反地，餵食VFC的大鼠所顯示的血清TAG水平係顯著低於餵食纖維素組(p<0.01)。餵食VFC組的基線TAG水平與餵食纖維素組的基線TAG水平並無顯著不同。

餵食含VFC膳食的大鼠所顯示的肝臟脂肪變性(藉由蘇丹黑染色作用所測量)係少於餵食纖維素膳食的大鼠。脂質含量係藉由蘇丹黑染色肝臟組織切片而測定，評估載片，及在一種0至5的量表上就所存在的蘇丹黑陽性液泡以半定量方式分級，以5為最嚴重。經纖維素治療組的嚴重性評分為3.9±0.3，而經VFC治療組為2.7±0.4，其係顯著地不同。相較於餵食纖維素的大鼠，在餵食VFC的大鼠中亦觀察到降低肝細胞傷害之一強烈傾向，雖然該項差異並非統計上顯著(巨型空泡形成作用之p<0.07及微型空泡形成作用之p<0.11，未顯示數據)。

在整個研究期間，每星期監測血液葡萄糖與胰島素水平及其等並未改變，其係該動物模式所預期(A.M.Gadja等人於期刊“An. Lab News”第13期第1-7頁(2007年))。

討論：

如在該膳食所引發的肥胖症模式中所預期，餵食蔗糖的史普瑞格-道利(SD)大鼠隨時間迅速增重直至約18至25星期，此時體重穩定而以較低的速率增長。如第9圖所示，在迅速增重期間，相較於纖維素，VFC顆粒顯著地降低體重變化，而在研究後期(亦即年齡較長的大鼠)的較緩慢增長期則觀察到降幅較小。如第9圖進一步所示，僅年齡較長的大鼠之血漿TAG上升超過基線，及VFC顯著地緩和TAG之上升。與該數據一致，相較於餵食纖維素的動物，餵食VFC的動物中之肝臟脂肪變性係顯著地降低，如藉由組織型態計量法所測量。

攝取不消化性纖維的個體之體重降低被認為與下列一或多者有關：減少食物攝取量、改變飽足荷爾蒙反應、繼發於胃蠕動減慢及/或營養素被纖維吸附之降低營養素吸附作用(見N.C. Howarth等人於期刊“Nutr. Rev.”第59期第163-169頁(2001年)乙文；A. Sandberg等人於期刊“Am. J. Clin. Nutr.”第60期第751-756頁(1994年)乙文；G. Grunberger等人於期刊“Diabet. Metab. Res. Rev.”第23期第56-62頁(2006年)乙文；及J.R. Paxman等人於期刊“Nutr. Res.”第51期第501-505頁(2008年)乙文)。在本研究中有意思地察知所觀察到的食物攝取量之微小降低，因此該因子可能並未促進在餵食VFC的動物中所觀察到的體重降低。在不希望受限於任一特定理論之際，體重降低的原因可能在於較緩慢的胃排空作用及所攝取食物之營養素吸收作用降低，其可能歸因於升糖素樣蛋白質(GLP-1)分泌作用之增加(N.N. Kok等人於期刊“J. Nutr.”第128期第1099-1103頁(1998年)乙文)。

降低肝臟或血漿TAG係眾多膳食纖維研究之主題，及結果千差萬別(W.U. Jie等人於期刊“Biomed. Environ. Sci.”第10期第27-37頁(1997年)乙文；A. Sandberg等人於期刊“Am. J. Clin. Nutr.”第60期第751-756頁(1994年)乙文；R. Wood等人於期刊“Metab. Clin. Exp.”第56期第58-67頁(2007年)乙文；及N. M. Delzenne等人於期刊“J. Nutr.”第129期第1467S-1470S頁(1999年)乙文；P.Rozan等人於期刊“Br. J. Nutr.”第98期第1-8頁(2008年))。在纖維類型之間觀察到一些差異，並非所有研究皆顯示明顯地降低TAG吸收作用。例如，Delzenne與Kok之研究顯示，寡果糖藉由降低餵食果糖的大鼠中之脂質生成作用而減少肝臟脂肪變性(N.M. Delzenne等人於期刊“J. Nutr.”第129期第1467S-1470S頁(1999年)乙文)。同樣地，Kok等人指出寡果糖纖維所引發的GLP-1分泌作用可能亦為脂質生成作用降低與脂肪移動作用降低之原因(N.N. Kok等人於期刊“J. Nutr.”第128期第1099-1103頁(1998年)乙文)。在不希望受限於任一特定理論之際，脂質生成作用之降低與脂肪吸收作用之降低可能均在本研究之餵食VFC的動物中所觀察到之TAG降低方面扮演一角色。在食物攝取量未減少的情況下所觀察到之減少體重增加，可由減少營養素吸收作用解釋之。

總而言之，該研究顯示VFC顆粒在餵食蔗糖的史普瑞格-道利(SD)大鼠模式中顯著地降低血清TAG，而血清TAG係目前藥品尚無法非常有效降低者。肝臟脂肪變性之減少係與血清TAG之降低平行發生，及該等性質使得VFC顆粒成為一種適用於治療患有高脂血症的病患以及代謝症候群的其他方面包括減重之食物添加劑。

第3例

本實例說明在過重與肥胖型成人個體中之一研究，其論證包含一種粒化黏性纖維複合物(VFC顆粒)(亦稱為纖維複合物PolyGlycopleX(PGX))的一種膳食纖維組成物對於短期減重與相關風險因子之效應。

基本原理：依據世界衛生組織最近發表的數據，肥胖症已達到全球流行比例，超過10億的過重成人受到該慢性疾患的影響(www.who.int，於2008年3月15日瀏覽)。冠狀動脈疾病與中風、胰島素阻抗、(代謝症候群)、第二型糖尿病、高血壓及癌症皆為眾所周知之體重過重的醫學共病(K.Fukioka等人於期刊“Obesity Res”第10期(附刊12)第116S-123S頁(2002年)乙文)。此外，最近的流行病學研究證實，成年肥胖症係與預期壽命的顯著降低相關聯。該研究顯示40歲的男性與女性非吸菸者的壽命因肥胖症而分別平均減少7.1與5.8歲(A. Peeters等人於期刊“Ann. Intern. Med.”第138期第24-32頁(2003年)乙文)。鑑於那些後者的風險因子，數種治療性處置可供用於過重/肥胖，及其等可包括手術、藥物療法及改變生活形態諸如膳食與運動。

任何體重控制計劃之一項重要的膳食策略，應涉及攝取顯著量的高纖維食物，特別是含有黏性可溶性纖維的食物或食物補充品(K.M. Queenan等人於期刊“Nutr. J.”(2007年)乙文)。據估計一般美國人每日攝取約2.4克的黏性可溶性纖維一其係建議每日攝取的5至10克膳食黏性可溶性纖維之一半(T.A. Shamliyan等人於期刊“J. Family Practice”第55期第761-69頁(2006年)乙文)。

因為單從膳食難以獲得理想量的可溶性纖維，明顯地需要可使用作為食物成分或作為補充品食用之可溶性纖維濃縮物，以容許持續地攝取高量的可溶性纖維。亦稱為()之粒化VFC係一種新穎的高黏性多醣複合物，其係使用一種稱為之製程及藉由葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽之反應而製造。如第5與6例中所述之結構分析顯示，所產生的多醣複合物(α-D-葡萄糖醛-α-D-甘露糖-β-D-甘露糖-β-D-聚葡萄糖),(α-L-古羅糖醛-β-D-甘露糖醛酸),β-D-葡萄糖-β-D-聚甘露糖,α-D-葡萄糖醛-α-D-甘露糖-β-D-甘露糖-β-D-葡萄糖),(α-L-古羅糖醛-β-D-甘露糖醛),β-D-葡萄糖-β-D-聚甘露糖係一種新穎的實體，及所具有的黏度與保水能力在目前已知的任何纖維中係最高的。

該實例說明在過重與肥胖成人中進行之一研究，其係檢視VFC顆粒與適度的生活形態改變在14個星期期間對於減重、身體質量指數(BMI)以及包括膽固醇、低密度脂蛋白(LDL)膽固醇、高密度脂蛋白(HDL)、三酸甘油酯、空腹胰島素、空腹葡萄糖及2小時葡萄糖耐量試驗的心血管代謝風險因子之功效。

方法：

參與者： 透過刊登在地方報紙上的系列廣告，邀請總共29名慣於久坐型成人(23名女性及6名男性)參與，其等的年齡為20至65歲及身體質量指數(BMI)之範圍約25公斤/平方公尺至36公斤/平方公尺。個體在參與計劃之前提供知情同意書。觀察分析係依據1975年赫爾辛基宣言中所闡述的道德標準進行。

人體測量及其他測量： 在每二個星期一次的基礎上評估參與者的高度(公分)、重量(公斤)及使用標準的醫學用皮尺測量腰臀圍(公分)。腰臀圍之測量係在穿著用後丟棄式紙袍的個體之肚臍上方約2.2公分及在大轉子的臀部周圍之一致的解剖學部位進行。使用生物電子阻抗檢測(美國密西根州的RJL系統(RJL Systems)公司)，在基線(在該研究起始之前)及之後每二個星期測定體脂肪百分比。身體質量指數(BMI)與體脂肪百分比係使用阻抗數據的電腦化分析測定。

膳食與補充： 每位志願者接受醫師有關健康飲食、減重與運動之綜合指導。此外，在14個星期期間，每二個星期提供該群志願者一次膳食與運動諮商時段。該等課程的重點不在於計算熱量，而主要著重於份量的控制及如何遵循與維持低脂肪、低升糖指數飲食。在該計劃中亦包括的總體建議，係著重於促進整體減重之運動種類、形式及時間(如強度與心血管-有氧訓練)。此外，提供個體可添加至飲料或食物(如零脂肪優格)之粒化黏性纖維複合物(VFC)(蒟蒻/三仙膠/褐藻酸鹽(70：13：17)顆粒，亦稱為纖維複合物PolyGlycopleX(PGX))。

在各餐前之5至10分鐘，將5克的VFC顆粒與500毫升的水一起服用，一天服用二至三次及總共服用14個星期，而每日總攝取量係自10至15克的粒化VFC/日。

血液採集及實驗生化分析： 所有實驗測量係由加拿大卑詩省(British Columbia)的一個獨立實驗室進行。在基線(在研究起始之前)時，個體被要求在包括下列檢測的抽血程序前禁食10小時：總膽固醇、三酸甘油酯、HDL、LDL、葡萄糖、胰島素及2小時胰島素。亦依據該實驗室所決定之標準與程序，進行一項75克的口服葡萄糖耐量試驗。僅該等具有異常風險因子者，方在第14星期使用後面的實驗室參數再度檢測。

統計分析： 使用成對t-檢定進行電腦化統計分析，以評估數種類型的變異數，包括治療前後的高度、重量、BMI、體脂肪%及各種實驗數值。在所得的p數值<0.05之該等變異數中，獲得顯著的結果。

結果：

所減少的體重及其他人體測量參數：在使用VFC的14個星期期間，組別重量(-5.79±3.55公斤)、腰圍測量(-12.07±5.56公分)、體脂肪%(-2.43±2.39%)及BMI(-2.26±1.24公斤/平方公尺)顯著地降低。全部結果係示於下列的第4與5表。

同樣地，二種性別均個別地顯明如示於下列第6表與第7表中之所檢測的減重變異數之顯著降低。如下列第7表所示，男性在14個星期的研究期間平均減輕8.30±2.79公斤(平均減重7.43%)。如第6表所示，女性在14個星期的研究期間平均減輕5.14±3.49公斤(平均減重6%)。

脂質水平： 相較於在研究起始之前所得的基線數值，在使用VFC達14個星期之後，個體的總膽固醇數值平均降低19.26%(n=17；自第0星期之p<0.05)，及LDL膽固醇數值平均降低25.51%(n=16；自第0星期之p<0.05)。如第8表所示，在該研究中亦觀察到三酸甘油酯降低及所觀察到的HDL膽固醇數值增加之一趨勢，然而所觀察的差異並非統計上顯著。

空腹胰島素與葡萄糖： 在使用VFC達14個星期之後，相較於在研究起始之前進行的基線測量，個體在該研究中經歷空腹葡萄糖平均降低6.96%(n=20；自第0星期之p<0.05)，2小時葡萄糖耐量平均下降12.05%(n=21；自第0星期之p<0.05)，及空腹胰島素水平平均降低27.26%(n=17；自第0星期之p<0.05)。

使用自陳量表之功效分析： 在研究結束時由參與者所完成的自陳量表中，97.7%的VFC使用者察覺其等對於該產物在遏制對食物的渴望與飢餓方面有正面的反應。

試驗製劑之副作用： 參與者一般對於VFC的使用之耐受度良好，所有陳述的抱怨中之大部分係輕微的胃腸(GI)症狀。68%察知輕度GI症狀(如脹氣、腫脹、便秘、糞便稀鬆)在VFC開始約三個星期內即消失。32%的參與者發現其等在整個計劃期間具有輕度GI副作用，但該等副作用的嚴重性不足以讓其等停止使用。最近在法國進行之對於VFC()耐量的一項對照研究亦證實後者之發現(I.G. Carabin等人於期刊“Nutrition J.”第8期第9頁(2008年)乙文)。

討論： 在本實例中所述之經醫學督導的減重研究顯明，在14個星期期間使用VFC顆粒連同飲食與體能活動的整體變化，係有益於改變過重與肥胖個體的心血管代謝風險因子。整體而言，相較於基線，組別重量(-5.79±3.55公斤)、腰圍測量(-12.07±5.56公分)及體脂肪百分比(-2.43±2.39%)顯著降低。此外，在14個星期之相當短的期間內，後者的該等變化係與空腹LDL(-25.51%)、空腹葡萄糖(-6.96%)及空腹胰島素(-27.26%)水平之顯著降低平行發生。

有意思地注意到男性在14個星期期間所減輕的重量平均(-8.30±2.79公斤)係多於女性(-5.14±3.49公斤)。該變化可歸因於在靜態能量消耗值所觀察到的基本性別差異。Dr. Robert Ferraro等人已顯示，就年齡、活動及身體組成進行統計調整之後，女性的靜態24小時能量消耗值約比男性低5至10%(R. Ferraro等人於期刊“J. Clin. Invest.”第90期第780-784頁(1992年)乙文)。

VFC在減重方面所得的結果(-5.79公斤)，係可與該等服用抗肥胖症藥物奧利司他(orlistat)()者相比。奧利司他係降低脂肪吸收作用的一種脂酶抑制劑(J.B. Dixon等人於期刊“Aust. Fam.”第35期第576-79頁(2006年)乙文)。在一項對照研究中，在16個星期期間每日三次服用60毫克劑量的奧利司他藥物之391名輕度至中度過重的個體減輕3.05公斤，相較於安慰劑組的1.90公斤(J.W. Anderson等人於期刊“Ann. Pharmacother.”第40期第1717-23頁(2006年)乙文。

VFC之使用亦造成與輕度至中度肥胖症相關聯的其他風險因子之降低。整體而言，在14個星期的VFC療法之後，觀察到總膽固醇水平(-19.26%；-1.09毫莫耳/公升)與LDL膽固醇水平(-25.51%；-0.87毫莫耳/公升)自基線數值之顯著降低(p<0.05)。VFC所達成的脂質數值之降低，係與使用該等早期世代的抑素藥物如洛伐他汀(lovastatin)(Mevacor^TM)所達成者可相比。例如，一項研究指出在洛伐他汀(lovastatin)療法開始的一個月內，在具有較高的膽固醇水平之個體中之總膽固醇與LDL膽固醇分別降低19%與27%(W.B. Kannel等人於期刊“Am. J. Cardiol.”第66期第1B-10B頁(1990年)乙文)。

此外，如第1與2例中所述，VFC之使用不僅降低血液脂質水平，亦可用於改善早期代謝症候群的發生與進程。內臟型肥胖、血清葡萄糖與胰島素水平之增加連同高血壓與血脂異常，係統稱為代謝症候群之臨床病況群組(E.J. Gallagher等人於期刊“Endocrinol. Metab. Clin. North Am.”第37期第559-79頁(2008年)乙文)。研究已顯示患有代謝症候群者經歷重大冠狀動脈事件之風險高50%(D.E. Moller等人於期刊“Annu. Rev. Med.”第56期第45-62頁(2005年)乙文)。因此，降低體重、空腹胰島素及葡萄糖中之任一者，將對於該等罹病個體產生顯著的健康效益。

在為期14個星期的該研究中，VFC之使用造成空腹胰島素水平自89.41±44.84微微莫耳/公升降至65.04±33.21微微莫耳/公升(p<0.05)。空腹胰島素之降低反映胰島素敏感度之增進，及可能部分歸因於GLP-1活性之增加與飯後高血糖症之降低連同伴隨體重減輕之胰島素敏感度的增進(見G. Reaven等人於期刊“Recent Prog. Horm. Res.”第59期第207-23頁(2004年)乙文。

該等發現係與第1例所述之祖克糖尿病大鼠研究中所得的結果一致，及意味著治療性使用VFC及協同生活形態之改變，係對於該等患有肥胖症與特定心血管代謝風險因子者具有實際效益。不同於可用於治療肥胖症與膽固醇水平升高之其他類型的標準醫學處置，VFC之使用所伴隨發生的副作用極少。該有利的安全性廓型連同其治療性功效，係意味著VFC應被視為用於該等過重/肥胖、膽固醇水平升高及/或胰島素阻抗者之第一線療法。

第4例

本實例說明一研究，其中相較於餵食脫脂奶粉的對照組個體，體重正常的健康成人在補充黏性纖維複合物(VFC)之後顯示血漿PYY水平增加及糞便中短鏈脂肪酸(SCFA)增加。

基本原理：

已有多種的膳食纖維顯示眾多的健康效益，包括增進腸道飽足荷爾蒙的分泌作用及改善腸功能(R.A. Reimer等人於期刊“Endocrinology”第137期第3948-3956頁(1996年)乙文；Reimer與Russell於期刊“Obesity”第16期第40-46頁(2008年)乙文；P.D. Cani等人於期刊“J. Nutr.”第92期第521-526頁(2004年)乙文；T.C. Adam與R.S. Westererp-Plantenga於期刊“Br. J. Nutr.”第93期第845-851頁(2005年)乙文)。升糖素樣肽-1(GLP-1)與肽YY(PYY)係涉及降低食物攝取量之厭食肽，而唯一已知的促食肽即飢餓素係與飢餓相關聯(Wren與Bloom於期刊“Gastroenterology”第132期第2116-2130頁(2007年)乙文)。

雖然並未完全瞭解調節膳食纖維的該等效益之機制，據信短鏈脂肪酸(SCFA)的製造作用係媒介一部分的效應。主要為乙酸鹽、丁酸鹽及丙酸鹽之SCFA，係在大腸藉由發酵性膳食纖維的厭氧性發酵作用產生，及與飽足荷爾蒙的刺激作用與血清膽固醇的調控作用相關。

該研究的目標係在攝取VFC()或對照組(脫脂奶粉)達21天之健康個體中，檢視腸道飽足荷爾蒙GLP-1、PYY及飢餓素之水平以及糞便中的SCFA濃度。

方法：

個體： 參與者係健康、非吸菸男性與女性，其年齡介於18與55歲之間及BMI介於18.5與28.4公斤/平方公尺之間(亦即正常體重)。

研究設計： 如下進行隨機、雙盲、安慰劑對照試驗：

將參與者隨機分派至二個組：

第1組(n=27)攝取試驗產品黏性纖維複合物(VFC)(蒟蒻/三仙膠/褐藻酸鹽(70：13：17))顆粒(亦即纖維摻合物經粒化作用加工而形成一複合物，及稱為之商品係由加拿大卡爾加里(Calgary)的英諾沃生物(Inovobiologic)有限公司供應)。

第2組(n=27)攝取對照組產品(脫脂奶粉，其顏色與質地係與試驗產品類似)。

將對照組產品與試驗產品與10克的法國克里德法瑪(CRID Pharma)公司之商品化早餐穀類食品預混，及與135毫升的商品化原味優格包裝在一起。參與者在食用前將優格與預混產品混合在一起。

在該研究的前面7天，參與者以作為二頓正餐的一部分之方式，而每天攝取2.5克的產品(試驗產品或對照組產品)二次。在該研究的後面14天，參與者每天攝取5克的產物(試驗產品或對照組產品)二次。在研究期間，指示參與者避免攝取富含纖維的食物及每日膳食纖維攝取量限制在約10克。除了該預混產品與優格之外，其他所有食物係由參與者依據其等通常的飲食而採買與準備。

評估： 參與者之評估係在四次分開的訪視期間進行。篩選(訪視0係一次篩選訪視即“V0”)涉及身體檢查。

血液試樣：第一次訪視即研究的第0天(基線)，採集一空腹血液試樣。第二次訪視為研究的第7天，即攝取5克的產品一個星期之後。第三次訪視為研究的第21天，即攝取10克的產物品二個星期之後。在各次的訪視期間，將血液採集在添加抑二肽素(Diprotin) A(0.034毫克/毫升血液；法國伊奇亞齊(Illkirch)的MP生物醫學(MP Biomedicals)公司)之經EDTA處理的管中，及在4℃於3000 rpm離心12分鐘。在分析前，將血漿儲存於-80℃。

糞便採集：在基線(V1即第0天)、在攝取5克/日的產品一個星期之後(V2即第8±1天)及在攝取10克/日的產品二個星期之後(V3即第22±2天)，自個體取得糞便試樣。個體係在所排定的各次訪視前之48小時內採集一糞便試樣。將約5克的試樣係置於乾冰上送往進行分析。

血漿分析：

GLP-1：使用來自林可研究(LINCO Research)公司(美國密蘇里州聖查爾斯的密里博(Millipore)公司)的ELISA套組，量化活性GLP-1。根據製造廠商，對於100微升的樣本體積之分析敏感度為2 pM。在4 pM之分析內CV為8%，及分析間CV為13%(美國密蘇里州聖查爾斯的密里博(Millipore)公司)。

PYY與飢餓素：使用來自鳳凰製藥(Phoenix Pharmaceuticals)有限公司(美國加州柏嶺甘(Burlingame))的ELISA套組，量化PYY與飢餓素。對於PYY的分析敏感度為0.06奈克/毫升，而對於飢餓素的分析敏感度為0.13奈克/毫升。該二分析的分析內CV係<5%，而PYY與飢餓素的分析間CV係分別<14%與<9%。

胰島素：使用來自密里博(Milliport)公司(美國密蘇里州聖查爾斯)的ELISA套組，測量胰島素。分析敏感度為2微單位/毫升，及分析內CV<7%與分析間CV<11.4%。

統計分析： 結果係以平均值±SEM的形式呈現。藉由具有邦弗洛尼氏(Bonferroni)調整[以時間(V1、V2、V3)與膳食作為參數的二因子分析]之重複測量ANOVA，分析三次訪視時之肽水平。使用皮爾森(Pearson)相關係數計算二個參數之間的關聯性。使用公式[HOMA-IR=空腹胰島素(微單位/毫升)X空腹葡萄糖(毫莫耳/公升)/22.5]，計算胰島素阻抗之體內平衡模式評估。使用16.0版的SPSS軟體(美國伊利諾州芝加哥的SPSS有限公司)分析數據。

糞便分析： 如Van Nuenen等人於期刊“Microbial Ecology in Healthand Disease”第15期第137-144頁(2003年)乙文，進行SCFA測量。簡言之，將糞便試樣離心，及在澄清的上清液中添加甲酸(20%)、甲醇與2-乙基丁酸之一混合物(內標準及為位於甲醇中的2毫克/毫升)。在使用自動化採樣器之克隆派克(Chrompack)CP9001氣相層析儀中之GC管柱(荷蘭貝亨奧普佐姆(Bergen op Zoom)的瓦里安克隆派克(Varian Chrompack)公司之史塔比威(Stabilwax)-DA及其長度為15公尺、內徑為0.53毫米及薄膜厚度為0.1毫米)的管端，注入0.5毫升試樣。藉由柯巴米拉(Cobas Mira plus)自動分析儀(荷蘭阿爾默勒(Almere)的羅氏(Roche)公司)，以酵素方式測定澄清的上清液中之L-乳酸鹽與D-乳酸鹽。使用微電極測量pH值。藉由在110℃將副樣本乾燥至乾至少2天，而測量乾物質。

統計分析： 結果係以平均值±SEM的形式呈現。藉由以訪視(V1、V2、V3)作為個體內因子及治療作為組別間因子之重複測量ANOVA，分析三次訪視時的SCFA。使用皮爾森(Pearson)相關性分析，測定SCFA與其他測量結果(飽足荷爾蒙、葡萄糖、胰島素及HOMA-IR)之間之相關性。顯著性係設於P 0.05。

結果：

54名個體(25名男性與29名女性)參與該研究，及參加所有四次訪視(V0至V3)。並無個體退出研究，及對於該產品的耐受度良好。領受對照組產品之對照組(11名男性與16名女性)的平均年齡為30.9±10.8，及初始BMI為22.8±2.4。領受試驗產品(VFC)之組的平均年齡為32.3±10.3，及初始BMI為22.7±2.1。組別之間的基線臨床與生化特性並無差異。

在V1、V2及V3之體重、葡萄糖、胰島素及HOMA-IR評分係示於下列第9表中。

數值係代表平均值±SEM(n=27/組)。N/M=未測量。當在重複測量ANOVA中包括性別作為共變異數時，試驗組的HOMA-IR在訪視之間的差異係顯著的(p=0.024)。

如上述第9表中所示，在對照組與試驗組中，V1與V3之間的體重並無顯著變化。空腹血漿葡萄糖並未隨時間而不同，或在組別之間有所差異。雖然在試驗組(亦即攝取PGX)中，V1與V3之間的空腹胰島素降低14%，該差異與對照組並非統計上不同。對照組之HOMA-IR評分的原始平均值與變化百分比為-0.04或-3.6%，及試驗組為-0.21或-18.3%。試驗組中的HOMA-IR之降低百分比係顯著地大於對照組(P=0.03)。重複測量ANOVA顯示訪視效應之P=0.067。當在重複測量分析中包括性別作為共變異數時，訪視效應係統計上顯著的(P=0.024)。當分開來分析時，男性所顯示在V1與V3之間的HOMA-IR評分之下降係大於女性(P=0.042)。在男性參與者中，對照組與試驗組的HOMA-IR之下降相近(分別為-0.36±0.20與-0.31±0.18)。然而，在女性中，對照組的HOMA-IR評分升高(+0.18±0.17)，及試驗組下降(-0.08±0.19)。

在訪視或組別之間的空腹GLP-1水平並無顯著差異(未顯示數據)。

第10A圖係以圖示方式說明對照組相對於VFC在V1(第0天)、V2(第14天)及V3(第21天)對於所有參與者(n=54)之血漿PYY水平之效應。數值係平均值±SEM。如第10A圖所示，重複測量分析顯示訪視對於空腹PYY水平之統計上顯著的效應(P=0.004)。當第10A圖中所示的結果係依BMI分層時，BMI<23的該等參與者顯示因訪視(P=0.03)與治療(P=0.037)效應之PYY水平的顯著差異，如第10B圖所示。變異數分析顯示，在研究結束時，試驗組中的PYY水平係顯著高於對照組(P=0.043)。據悉PYY水平之增加係有利的，因PYY係與減少食物攝取量相關聯之一種厭食荷爾蒙。

如第10C圖所示，重複測量ANOVA顯示訪視(P<0.001)與治療(p=0.037)對於空腹總飢餓素水平的顯著效應。如第10C圖所示，在對照組及在經VFC治療的試驗組中，分別觀察到降低89.7±20.0與97.7±26.6微微莫耳/公升。

PYY在V2係與葡萄糖呈現負相關(r=-0.27，P=0.046)。在V1與V2的飢餓素與胰島素之間(分別為r=-0.28、P=0.038及r=-0.31、P=0.022)及在V1與V2的飢餓素與HOMA之間(分別為r=-0.27、P=0.052及r==0.28、P=0.041)，亦存在顯著的負相關性。

糞便中SCFA與乳酸鹽：

如下列第10表中所示，VFC()組的乙酸鹽濃度係顯著高於對照組(P=0.01)。在V1(基線；p=0.286)或V2(p=0.096)時，組別之間的乙酸鹽濃度並無差異；但在V3時，VFC()組的濃度係顯著高於對照組(p=0.018)。丙酸鹽、丁酸鹽、戊酸鹽、己酸鹽或乳酸鹽濃度在組別之間並無顯著的治療差異。重複測量分析顯示對於總SCFA的顯著治療效應(P=0.03)，其係經攝取VFC()的個體在V3之總SCFA係高於對照組而確定(P=0.06)。訪視對於糞便pH值具有顯著的效應(0.02)，而該二組的pH值在V1與V3之間均下降。

與飽足荷爾蒙、胰島素與葡萄糖之相關性

血漿飢餓素、PYY、GLP-1、胰島素、葡萄糖水平及HOMA-IR之分析結果，係示於上述第9表中。如下列第10表中所示，在V3時，在空腹飢餓素與丙酸鹽之間存在顯著的負相關性(r=-0.29；P=0.03)。在基線與最後一次訪視之間的丙酸鹽變化係計算為V3-V1，及稱為Δ丙酸鹽。Δ丙酸鹽係與Δ胰島素(r=-0.26；P=0.05)及ΔHOMA-IR(r=-0.25；P=0.07)呈現負相關。

討論 血漿PYY水平之分析

在本實例中所述之研究的結果顯示，相較於對照組產物，VFC之使用增加空腹PYY水平及其在BMI<23的參與者中係統計上顯著的。在過重與肥胖人類中的PYY的血漿濃度典型地降低(R.L. Batterham等人於期刊“Nature”第418期第650-654頁(2002年)乙文)，及PYY分泌作用之受損可能促進肥胖症之發生及/或阻礙減重。

在三個星期的研究期間，雖然在該研究的對照臂中之參與者觀察到空腹PYY的中度降低，攝取VFC的參與者可維持其等的PYY水平，及在該等具有BMI<23之情況下，則實際上增加其等的PYY水平。最近已顯示，益菌素的微生物發酵作用係與健康成人中的GLP-1與PYY製造用之增加相關聯(P.D.Cani等人於期刊“Am. J. Clin. Nutr.”(2009年)乙文)。在囓齒動物中，短鏈脂肪酸(SCFA)係膳食纖維的微生物發酵作用之副產物，及已顯示直接刺激PYY分泌作用(V. Dumoulin等人於期刊“Endocrinology”第139期第3780-3786頁(1998年)乙文)。蒟蒻葡甘露聚糖係VFC的起始物質之一，及已顯示增加人類糞便中的乙酸鹽、丙酸鹽及丁酸鹽濃度(H.L. Chen等人於期刊“J. Am. Coll. Nutr.”第27期第102-108頁(2008年)乙文)。亦已顯示纖維的黏度獨立地影響食物攝取量，及可藉由改變飽足荷爾蒙之釋出而媒介該效應。

在攝取含有VFC的試驗產品之組與在攝取對照組產品之組中，空腹飢餓素的水平皆在第一次訪視(第0天)與第三次訪視(第21天)之間受到壓制。因為飢餓素刺激食物攝取量及促進肥胖(A.M. Wren等人於期刊“J. Clin. Endocrinol. Metab.”第86期第5992-5995頁(2001年)乙文；M.Tschop等人於期刊“Nature”第407期第908-913頁(2000年)乙文)，弱化在用餐前的飢餓素累進上升之化合物係具吸引力的。雖然在VFC組中所觀察到的飢餓素降幅係比對照組多8微微莫耳/公升及在該研究中並非顯著地不同，他者已顯示膳食纖維降低空腹及用餐相關的飢餓素(見如Parnell與Reimer於2009年乙文)。雖然尚未完全瞭解膳食化合物抑制飢餓素之機制，據推測營養素的吸收速率與腸腔的滲透壓可能扮演一角色(Overduin等人於期刊“Endocrinology”第146期第845-850頁(2005年)乙文)。在這方面進一步注意到VFC的黏度係比目前已知的任何個別多醣高3至5倍，及因此可能改變沿著腸道的營養素吸收作用。

在該研究中，在三個星期的期間，未在二組之間檢測到GLP-1空腹水平之差異。亦在其他膳食纖維觀察到GLP-1之缺乏變化(T.C. Adam與R.S. Westererp-Plantenga於期刊“Br. J. Nutr.”第93期第845-851頁(2005年)乙文；K.S. Juntunen等人於期刊“Am. J. Clin. Nutr.”第78期第957-964頁(2003年)乙文)。

雖然參與該研究的健康個體之葡萄糖與胰島素濃度係位於正常範圍之內，試驗組在研究期間之胰島素降低14%及試驗組的HOMA-IR評分之降幅係比對照組高5.3倍乙節，可能表明胰島素敏感度之增進，其係與第1與3例所得的結果一致。總而言之，該研究顯明VFC()增加健康參與者之空腹的PYY水平，PYY係涉及降低食物攝取量之一種腸道肽。

糞便中SCFA水平之分析

如上文所述，已顯示發酵性膳食纖維降低熱量攝取及增加厭食腸道荷爾蒙的分泌作用。自膳食纖維在腸道末端的微生物發酵作用所產生之SCFA，被認為在調節作用中扮演一角色。最近，Cani等人於期刊“Am J. Clin Nutr”第90期第1236-1243頁(2009年)乙文中，顯明在呼氣氫排出作用(腸道微生物發酵作用之量測)與一種亦降低食物攝取量之強力的促胰島素荷爾蒙即血漿GLP-1之間的顯著相關性。目前的研究係藉由在攝取高達10克/日的新穎功能性纖維複合物之個體中，論證糞便中的總SCFA濃度即特別是乙酸鹽之顯著增加，而鞏固該等數據。

在腸道末端所產生的主要SCFA係乙酸鹽、丙酸鹽及丁酸鹽。最近已辨識出察覺腸道中的SCFA之游離脂肪酸受體(FFAR)係FFAR2(亦稱為GPR43)與FFAR3(亦稱為GPR41)。見Ichimura A.等人於期刊“Prostaglandins & Other Lipid Mediators”第89期第82-88頁(2009年)乙文。FFAR2係在表現PYY的腸內分泌細胞中表現，其係與顯示SCFA刺激PYY釋出作用之數據相符(Ichimura等人於2009年乙文)。已顯示在試管中，乙酸鹽與丙酸鹽係經由FFAR2活化作用而抑制3T3-L1脂肪細胞中的脂肪分解作用，及在小鼠活體內壓制血漿游離脂肪酸(FFA)。見Ge H等人於期刊“Endocrinology”第149期第4519-4526頁(2008年)乙文。FFA之升高曾與胰島素阻抗及血脂異常相關聯。亦有證據顯示，口服投予的丙酸鹽係經由FFAR3增加小鼠中的瘦素(Ichimura等人於2009年乙文)。鑑於瘦素主要作用在降低食物攝取量，藉由膳食纖維的微生物發酵作用所產生之SCFA，可能部分經由FFAR2與FFAR3而調節宿主代謝。

該研究的結果顯示，在三個星期的VFC()補充作用結束時，乙酸鹽與總SCFA顯著增加。雖然個體體重在三個星期的補充期間並無變化，以最終試驗劑量(10克/日)攝取纖維，可能如其他可溶性纖維所顯示地降低體脂肪量，諸如寡果糖在三個月的期間所顯示者。(Parnell J.A.等人於期刊“Am J Clin Nutr”第89期第1751-1759頁(2009年)乙文。丙酸鹽與飢餓素之間的負相關性，係與膳食纖維相關聯之整體食物攝取量的降低相符，尤其該等具高黏度者諸如VFC()。與胰島素及HOMA-IR之負相關性，係與該功能性纖維增進整體代謝健康及降低胰島素阻抗之能力相符。

總而言之，該實例的結果顯示，在3個星期期間，攝取中度劑量的高黏性與可溶性纖維VFC()之個體的糞便中乙酸鹽增加。SCFA、丙酸鹽係與空腹飢餓素、胰島素及HOMA-IR呈現負相關。據吾等所知這是顯示VFC()增加糞便中的SCFA濃度之第一項報導，其意味著其在結腸中的發酵作用可能觸發級聯式生理效應，及可能經由FFAR2與FFAR3媒介。

第5例

本實例係說明粒化黏性纖維複合物(VFC)(蒟蒻/三仙膠/褐藻酸鹽(70：13：17)(亦即纖維摻合物經粒化作用加工而形成一複合物及其商品稱為PGX)的一級結構之分析。

基本原理：

多醣係由經由其等的醣苷羥基鏈接的糖類(單醣類)所組成之天然存在的聚合物。其等可為分支或直鏈，及可具有自數千至超過二百萬道爾頓之非常高的分子量。使用甲基化分析、水解作用與層析法及水解作用與NMR光譜法，測定粒化VFC(70%蒟蒻-聚甘露糖、17%的三仙膠、13%褐藻酸鈉)的一級結構。

蒟蒻葡甘露聚糖係自蒟蒻(Amorphophallus konjac)塊根或魔芋根所得之一種部分乙醯化(1,4)-β-D-葡甘露聚糖(美國紐約的學術(Academic Press)出版社於1985年出版之Bewley等人所著“綠色植物中的貯藏型碳水化合物之生物化學(Biochemistry of Storage Carbonhydrates in Green Plants)”乙書第289-304頁)。

三仙膠係由野油菜黃單孢菌(Xanthomonas campestris)所產生之一種微生物多醣。其具有獨特的流變與凝膠形成性質。三仙膠的結構係以β-(1,4)-鏈接的葡萄糖單位之一纖維素主鏈為基礎，其所具有之一個甘露糖-葡萄糖醛酸-甘露糖的三醣側鏈係與主鏈中的每隔一個葡萄糖單位鏈接。一些末端甘露糖單位係經丙酮酸化，及一些內部甘露糖單位係經乙醯化(Andrew T. R.於第45號ACS論文集系列(1977年)乙文)。

褐藻酸鈉係自褐藻(如北方海帶(Laminaria hyperborea)、墨角藻(Fucus vesiculosus)、泡葉藻(Ascophyllum nodosum))所得之一種多醣的鈉鹽。該化學結構係由(1,4)鏈接型-β-D-聚甘露糖醛酸(聚M)、(1,4)鏈接型-α-L-聚古羅糖醛酸(聚G)之嵌段及二種糖醛酸的交替嵌段(聚MG)所組成。Grasdalen,H.等人於期刊“Carbohydr Res”第89期第179-191頁(1981年)乙文。褐藻酸鹽係與二價金屬陽離子形成強凝膠，及曾用’蛋盒’模式來描述該形式的膠凝作用。見Grant,G. T.等人於期刊“FEBS Lett”第32期第195-198頁(1973年)乙文。

方法：

在該實例中所用的所有多醣係由英諾沃生物(1nnovoBiologic)有限公司(加拿大亞伯達省卡爾加里)供應。單一多醣為：蒟蒻葡甘露聚糖(批號2538與2681)；三仙膠(批號2504與2505)；及褐藻酸鈉(批號2455、2638及2639)。藉由摻合70%的蒟蒻-聚甘露糖、17%的三仙膠及13%褐藻酸鈉)，添加30%至60%(重量/重量)的水至VFB中，然後藉由施用熱以乾燥除去所添加的水，而製造粒化VFC(PGX及批號為900495與2029070523)。在加工處理(如粒化作用)之前採集該相同的三元混合物(未加工的VFB)之試樣，及稱為三元混合物#1(TM1，批號900285、900416及1112050809)。

1.甲基化分析

基本原理：曾使用部分甲基化的醛醣醇乙酸酯之GCMS分析，揭露多醣中的單醣組分及其等的鍵結位置(H. Bjrndal等人於期刊“Carbohydrate Research”第5期第433-40頁(1967年)乙文)。因此，藉由將三種多醣(蒟蒻-聚甘露糖、三仙膠及褐藻酸鹽)添加在一起及經由熱處理與粒化製程而將其等加工處理之方法所產生之新的與意想不到的糖類與鍵結位置，可藉由甲基化分析揭露。然而，甲基化分析不顯示糖類如何鏈接在一起(α或β)。已知甲基化分析在分析糖醛酸(如褐藻酸鈉)方面不理想，糖醛酸並不甲基化及同時耐水解作用(Percival等人於學術(Academic Press)出版社出版之“海生藻類多醣之化學與酵素學(Chemistry and Enzymology of Marine Algal Polysaccharides)”乙書第101頁(1967年))。因褐藻酸鈉係完全由糖醛酸(甘露糖醛酸與古羅糖醛酸)所組成，需要附加的方法來分析VFC，該方法涉及水解作用及藉由如後述之具有脈衝式安培檢測作用(HPAEC-PAD)與¹HNMR光譜法之高性能陰離子交換層析法，分析所產生的中性糖與糖醛酸。

方法：

分析下列第11表中所示之試樣，其包括VFC的各個別組分(蒟蒻聚甘露糖、褐藻酸鈉、三仙膠)、未粒化VFB(稱為“三元混合物#1”或“TM1”)及粒化VFC(稱為PGX)。取用單一多醣與三元混合物之稱重過的量，及在450微克的各試樣中添加數滴二甲基亞碸。使用氫氧化鈉(氫氧化鈉/甲基碘(MeI))將試樣全甲基化，在2小時的期間將試樣振盪與音波處理總共四次。藉由氯仿萃取作用，然後在120℃以2M三氟乙酸(TFA)水解2小時及在室溫以位於2M氨水中之硼氘化鈉(NaBD₄)還原2小時，而純化試樣。藉由添加甲醇於冰醋酸(90：10)中的一混合物三次，及接著藉由冷凍乾燥作用，而將在硼氘化物分解時所產生的硼酸鹽移除。然後使用乙酐將試樣乙醯化(在100℃進行1小時)。藉由氯仿萃取作用而純化經乙醯化的試樣。

甲基化分析之結果：

第11表提供在衍生自7個試樣之部分甲基化的醛醣醇乙酸酯(PMAA)上所進行之鍵結分析的重建離子層析圖(未顯示)中所觀察到的結果概要。如第11表所示，褐藻酸鈉的試樣僅顯示一個弱的4-鏈接型葡萄糖訊號。在各多醣試樣中所到觀察的訊號之比較顯示，在蒟蒻聚甘露糖粉末中發現的組分係與所報導的結構一致，即葡萄糖與甘露糖係經由位置4而鏈接短的末端側鏈。除了末端甘露糖及/或末端葡萄糖與4-鏈接型葡萄糖的強訊號之外，三仙膠試樣顯示一個2-鏈接型甘露糖的弱訊號。在14.65分鐘洗提之一訊號，係顯示與3,4-鏈接型分支已醣一致的斷裂模式。所有的三仙膠訊號係與所報導的結構一致。在三仙膠及所有VFB與VFC試樣中所存在之位於約14.65分鐘的訊號，係與三仙膠試樣中所觀察到的3,4-鏈接型已醣分支點一致。

總而言之，該等試樣中之可辨訊號的整體廓型係含有與蒟蒻聚甘露糖一致的組分，及其等亦含有可指派為三仙膠之組分(分支點)。該等甲基化作用結果係與下列結論一致。首先，未粒化VFB(TM1)與粒化VFC()均含有蒟蒻聚甘露糖(4-鏈接型甘露糖)與三仙膠(3,4-鏈接型分支葡萄糖)。光譜中的其他甲基化糖類可自該等生物聚合物的任一者發出。其次，不存在其他常見的生物聚合物(如並無半乳聚甘露糖、角叉菜膠等之證據)、6-鏈接型葡萄糖(澱粉)等。第三，該等結果並未顯示已形成新的糖樣結構之證據(如並無與其他糖類相符的質量、粒化VFC與未粒化VFB均具有類似的質譜)。第四，歸因於天然的糖醛酸並不甲基化之事實(Percival等人於學術出版社出版之“海生藻類多醣之化學與酵素學”乙書第101頁(1967年))，該分析無法辨識褐藻酸鈉組分。褐藻酸鈉之分析係使用如後述之水解作用與層析法及水解作用與NMR光譜法解决。

2 . 水解作用與GCMS分析 基本原理：

三仙膠與褐藻酸鈉均含有糖醛酸，即葡萄糖醛酸(三仙膠)及甘露糖醛酸與古羅糖醛酸(褐藻酸鈉)。該等結構特性之難以辨識係歸因於多醣中的糖醛酸因拉電子羧基所造成之極度耐水解性，使其難以達到酸催化性水解作用中的第一階段，即醣苷氧原子的質子化作用(Percival等人於學術出版社出版之“海生藻類多醣之化學與酵素學”乙書第104頁(1967年))。其效應係使得該等多醣面對攻擊時非常穩定。在較早期的文獻中，所述及的褐藻酸鈉水解方法係以90%硫酸處理數小時，接著在稀釋作用後沸騰24小時(Fischer等人於期刊“Hoppe-Seyler’s Z Physiol Chem”第302期第186頁(1955年)乙文)。然而，最近已使用一種揮發性強酸三氟乙酸(TFA)及發現將聚糖醛酸苷中之非常耐水解的鍵結水解，及其具有因揮發性而容易移除之優點(L.Hough等人於期刊“Carbohydrate Research”第21期第9頁(1972年)乙文)。

本實例說明研發用於水解VFB與VFC(亦稱為“VFB/C”)及經由使用層析法及選擇性地使用NMR而特性分析所有的水解產物(葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸及古羅糖醛酸)之一種新的分析方法。

方法：

GCMS分析：藉由氣相層析法-質譜法(GCMS)分離與辨識部分甲基化的醛醣醇乙酸酯(PMAA)。以一個DB5管柱進行GC分離作用，在45℃進行管端注射及溫度程序係在40℃達1分鐘，然後以25℃/分鐘升至100℃，然後以8℃/分鐘升至290℃，及最後在290℃維持5分鐘。在具有單元解析及50至620道爾頓的質量範圍之掃描模式中，以70電子伏特的電離電壓進行MS鑑定作用。

部分水解作用之條件：水解作用：用於VFB/C的三氟乙酸(TFA)水解條件之設計，係儘可能將多醣完整地水解，而不致於攻擊糖類至無用的降解產物將該等結果隱蔽之程度。

在第11表所示的30毫克試樣中進行三氟乙酸水解作用，試樣係與2M三氟乙酸置於密封管中及加熱至100℃達1小時、2小時、4小時、8小時、24小時及72小時。在所述的時間將試樣自熱移開，在冷凍乾燥機中將三氟乙酸蒸發，及藉由矽膠板(默克(Merck)TLC矽膠60℉)上的薄層層析法(TLC)(溶劑為5：3：2的丁醇：乙醇：水)檢視試樣。使用甲醇中的硫酸(5%)使點可視化。儘可能將VFB/C中的多醣完整地水解成為糖組分而不致於攻擊糖類至無用的降解產物將該等結果隱蔽之程度之最佳條件，經測定為在100℃以2M三氟乙酸培養72小時、加以過濾、冷凍乾燥二次。結果係歸納於第12表。

水解分析之結果：

層析法：

在確立自三種多醣中釋出糖組分之水解條件後，研發可自糖醛酸(葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸及古羅糖醛酸)分離二種中性糖(葡萄糖、甘露糖)之層析法。

戴安(Dionex)酸式層析法係一種已廣泛用於糖類與相關化合物之層析法。該檢測方法的靈敏度係高於過去所用的眾多方法，諸如折射率。

方法：

設備：戴安(Dionex) ICS-3000雙泵式IC系統、電化學檢測器、變色龍(Chromeleon)數據系統。

物質：水(經去離子與過濾)、氫氧化鈉(50%溶液及HPLC電化學等級)、無水乙酸鈉(99.5%)。

試樣製備作用 ：(濃度約0.02毫克/毫升)

自位於重水中的30毫克/毫升之初始濃度(NMR試樣)，製備濃度約0.02毫克/毫升的試樣溶液。將水解物的等分試樣(15微升)與標準溶液溶於去離子水(30毫克/毫升)中，及以去離子水稀釋至0.0225毫克/毫升以進行分析。同樣地製備來自三種多醣的預期水解物組分：葡萄糖與甘露糖(來自蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠)、葡萄糖醛酸(來自三仙膠)及甘露糖醛酸與古羅糖醛酸(來自褐藻酸鈉)中之各者的標準溶液。

在30℃將試樣注入至具有保護管柱(50x4毫米)之戴安卡波派克PA1(250x4毫米)管柱上。以由A：去離子水、B：位於100 mM氫氧化鈉(HPLC電化學等級)中之50 mM乙酸鈉(無水99.5%)及C：100 mM氫氧化鈉所形成的一溶劑梯度，以每分鐘1毫升之流速洗提該管柱，如第13表所示。

層析分析之結果：

第14表顯示各種纖維試樣的水解物之戴安(Dionex)離子層析的結果。

如第14表所示，GCMS分析的結果顯示，糖組分與糖酸在35分鐘的運作中完全分離。如第14表進一步所示，VFB/C的三氟乙酸水解作用產生一獨特的廓型，其中在戴安(Dionex)圖形中清楚地觀察到可能單醣中之四種，即葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸及甘露糖醛酸。該等結果係與包含蒟蒻葡甘露聚糖(甘露糖、葡萄糖)、三仙膠(葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸)及褐藻酸鈉(甘露糖醛酸與古羅糖醛酸)之VFB/C組成物相符。

第15表係顯示各種商品化生物聚合物的單醣組分，及顯示VFC()具有一獨特的單醣組分廓型。因此，該等結果顯示三氟乙酸水解作用與GCMS分離作用可用於區分VFC與其他的單醣組合物。

總而言之，蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠的PMAA之GCMS分析顯明，存在從其等已知的一級結構所預期之特徵性糖類與鍵結。蒟蒻葡甘露聚糖所產生的GC尖峰係對應於4-鏈接型葡萄糖、4-鏈接型甘露糖及末端葡萄糖及/或甘露糖(主要來自側鏈)。三仙膠所產生的強尖峰係對應於末端甘露糖及/或葡萄糖(來自側鏈)與4-鏈接型葡萄糖(位於主鏈中)，加上對應於3，4-鏈接型已醣(葡萄糖)之一尖峰及對應於2-鏈接型甘露糖之一弱尖峰(均來自側鏈)。如第11表所示，亦在TM1與粒化VFC(PGX)的PMAA之GCMS分析中檢測到該等尖峰中之幾乎所有者，顯示其等均含有蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠。在來自三仙膠組分的2-鏈接型甘露糖位置所洗提之微量尖峰太微弱而無法明確地自質譜指定，但是位於約12.47與14.65分鐘滯留時間之訊號係分別與三仙膠的末端甘露糖及3,4-鏈接型已醣(葡萄糖)相符。重要之處在於該等分析並未揭露在TM1或粒化VFC(PGX)中之任何意想不到的額外糖類或糖鍵結，該等糖類或糖鍵結可能自其他組分生物聚合物或自加工處理期間可能形成的任何新糖類或糖鍵結所發出。正如預期，TM1與粒化VFC的PMAA之GCMS分析無法辨識褐藻酸鈉組分。

就HPAEC-PAD分析而言，第14表顯示所測得之包含TM1與粒化VFC的預期水解物組分之標準品的滯留時間，連同針對TM1與粒化VFC的水解物所得之層析圖概要。如第14表所示，在TM1與粒化VFC的水解物中檢測出可能組分中之四種(葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸與甘露糖醛酸)。在該分析中未檢測到第五種組分即古羅糖醛酸，可能歸因於該混合物之較低的褐藻酸鈉含量。未檢測出意外的水解物組分。該等結果係與自PMAA的GCMS分析所得之結果相符，證實TM1與粒化VFC含有化學上未變化的蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠之結論。此外，在水解物中檢測出甘露糖醛酸，係意味著額外存在化學上未變化的褐藻酸鈉。

3.完整與部分水解的聚合物及單體標準品之核磁共振光譜法基本原理：

核磁共振光譜法(NMR)係用於分析有機分子之一種有用的工具，因光譜含有經由該分子中的質子(氫原子)位置之關於其等的一級結構之大量資訊。因此，基本而言，¹HNMR光譜之力量係提供充分的一級結構資訊，其可使用在化學位移與積分值上之確立規則，而’指紋識別’標準化合物與混合物中之所感興趣的未知物之各種特性。碳水化合物具有數項NMR特徵性特性，使其適用於分析。碳水化合物的NMR光譜之二項主要的特徵性特性為(i)所謂的“變旋異構”共振，其係與糖環中的C1相關聯之質子，及其典型所發生的場係比其他主要特性低；(ii)與糖環的其餘部分相關聯之質子之“環封包”。例如，就葡萄糖而言，α與β變旋異構共振係分別為5.2與4.6 ppm，及環質子封包係分別介於3.1與3.9 ppm之間。

有意思之處在於糖醛酸所具有的NMR光譜係與上述的典型已醣光譜有所不同，及其等的共振係群聚在略高於葡萄糖與甘露糖之場(3.9至5.6 ppm)。Santi等人於期刊“第12屆國際合成有機化學電子會議(12th Int. Electronic Conf on Synthetic Organic Chemistry(ECSOC-12))”第1-30頁(2008年)乙文。因此，所感興趣的多醣(如VFB/C)之水解物的NMR光譜，可用於測定該聚合物中的結構單位(葡萄糖、甘露糖、糖醛酸等)之指紋。

在本實例所述之研究中，NMR光譜係用於指紋識別自各種多醣與VFB的水解作用所產生之複合混合物。注意到歸因於物理特性諸如黏度之問題，在NMR中無法在聚合物水平檢視完整的多醣類。

方法：

單一多醣與三元混合物之試樣係在100℃以2M三氟乙酸部分水解4小時與24小時。將過濾後的水解物試樣(30毫克)溶於重水(1毫升)中，及在冷凍乾燥後再溶於重水，及置於NMR管中。同樣地製備所預期的二種單醣與三種糖醛酸之標準溶液。

在298.1K使用具有執行布魯克(Bruker) Topspin軟體的一個自動調整式寬頻多核探針及可變溫度附件之布魯克400 MHz先進III型光譜儀，取得水解物與標準溶液之NMR光譜。除了在古羅糖醛酸試樣上進行256次掃描之外，在大部分的試樣上進行16次掃描。

NMR分析之結果：

單醣與糖醛酸標準品的¹HNMR光譜之解析良好，及其等的特徵性化學位移在三仙膠的水解物與褐藻酸鈉的水解物中均發現，及在VFC(PGX)的水解物中亦發現(未顯示數據)。所觀察到之來自三仙膠的葡萄糖與甘露糖之化學位移，可解析成為變旋異構共振(4.6至5.2 ppm)及成為糖環共振(3至4 ppm)。所觀察到之來自褐藻酸鈉的甘露糖醛酸與古羅糖醛酸之化學位移，係較為聚集在一起(介於3.6至5.2 ppm之間)。在粒化VFC(PGX)水解物中所發現之糖醛酸共振明顯是三仙膠的水解物與褐藻酸鈉的水解物中所發現者之組合，其進一步證實在粒化VFC(PGX)中存在化學上未變化的褐藻酸鈉。

總而言之，純標準品、組分水解物及VFC水解物之NMR光譜顯示，VFC()係由在單醣組分的一級結構特性方面未改變之多醣所組成，而該等單醣組分具有未改變的醣苷鏈結。

總體結論：

在本實例中所述之結果顯示，相較於預先調配的未加工/未粒化VFB(TM1)而言，粒化VFC()的一級化學結構係實質上未改變。如該實例中所述，藉由傳統的甲基化方法顯示，蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠組分含有所預期的單元與鏈結，及並無可能藉由VFB/C組分的混合作用或加工處理所引入之原因不明的附加結構組分。

因為VFB/C的組分褐藻酸鈉抗拒甲基化作用，故採用其他方法來完成結構分析，包括部分水解作用、層析法及NMR，以提供進一步證實VFB/C之一級化學結構的性質未改變之證據。

總而言之，在本實例所述之研究中證實粒化VFC()的主要特性未經粒化製程化學改質之結論。

第6例

本實例說明粒化黏性纖維複合物(VFC)(蒟蒻/三仙膠/褐藻酸鹽(70：13：17))顆粒(亦即纖維摻合物經粒化作用加工而形成一複合物及其商品稱為)的流動行為與高分子性質之分析。在本實例中所述之結果顯示，在聚合物水平的粒化VFC之組分之間發生用以建立網絡與接合區之交互作用，而形成具有下列命名之一種新穎多醣：α-D-葡萄糖醛-α-D-甘露糖-β-D-甘露糖-β-D-葡萄糖),(α-L-古羅糖醛-β-D-甘露糖醛),β-D-葡萄糖-β-D-聚甘露糖。

基本原理：

進行在本實例所述之研究，以調查包括蒟蒻聚甘露糖、三仙膠及褐藻酸鈉之粒化VFB/C的三元混合物是否含有涉及所有三種組分的網絡與接合區，及相較於未加工/未粒化VFB或個別組分蒟蒻聚甘露糖、三仙膠或褐藻酸鈉而言，產生經加工/粒化VFC之獨特的溶液流動性質。以下列所述之技術，調查溶液中之粒化VFC(PGX)的三種多醣之間是否存在非共價高分子交互作用。因第5例所述研究的結果預期蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠之間的二元交互作用，故進行進一步分析，以明確地探究第三種多醣即褐藻酸鈉在可能的三元交互作用中任何參與。

1.流變測量

在第一項研究中，獲得數種濃度之未加工/未粒化VFB(三元混合物#1及稱為“TM1”)與粒化VFC()之流動曲線，及將其等與VFB/C本身的各單一組分之相同濃度的溶液之流動曲線比較，以揭露在三元混合物的水溶液之流動行為中的協同效應。

試樣之製備：

在位於去離子蒸餾水之溶液中，研究單一多醣與三元混合物。在25℃，將經準確稱重的試樣以0.1克、0.2克及0.5克(分別為0.1%、0.2%及0.5%)的濃度分散在100克的水中，及讓其在攪拌作用下進行水合2小時，其中將稱重過的水量置入一磁攪拌器中及產生一渦漩，然後將稱重至4個小數位數的試樣緩慢地倒入渦漩中心。2個小時之後，以高速混合器(IKA剪切混合器(15K rpm))剪切該溶液1分鐘，以確保所有顆粒性物質之充分混合。然後進一步攪拌試樣1小時後，方視為適用於分析。

流動曲線測量：

以採用一種C14 DIN 53019同心圓筒測量系統之波林吉米尼(Bohlin Gemini)流變儀，在25.0±0.1℃測量溶液流動行為。在自0.1 Pa上升至10 Pa之一系列恆定施用的剪切應力，測量穩態剪切速率。開始使用對數黏度相對於對數剪切速率之流動曲線，進行流動行為之特性分析。

結果：

第13A、13B及13C圖係以圖示方式說明0.1%、0.2%及0.5%重量/重量的蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉分別在25℃所測量之流動曲線。第13A至13C圖中所示之個別多醣溶液的流動曲線顯示三仙膠係最強的增黏劑(第13B圖)，其次為蒟蒻葡甘露聚糖(第13A圖)及最後為褐藻酸鈉(第13C圖)。在不同批次的單一多醣試樣之溶液之間，觀察到流動行為的微小差異。在其中對數圖係直線之多個十進制剪切速率，三仙膠溶液亦具有最廣泛的剪切稀化區域。

第11A至11C圖係以圖示方式說明0.5%(重量/重量)(第11A圖)、0.2%(重量/重量)(第11B圖)及0.1%(重量/重量)(第11C圖)的未加工/未粒化VFB(TM1)與粒化VFC()之流動曲線比較。

藉由將各流動曲線與如下之黏度η與剪切速率D之間的冪次律關係式擬合，而進一步檢視第11A至11C圖中所示之數據：

η=KD ^n-1

其中K係黏稠度指數(在一既定的整體厚度數值下)及η係流動行為指數(係指與牛頓行為之偏離)，及其等分別自就冪次律流體而言係直線之黏度相對於剪切速率的對數圖之截距與斜率所衍生。K值係指整體黏稠度，及η係指與牛頓行為之偏離(η=1)。牛頓流體所具有的η值為1，當η降至1以下時，該流體變得越來越剪切稀化。

如第11A至11C圖所示，所有的未加工/未粒化VFB(TM1)與粒化VFC()試樣在各濃度所得的流動曲線非常相近，顯示在加工處理中或在預混物的先前陳化作用中之低水活性已影響該混合物的性質。注意到加工處理的整體水活性係遠低於熱處理的稀釋溶液條件。VFB/C混合物的流動曲線係最近似三仙膠的流動曲線；其等符合冪次律及顯示廣泛的剪切稀化行為，但VFB/C混合物在各濃度之黏度數值與剪切稀化程度係實際上高於三仙膠本身。其係由如第12A圖所示之VFB/C混合物的溶液與三仙膠的溶液之間的冪次律K與η值之差異清楚地顯示。

第12A圖係以圖示方式說明未加工/未粒化VFB(TM1)、粒化VFC()及三仙膠的冪次律K之比較。如第12A圖所示，未加工/未粒化VFB(TM1)與粒化VFB()試樣在各濃度所得的K值非常相近，及K值隨濃度而增加。注意到較高的K值係對應於較大的黏度，及較低的η值係對應於在該濃度範圍之較大程度的剪切稀化。

第12B圖係以圖示方式說明未加工/未粒化VFB(TM1)、粒化VFC()及三仙膠的冪次律η之比較。如第12B圖所示，所有VFC試樣在各濃度的η值亦相近，但似乎意味著在0.30至0.35%之區域可能存在一個最小的η值或最大的剪切稀化程度。

基於用於產生粒化VFC(70%的蒟蒻葡甘露聚糖、17%的三仙膠及13%褐藻酸鈉)之比例，假設多醣之間並無交互作用，則該混合物的流動行為將大致上與100%的蒟蒻葡甘露聚糖類似。然而，鑑於蒟蒻葡甘露聚糖係三元混合物中之主要的多醣及三仙膠與褐藻酸鈉均為次要組分，未加工/未粒化VFB(TM1)與粒化VFC(PGX)溶液之流動行為清楚地顯示該等混合物中的多醣之間之交互作用。

摘要：

比較第11圖所示之粒化VFC()的流動曲線與第13A至13C圖中所示之個別組分的流動曲線，該等結果意味著在粒化VFC的多醣之間已發生交互作用，導致黏度與剪切稀化行為之程度係高於原本針對存在於未加工/未粒化VFB(TM1)或粒化VFC()中之特定三元組成物所預期者。粒化VFC()試樣的整體流動行為係最近似三仙膠，但令人訝異地，粒化VFC()的黏度實際上高於三仙膠本身。其係示於第12A與12B圖，當相較於三仙膠時，其突出粒化VFC()的較高K值，及在約0.45%濃度以下之較低的η比較數值。鑑於未加工/未粒化VFB(TM1)與粒化VFC()之三仙膠含量僅17%，及剩餘的83%係包含效力較低的增黏劑蒟蒻聚甘露糖與褐藻酸鈉，該等結果提供在粒化VFC()試樣中的多醣之間已發生交互作用之清楚證據。

2.褐藻酸鈉濃度及/或熱處理的效應之研究

如下進行附加的實驗，以測定不同的褐藻酸鈉濃度及熱處理對於FB/C的流動行為與高分子性質之效應。

方法：

製備蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉之混合物。該混合物含有一固定比例(KM：XG=4.12：1)的蒟蒻葡甘露聚糖(KM)與三仙膠(XG)及不同量的褐藻酸鈉(A0至A33)(0%、2%、5%、8%、11%、13%、17%、21%、24%、27%、30%及33%)。所有試樣係首先製備成乾燥的二元(蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠)混合物或三元(蒟蒻-葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽)纖維混合物。將各試樣(混合物)稱重至4個小數位數(乾重)，使用手搖振盪器徹底地混合，及在使用前保存於-19℃。在一磁攪拌器的攪拌作用下，藉由將5.0克的各試樣(混合物)添加至1公斤的去離子水(亦即首先在去離子水中產生一渦漩然後將試樣緩慢地倒入渦漩中心)及水合4小時直至均質為止，而製備各組成物之0.5%單一濃度的水溶液。將混合物的水溶液保存於5℃直至製備妥所有試樣。

熱處理

然後取各溶液的20毫升等分試樣，及進行如下之處理：(i)在環境溫度(22℃)培養(未加熱)，或(ii)恆溫對照組(試樣係置於密封容器中以避免因蒸發作用損耗及定期加以振盪以確保水合作用完全)係在90℃烘箱中加熱1小時(A0H至A33H)或4小時(A0H4至A33H4)。

含有固定比例(KM：XG=4.12：1)的蒟蒻葡甘露聚糖(KM)與三仙膠(XG)及不同量的褐藻酸鈉(0%、2%、5%、8%、11%、13%、17%、21%、24%、27%、30%及33%)之蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的混合物之水溶液於25℃的流動曲線，係在0.5%的單一濃度測量。如上述，該等溶液係未加熱、加熱1小時或加熱4小時。

結果：

未加熱的二元(A=0)與三元混合物之流動曲線(於25℃測量)，係示於第14A圖中。加熱1小時的二元與三元混合物之流動曲線(於25℃測量)，係示於第14B圖中。加熱4小時的二元與三元混合物之流動曲線(於25℃測量)，係示於第14C圖中。

如第14A圖所示，就未加熱的混合物而言，黏度似乎隨著褐藻酸鈉含量之增加而降低，正如二種較強的增黏劑(KM與XG)若被較弱的增黏劑褐藻酸鈉取代時所預期。

如第14B圖所示，對於加熱1小時的混合物而言，褐藻酸鈉含量增加的三元混合物之黏度，係維持在高於具相同比例的褐藻酸鹽但未加熱的混合物之水平(示於第14A圖中)。如第14C圖所示，加熱4小時的混合物之黏度係與該等在加熱1小時後所觀察到者相近。該等結果顯示，包含褐藻酸鈉的三元混合物之加熱作用係造成多醣之間的三元交互作用。

第15A與15B圖說明具有固定的KM：XG比例(4.12：1)及不同量的褐藻酸鹽(0至33%)之蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的混合物之0.5%水溶液之K與η對於混合物中的褐藻酸鈉比例之依賴性。第15A圖係以圖示方式說明未加熱與加熱的三元混合物之冪次律K值對於褐藻酸鹽含量之依賴性。未經熱處理的三元混合物之溶液的流動曲線係符合冪次律，及大體上顯示黏度係隨著褐藻酸鈉含量之增加而降低。如第15A圖所示，就未加熱的溶液而言，冪次律K值係顯示隨著褐藻酸鈉含量之增加而有初始的小幅增加，但接著是大幅降低。在約3至5%的褐藻酸鈉含量似乎存在最大K值。如第15B圖所示，η值係隨著混合物中的褐藻酸鈉含量之增加而增加(朝向牛頓行為)。其係顯示自一種高黏性與剪切稀化之蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠(不具有褐藻酸鈉)的二元混合物，朝向一種黏性顯著較低與剪切稀化較少之褐藻酸鈉為33%的三元混合物之一進程。該等結果顯示褐藻酸鈉係作用為一種較弱的增黏劑。

如第15A圖與第15B圖所示，當二種較強增黏劑(蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠)被一種較弱、剪切稀化較低的增黏劑(褐藻酸鈉)取代時，在高於約5%的褐藻酸鈉將預期K值之下降與η值之增加。如第15A圖所示，在加熱1小時的溶液中獲得類似數據，顯示K值之初始下降係歸因於在褐藻酸鈉含量低於約5%之熱處理，但在11%以上，K值之下降係比未加熱的溶液中所觀察到者更不陡峭。在經熱處理的溶液中之最大K值係在三元混合物之8%至11%的略高褐藻酸鈉含量發生。如第15B圖所示，在褐藻酸鈉含量範圍，經熱處理的溶液維持低與未改變的η值。就加熱4小時之數量有限的溶液而言，K值與η值係與僅加熱1小時之相同溶液所得者相近(未顯示數據)。

結果摘要：

整體而言，該等結果顯示三元溶液的熱處理係顯著增加高分子交互作用的整體水平。相對於其中加工處理前後的流動行為類似之加工處理期間的情況，該等試樣係在稀釋溶液中進行熱處理及係由剛混合的組分所組成。因含有介於0%與約5%之間的褐藻酸鈉之粉末混合物的溶液之K值，實際上在熱處理之後下降，該較高的交互作用水平不可能歸因於蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠之間的交互作用之增強。反之，熱處理似乎增強褐藻酸鈉與蒟蒻葡甘露聚糖及三仙膠中的一或二者之交互作用。

整體而言，該等數據意味著在該混合物的熱處理之後，褐藻酸鈉係恢復與增強蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠之間的交互作用，或者變成其本身涉及與溶液中的其他二種多醣之交互作用。因此，該等結果意味著在結合熱處理之情況下，褐藻酸鈉可以高於8%至20%之水平添加至葡甘露聚糖與三仙膠，而不會顯著地損及該二元混合物的流變學。

3.在分析級超高速離心中之沈降作用 基本原理：

亦稱為PolyGlycopleX(α-D-葡萄糖醛-α-D-甘露糖-β-D-甘露糖-β-D-葡萄糖),(α-L-古羅糖醛-β-D甘露糖醛),β-D-葡萄糖-β-D-聚甘露糖()之VFC(蒟蒻/三仙膠/褐藻酸鹽(70：13：17))顆粒(亦即纖維摻合物經粒化作用加工而形成一複合物及其商品稱為)之意外高的黏度，引導吾等探討蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽的混合物之液體動力學性質，如其等在分析級超高速離心中的沈降速度行為所表現者，以尋求可能在分子水平的交互作用而提供該等巨觀觀察後面的分子基礎。在該研究中，使用分析級超高速離心作用中的沈降速度技術作為調查混合物性質之探針，而該混合物係以葡甘露聚糖為主要組分及以三仙膠與褐藻酸鹽為輔。

方法： 多醣

在該研究中所用的所有多醣係由英諾沃生物(InnovoBiologic)有限公司(加拿大亞伯達省卡爾加里)供應，即：蒟蒻葡甘露聚糖，批號2538；三仙膠，批號2504；及褐藻酸鈉，批號2455/2639。多醣係以個別方式及以作為包含粒化VFC(在該研究中稱為“PGX”)與未粒化VFB(在該研究中稱為“TM1”)的三元混合物形式研究。將試樣溶於去離子蒸餾水中，然後透析進入位於pH值約6.8的磷酸鹽-氯化物緩衝液中之離子強度為0.0001M、0.001M、0.01M、0.1M及0.2M的溶液中。當離子強度>0.05M時，則藉由添加氯化鈉補充。

分析級超高速離心作用

使用分析級超高速離心作用中的沈降速度技術作為交互作用研究之探針。該無溶液方法具有優於其他方法之優點，因其不需要可能以其他方式擾亂或干擾交互作用現象之管柱、膜物質、其他分離介質或固定化作用(英國劍橋皇家化學學會(Royal Society of Chemistry)出版(2005年)之S.E. Harding所著“分析級超高速離心作技術及方法(Analytical Ultracentrifugation Techniques and Methods)”乙書第231-252頁)。使用配備有瑞利(Rayleigh)干擾鏡片之貝克曼(Beckman) XL-I超高速離心機。使用CCD攝影系統擷取數據。在低轉速3000 rpm進行初始掃描以監測非常高分子量顆粒之存在(其等未被檢測到)，然後調整至轉速45000 rpm。依水於20.0℃之密度與黏度的標準條件校正沈降係數，而得s_20,w。在約12小時的運行時間，以2分鐘的間隔進行掃描。以Claverie等人於期刊“Biopolymers”第14期第1685-1700頁(1975年)乙文之有限元素分析方法為基礎，使用“最小平方g(s)”SEDFIT演算法(Dam與Schuck於期刊“Methods in Enzymology”第384期第185頁(2003年)乙文)，從沈降係數分布g(s)相對於s之分布方面分析數據(如見S.E. Harding於期刊“Carbohydrate Research”第34期第811-826頁(2005年)乙文)。使用沈降係數分布中之變化分析，查明交互作用之存在。使用2.0毫克/毫升或0.5%(在100克水中有0.5克)之對照組與混合物的總承載濃度。

結果與討論 反應物之完整性

蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽首先分別藉由分析級超高速離心進行特性分析，以確立其等的分子穩定性。

第16圖係以圖示方式說明在2毫克/毫升的承載濃度及I=0.0之葡甘露聚糖(第16A圖)、褐藻酸鈉(第16B圖)及三仙膠(第16C圖)的表觀沈降濃度分布g*(s)相對於沈降係數(s)。轉速為45000rpm，及溫度為20.0℃。縱座標係以每個斯韋伯沈降單位(S)的條紋單位表示，而橫座標係以沈降單位表示。

第17圖係以圖示方式說明下列各者之表觀沈降濃度分布：未加工/未粒化VFB(TM1)在離子強度0至0.2M(第17A圖)；TM1在離子強度0至0.01M(第17B圖)；粒化VFC(PGX)在離子強度0至0.01M(第17C圖)；及粒化VFC(PGX)在離子強度0至0.2M(第17D圖)。轉速為45000rpm，及溫度為20.0℃。

第18圖係以圖示方式說明離子強度(以莫耳濃度單位M表示)對於未加工/未粒化VFB(TM1)(第18A圖)或粒化VFC(PGX)(第18B圖)之沈降係數>3.5S的物質量之效應。為便利對數尺度，I=0.00數值係以I=0.00001M呈現。

在所有表觀沈降係數分布(第16A、B、C圖)之情況下，觀察到單峰圖。在該等條件下，蒟蒻葡甘露聚糖所具有的表觀重量平均沈降係數s _20,w約為1.6S，褐藻酸鹽約為1.3S，及三仙膠約為3.5S，其中1S=10^-13s。

複合物形成作用及所添加的電解質之效應

然後產生下列三元混合物之最大值高達10S的沈降係數分布圖：總承載濃度係與對照組所用者相同(2毫克/毫升)之未加工/未粒化/未加熱的VFB(TM1)(第17A、B圖)及粒化/加熱的VFC(PGX)(第17C、D圖)。吾等估算具有大於對照組中之最高沉降物種即三仙膠的表觀沈降係數之物質量，作為吾等對於交互作用之標準：在>3.5S沉降之物質係視為一種交互作用產物。

第17表顯示大於3.5S的沉降物質之濃度。在各情況之超高速離心元件的承載濃度為2.0毫克/毫升。

第17表顯示相較於個別組分，TM1與粒化VFC混合物二者的沉降物質之濃度明確地增加，雖然仍有相當比例的未反應物質，尤其在低沈降係數(約2S)。第18圖與第18表亦顯示增加離子強度對於出現較高沉降物質之效應。

第18表顯示對於TM1(未加工/未粒化VFB)的離子強度效應之結果。在各情況之超高速離心元件的承載濃度為2.0毫克/毫升。

第19表顯示對於PGX(粒化VFC)的離子強度效應之結果。在各情況之超高速離心元件的承載濃度為2.0毫克/毫升。

從粒化與未粒化混合物二者可以看出，在高達0.01M的離子強度觀察到顯著量的較高沉降物質，而在0.01M以上該物質之出現則受到壓制(第18A、B圖)。第18A圖係以圖示方式說明離子強度(以莫耳濃度單位M表示)對於未加工/未粒化VFB(TM1)之沈降係數>3.5S的物質量之效應。第18B圖係以圖示方式說明離子強度(以莫耳濃度單位M表示)對於經加工(如粒化)的VFC(PGX)之沈降係數>3.5S的物質量之效應。

三元混合物的沈降係數之分布

含有固定的葡甘露聚糖：三仙膠比例及不同的褐藻酸鹽濃度(自0%至33%)之混合物的沈降係數分布。該等混合物係未加熱(0)或經熱處理1小時(H1)或4小時(H4)。

自位於去離子蒸餾水及總承載濃度為5毫克/毫升(0.5%)之試樣，測定沈降係數分布。未加熱的試樣之結果係示於第19A圖中。經熱處理的試樣之結果係示於第19B圖中。如第19A與B圖所示，在褐藻酸鹽不存在下，在以葡甘露聚糖為主的葡甘露聚糖：三仙膠二元混合物之未加熱試樣(A0)或經熱處理1小時(A0H1)或4小時(A0H4)的試樣未觀察到顯著的交互作用產物，所具有的沈降係數分布實質上與葡甘露聚糖對照組相同(見Abdelhameed等人於期刊“Carbohydrate Polymers”(2010年)乙文)。然而，當褐藻酸鹽存在時之情況則不同。如第19A圖所示，在13%、17%、21%直至24%的褐藻酸鹽含量，未加熱的三元混合物顯示一些交互作用，以較高沈降係數物質之出現為基礎；但在高於27%的褐藻酸鹽濃度未觀察到顯著的效應。就經熱處理的試樣而言，如第19B圖所示，在高於約8%的褐藻酸鹽濃度觀察到複合物，其係與流變測量相符。注意到一些經熱處理1小時之褐藻酸鹽含量較高的試樣諸如A21H1(含有21%的褐藻酸鹽之混合物及加熱1小時)、A24H1、A27H1、A30H1，及所有經熱處理4小時之含有褐藻酸鹽的試樣，在熱處理過程後已形成凝膠而無法藉由沈降速度法分析。這意味著原始溶液所存在的交互作用之強度，係足以將其等轉變為凝膠狀態。相反地，未加熱試樣中的分子交互作用尚不足以促進該膠凝現象。

結論

葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鹽之混合物顯示存在交互作用產物，而該交互作用產物係在添加中等量的電解質時被移除。該等觀察係與三元混合物內的交互作用一致，該交互作用可藉由納入離子強度超過0.01M的支援電解質而予以抑制。該交互作用並非化學計量的，因有相當比例的物質在較低的沈降係數沉降(<3.5S，在吾等所研究的條件下)。

4.VFC與褐藻酸鈉之氯化鈣比較性處理 基本原理：

粒化VFC(PGX)在水中產生高黏性溶液，但不形成內聚性凝膠。上述結果係與在聚合物水平之三種組分(蒟蒻聚甘露糖、三仙膠及褐藻酸鹽)的複合交互作用之形成相符。為測定褐藻酸鹽是否可自VFC分離，進行一實驗以測試褐藻酸鹽是否可藉由鈣離子而自溶液中之VFC分離。已知褐藻酸鹽具有鈣媒介型沈澱與膠凝特性(學術(Academic Press)出版社所出版(1993年)之由Whistler R.L.與BeMiller J.N.編輯之“工業用膠(Industrial Gums)”乙書第116頁之K. Clare的“褐藻膠(Algin)”乙文；A. Haug等人於期刊“Acta Chem. Scand.”第19期第341-351頁(1965年)乙文)。純的褐藻酸鈉溶液與所添加的鈣離子強烈與立即地反應，而依鈣的添加模式形成沉澱物或凝膠(Clare等人(1993年)乙文；Haug等人(1965年)乙文)。因此，在典型的膠凝反應中，在褐藻酸鈉溶液中添加一種不溶性鈣鹽諸如無水磷酸二鈣，接著添加一種緩釋型酸諸如葡萄糖酸δ內酯，其引起Ca⁺⁺離子被緩慢地釋出而導致形成均質凝膠。然而，若快速地添加Ca⁺⁺離子，如氯化鈣之情況，則產生瞬時沉澱物。已知褐藻酸鹽巨分子的聚古羅糖醛酸片段與Ca⁺⁺離子的結合力最強(Kohn等人於期刊“Acta Chemica Scandinavica”第22期第3098-3102頁(1968年)乙文)，但若該等片段因與其他二種多醣中之一者或二者的交互作用而變得不易接近，褐藻酸鈣沈澱作用可能受限。

方法：

將未加工的VFB(TM1)及經加工/粒化的VFC(PGX)於去離子蒸餾水中的0.5%溶液(100克水中有0.5克)之等分試樣稀釋至0.1、0.05、及0.01%重量/重量。在各濃度，添加5毫升的10%氯化鈣二水合物溶液及徹底混合至溶液中，以達到0.5%的Ca²⁺離子濃度。在(1)含有與未加工的VFB(TM1)及經加工/粒化的VFC(PGX)溶液相同的褐藻酸鹽濃度之僅由褐藻酸鈉組成之一平行系列的對照組溶液；及(2)含有如未加工的VFB(TM1)及經加工/粒化的VFC(PGX)之0.5%溶液中的相同褐藻酸鈉濃度(以100克水中的克數為單位測量)與相同相對比例的該二種多醣之蒟蒻葡甘露聚糖與褐藻酸鈉或三仙膠與褐藻酸鈉之二元混合物的溶液，亦進行相同的Ca²⁺離子添加作用。將溶液放置30分鐘，然後目視檢查是否存在一沉澱物。

結果：

結果係示於下列第20表。

如歸納於第20表中之結果所示，當存在0.5%的Ca⁺⁺離子時，其顯然地使褐藻酸鈣沉澱而降至至少0.0075%之一水平，而在粒化VFC(PGX)溶液中並無沈澱作用的跡象顯示降至該相當的褐藻酸鹽水平。該項發現係與VFB/C組分在溶液中交互作用形成接合區與網絡(亦即在二級與三級的多醣結構)然後阻止個別組分展現其等在純態所顯示之性質乙節一致。除了所含的褐藻酸鹽不足以被0.5%的Ca⁺⁺離子沉澱之最稀溶液之外，在對應的褐藻酸鈉溶液中形成褐藻酸鈣沉澱物。

結論：

在針對褐藻酸鹽於粒化VFC(PGX)中的行為之該研究中，顯明當藉由添加氯化鈣而快速地引入鈣離子時，並未發生沈澱作用或凝膠形成作用。在一平行的對照實驗中，在濃度遞減的純褐藻酸鈉溶液中添加氯化鈣時，產生瞬時的褐藻酸鈣沉澱物，即使在非常低的褐藻酸鹽濃度亦然。該等結果意味著一般與溶液中的Ca⁺⁺離子強力結合之褐藻酸鹽巨分子的聚古羅糖醛酸片段供VFB/C溶液中的該交互作用之可用性較低(或無法使用)，而褐藻酸鈉係與蒟蒻葡甘露聚糖及三仙膠同時存在於該VFB/C溶液中。其可能歸因於該等巨分子片段因與其他二種多醣中的一或二者交替地交互作用，而為Ca⁺⁺離子所較不易接近或無法接近。當在蒟蒻葡甘露聚糖與褐藻酸鈉或三仙膠與褐藻酸鈉的二元溶液中添加Ca⁺⁺離子時，觀察到褐藻酸鈣沉澱物，其意味著褐藻酸鈉需要其他二種多醣之存在方能交互作用。

整體結果之討論

第5例所述之VFB/C的一級結構分析之結果顯示，存在於粒化VFC中之組分多醣的一級結構在粒化作用後維持不變，及在涉及熱量輸入的加工處理之前(TM1)或之後(粒化VFC)並未發生共價交互作用。然而，在本實例中所述的高分子締合作用分析之結果揭露，非共價交互作用確實發生，而造成在VFB/C中的高分子水平產生一種新穎的多醣複合物。流變研究明確地顯示，未加工/未粒化的VFB(TM1)與粒化的VFC(PGX)二者之溶液黏度，均顯著高於自該混合物中之個別多醣的增黏行為之組合所預期者。溶液中的VFC之整體流動特性係與三仙膠獨自的該等特性最接近，但VFC的黏度甚至高於三仙膠。鑑於在該實例中所檢測的VFC實施例(70%KM、17%的三仙膠、13%褐藻酸鈉)僅含有17%的最強增黏劑即三仙膠及83%的其他二種較弱的增黏劑即蒟蒻聚甘露糖(70%)與褐藻酸鈉(13%)，原本預期其在水中的流動行為係與蒟蒻聚甘露糖類似。然而，經測定VFC的溶液流動行係實際上與三仙膠本身更相似，及其黏度甚至高於三仙膠。

進一步研究實驗室所製備之含有不同的褐藻酸鹽含量之三元混合物的溶液之流變與沈降行為，證實一種三元交互作用，及其因該溶液的熱處理而增強，尤其當該混合物的褐藻酸鈉含量係高於約5%時。此外，Ca⁺⁺離子的添加實驗顯示，需要存在其他二種多醣方能阻止褐藻酸鈣沈澱作用。

該等結果顯明褐藻酸鈉在溶液中係與蒟蒻葡甘露聚糖與三仙膠交互作用以建立網絡與接合區，而形成具下列命名之一種新穎的多醣複合物：α-D-葡萄糖醛-α-D-甘露糖-β-D-甘露糖-β-D-葡萄糖),(α-L-古羅糖醛-β-D-甘露糖醛),β-D-葡萄糖-β-D-聚甘露糖。

如第1至4例中所述，已確定粒化VFC(PGX)的投予作用係有益於在需要的一個體中預防、治療或改善與代謝疾病或疾患相關聯的一或多種症狀，諸如代謝症候群、第一型糖尿病、第二型糖尿病、胰臟疾病或高脂血症。

雖然已在此說明與述及說明性實施例，將明瞭可在此進行各種變化而不偏離本發明的精神與範圍。

第1A圖係以圖示方式說明如第1例中所述VFC、纖維素或菊糖在八個星期的研究期間對於祖克(Zucker)糖尿病大鼠體重(克)之效應；

第1B圖係以圖示方式說明如第1例中所述VFC、纖維素或菊糖在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠食物攝取量(克/日)之效應；

第2A圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠的空腹血液葡萄糖水平(毫克/分升)之效應；

第2B圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠的空腹血清胰島素水平(奈克/毫升)之效應；

第2C圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠的非空腹血液葡萄糖水平(毫克/分升)之效應；

第2D圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在八個星期的研究期間對於祖克糖尿病大鼠的空腹體內平衡模式評估(HOMA)評分(毫克*單位/毫升²)之效應；

第3A圖係以圖示方式說明如第1例中所述在八個星期的研究期間餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠的空腹綜合胰島素敏感度指數(CISI)評分；

第3B圖係以圖示方式說明如第1例中所述在八個星期的研究期間餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠的非空腹綜合胰島素敏感度指數(CISI)評分；

第3C圖係以圖示方式說明如第1例中所述在八個星期的研究期間餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠的非空腹HOMA評分；

第4圖係以圖示方式說明如第1例中所述餵食VFC、纖維素或菊糖膳食之祖克糖尿病大鼠在八個星期的研究期間所測得的空腹血清三酸甘油酯水平；

第5A圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠腎小管擴張之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；

第5B圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠腎小管病變/再生之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；

第5C圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠腎間質擴張之效應，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；

第6圖係以圖示方式說明如第1例中所述在餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時之胰島的胰島素免疫反應性區域百分比，如藉由抗大鼠胰島素抗體的染色作用所測定；

第7A圖係以圖示方式說明如第1例中所述餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時所存在的胰島單核炎性細胞浸潤之組織評分，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；

第7B圖係以圖示方式說明如第1例中所述餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時所存在的胰島細胞病變之組織評分，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；

第7C圖係以圖示方式說明如第1例中所述餵食VFC、纖維素或菊糖膳食的祖克糖尿病大鼠在8個星期的研究終結時所存在的胰島纖維變性量之組織評分，其係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；

第8A圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠的肝臟脂肪變性之效應，如藉由還原型蘇丹黑染色作用所測量，肝臟脂肪變性係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；

第8B圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠的肝臟微型空泡形成作用之效應，肝臟微型空泡形成作用係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；

第8C圖係以圖示方式說明如第1例中所述含有VFC、纖維素或菊糖之膳食在8個星期後對於祖克糖尿病大鼠的肝臟巨型空泡形成作用之效應，肝臟巨型空泡形成作用係以0至5的組織評分為基礎及以5為最嚴重；

第9圖係以圖示方式說明如第2例中所述在43個星期的研究期間VFC或纖維素對於餵食蔗糖的史普瑞格-道利(Sprague-Dawley)大鼠之體重增加與血清三醯甘油(TAG)之效應；

第10A圖係以圖示方式說明如第4例中所述在3個星期的研究期間(V1=研究起始第0天；V2=第14天；V3=第21天)VFC或對照組(脫脂奶粉)對於所有健康的成年研究參與者之血漿PYY水平之效應；

第10B圖係以圖示方式說明如第4例中所述在3個星期的研究期間(V1=研究起始第0天；V2=第14天；V3=第21天)VFC或對照組(脫脂奶粉)對於BMI<23的健康成年研究參與者之血漿PYY水平之效應；

第10C圖係以圖示方式說明如第4例中所述在3個星期的研究期間(V1=研究起始第0天；V2=第14天；V3=第21天)VFC或對照組(脫脂奶粉)對於健康的成年研究參與者之空腹飢餓素(ghrelin)水平之效應；

第11A圖係以圖示方式說明如第6例中所述0.5%(重量/重量)之未粒化的VFB(稱為三元混合物1(“TM1”)與經加工(如粒化)的VFC(PGX)之流動曲線比較；

第11B圖係以圖示方式說明第6例中所述0.2%(重量/重量)之未粒化的VFB(稱為三元混合物1(“TM1”)與經加工(如粒化)的VFC(PGX)之流動曲線比較；

第11C圖係以圖示方式說明第6例中所述0.1%(重量/重量)之未粒化的VFB(稱為三元混合物1(“TM1”)與經加工(如粒化)的VFC(PGX)之流動曲線比較；

第12A圖係以圖示方式說明如第6例中所述之未粒化的VFB(TM1)、經加工(如粒化)的VFC(PGX)及三仙膠的冪次律K之比較；

第12B圖係以圖示方式說明如第6例中所述之未粒化的VFB(TM1)、經加工(如粒化)的VFC(PGX)及三仙膠的冪次律η之比較；

第13A圖係以圖示方式說明如第6例中所述0.1%、0.2%及0.5%(重量/重量)的蒟蒻葡甘露聚糖在25℃所測量之流動曲線；

第13B圖係以圖示方式說明如第6例中所述0.1%、0.2%及0.5%(重量/重量)的三仙膠在25℃所測量之流動曲線；

第13C圖係以圖示方式說明如第6例中所述0.1%、0.2%及0.5%(重量/重量)的褐藻酸鈉在25℃所測量之流動曲線；

第14A圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定比例(KM：XG=4.12：1)的蒟蒻葡甘露聚糖(KM)與三仙膠(XG)及不同量的褐藻酸鈉(0%、2%、5%、8%、11%、13%、17%、21%、24%、27%、30%及33%)之包含蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的三元混合物之未加熱的水溶液(0.5%濃度)在25℃所測量的流動曲線；

第14B圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定比例(KM：XG=4.12：1)的蒟蒻葡甘露聚糖(KM)與三仙膠(XG)及不同量的褐藻酸鈉(0%、2%、5%、8%、11%、13%、17%、21%、24%、27%、30%及33%)之包含蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的三元混合物之加熱1小時的水溶液(0.5%濃度)在25℃所測量的流動曲線；

第14C圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定比例(KM：XG=4.12：1)的蒟蒻葡甘露聚糖(KM)與三仙膠(XG)及不同量的褐藻酸鈉(0%、2%、5%、8%、11%、13%、17%、21%、24%、27%、30%及33%)之包含蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的三元混合物之加熱4小時的水溶液(0.5%濃度)在25℃所測量的流動曲線

第15A圖係以圖示方式說明如第6例中所述具有固定的KM：XG比例(4.12：1)及不同量的褐藻酸鹽(0至33%)之蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的混合物之未加熱或加熱(1小時)的0.5%水溶液之K對於混合物中的褐藻酸鈉比例之依賴性；

第15B圖係以圖示方式說明如第6例中所述具有固定的KM：XG比例(4.12：1)及不同量的褐藻酸鹽(0至33%)之蒟蒻葡甘露聚糖、三仙膠及褐藻酸鈉的混合物之未加熱或加熱(1小時)的0.5%水溶液之η對於混合物中的褐藻酸鈉比例之依賴性；

第16A圖係以圖示方式說明在2毫克/毫升的承載濃度及I=0.0之葡甘露聚糖的表觀沈降濃度分布g*(s)相對於s，而轉速為45,000 rpm及溫度為20.0℃。如第6例中所述，縱座標係以每個斯韋伯(Svedberg)沈降單位(S)的條紋單位表示，及橫座標係以沈降單位表示；

第16B圖係以圖示方式說明在2毫克/毫升的承載濃度及I=0.0之褐藻酸鈉的表觀沈降濃度分布g*(s)相對於s，而轉速為45,000 rpm及溫度為20.0℃。如第6例中所述，縱座標係以每個斯韋伯沈降單位(S)的條紋單位表示，及橫座標係以沈降單位表示；

第16C圖係以圖示方式說明在2毫克/毫升的承載濃度及I=0.0之三仙膠的表觀沈降濃度分布g*(s)相對於s，而轉速為45,000 rpm及溫度為20.0℃。如第6例中所述，縱座標係以每個斯韋伯沈降單位(S)的條紋單位表示，及橫座標係以沈降單位表示；

第17A圖係以圖示方式說明如第6例中所述未加工/非粒化VFB(稱為“TM1”)在離子強度0至0.2M之表觀沈降濃度分布；

第17B圖係以圖示方式說明如第6例中所述未加工/非粒化VFB(稱為“TM1”)在離子強度0至0.01M之表觀沈降濃度分布；

第17C圖係以圖示方式說明如第6例中所述經加工/粒化VFC(PGX)在離子強度0至0.01M之表觀沈降濃度分布；

第17D圖係以圖示方式說明如第6例中所述經加工/粒化VFC(PGX)在離子強度0至0.02M之表觀沈降濃度分布；

第18A圖係以圖示方式說明如第6例中所述離子強度(以莫耳濃度單位M表示)對於未加工/未粒化VFB(TM1)之沈降係數>3.5S的物質量之效應；

第18B圖係以圖示方式說明如第6例中所述離子強度(以莫耳濃度單位M表示)對於經加工/粒化VFC(PGX)之沈降係數>3.5S的物質量之效應；

第19A圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定的葡甘露聚糖；三仙膠比例(KM：XG=4.12：1)及不同的褐藻酸鹽濃度(自0%至33%)之未加熱混合物的沈降係數分布；及

第19B圖係以圖示方式說明如第6例中所述含有固定的葡甘露聚糖：三仙膠比例(KM：XG=4.12：1)及不同的褐藻酸鹽濃度(自0%至33%)之加熱(1或4小時)混合物的沈降係數分布。

Claims (9)

1. 一種高黏性多醣膳食纖維組成物於製造一種醫療產品之用途，以供以自約20克/日至約35克/日之劑量投予至一有需要的人類個體達一段期間而有效預防、治療或改善與該個體的代謝疾病或疾患相關聯之一或多種症狀，其中該一或多種症狀係選自由葡萄糖所引發的器官損傷、肝臟中的脂質蓄積、及胰臟β細胞損失所組成之群組，該高黏性多醣膳食纖維組成物包含一種黏性纖維摻合物或其複合物，其包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽。
2. 如申請專利範圍第1項之用途，其中該代謝疾病或疾患係選自由代謝症候群、第一型糖尿病、第二型糖尿病、胰臟疾病及高脂血症所組成之群組。
3. 如申請專利範圍第1項之用途，其中該有需要的個體係有發展出胰島素阻抗(insulin resistance)或具有其風險。
4. 如申請專利範圍第1項之用途，其中該有需要的個體係有發展出葡萄糖所引發的器官損傷或具有其風險。
5. 如申請專利範圍第1項之用途，其中該醫療產品係供每日投予至少一次達至少二個星期的期間。
6. 如申請專利範圍第1項之用途，其中該醫療產品係一種醫療食品。
7. 一種高黏性多醣膳食纖維組成物於製造一種醫療產品之用途，以供在患有第二型糖尿病或有發展出第二型糖尿病之風險的一個體中改善與胰島素阻抗進程相關聯 的至少一種症狀，其中該至少一種症狀係選自由葡萄糖所引發的器官損傷、肝臟中的脂質蓄積、及胰臟β細胞損失所組成之群組，該高黏性多醣膳食纖維組成物包含一種黏性纖維摻合物或其複合物，其包含自約48%至約90%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約5%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約5%至約30%(重量/重量)的褐藻酸鹽，其中該醫療產品係供以自約20克/日至約35克/日之劑量投予至一有需要的哺乳類動物個體達至少二個星期之期間。
8. 如申請專利範圍第7項之用途，其中該膳食纖維組成物係包含自約60%至約80%(重量/重量)的葡甘露聚糖、自約10%至約20%(重量/重量)的三仙膠及自約10%至約20%(重量/重量)的褐藻酸鹽。
9. 如申請專利範圍第7項之用途，其中該醫療產品係一種醫療食品。