达能营养中心第九届学术研讨会论文集

膳食纤维（DF）是一系列以多糖为主体的高分子化合物总称；是经人体消化酶水解后的植物细胞残留物，其中部分能被结肠细菌分解。随着生活水平的提高，膳食纤维与人类健康的关系日益受到人们的重视。国内外科学家在纤维素的构成、生理学功能、疾病防治的作用等方面，在实验研究、临床应用以及营养保健上均进行了许多卓有成效的探索［1］。
糖尿病和肥胖症是常见的内分泌代谢病。在欧美一些国家，糖尿病患病率达2－3％或更高，国内患病率也在逐步升高，糖尿病发病是由于体内胰岛素的相对或绝对不足所致。饮食和糖尿病的发病有明显关系。糖尿病的发病率和人口食糖消费量成正比，摄取大量精制糖可增加糖尿病的发病率。故饮食控制为目前糖尿病治疗重要一环，甚至许多糖尿病患者通过减少糖的摄入而血糖长期控制在正常水平。而肥胖与饮食的关系更直接，减轻体重首先须限制能量物质的摄入。但限制能量物质的摄入会引起难以忍受的饥饿感，很多患者依从性较差。若能以减少或延缓糖和脂肪的吸收来配合控制饮食，则可收到事半功倍的效果。
魔芋（Amorphophallus Konjac KKoch）属天南星科魔芋属植物,是我国部分地区的传统食物，块茎经加工制取的精粉其主要成分是葡甘聚糖，其具有降低脂、降胆固醇、降血糖、利便等作用。魔芋中葡甘聚糖的含量为85％左右，葡萄糖：甘露糖的比例为1∶169。分子量为74×105道尔顿。葡甘聚糖为葡萄糖与甘露糖以β（1→4）键合而成，分子间羟基之间形成氢键，能对抗消化酶的水解［2,3］。
长期以来，人们都意识到摄入膳食纤维可以对肠道内其它营养素的吸收带来一定的影响，并且，不同类型的膳食纤维、同一类型的膳食纤维而含量不同等等情况的变化均有可能导致对营养素吸收的影响。但是，这种影响对碳水化合物、脂肪以及其它营养素的吸收到底有多大是我们一直感兴趣的问题［4］。
为此，我们初步进行了以下的几个人体营养学试验，初步观察以葡甘聚糖为主的膳食纤维对碳水化合物、脂肪吸收的影响。
一、对碳水化合物吸收的影响：
这是一项平行设计、自身对照的，在12名健康受试者中进行的营养学试验。在本研究中，受试者被随机分入两个组。在不同的试验日中，受试者按照各自的组别分别食用含有或者不含有膳食纤维的碳水化合物（玉米淀粉）试验餐。清洗期为一天。所有受试者均在知情同意的情况下进行试验。全部研究过程在临床营养研究单元中进行。受试者于试验前三日及试验过程中避免高糖饮食。于服用试验餐（富含13Ｃ玉米淀粉）前夜22:00时禁食。全部过程持续6小时。受试者在摄入试验餐后，按时采集呼气标本，并记录确实采集时间。试验期间避免受试者进行中等强度以上的活动,提倡卧床或静坐休息。血标本的采集从进食试验餐前15分钟开始，包括试验餐前15分、试验餐后30分、60分及120分各采血10ml。呼气样本(10ml)的收集是从进餐前即刻开始，以及进食试验餐后6小时内每30分钟收集呼气样本。气样用气体收集管保存。呼气中13C－CO2的测定采用气体同位素比值质谱仪来进行。
二、对脂肪吸收的影响：
这也是一项交叉设计、自身对照的，在8名健康受试者中进行营养学试验。受试者食用含有或者不含有膳食纤维的碳水化合物的吸收、代谢试验。所有受试者均在知情同意的情况下进行试验。全部研究过程在临床营养研究单元中进行。在本研究中，受试者被随机分入两个组。在不同的周期中，受试者按照各自的组别分别食用含有或者不含有膳食纤维的以及含有稳定同位素13Ｃ标记的棕榈酸的试验餐（其中包括15g黄油＋75g小麦淀粉＋200mg13Ｃ标记的棕榈酸)和15g黄油＋75g小麦淀粉＋15g膳食纤维试验餐＋200mg13Ｃ标记的棕榈酸）。清洗期为一周。所有受试者均在知情同意的情况下进行试验。全部研究过程在临床营养研究单元中进行。受试者于试验前三日及试验过程中避免高脂饮食。于服用试验餐（富含13Ｃ玉米淀粉）前夜22:00时禁食。受试者在摄入试验餐前即刻以及进食试验餐后8小时内的不同时间点抽血测定甘油三脂；并且按照每30分钟的间隔收集呼气样本，并记录确实采集时间。试验期间避免受试者进行中等强度以上的活动,提倡卧床或静坐休息。气样用气体收集管妥善保存。呼气中13C－CO2的测定采用气体同位素比值质谱仪来进行。
13Ｃ呼气试验的原理与依据
碳有三种同位素：C1298892%，C131108%，C14是放射性同位素，半衰期为5568±30年。C13为稳定同位素，无放射性，可广泛用于人体的器官功能（如胃排空、肝功能及胰腺功能等），糖、脂肪及蛋白质等营养物质消化、吸收和代谢的测定，胃、小肠细菌感染的诊断［5］。
稳定同位素示踪的基本根据是（1）稳定同位素是同一元素的同位素，具有相同的化学性质，它扪在有机体内所发生的化学变化和生物学过程完全相同；（2）稳定同位素具有可测量性。因为同位素与天然元素仅原子量有差异。可应用气相质谱联用等测定方法通过质量分析器分离不同荷质比（m／z）的离子，再由质谱图比较不同离子的峰强度，计算同位素丰度来对标计物定性及定量。
13C呼气试验原理是根据人体摄入的绝大部分含碳化合物都可以被氧化成CO2和H2O。13C的标记化合物在体内一系列酶的作用下氧化为13CO2，并与体内CO2库混合，引起体内CO2中13C丰度升高，测定一定时间内呼气中13CO2／CO2比值的变化，就可能反应机体内某一脏器或酶催化氧化反应的速度和程度，从而为科学研究和疾病诊断提供信息。
本实验以玉米淀粉为底物，其原因是（1）玉米的主要成分为碳水化合物，蛋白质及脂肪含量低于10％，故食用玉米后的δ值波动主要反应糖的吸收、代谢情况。（2）玉米为C4植物，富含13C，食用后数小时可产生高于本底标准差2－3倍以上的信号［5,6,7］。

1血糖测定的结果
由13名受试者的两小时内平均血糖变化过程可见，在食用75g玉米淀粉情况下，受试者餐后30分钟出现明显的血糖峰值，2小时后血糖降至较低水平。而食用含15g膳食纤维的同样量玉米淀粉血糖无明显高峰，血糖上升下降都较缓和，餐后2小时血糖亦维持在一定水平。对13名受试者的平均血糖进行统计学分析，餐后30分钟时，健康受试者是否食用15g膳食纤维的差别可致血糖水平由1103mg／dl降至974mg／dl，t=2613＞t005,具有明显统计学差异，这提示膳食纤维可显著降低餐后30分钟血糖。
此外，由图1可见，餐前、餐后1小时及餐后2小时血糖水平虽有波动，但经统计学t检验证实，其t值均小于t005，无显著的统计学差异，且餐后2小时血糖以食用含膳食纤维的玉米淀粉为高，说明血糖的吸收并未减少，更显然的应该是由于膳食纤维的存在而使得碳水化合物的吸收被延迟。
由13名受试者的两小时内平均血糖变化过程可见，在食用75g玉米淀粉情况下，受试者餐后30分钟出现明显的血糖峰值，2小时后血糖降至较低水平。而食用含15g膳食纤维的同样量玉米淀粉血糖无明显高峰，血糖上升下降都较缓和，餐后2小时血糖亦维持在一定水平。对13名受试者的平均血糖进行统计学分析，餐后30分钟时，健康受试者是否食用15g膳食纤维的差别可致血糖水平由1103mg／dl降至974mg／dl，t=2613＞t005，具有明显统计学差异，这提示膳食纤维可显著降低餐后30分钟血糖。
此外，由图1可见，餐前、餐后1小时及餐后2小时血糖水平虽有波动，但经统计学t检验证实，其t值均小于t005，无显著的统计学差异，且餐后2小时血糖以食用含膳食纤维的玉米淀粉为高，说明血糖的吸收并未减少，更显然的应该是由于膳食纤维的存在而使得碳水化合物的吸收被延迟。

结合图2和表2的结果也证实了上述的结论。受试者在摄入不同饮食后碳水化合物氧化水平变化的时间过程与血糖的变化趋势非常一致。但比较图1和图2的Tmax可以看出从血糖到CO2的生成平均滞后要大于1小时以上，这可能反映了糖氧化的时间过程。
2血清甘油三酯的测定结果
将第１个研究日（d1）和第2个研究日（d6）的平均血清甘油三酯变化值对取样时间作图得到的血清甘油三酯曲线见图3。表3中列出了受试者进食不含膳食纤维和含膳食纤维的高脂饼干试验餐后血清甘油三酯变化峰值（TGmax）、血清甘油三酯达峰时间（Tmax）及6小时血清甘油三酯变化曲线下面积（AUC）。对上述血清甘油结果进行统计学分析（配对t检验），其结果见表4。结果显示受试者进食含膳食纤维的高脂试验餐后，其平均血清甘油三酯变化峰值显著降低，为815±339mg／dl，与进食不含膳食纤维的高脂饼干试验餐后的平均血清甘油三酯变化峰值相比有显著的统计学差异（P＜005）；此外，进食含膳食纤维的试验餐后，其平均血清甘油三酯变化曲线下面积显著降低，与进食不含膳食纤维的情况相比有显著的统计学差异，说明膳食纤维可明显减少6小时血清甘油三酯上升总量（P＜005）。但进食含膳食纤维的高脂试验餐后血清甘油三酯达峰时间与进食不含膳食纤维的结果在统计学上无显著差异（P＞005），说明膳食纤维对脂肪吸收速度无明显影响。
图4的结果也证实了膳食纤维对脂肪吸收（通过氧化代谢的过程而显现的）影响。
图4的研究表明，一次食用较大量的魔芋纤维可明显降低200mg 1－13C标记的棕榈酸后的DOB及9小时13C累积回收率，而对其达峰时间影响较小。即膳食纤维可明显降低脂肪酸的吸收总量，而对其达峰时间影响较小。曾有实验表明食用39克魔芋纤维4周后血中总胆固醇降低10％，低密度脂蛋白降低72％，总甘油三脂降低23％。

许多研究表明，高纤维膳食的摄入常常伴有粪中脂肪排出量的增加。本试验通过呼气试验直接证明了膳食纤维减少脂肪的吸收。在小肠内，脂肪的消化产物有脂肪酸、甘油一酯、胆固醇等很快与胆汁中的胆盐形成混合的微胶粒。由于胆盐有亲水性，它能携带脂肪消化产物通过覆盖在小肠绒毛表面的非流动水层到达微绒毛上。在这里，脂肪酸、甘油一酯、胆固醇等又逐渐从混合微胶粒中释出，它们通过微绒毛的脂蛋白膜而进入粘膜细胞。推测膳食纤维对脂肪吸收的影响的原因可能包括，具有凝胶特性的在肠道内形成分隔，影响脂质与消化酶及肠壁的接触；膳食纤维可能吸附胆汁酸，促进其排泄，降低微胶粒化效率；膳食纤维可加速脂肪的胃肠通过时间，缩短食物在肠道的停留期；某些纤维素还可能吸附或结合脂质，促进其排出，降低其吸收。其中吸附胆汁酸、影响微胶粒化效率可能是最重要的因素，这可直接导致脂肪吸收的显著减少，而与纤维素延缓糖类吸收而不降低其吸收总量有所不同。
参考文献
［1］膳食纤维——一种人类健康的保护性因素张香兰、杨工，中国慢性病预防与控制1996年第4卷第1期s42-44
［2］魔芋多糖对大鼠组织脂质及四种无机元素的影响侯蕴华、张立实、周洪明等，营养学报Vol10,No3,Sep1988 s245-251
［3］膳食纤维不同成分对大鼠脂质代谢的影响林立平，吴晖云，蓝旅滨等营养学报Vol15,No2,Sep1993 s137－141
［4］膳食纤维与脂代谢吴杰，彭恕生，国外医学卫生学分册1993年第2期s93-96
［5］13C-尿素呼气试验中13C本底的初步探讨胡玉芳、李晓明、江骥、王世真同位素Vol9,No3,Aug 1996
［6］人体内HCO3／CO2代谢动力学的探讨江骥、胡蓓、王世真、李晓明等中华核医学杂志No1 Vol131993
［7］13C carbohydrate breath tests RJ Vonk,FStellaarld,HHoekstra, HAKoetse GUT 1998;43(suppl 3):s20-22