豆類在糖尿病飲食干預(yù)中的作用

丁 忠，賈艷菊，生慶海

（河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050000）

0 引言

根據(jù)2019 年國際糖尿病聯(lián)盟（IDF） 最新數(shù)據(jù)顯示，目前我國的糖尿病患者合計1.164 億人，且患病率逐年升高，屬于全球最高的國家[1]。糖尿病嚴(yán)重威脅人類健康，無法完全治愈，但是可以通過一定的措施很好地防控，避免其進一步惡化。糖尿病治療被總結(jié)為五大方面，也就是醫(yī)學(xué)上常說的“五架馬車”，即飲食療法、運動療法、藥物療法、血糖監(jiān)測和糖尿病教育[2]。其中，最有效也是最重要的3 個方面是飲食、運動和藥物，而與藥物干預(yù)相比，飲食療法副作用小，并能在疾病的早期緩解病情，防止進一步惡化。因此，飲食構(gòu)成了糖尿病管理的主體，而大多數(shù)豆類的血糖生成指數(shù)較低，是飲食干預(yù)中經(jīng)?？紤]采用的食物，備受糖尿病患者的青睞。就豆類營養(yǎng)特點及其在糖尿病防控作用的研究進展進行了綜述，為未來豆類在糖尿病中的開發(fā)和應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1 豆類的營養(yǎng)特點

豆類泛指所有能產(chǎn)生豆莢的豆科植物。其種類繁多、營養(yǎng)豐富，栽培遍布世界各地。在我國，除大豆以外豆類都稱雜豆，雜豆主要有蠶豆、紅豆、綠豆、黃豆、黑豆、豇豆、豌豆、刀豆、扁豆、蕓豆、鷹嘴豆、木豆等[3]。豆類因其富含豐富的蛋白質(zhì)、膳食纖維、維生素、碳水化合物和礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，并且脂肪含量低，具有很高的食用價值和藥用價值，越來越受到研究者的關(guān)注和重視[4]。

1.1 蛋白質(zhì)

雜豆的蛋白質(zhì)含量為20%～30%，而大豆中蛋白質(zhì)可達40%。與世界衛(wèi)生組織（WHO） 提出的人體必需氨基酸需求模式相比，豆類蛋白質(zhì)除含硫氨酸且少數(shù)品種的色氨酸含量偏低外，其余氨基酸種類齊全，含量較高，可稱為全價蛋白質(zhì)[5]。雖然豆類中的蛋白質(zhì)含量低于動物蛋白的含量，但卻比谷物的蛋白質(zhì)含量高，且富含谷物中稀少的賴氨酸，因此兩者混食可以通過互補作用提高混合膳食的蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。另外，豆類蛋白質(zhì)的生產(chǎn)成本較低、經(jīng)濟效益較高，因此許多國家把豆類作為獲取蛋白質(zhì)的重要來源。

1.2 碳水化合物

豆類的碳水化合物含量為55%～70%。其中，淀粉占40%～60%，且多為直鏈淀粉，具有良好的黏附性、透明度、柔韌性和抗張強度等特點，是制備粉絲、包裝材料及紡織材料的良好原料[6]；粗纖維含量為8%～10%，多數(shù)存在于種皮中。豆類中的膳食纖維分為可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維，二者含量比較均衡，可有效降低葡萄糖的吸收速率，降低糖尿病的患病幾率[7]；同時，豆類中還含有一定量的低聚糖，有保健功能的豆類低聚糖主要有棉子糖、水蘇糖、毛蕊花糖等[8-9]，這些低聚糖具有益生元的作用，能促進雙歧桿菌等益生菌群增殖速率，抑制病原菌和腹瀉，預(yù)防便秘。

1.3 脂肪

不同豆類脂肪的含量有較大的差異。例如，大豆脂肪含量為20%左右[10]，四棱豆的為13%～19%[11]，羽扇豆的為5.66%左右[12]，鷹嘴豆的為5.50%左右[13]。而其他多數(shù)雜豆脂肪含量較低，為0.5%～3.6%[14]。豆類脂肪酸多為不飽和脂肪酸，主要有亞油酸、亞麻酸、油酸、亞油酸等，均能在降低血膽固醇、減少心腦血管疾病的暴發(fā)等方面具有一定作用[10，15]。

1.4 維生素及礦質(zhì)元素

豆類中的礦質(zhì)元素多達十幾種，是膳食中難得的高鉀、高鎂、低鈉食品；維生素以B 族維生素最多，并且維生素含量及硫胺素、核黃酸含量均比禾谷類作物含量高[14]。

1.5 抗?fàn)I養(yǎng)因子

豆類籽粒中含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，主要有蛋白酶抑制劑、植物凝集素、植酸、單寧、抗維生素因子等，這些物質(zhì)在一定程度上會對營養(yǎng)成分的消化、吸收和代謝產(chǎn)生不利影響，從而降低了豆類的營養(yǎng)價值，通過培育新品種及加熱法、發(fā)酵法、化學(xué)處理法、酶處理法等方法能除去或減少這些不利成分對人體的影響[16-17]?？?fàn)I養(yǎng)因子雖然有弊端，但近年來國內(nèi)外的試驗表明，這些所謂的抗?fàn)I養(yǎng)因子在抗癌、抗腫瘤、抗氧化、抗微生物感染、減少Ⅱ型糖尿病和肥胖癥等方面具有作用[18-20]。

2 豆類降血糖的作用機理

糖尿病的病因和發(fā)病機理很復(fù)雜，尚沒有完全證實。但有研究表明，豆類中含有的某些成分具有降低血糖的作用。

2.1 膳食纖維

豆類是一種纖維含量較高的作物，并且血糖生成指數(shù)低，對糖尿病患者控制血糖和胰島素水平特別有益。但是，豆類中的膳食纖維對血糖和糖尿病的控制機理并不十分確定，可能有以下幾個方面。①豆類中的膳食纖維通過激活糖原合成過程，導(dǎo)致肝糖原含量上升[21]。②豆類中的膳食纖維改善末梢組織對胰島素感受性，降低機體對胰島素要求，增加胰島素的敏感性，從而降低糖尿病患者血糖水平[22]。

2.2 酚類化合物

酚類化合物是植物化學(xué)物中分布最廣泛的族群之一，具有多種結(jié)構(gòu)，從具有一個芳香環(huán)的簡單酚類分子到木脂素、香豆素、蒽醌、單寧和類黃酮等較大且復(fù)雜的聚合分子。

有的酚類化合物具有抑制糖代謝的功能。Cecilia A Moreno-Valdespino 等人[23]研究發(fā)現(xiàn)，斑豆豆皮提取物中存在的酚類化合物表現(xiàn)出極高的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謝途徑，從而降低細胞內(nèi)葡萄糖含量，并且抑制這2 種酶的潛力較大的品種是黑豆和斑豆，其表現(xiàn)出的抑制潛力高達66%～82%。Mojica L 等人[24]評估了黑豆皮中抑制性酚類物質(zhì)——花色素苷在體內(nèi)的降血糖潛力。結(jié)果表明，花色素苷通過改善胰腺β 細胞功能（減少氧化應(yīng)激、增加胰島素產(chǎn)量、減少β 細胞凋亡和促進β 細胞增殖） 和淀粉降解酶的阻斷、葡萄糖吸收的減少（抑制α - 葡萄糖苷酶、α - 淀粉酶和葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白SGLT1 和GLUT2 起作用） 來降低血糖水平。薛峰[25]的一項研究發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆中的酚類物質(zhì)- 異黃酮可增強人體的抗氧化酶活性，消除自由基和過氧化物產(chǎn)物，減少對細胞的氧化損傷并促進胰腺等功能的恢復(fù)，從而加強機體對葡萄糖消化和吸收，發(fā)揮降血糖的效應(yīng)。Choudhary D K 等人[26]通過體外和計算機模擬研究表明，蠶豆中的多酚植物化學(xué)物質(zhì)（沒食子酸和兒茶素） 通過疏水相互作用、氫鍵和范德華力與α - 葡萄糖苷酶相互作用或與除活性位點以外的催化殘基相互作用來抑制其活性，以有效降低血液中血糖水平。Andrés Carmona 等人[27]在試驗中發(fā)現(xiàn)，黑豆中的酚類物質(zhì)- 單寧酸通過與各種消化酶形成單寧酸- 蛋白質(zhì)復(fù)合物，阻止小腸可吸收產(chǎn)物的形成，從而削弱了對葡萄糖的吸收，降低葡萄糖的吸收率。

2.3 皂苷

Ercan P 等人[28]在評估豆類中的皂苷對脂質(zhì)和碳水化合物消化酶的抑制作用時發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆中的皂苷能夠抑制α - 淀粉酶、α - 葡萄糖苷酶和脂肪酶的活性，可通過降低小腸中葡萄糖的釋放和吸收速率來抑制餐后高血糖癥。Liu Xu[29]研究發(fā)現(xiàn)，小豆的總皂苷提取物抑制了近70%的α - 糖苷酶活性，從而減緩了對碳水化合物利用吸收，進一步控制代謝紊亂，如糖尿病和肥胖癥。

2.4 多糖

Bai Z 等人[30]比較了6 種豆類（大豆、白蕓豆、紅蕓豆、小黑豆、四季豆、小扁豆） 多糖在高脂飲食和鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的Ⅱ型糖尿病小鼠中的抗糖尿病作用。結(jié)果表明，6 種豆科植物的多糖通過增強血清胰島素敏感性、降低血糖、總膽固醇、甘油三酯及谷胱甘肽過氧化物酶的水平而表現(xiàn)出強烈的抗糖尿病作用。與其他5 種豆科多糖相比，紅蕓豆顯示出更顯著的抗糖尿病活性，這可能是由于紅蕓豆中的多糖含量高、分子量大，以及復(fù)雜的構(gòu)象造成的。Wu G J 等人[31]研究了4 種豆類（綠豆、小豆、豌豆和豇豆） 中多糖對糖尿病小鼠的抗糖尿病作用，發(fā)現(xiàn)豆類多糖對胰島細胞具備很好的修復(fù)和保護的功能，能改善肝糖原含量，并且4 種豆類多糖的降血糖作用按小豆＞豇豆＞豌豆＞綠豆的順序降低。

3 豆類在糖尿病防治方面的應(yīng)用研究

3.1 降低糖尿病的發(fā)病率

研究表明，血糖生成指數(shù)與糖尿病風(fēng)險呈正相關(guān)，谷物纖維攝入量與患糖尿病的風(fēng)險呈負相關(guān)，長期攝入豆類等高纖維的食品，可有效降低患糖尿病的風(fēng)險[32]。

早在2008 年，Villegas R等人[33]對我國64 000 多名無Ⅱ型糖尿病、癌癥或心血管疾病病史的女性進行了跟蹤調(diào)查，平均隨訪時間為4.6 年，結(jié)果觀察到豆類物質(zhì)的攝入量與Ⅱ型糖尿病的發(fā)病率呈負相關(guān)。一項對10 項前瞻性研究的薈萃分析，包括來自歐洲和美國的136 846 名參與者，發(fā)現(xiàn)長期食用地中海飲食（富含豆類，全谷類谷物，水果和蔬菜等） 可有效降低Ⅱ型糖尿病風(fēng)險，有效率高達23%[34]。Sievenpiper J L 等人[35]對中國4 096 名成年人的飲食模式進行的為期15 年的研究報告顯示，豆類攝入量的增加與糖化血紅蛋白（HbA1c） 的水平顯著降低和Ⅱ型糖尿病的發(fā)生率降低呈正相關(guān)。Nerea B T 等人[36]對3 349 名健康人群進行跟蹤調(diào)查研究，記錄分析飲食信息，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在3 年的隨訪期間中產(chǎn)生了266 例Ⅱ型糖尿病患者，分析認為豆類食用量高的人比食用量低的人患糖尿病的風(fēng)險要低，特別是經(jīng)常食用小扁豆和鷹嘴豆的人，患病風(fēng)險更低。

3.2 降低血糖水平

目前，在豆類飲食干預(yù)對糖尿病患者血糖影響方面，已經(jīng)開展了大量研究。一些短期飲食干預(yù)試驗證明膳食中添加豆類可以改善餐后血糖反應(yīng)。林金雪嬌等人[37]將24 名健康受試者隨機分為2 組，一組測試餐為白米飯及3 種不同的扁豆組成混合餐，其他組為相同含量碳水化合物的馬鈴薯與不同種類扁豆組成的混合餐，在食用后15，30，45，90 min測定血糖反應(yīng)。結(jié)果表明，與單獨吃白米飯和馬鈴薯相比，混合餐的相對血糖反應(yīng)降低了20%～35%，并且受試者體內(nèi)胰島素水平降低了，胰島素的敏感性也有了良好的提高。Sharon V T 等人[38]評估了豆類和大米傳統(tǒng)膳食與單獨的大米對Ⅱ型糖尿病成年人早餐的餐后血糖反應(yīng)影響，研究發(fā)現(xiàn)禁食12 h 后，與白色長粒大米早餐組相比，斑豆/大米、黑豆/大米、紅蕓豆/大米早餐組可顯著降低餐后血糖反應(yīng)，其中黑豆/大米早餐組效果最好。Bednar G E 等人[39]對12 位健康的成年女性進行了一項干預(yù)研究，試驗組食用黑豆或鷹嘴豆與白米飯的混合餐，對照組只吃白米飯，測量餐后60，90，120 min 分別血糖值。結(jié)果表明，混合餐組的血糖濃度變化、血糖曲線下增加面積均顯著低于對照組。

較為長期的飲食干預(yù)研究也發(fā)現(xiàn)飲食中添加豆類有利于糖尿病患者穩(wěn)定血糖。2009 年加拿大的研究人員分析匯總了41 項隨機對照試驗結(jié)果，并評估木豆、扁豆、綠豆和鷹嘴豆對血糖控制的效果，發(fā)現(xiàn)豆類單獨食用或作為高纖維或低血糖飲食的一部分食用時，都能夠降低空腹血糖、胰島素水平，改善糖化血紅蛋白（HbA1c） 水平，其中鷹嘴豆的降血糖作用最強[40]。Jenkins D J A 等人[41]將121 位Ⅱ型糖尿病參與者被隨機分配到低GI 豆類（干豆、鷹嘴豆和小扁豆） 飲食中，一組每天至少增加1 杯豆類攝入量，另一組通過食用全麥產(chǎn)品來增加不溶性纖維，持續(xù)3 個月，發(fā)現(xiàn)低GI 豆類飲食使糖化血紅蛋白（HbA1c）值降低0.5%，高小麥纖維飲食使HbA1c 值降低0.3%，表明豆類飲食比全麥飲食能更好降低HbA1c 值。Ramdath D 等人[42]開展的長期人體交叉對照研究證實，將黑云豆、花蕓豆和紅腰豆和米飯一同蒸煮食用比只吃純的米飯可以明顯降低餐后血糖，維持血糖穩(wěn)定。Da Costa T H M 等人[43]研究發(fā)現(xiàn)，以豆類（小扁豆、干豌豆、蕓豆、鷹嘴豆等） 和糙米當(dāng)作主食，16 周之后糖尿病患者的空腹血糖顯著降低。

另外，一些相關(guān)動物試驗也報道了豆類對血糖的影響。例如，涂宗財?shù)热薣44]探究大豆可溶性膳食纖維對血糖的控制作用，將糖尿病小鼠分為（高血糖模型對照組、陽性藥物對照組、可溶性纖維高、中、低劑量組） 5 組，結(jié)果表明3 個劑量組的可溶性膳食纖維均有效降低糖尿病小鼠的血糖值，高劑量組的降糖效果略強于中、低劑量組，并且與陽性藥物對照組的降糖作用相似，這說明大豆中可溶性膳食纖維能夠顯著降低糖尿病小鼠的血糖水平，且與劑量呈正相關(guān)。

4 結(jié)語

綜上所述，許多豆類對維持糖尿病人的血糖穩(wěn)定和降低糖尿病的發(fā)生風(fēng)險都有重要作用。但是，我國研究和應(yīng)用比較廣泛的是大豆，如大豆蛋白粉、大豆低聚糖、大豆異黃酮等產(chǎn)品的開發(fā)，對于其他豆類如蕓豆、鷹嘴豆、豌豆等的開發(fā)比較少，尤其是在控糖方面的應(yīng)用。因此，加強豆類在控糖食品方面的研究和應(yīng)用，具有很大的市場潛力，對改善糖尿病患者的病情和生活具有重要的意義。