低谷蛋白大米对Beagle犬血糖生成指数的影响

稻米中易被人体消化吸收的贮藏蛋白可提供人体所需的必需氨基酸，稻米贮藏蛋白主要由谷蛋白、醇溶蛋白和球蛋白构成，其中谷蛋白含量最高，约占大米总蛋白干质量的80%左右，其富含赖氨酸，且易被人体消化吸收；而醇溶蛋白因其结构致密，很难被人体消化吸收。另一方面，我国现有慢性肾脏病患者1.2亿，尿毒症患者150多万，每年还在以12～15 万新增尿毒症患者的趋势增加。

虽然提高谷蛋白含量有助于提高稻米的营养价值，但是对肾脏机能障碍或糖尿病患者来说，大米中谷蛋白的大量吸收可能导致病情恶化，该类患者不宜食用可溶性蛋白质量分数超过4%的大米。因此，为满足肾脏病人及糖尿病人对低含量可吸收蛋白食品的特定需求，研制低谷蛋白大米已成为当前肾脏病患者和糖尿病人食用的特殊食品的一个重要方向。

本实验供试品W0868低谷蛋白大米是中国工程院院士万建民教授带领研究团队，从20世纪90年代后期开始研究，历经20年，从10万株水稻品种中选育获得的特殊营养功能大米品种。与普通大米相比，低谷蛋白大米的显著区别是其可溶性谷蛋白质量分数低于4%，碳水化合物的消化吸收速率相对更低，可作为糖尿病和肾病患者的主食或食疗辅助食品。但是缺少关于大米中低谷蛋白含量与碳水化合物消化吸收速率关系的研究，因此，福州大学石油化工学院的陈旭、陈选和福州大学生物科学与工程学院的汪少芸*等人通过评价健康成年Beagle犬摄食W0868低谷蛋白大米和普通大米的相对血糖生成指数和胰岛素水平，以及对比和定量评价W0868低谷蛋白大米对餐后血糖的影响，为低谷蛋白大米的应用及后续实验提供理论参考。

1 W0868低谷蛋白大米中蛋白质量分数

通过SDS-PAGE验证W0868低谷蛋白大米种子是否具有低谷蛋白特征性谱带，其结果见图1，可以看出W0868中谷蛋白质量分数显著低于五常大米，球蛋白和醇溶蛋白组分显著增加。W0868低谷蛋白大米中总蛋白和谷蛋白质量分数均低于五常大米，且W0868低谷蛋白大米中谷蛋白占大米中总蛋白的32%，远低于五常大米中谷蛋白占大米总蛋白的80%。W0868低谷蛋白大米与五常大米相比可溶性谷蛋白质量分数降低60%以上，醇溶蛋白质量分数升高超过100%，且其蛋白质分布也有明显不同。

2 葡萄糖耐量实验结果

8 只Beagle犬单次灌胃给予8 g葡萄糖，得到给药前和给药后180 min内的血浆葡萄糖浓度数据，平均血浆葡萄糖浓度随时间变化曲线见图2。结果显示，8 只Beagle犬给予葡萄糖前后－15～180 min内的血浆葡萄糖峰浓度（cmax）为（6.74±0.75）mmol/L，谷浓度（cmin）为（4.67±0.44）mmol/L，达峰时间（tmax）为（31±14）min，符合正常Beagle犬葡萄糖耐量后的血糖代谢特征；各时间点血浆葡萄糖浓度水平的变异系数小于15%，表明本研究纳入的8 只实验犬具有正常一致的糖代谢基础水平。

3 W0868低谷蛋白大米和五常大米的相对血糖生成指数

3.1 血浆葡萄糖浓度变化

采用双交叉试验设计，将8 只Beagle犬随机等分为2 组，在2 个连续的实验周期先后单次给予等量碳水化合物的W0868低谷蛋白大米（T）和五常大米（R2），干预前和干预后180 min内的平均血浆葡萄糖浓度经时变化曲线见图3。8 只Beagle犬在两个周期分别喂食W0868低谷蛋白大米和五常大米后，与五常大米相比W0868低谷蛋白大米血浆葡萄糖浓度的达峰时间、0～90、0～120、0～150 min和0～180 min血浆葡萄糖浓度曲线下面积均显著降低。

3.2 餐后血浆葡萄糖升高程度

根据非房室模型计算各只Beagle犬单次给予W0868低谷蛋白大米和五常大米后的血浆葡萄糖升高速率和程度的参数，包括tmax、cmax、AUC0～60 min、AUC0～90 min、AUC0～120 min、AUC0～150 min、AUC0～180 min；tmax经Wilcoxon秩和检验，cmax、AUC0～60 min、AUC0～90 min、AUC0～120 min、AUC0～150 min和AUC0～1800 min经自然对数转换后进行配对t检验，统计分析结果表明，与五常大米相比，8 只Beagle犬经W0868低谷蛋白大米干预后血浆葡萄糖浓度的tmax、AUC0～90 min、AUC0～120 min、AUC0～150 min、和AUC0～180 min均显著降低，差异具有统计学意义（P＜0.05）；cmax和AUC0～60 min存在一定的差异，但无统计学意义（P＞0.05）。

3.3基线校正血浆葡萄糖浓度数据及血糖生成指数

以干预前5 min和15 min的平均血浆葡萄糖浓度作为基线值，以干预后的血浆葡萄糖浓度减去基线值，分别对每条血糖曲线进行基线校正，负值计为0。8 只Beagle犬单次给予W0868低谷蛋白大米和五常大米后基线校正的血浆葡萄糖浓度数据显示，根据校正后的血浆葡萄糖浓度数据计算0～120 min血浆葡萄糖曲线下面积AUC0～120 min，分别以每只Beagle犬给予W0868低谷蛋白大米后的基线校正后的AUC0～120 min除以给予五常大米组后的基线校正后的AUC0～120 min，计算W0868低谷蛋白大米和五常大米的相对血糖生成指数，结果显示，8 只Beagle犬单次给与W0868低谷蛋白大米后AUC0～120 min均显著低于给与五常大米组的Beagle犬，且相对血糖生成指数显著降低。

3.4 相对血糖生成指数统计分析结果

将基线校正后的AUC0～120 min经对数转换后计算几何平均值比率（W0868低谷蛋白大米/五常大米）的90%置信区间，同时进行双单侧t-检验分析，统计分析结果显示，按照血糖生成指数的定义，采用基线校正后的0～120 min血浆葡萄糖曲线下面积，计算W0868低谷蛋白大米和五常大米相比的相对血糖生成指数的几何平均值为59.33%，90%置信区间为42.56%～82.72%。因此可以认为，以相同标准单次定量喂食Beagle犬，W0868低谷蛋白大米升高Beagle犬血糖的速率和程度比五常大米低40.67%。

4 W0868低谷蛋白大米对餐后Beagle犬胰岛素分泌情况

采用双交叉试验设计，8 只Beagle犬随机等分为两组，在两个连续的实验周期先后单次给予等量碳水化合物的W0868低谷蛋白大米和五常大米，干预前5 min和干预后30、60、90 min的血清胰岛素浓度数据，平均血清胰岛素浓度随时间变化曲线见图5。统计分析结果表明，与对照大米相比，Beagle犬喂食W0868低谷蛋白大米后30 min和60 min的血清胰岛素浓度存在一定降低的现象，该现象与血糖生成指数实验结果一致；由于存在个体差异且样本数较小，两组血清胰岛素浓度的差异尚未达到统计学意义（P＝0.09）。

结 论

以相同标准单次定量喂食时，与W0868低谷蛋白大米相比，对照食物五常大米在30～60 min具有更高的升糖效应，同时在约90 min后出现血浆葡萄糖浓度低于基线值的情况；血清胰岛素检测结果证实，对照食物五常大米干预后30 min和60 min的血清胰岛素浓度在一定程度上高于W0868低谷蛋白大米，该现象与血糖生成指数实验结果完全一致。根据本实验结果可以认为，以相同标准单次定量喂食，W0868低谷蛋白大米升高Beagle犬血糖的速率和程度比对照食物五常大米低40.67%，并在一定程度上降低了Beagle犬的代偿性胰岛素分泌。因此可以推测，与对照食物五常大米相比，W0868低谷蛋白大米可能在一定程度上具有减缓胰岛素抵抗进展的作用，该作用或存在对2型糖尿病人的临床意义。

本文《低谷蛋白大米对Beagle犬血糖生成指数的影响》来源于《食品科学》2020年41卷17期126-132页，作者：陈旭，陈选，杨炯，周少文，汪少芸。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190719-258。

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