《NFS Journal》:Effect of a tapioca fiber (FiberSMART?) on postprandial glycemic response: A randomized controlled feeding trial in healthy participants
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背景:抗性糊精(resistant dextrins)是一类源自天然淀粉的新型膳食纤维,不会被人类消化酶水解。FiberSMART?是一种基于木薯或玉米的抗性糊精,广泛应用于多种食品饮料中,既往研究显示其具有良好的耐受性,但其对血浆葡萄糖反应的影响尚未被充分表
背景:抗性糊精(resistant dextrins)是一类源自天然淀粉的新型膳食纤维,不会被人类消化酶水解。FiberSMART?是一种基于木薯或玉米的抗性糊精,广泛应用于多种食品饮料中,既往研究显示其具有良好的耐受性,但其对血浆葡萄糖反应的影响尚未被充分表征。目的:本试验旨在比较20 g木薯抗性糊精相对于水(阴性对照)和20 g葡萄糖(阳性对照)的餐后血糖反应。方法:采用随机交叉设计,15名健康成年人完成了三个试验日。在隔夜禁食后,受试者分别摄入250 g水、含20 g葡萄糖的水溶液或含20 g木薯抗性糊精粉末的水溶液。在餐前两次及餐后15、30、45、60、90和120 min测定血浆葡萄糖。主要终点为血糖曲线下增量面积(incremental area under the curve, iAUC),次要终点包括峰值血糖(peak glucose)和达峰时间(Tmax)。结果:木薯抗性糊精组的血浆葡萄糖iAUC(15.7 ± 1.7 mmol·min/L)与水对照组(4.2 ± 1.3 mmol·min/L)之间差异无统计学意义,而二者的iAUC均显著低于葡萄糖对照组(148.3 ± 10.9 mmol·min/L)(p < 0.001)。木薯抗性糊精与葡萄糖对照组之间的血糖Tmax差异无统计学意义。与葡萄糖对照组相比,木薯抗性糊精的餐后血糖反应显著减弱,峰值血糖浓度更低(Δ 3.15 ± 0.10 mmol/L, p < 0.001)。结论:木薯基抗性糊精的表现符合膳食纤维的预期特征。未来试验应探讨该抗性糊精是否具有膳食纤维的其他心脏代谢益处。注册:clinicaltrials.gov NCT07075822。
论文解读
一、研究背景与目的
膳食纤维(dietary fiber)是一类抵抗酶消化的复杂碳水化合物结构,包括天然植物成分以及由天然来源合成或修饰的新型纤维。部分纤维的独特化学组成可改善含碳水化合物食物的急性血糖反应,并在长期效应中带来降低胆固醇、改善糖尿病血糖标志物和控制体重等益处,从而降低心血管疾病风险。然而,尽管多项人群健康倡议致力于推广高纤维饮食,人群的膳食纤维摄入量仍仅为推荐量的一半。新型膳食纤维为补充或作为食品配料提高纤维含量提供了选择。
FiberSMART?是一种来源于玉米或木薯的抗性糊精(resistant dextrin),由聚合度约为10.6的葡萄糖聚合物组成,经加工将可消化糖苷键替换为抵抗人类酶裂解的键型。已有研究显示,即使每日摄入50 g也未引起显著胃肠道症状,且其具有中性至温和的甜味,适用于零食、烘焙食品、糖果、酱料和饮料等多种产品。然而,该产品本身是否引发血糖反应或能否减弱碳水化合物的血糖反应尚未明确。为此,研究人员开展了一项随机对照试验,首先表征在无碳水化合物负荷情况下摄入木薯抗性糊精后的血糖反应,验证其餐后葡萄糖反应与饮水无差异、且显著低于等量碳水化合物负荷(葡萄糖)的假设。
二、研究方法概述
该研究为一项开放标签、随机、对照交叉设计试验,在合同研究组织INQUIS Clinical Research Ltd.开展。15名健康成年人(5男10女;年龄42±16岁;BMI 26.8±5.2 kg/m2)完成了三个试验日。受试者经隔夜禁食至少10小时后,按随机顺序摄入三种等容积饮料:含20 g木薯抗性糊精粉末的250 g水、含21.9 g水合葡萄糖(相当于20 g可利用碳水化合物)的250 g水,以及250 g水(阴性对照)。在餐前约5 min间隔采集两次空腹指尖血,并在餐后15、30、45、60、90和120 min采集指尖血测定血浆葡萄糖。主要结局指标为2小时血糖iAUC(采用梯形法计算,忽略基线以下面积);次要结局指标包括峰值血糖、达峰时间(Tmax)及各时间点血糖增量变化。iAUC、峰值和Tmax采用单因素重复测量方差分析(GLM)检验处理效应;各时间点血糖采用双因素重复测量ANOVA,并采用Tukey检验进行多重比较校正。样本量计算显示15名受试者可在双尾α=0.05下以80%功效检测iAUC的25%差异(假定个体内iAUC变异系数为23%)。
三、研究结果
1. 受试者基线特征与耐受性
研究于2025年6月11日至7月15日进行,15名受试者全部完成试验并纳入最终分析。受试者平均年龄41.6±16.3岁,BMI 26.8±5.2 kg/m2,空腹血糖5.38±0.3 mmol/L。干预耐受良好,未观察到不良事件。
2. 餐后血糖增量反应曲线
图1展示了三种试验饮品后120 min内的增量血糖反应。三种处理前平均空腹血糖无差异。木薯抗性糊精与水对照的餐后血糖反应在各时间点均无差异,仅在30 min时木薯抗性糊精较水产生了轻微但统计学显著的升高(0.50±0.09 mmol/L,p=0.001)。葡萄糖处理在15、30、45和60 min时血糖水平高于木薯抗性糊精和水,在120 min时则低于二者(每个时间点和比较均p<0.01)。
3. 血糖iAUC、峰值与Tmax
木薯抗性糊精的血糖iAUC(15.7±1.7 mmol·min/L)与水对照(4.2±1.3 mmol·min/L)差异无统计学意义(Δ11.6±1.8 mmol·min/L,p=0.39),但显著低于葡萄糖对照(148.3±10.9 mmol·min/L,Δ-132.5±10.1 mmol·min/L,p<0.001)。三组间达峰时间无显著差异。木薯抗性糊精的峰值血糖(5.9±0.1 mmol/L)显著高于水对照(5.5±0.1 mmol/L,Δ0.37±0.11 mmol/L,p=0.006),同时显著低于葡萄糖对照(9.0±0.2 mmol/L,Δ-3.15±0.10 mmol/L,p<0.001)。
四、讨论与结论
研究人员指出,30 min时相对于水的轻度血糖升高表明该抗性糊精中有一部分可被消化。由于增量血糖反应与0至20 g可利用碳水化合物剂量呈线性关系,低剂量碳水化合物的血糖影响可表示为等效血糖负荷(equivalent glycemic load, EGL),即产生相同增量反应所需的葡萄糖重量。20 g FiberSMART?的EGL计算为(木薯抗性糊精iAUC/葡萄糖iAUC)×20 g,得到约2 g,表明约90%的产品为不可消化碳水化合物,该估计与分析测定的87%总膳食纤维含量一致。
该试验结果证实,摄入木薯基抗性糊精不会导致显著或具有临床意义的餐后血糖升高,证实其与膳食纤维在功能上的相似性。研究人员早前在2016年开展的随机对照试验显示,20 g玉米基FiberSMART?相对于20 g葡萄糖对照具有相似的餐后血糖谱(iAUC分别为11.2±1.8和119.0±11.9 mmol·min/L,p<0.05),且该产品具有高度适口性。鉴于木薯基和玉米基产品的理化性质相似,可合理预期两种产品均有良好的口感接受度。
FiberSMART?是一种耐受性良好的抗性糊精,当前试验和早期玉米基试验均未报告不良事件。另一项纳入38名健康成人的随机对照双组平行试验显示,每日10、30或50 g木薯基FiberSMART?连续7天耐受良好,与安慰剂相比无显著胃肠道症状。其他临床试验也观察到抗性糊精在健康人群和2型糖尿病人群中急性和长期均不引发胃肠道症状。
抗性糊精可能作为有效的益生元产生长期益处,通过支持有益菌生长调节肠道菌群。膳食纤维的特征是抵抗人类酶消化并完整通过小肠,在大肠中被肠道细菌发酵产生短链游离脂肪酸(SCFA),后者穿过黏膜进入体循环。SCFA水平升高被认为与高纤维饮食相关的胰岛素敏感性改善、饱腹感和炎症减轻机制有关。SCFA可结合肠黏膜内分泌L细胞上的受体,刺激GLP-1分泌。动物模型支持抗性糊精增加GLP-1产生的假说,但临床试验结果不一。需要进一步研究长期摄入剂量阈值、配方和给药方式以优化这些潜在益处。
该试验的优势包括随机交叉设计减少了关键偏倚来源,同时使用阳性和阴性对照增强了内部效度,证明FiberSMART?的餐后血糖反应相对于两种对照均符合预期。相对反应在很大程度上不受糖尿病状态、性别或年龄影响,支持将结果外推至其他人群。局限性包括未探讨剂量-反应关系或胰岛素反应,未评估FiberSMART?对碳水化合物负荷血糖反应的减弱作用,且急性进食设计限制了向长期摄入的推广。
结论:这项随机对照进食试验证实木薯基FiberSMART?能引发具有膳食纤维特征的血糖反应。摄入20 g木薯抗性糊精后的餐后葡萄糖反应与等容积水对照相似,且显著低于碳水化合物匹配的葡萄糖对照。这些发现与此前玉米基FiberSMART?的进食研究结果一致。未来研究应确定剂量-反应关系和胰岛素反应,并探讨FiberSMART?是否具有膳食纤维相关的其他心脏代谢益处,包括降低碳水化合物负荷的血糖反应。