劉國玉，柳嘉，萬寧，王璽，倪慶桂，喻勤，孫忠偉，杜玉蘭，嚴(yán)建剛，王菲，段盛林*

1(中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京，100015) 2(完美(中國)有限公司，廣東 廣州，528402) 3(北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)，北京，100195)

小分子糖及糖醇體外抑制α-葡萄糖苷酶活性的影響

劉國玉1，柳嘉1，萬寧1，王璽1，倪慶桂2，喻勤2，孫忠偉2，杜玉蘭2，嚴(yán)建剛2，王菲3，段盛林1*

1(中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京，100015) 2(完美(中國)有限公司，廣東 廣州，528402) 3(北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)，北京，100195)

研究了D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、棉籽糖、水蘇糖、赤蘚糖醇、異麥芽酮糖醇、山梨糖醇、木糖醇以及麥芽糖醇等小分子糖及糖醇對(duì)α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用，以期為降糖營養(yǎng)食品的開發(fā)提供參考。通過高效液相色譜法，確定α-葡萄糖苷酶對(duì)糖及糖醇的分解作用，進(jìn)一步檢測各種糖及糖醇在蔗糖底物存在下對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用，將抑制效果較好的糖及糖醇進(jìn)行復(fù)配，利用Calcusyn軟件計(jì)算復(fù)配結(jié)果，觀察樣品的相互作用。D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、赤蘚糖醇、異麥芽酮糖醇、山梨糖醇均能抑制α-葡萄糖苷酶的活性，且D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、赤蘚糖醇、異麥芽酮糖醇以及山梨糖醇的IC50值分別為23.89 mg/mL、15.03 mg/mL、9.75 mg/mL、3.19 mg/mL、20.64 mg/mL、106.19 mg/mL。赤蘚糖醇分別與海藻糖、異麥芽酮糖醇復(fù)配后對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用明顯增強(qiáng)(聯(lián)合指數(shù)CI<1)，表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。結(jié)論：赤蘚糖醇與海藻糖或異麥芽酮糖醇復(fù)配后(CI<1)有助于增強(qiáng)對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用。

功能性糖；糖醇；α-葡萄糖苷酶；復(fù)配；體外抑制

由于環(huán)境和生活方式變化，人類疾病譜發(fā)生了很大轉(zhuǎn)變，糖尿病、心血管疾病、肥胖癥等慢性疾病比例不斷上升，已成為目前全球性重大的公共衛(wèi)生問題[1]。其中，糖尿病已成為繼心腦血管病、腫瘤之后位居第3的慢性非傳染疾病，在臨床上以高血糖為主要特征[2-3]，若血糖控制不佳則會(huì)導(dǎo)致全身多系統(tǒng)、多臟器損害，引發(fā)各種急慢性并發(fā)癥。研究表明，血糖主要來源于食物中的糖類[4]，α-葡萄糖苷酶是調(diào)節(jié)食物來源血糖的關(guān)鍵酶，食物中的碳水化合物經(jīng)過口腔、胃到達(dá)小腸時(shí)，被小腸上皮絨毛膜刷狀緣上的多種α-葡萄糖苷酶(如蔗糖酶、麥芽糖酶、淀粉葡萄糖苷酶等)分解為單糖，最終被機(jī)體吸收利用。因此，設(shè)計(jì)安全有效的α-葡萄糖苷酶抑制劑來抵抗糖尿病成為人們研究的熱點(diǎn)。目前，臨床上多采用藥物療法[5]，如阿卡波糖和伏格列波糖作為α-葡萄糖苷酶抑制劑來控制血糖，但其制備工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高昂且副作用明顯。研究發(fā)現(xiàn)，部分功能性糖能抑制α-葡萄糖苷酶活性，減少葡萄糖生成量，進(jìn)而降低餐后引起的血糖波動(dòng)。功能性糖包括功能性單糖、寡糖、糖醇等小分子糖以及植物性多糖。關(guān)于功能性糖對(duì)血糖值的影響國外報(bào)道較多[6-9]，而國內(nèi)多通過研究植物多糖組分探究其對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用[10-12]。目前，有關(guān)海藻糖、棉籽糖、水蘇糖及糖醇對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制作用的探究鮮見報(bào)道，且關(guān)于寡糖與糖醇的復(fù)配物對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制作用的研究未見報(bào)道。故本研究對(duì)部分單糖、寡糖、糖醇及其復(fù)配物的α-葡萄糖苷酶抑制活性進(jìn)行了探究，篩選出具有降糖特性的糖及糖醇復(fù)配物，并將其運(yùn)用到糖尿病患者飲食中，如制備糖尿病患者食用的谷物食品、焙烤食品、甜味劑和牛奶等食物，以期為降糖食品的開發(fā)提供參考。

目前，試驗(yàn)室多采用紫外分光光度法篩選α-葡萄糖苷酶抑制劑，試劑消耗大且重現(xiàn)性差，準(zhǔn)確度相對(duì)較低，尤其對(duì)有顏色干擾的樣品，其假陽性高[13]。而利用高效液相色譜法，以蔗糖為底物時(shí)，不僅出峰時(shí)間快，與其他樣品峰無重疊現(xiàn)象，而且底物峰面積隨酶解時(shí)間的延長呈現(xiàn)規(guī)律性變化，準(zhǔn)確性高且重現(xiàn)性好，有學(xué)者[12,14]曾分別以蔗糖和麥芽糖為底物探究L-阿拉伯糖和桑葉多糖對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用，發(fā)現(xiàn)L-阿拉伯糖和桑葉多糖以蔗糖為底物時(shí)對(duì)酶活的抑制作用要顯著大于以麥芽糖為底物時(shí)對(duì)酶活的抑制作用。本研究采用高效液相色譜法，以蔗糖為底物，利用Hypersil NH2S氨基色譜柱分離糖及糖醇的特性，根據(jù)蔗糖峰面積的變化，分析各種糖及糖醇對(duì)α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用，并將不同糖及糖醇復(fù)配組合，觀察復(fù)配物對(duì)抑制酶活是否有增強(qiáng)作用，通過Calcusyn數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)不同濃度的抑制劑和相應(yīng)抑制率進(jìn)行分析，得到半數(shù)抑制濃度(half maximal inhibitory concentration，IC50)。IC50值越小，抑制活性越強(qiáng)，以此為依據(jù)研究各種糖及糖醇的活性差異。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糖醇：麥芽糖醇、異麥芽酮糖醇 、赤蘚糖醇、木糖醇、山梨糖醇；單糖：D-木糖、L-阿拉伯糖；二糖：海藻糖；三糖：棉籽糖，以上原料均來自上海士豐生物科技有限公司，純度>98%；四糖：水蘇糖，中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院制備，純度>97%；α-葡萄糖苷酶(50 U/mg)，上海士豐生物科技有限公司；蔗糖(化學(xué)純)；乙腈、甲醇(均為色譜純或優(yōu)級(jí)純)。

1.2 儀器與設(shè)備

LC-20AT型高壓液相色譜儀、RID-10A示差折光檢測器，日本島津公司；GL-20G-Ⅱ型高速冷凍離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；DK-8D三溫三控水槽，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；KQ-250DE型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司。

1.3 色譜條件

色譜柱：Hypersil NH2S氨基色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；柱溫：40 ℃；流動(dòng)相：V(乙腈)∶V(水)=70∶30；流速：1.0 mL/min；進(jìn)樣量：10 μL。

1.4 溶液的配制

1.4.1 母液的配制

分別精確稱取0.50 g蔗糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、水蘇糖、麥芽糖醇、赤蘚糖醇、木糖醇、山梨糖醇、異麥芽酮糖醇、海藻糖、棉籽糖樣品，用去離子水定容于 10 mL 容量瓶中，制成質(zhì)量濃度為 50 mg/mL的母液，備用。

1.4.2 樣品溶液的配制

用移液管分別吸取按1.4.1配制的母液，用去離子水定容至10 mL容量瓶中，分別配制質(zhì)量濃度為2、4、6、8、10 mg/mL的赤蘚糖醇溶液，3、6、9、12、15 mg/mL的海藻糖溶液、D-木糖溶液、L-阿拉伯糖溶液、山梨糖醇溶液以及5、10、15、20、25 mg/mL的異麥芽酮糖醇溶液。

1.4.3 復(fù)配溶液的配制

用移液管分別吸取按1.4.1配制的母液，分別配制赤蘚糖醇溶液終質(zhì)量濃度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/mL，海藻糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、異麥芽酮糖醇以及山梨糖醇樣品相應(yīng)終質(zhì)量濃度為1.5、3.0、4.5、6.0、7.5 mg/mL的混合溶液。

1.4.4α-葡萄糖苷酶溶液的配制

精密稱取20.0 mgα-葡萄糖苷酶于10 mL容量瓶中，用去離子水定容，得到0.1 U/μL的α-葡萄糖苷酶溶液。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

用移液管分別取0.2、0.4、0.6、1、2 mL上述蔗糖母液，用去離子水定容于10 mL容量瓶中，配制質(zhì)量濃度分別為1、2、3、5、10 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，充分搖勻，溶液過0.45 μm微孔濾膜后上高效液相色譜測定。以峰面積為縱坐標(biāo)(y)，以蔗糖濃度為橫坐標(biāo)(x)，做標(biāo)準(zhǔn)曲線，得線性回歸方程y=81 035x+1 678，r2=0.999 6，在0～10 mg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。

1.6 試驗(yàn)過程與計(jì)算方法

試驗(yàn)分組如下，依次加入去離子水、樣品溶液，混合均勻，于37 ℃保溫10 min，結(jié)束后，取出，加入37 ℃酶溶液，充分混勻，于37 ℃反應(yīng)40 min后，沸水浴滅酶，而后10 000 r/min離心10 min，取上清液過 0.45 μm 微孔濾膜后上高效液相色譜測定。

試驗(yàn)共設(shè)定4個(gè)組，每組3個(gè)平行，分別為：

①對(duì)照組(900 μL去離子水+100 μL樣品)

②測試組(850 μL去離子水+100 μL樣品+50 μL酶液 )

③樣品對(duì)照組(850 μL去離子水+100 μL底物+50 μL酶液 )

④樣品測定組(750 μL去離子水+100 μL樣品+100 μL底物+50 μL酶液)

抑制率按公式(1)計(jì)算：

(1)

式中：C對(duì)為樣品對(duì)照組蔗糖濃度，mg/mL；C測為樣品測定組蔗糖濃度,mg/mL；C初為初始蔗糖濃度,mg/mL。

1.7 數(shù)據(jù)分析方法

每組試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果以x±s表示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Origin8.1 軟件進(jìn)行單因素方差(One-Way ANOVA)分析，來判斷顯著性差異，P<0.05代表有顯著性差異，P<0.01代表有極顯著性差異，樣品復(fù)配后的相互作用通過Calcusyn軟件進(jìn)行分析，根據(jù)聯(lián)合指數(shù)(Combination Index，CI)值來判斷，CI<1、CI=1、CI>1分別代表協(xié)同、疊加、拮抗。

2 結(jié)果與分析

2.1 糖及糖醇對(duì)α-葡萄糖苷酶的影響

配制對(duì)照組和測試組，按1.3的色譜條件和1.6的方法操作，比較酶存在或不存在的條件下，糖及糖醇樣品峰的變化，以考察其能否被酶分解。

研究發(fā)現(xiàn)，酶存在時(shí)，D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、棉籽糖、水蘇糖、山梨糖醇、木糖醇和赤蘚糖醇的液相色譜圖與未加酶時(shí)對(duì)應(yīng)的色譜圖相比，出峰時(shí)間一致且出峰面積基本相等，可知此類糖及糖醇不能被α-葡萄糖苷酶分解(圖略)。而麥芽糖醇和異麥芽酮糖醇(如圖1)在酶存在時(shí)峰面積比未加酶的峰面積小，且色譜圖中出現(xiàn)了2個(gè)小峰(如箭頭所示)，說明麥芽糖醇和異麥芽酮糖醇能部分被α-葡萄糖苷酶分解，經(jīng)檢測，異麥芽酮糖醇分解生成的物質(zhì)出峰時(shí)間與葡萄糖、山梨糖醇出峰時(shí)間一致，表明異麥芽酮糖醇能被α-葡萄糖苷酶分解為葡萄糖和山梨糖醇。

a-未加酶時(shí)糖醇樣品；b-加酶時(shí)糖醇樣品圖1 麥芽糖醇(A)和異麥芽酮糖醇(B)的高效液相色譜圖Fig.1 High performance liquid chromatogram of maltitol (A) and isomaltitol (B)

2.2 糖及糖醇對(duì)α-葡萄糖苷酶分解蔗糖能力的影響

配制樣品對(duì)照組和不同糖及糖醇的樣品測定組，觀察各種糖及糖醇對(duì)酶分解蔗糖能力的影響，溶液中剩余的蔗糖濃度越高，表明該糖或糖醇抑制酶分解蔗糖的能力越強(qiáng)，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

A-蔗糖+酶；B-L-阿拉伯糖+蔗糖+酶；C-D-木糖+蔗糖+酶；D-海藻糖+蔗糖+酶；E-棉籽糖+蔗糖+酶；F-水蘇糖+蔗糖+酶；G-異麥芽酮糖醇+蔗糖+酶；H-山梨糖醇+蔗糖+酶；I-赤蘚糖醇+蔗糖+酶；J-麥芽糖醇+蔗糖+酶；K-木糖醇+蔗糖+酶圖2 各種糖及糖醇對(duì)α-葡萄糖苷酶分解蔗糖程度的影響Fig.2 The effect of various sugars and sugar alcohols on the sucrose decomposition degree of α-glucosidase*p<0.05，與A組相比有顯著性差異，** p<0.01，與A組相比有極顯著性差異。

由圖2可知，L-阿拉伯糖、D-木糖、海藻糖、赤蘚糖醇、異麥芽酮糖醇能極顯著(P<0.01)抑制α-葡萄糖苷酶的活性，山梨糖醇能顯著(P<0.05)抑制α-葡萄糖苷酶的活性，從而使蔗糖分解減少。水蘇糖能極顯著(P<0.01)促進(jìn)蔗糖分解，即能促進(jìn)酶對(duì)蔗糖的分解作用，水蘇糖是由果糖、葡萄糖以及2個(gè)半乳糖聚合形成的四糖結(jié)構(gòu)，難以被人體消化酶分解，且王曉莉[15]等研究發(fā)現(xiàn)，水蘇糖具有降血糖的作用，本試驗(yàn)中水蘇糖促進(jìn)蔗糖分解，表明其降糖作用并不是通過抑制α-葡萄糖苷酶的活性來實(shí)現(xiàn)的，具體的降糖機(jī)制還需進(jìn)一步探究；棉籽糖、麥芽糖醇和木糖醇對(duì)蔗糖分解未見顯著影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，糖及糖醇抑制體外α-葡萄糖苷酶活性試驗(yàn)中，D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、赤蘚糖醇、異麥芽酮糖醇、山梨糖醇均能較好地抑制α-葡萄糖苷酶活性，而其他的糖及糖醇對(duì)該酶的抑制活性表現(xiàn)較差。為研究各種糖及糖醇抑制α-葡萄糖苷酶活性強(qiáng)弱，選取上述有酶抑制作用的糖及糖醇，設(shè)計(jì)濃度梯度，計(jì)算相應(yīng)的酶抑制率，通過Calcusyn軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求得IC50值，從而得到抑制α-葡萄糖苷酶的最佳糖及糖醇樣品。

2.3 不同濃度的糖及糖醇對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用

按1.4.2小節(jié)配制樣品溶液，測定蔗糖峰面積，計(jì)算反應(yīng)后蔗糖終質(zhì)量濃度，計(jì)算抑制率，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同濃度下赤蘚糖醇(A)、海藻糖(B)、L-阿拉伯糖(C)、D-木糖(D)、山梨糖醇(E)、異麥芽酮糖醇(F)對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用Fig.3 The inhibitory effects of different concentrations of erythrito(A), trehalose (B), L-arabinose (C),D-xylose (D), sorbitol (E) and isomaltitol (F) on α-glycosidase activity

由圖3可以看出，D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、赤蘚糖醇以及異麥芽酮糖醇隨著濃度的增加，對(duì)酶的抑制率逐漸增強(qiáng)。通過Calcusyn軟件處理數(shù)據(jù)，得到D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、赤蘚糖醇以及異麥芽酮糖醇的IC50值分別為23.89 mg/mL、15.03 mg/mL、9.75 mg/mL、3.19 mg/mL和20.64 mg/mL，與其他小分子糖及糖醇比較，赤蘚糖醇作用濃度較低且有較好

的酶抑制效果，IC50值較小，因此，本試驗(yàn)選用赤蘚糖醇與其他糖及糖醇復(fù)配。

2.4 赤蘚糖醇與其他糖及糖醇復(fù)配后對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用

由2.3可知，糖及糖醇抑制率達(dá)到50%時(shí)，赤蘚糖醇相應(yīng)的作用濃度較低，而其他糖及糖醇作用濃度較高，因此，按1.4.3配制混合溶液，計(jì)算抑制率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 赤蘚糖醇與各種糖及糖醇不同配比對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用比較Fig.4 Comparison of erythritol combined with other sugars and sugar alcohols on the inhibition of α-glycosidase

由圖4看出，隨著濃度的增加，赤蘚糖醇分別與海藻糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、異麥芽酮糖醇以及山梨糖醇復(fù)配后對(duì)酶的抑制率逐漸增強(qiáng)，表現(xiàn)出一定的劑量依賴性，利用Calcusyn軟件計(jì)算赤蘚糖醇分別與海藻糖、異麥芽酮糖醇、D-木糖、L-阿拉伯糖以及山梨糖醇復(fù)配后的CI，并比較抑制率為25%、50%、75%和90%時(shí)赤蘚糖醇與其他糖及糖醇的聯(lián)合作用，結(jié)果見表1。

表1 赤蘚糖醇與其他糖及糖醇不同配比對(duì)α-葡萄糖苷酶的聯(lián)合作用

注：Dm代表中效劑量即IC50值。

由表1可知，當(dāng)抑制率在25% ～75%范圍內(nèi)，赤蘚糖醇分別與海藻糖、異麥芽酮糖醇復(fù)配時(shí)，抑制作用明顯增強(qiáng)，且CI值<1，表現(xiàn)出協(xié)同作用，即兩者復(fù)配后抑制率高于兩者單獨(dú)作用時(shí)抑制率之和。赤蘚糖醇分別與D-木糖、L-阿拉伯糖、山梨糖醇復(fù)配時(shí)，與各糖及糖醇單獨(dú)使用時(shí)比較，復(fù)配后的抑制率明顯降低，CI值>1，表現(xiàn)出拮抗作用，即兩者復(fù)配后抑制率低于兩者單獨(dú)作用時(shí)抑制率之和。

3 討論

本試驗(yàn)系統(tǒng)檢測了10種小分子糖及糖醇對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用，通過高效液相法，以α-葡萄糖苷酶為靶標(biāo)，檢測糖及糖醇在底物不存在時(shí)能否被α-葡萄糖苷酶分解，結(jié)果表明，部分異麥芽酮糖醇能被α-葡萄糖苷酶分解為葡萄糖和山梨糖醇。張堅(jiān)[16]等研究發(fā)現(xiàn)，異麥芽酮糖醇在胃、小腸能被緩慢且不完全地水解為葡萄糖、山梨糖醇，本試驗(yàn)結(jié)果與其研究發(fā)現(xiàn)一致。試驗(yàn)中部分赤蘚糖醇被α-葡萄糖苷酶分解生成兩種物質(zhì)，而蘇永[17]等研究表明，目前尚未發(fā)現(xiàn)人體消化系統(tǒng)的正常微生物菌群和人體所分泌的α-1，4-糖苷酶對(duì)麥芽糖醇分子中的糖苷鍵有分解作用，即麥芽糖醇不能被人體內(nèi)的α-葡萄糖苷酶分解，本試驗(yàn)中麥芽糖醇部分分解，其具體機(jī)制還需進(jìn)一步探究。

各種糖及糖醇對(duì)α-葡萄糖苷酶的作用結(jié)果表明，隨著濃度增大，D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、赤蘚糖醇、異麥芽酮糖醇等對(duì)酶的抑制能力逐漸增強(qiáng)。L-阿拉伯糖對(duì)蔗糖-酶中間體有高親和力，形成三聚體后使酶活性中心空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這可能是L-阿拉伯糖抑制α-葡萄糖苷酶活性的原因[14]。在對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制劑的結(jié)構(gòu)研究過程中，GABRIELA[18]發(fā)現(xiàn)，該類物質(zhì)存在著某些共性，化合物中的羥基數(shù)目、構(gòu)型以及糖的構(gòu)象都會(huì)影響化合物對(duì)酶的抑制作用[4]。赤蘚糖醇、異麥芽酮糖醇多羥基，木糖多以寡糖和多糖形式存在，海藻糖有多種同分異構(gòu)體，因此，D-木糖、海藻糖、赤蘚糖醇以及異麥芽酮糖醇等多樣性結(jié)構(gòu)可能與其對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用相關(guān)。復(fù)配結(jié)果表明，赤蘚糖醇與D-木糖、L-阿拉伯糖、山梨糖醇分別復(fù)配時(shí)，抑制率明顯降低，且復(fù)配物的抑制率低于單因素實(shí)驗(yàn)中兩者抑制率之和，即表現(xiàn)出拮抗作用，出現(xiàn)該結(jié)果的原因可能是，降糖物質(zhì)在人體內(nèi)起作用是一個(gè)多成分、多靶點(diǎn)的過程[19]，試驗(yàn)選用的α-葡萄糖苷酶抑制模型，靶點(diǎn)單一，當(dāng)赤蘚糖醇分別與D-木糖、L-阿拉伯糖、山梨糖醇復(fù)配時(shí)，導(dǎo)致兩者在抑制α-葡萄糖苷酶活性過程中存在競爭性抑制，從而使抑制率降低。本試驗(yàn)對(duì)糖及糖醇體外抑制α-葡萄糖苷酶活性作用進(jìn)行了初步探討，由于機(jī)制復(fù)雜，有待進(jìn)一步選用體內(nèi)多靶點(diǎn)模型進(jìn)行深入研究。

綜上，D-木糖、L-阿拉伯糖、海藻糖、赤蘚糖醇、異麥芽酮糖醇、山梨糖醇均能抑制α-葡萄糖苷酶的活性，且赤蘚糖醇與海藻糖或異麥芽酮糖醇復(fù)配后有助于增強(qiáng)對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制作用。通過研究糖與糖醇及其復(fù)配物的特殊功能，從而為降糖營養(yǎng)食品的開發(fā)提供參考，降低食品中糖對(duì)特殊人群的影響[20-21]，對(duì)于研究糖尿病的預(yù)防和飲食治療具有重要意義。

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The inhibitory effects of functional sugars and sugar alcohols on α-glucosidase activityinvitro

LIU Guo-yu1，LIU Jia1，WAN Ning1，WANG Xi1，NI Qing-gui2，YU Qin2， SUN Zhong-wei2，DU Yu-lan2，YAN Jian-gang2，WANG Fei3，DUAN Sheng-lin1*

1(China National Research Institute of Food & Fermentation Industries,Beijing 100015,China) 2(Perfect (China) Co., Ltd,Guangzhou 528402,China) 3(Beijing Municipal Science & Technology Commission ,Beijing 100195,China)

In order to provide references for the development of hypoglycemic nutrition diet, the inhibitory effects ofD-xylose,L-arabinose,trehalose, raffinose, lupeose, erythritol, isomaltitol, sorbitol, xylitol, and maltitol on the α-glucosidase activity were investigated. By using the high performance liquid chromatography method, the decomposition of sugars and sugar alcohols by α-glucosidase was detected, and their inhibitory effects on α-glucosidase were tested in the presence of sucrose. Further, the compounds with better inhibitory effects were designed to observe their interaction by using Calcusyn software.L-arabinose,D-xylose, trehalose, erythritol, isomaltitol and sorbitol all could inhibit the activity of α-glucosidase, and the value of IC50ofD-xylose,L-arabinose, trehalose, erythritol, isomaltitol and sorbitol were 23.89 mg/mL, 15.03 mg/mL, 9.75 mg/mL, 3.19 mg/mL, 20.64 mg/mL, 106.19 mg/mL, respectively. The inhibition of α-glucosidase were significantly increased when erythritol was combined with trehalose or isomaltitol (Combination Index <1) and showed a synergistic effect. The compounds of erythritol and trehalose or isomaltitol may contribute to the enhancement of inhibition of α-glucosidase.

functional sugar; sugar alcohol; α-glucosidase; combination;the inhibitory effectsinvitro

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201703007

碩士研究生(段盛林教授級(jí)高級(jí)工程師為通訊作者,E-mail:dslbeijing@163.com)。

農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金(2014GB2A000268)

2016-08-09，改回日期：2016-10-13