淀粉亚类和脂质代谢的制作方法

专利名称：淀粉亚类和脂质代谢的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过富含抗酶解淀粉(resistant starch)和不饱和脂肪的组合物和食品的手段来调节脂肪或脂质代谢。
食物淀粉，作为人摄入的糖的重要成分，由两种类型的葡萄糖聚合物组成，也就是直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉是葡萄糖残基通过α(1-4)键连接的线性聚合物，而支链淀粉是葡萄糖残基通过α(1-4)和α(1-6)键连接的支链聚合物。
人们知道消化支链淀粉产生血浆胰岛素和葡萄糖浓度快速持久上升，这被推定为长期对全身胰岛素敏感性有害。在人中，进食引起餐后血浆葡萄糖糖浓度大幅度升高，这也与血浆中游离脂肪酸浓度升高有关。血浆游离脂肪酸浓度的这种升高可能通过葡萄糖-脂肪酸循环引起葡萄糖氧化降低，这可能损害胰岛素敏感性。
因此，在第一方面，本发明提供调节个体中糖和脂肪代谢的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
具体的实施方案包括(1)促进个体中脂肪代谢的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
优选地，脂肪代谢的促进包括脂肪累积的减少和/或脂肪氧化的增加。
(2)降低个体中血浆瘦素浓度和增加个体饱腹感的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
(3)治疗患有肥胖症的个体的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
(4)降低个体中肥胖症发病率的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
(5)降低个体中非胰岛素依赖性糖尿病发病率的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
(6)个体进食后降低个体中餐后血浆葡萄糖和/或胰岛素水平的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
(7)控制个体身体脂肪成分的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
在第二方面，本发明提供制备用于第一方面的方法的食品的方法，所述方法包括用高抗酶解淀粉含量的成分代替低抗酶解淀粉含量的成分和用不饱和脂肪代替一些或全部饱和脂肪。
在第三方面，本发明提供包含至少2g抗酶解淀粉和至少2g不饱和脂肪的组合物，其中抗酶解淀粉所占比例为总淀粉成分的至少5％(重量)。
优选地，不饱和脂肪所占比例为总脂肪成分的至少25％(重量)。
优选地，不饱和脂肪主要选自在ω-3和ω-6型间有很好平衡的多不饱和脂肪，以及单不饱和脂肪。
组合物的形式可以是，例如片剂、食品、预包装餐或卡路里控制的饮食成分。
在第四方面，本发明提供调节个体中糖和脂肪代谢的方法，所述方法包括给予个体本发明的组合物。
(2)治疗患有肥胖症的个体的方法，所述方法包括给予个体本发明的组合物。
(3)降低个体肥胖危险的方法，所述方法包括给予个体本发明的组合物。
(4)降低个体非胰岛素依赖性糖尿病危险的方法，所述方法包括给予个体本发明的组合物。
(5)个体进食后降低个体餐后血浆葡萄糖和/或胰岛素水平的方法，所述方法包括给予个体本发明的组合物。
(6)控制个体身体脂肪成分的方法，所述方法包括给予个体本发明的组合物。
本发明还提供用于本发明第四方面的方法的本发明的组合物。本发明进一步提供本发明的组合物在生产用于第四方面的方法的药物中的用途。
本发明还提供促进个体饮食中脂肪利用的方法，所述方法包括在给定饮食中和要被利用的脂肪一起进食至少2g抗酶解淀粉。
本发明进一步提供通过刺激脂肪氧化水平增加来降低个体肥胖症发病率的方法，所述方法包括让个体食用富含抗酶解淀粉的高糖食物来刺激个体中脂肪氧化水平提高。
本发明还提供降低个体非胰岛素依赖性糖尿病发病率的方法，所述方法包括让个体食用富含抗酶解淀粉的高糖食物来刺激个体中脂肪氧化水平提高。
如本说明书所用，术语“抗酶解淀粉”包括在Brown，McNaughtand Moloney(1995)Food Australia 47272-275中定义的RS1、RS2、RS3和RS4的形式。修饰的或未修饰的抗酶解淀粉或它们的混合物可以用于本发明。特定的抗酶解淀粉可以是多次修饰的产物。修饰的抗酶解淀粉包括降解产物如抗酶解麦芽糖糊精。
特别适用于本发明的一种抗酶解淀粉形式是含有抗酶解淀粉的淀粉。优选地，淀粉中含有至少40％(重量)的直链淀粉，虽然淀粉中直链淀粉含量可能取决于获得淀粉的植物种类而变化。优选形式的淀粉来自含有至少70％(重量)、至少80％(重量)或至少90％(重量)直链淀粉的玉米。淀粉也可以是化学、物理或酶处理或修饰的。化学修饰可以是氧化、交联、醚化、酯化、酸化、糊精化，或它们的混合物。物理修饰包括热-蒸汽处理。
优选地，抗酶解淀粉来自或得自玉米(谷物)。然而，应该理解，其它抗酶解淀粉源也可以用于本发明。实例包括谷类如高粱、小麦、大麦、燕麦、黑小麦、玉米和大米，块茎如马铃薯和木薯，豆类如豌豆，以及其它包括来自常规近交育种技术或基因修饰的植物种类的淀粉。
淀粉也可以通过许多物理或化学手段加以处理以增加抗酶解淀粉含量。虽然淀粉得自非基因修饰的植物种类，所得的经处理的淀粉仍可以称为非GMO抗酶解淀粉。由于许多有关GMO食品控制和消费者优先选择的原因，期望在本发明的组合物中仅使用非GMO淀粉，无论是经处理的还是未经处理的。
一种优选的处理手段是在湿气的存在下热处理淀粉(热-蒸汽处理)，这可以通过许多方法实现，包括在负压、大气压或正压下，在增加的湿气中加热，或者通过不同温度和压力的循环技术。加热可以在以下条件下进行100至180℃，优选约120至150℃，湿度为10％到80％，优选为20％至60％。重复高压灭菌和快速冷却也可以用于增加淀粉中抗酶解淀粉的含量。应当理解，这些方法和条件可加以改变从而实现被处理的淀粉中期望的抗酶解淀粉水平增加。
处理也可以是溶剂萃取来除去淀粉中的脂肪和/或矿物质。
在WO 94/03049和WO 94/14342中，公开了高直链淀粉，其为抗酶解淀粉，包括含有50％(重量)或更多，尤其是80％(重量)或更多直链淀粉的玉米淀粉，含有27％(重量)或更多直链淀粉的大米淀粉，含有35％(重量)或更多直链淀粉的小麦淀粉。此外，还公开了含有50％或更多直链淀粉且具有增加的抗酶解淀粉含量的淀粉的特定粒度范围，这些淀粉包括玉米、大麦和豆类。然而，本发明并不限于这些抗酶解淀粉形式。例如，抗酶解淀粉的其它形式可以来自如香蕉和块茎如马铃薯和它们的修饰形式的来源。
化学修饰，如氧化、交联、醚化、酯化、酸化、糊精化等是本领域中熟知的合适的化学处理。类似地，其它修饰可以是物理诱导，、酶诱导或本领域技术人员熟知的其它方式。
通过改变淀粉的构象或结构来改进抗酶解淀粉的酶敏感性程度也很有用。实例包括酸或酶稀释(thinning)和用双官能团试剂交联，热/湿处理和加温退火。淀粉的修饰也可以通过控制淀粉的结晶性质来进行。这些修饰方法在本领域中是已知的，通过这些方法生产的淀粉适用于本发明。
优选地，抗酶解淀粉来自玉米、高粱、大米、大麦、燕麦、黑小麦、小麦、豆类、马铃薯或香蕉淀粉。由于一些淀粉的直链淀粉含量似乎与抗酶解淀粉含量有关，因此一个优选的实施方案是使用直链淀粉含量为至少40％(重量)的淀粉。发现得自或来自玉米淀粉的抗酶解淀粉尤其适用于本发明。在许多含淀粉植物中，为了证明抗酶解淀粉的性质，不需加入直链淀粉成分以达到玉米中发现的高水平。这些性质可能在小麦[+35％直链淀粉]、香蕉和大麦[+30％直链淀粉]；马铃薯、豆类和大米[+27％直链淀粉]中发现。抗酶解淀粉的量可以通过淀粉颗粒或淀粉衍生物对淀粉酶进攻的抵抗性来证明，而不考虑其直链淀粉含量。然而，直链淀粉含量可作为淀粉颗粒是否将表现对淀粉分解有抵抗性的这种性质的指示。
直链淀粉含量为至少70％(重量)、至少80％(重量)或至少90％(重量)的玉米淀粉是优选的，因为这些淀粉含有高水平的形成抗酶解淀粉的淀粉颗粒。
术语“不饱和脂肪”包括固体和液体形式的不饱和脂肪酸酯。术语脂肪、油、脂肪酸和脂质在本文中可替换使用。
优选地，脂肪是单不饱和脂肪、多不饱和脂肪、ω-3脂肪或ω-6脂肪。此外，与本发明有关的植物甘油三酯包括来自种子、豆类、水果、坚果和其它植物材料的甘油三酯，它们通常经过机械榨油和/或溶剂萃取获得。特别适用于本发明的实例是含高和中十八烯酸品种的向日葵油，豆油，棉籽油，含有低亚麻酸品种和其它修饰品种的低芥酸菜籽油或菜籽油，含高亚麻酸品种的亚麻油或亚麻子油[Linola]，玉米油或谷物油(corn oil)，橄榄油，花生油，米糠油，棕榈油和分馏的棕榈油，棕榈仁油，椰子油等。
动物源的甘油三酯可以用于本发明，包括来自乳和牛、羊和鱼的加工的甘油三酯。优选的实例包括n-3多不饱和脂肪酸(PUFA)和n-6 PUFA，如鱼油。
与常规食品和饮食相比，本发明的组合物包含高水平的抗酶解淀粉和高水平的不饱和脂肪作为糖/脂肪成分的一部分。具体而言，本发明的组合物包含至少2g抗酶解淀粉和2g不饱和脂肪。
因此，组合物包含至少5、10、15或20g抗酶解淀粉。由于本发明的目的之一是用抗酶解淀粉代替非抗酶解型饮食淀粉，如支链淀粉，因此抗酶解淀粉优选占组合物总淀粉成分的较大比例。例如抗酶解淀粉所占比例为总淀粉成分的至少10％(重量)，优选为总淀粉成分的至少15、20、25、30、35、40、50、60、70或80％(重量)。类似地，抗酶解淀粉优选占组合物总糖成分的较大比例。例如抗酶解淀粉所占比例可以是总糖成分的至少5％(重量)，优选为总糖成分的至少10、15、20、25、30、35、40、50、60或75％(重量)。组合物中可以包含的抗酶解淀粉的类型如上所述。
关于脂肪/脂质含量，组合物一般包含至少2g不饱和脂肪或其等价物。例如组合物可以包含至少3、4、5、6或8g不饱和脂肪[对涂抹食物(food spreads)如人造黄油来说更高]。优选包含不饱和脂肪，使抗酶解淀粉与不饱和脂肪的比例为约1∶1至1∶2，虽然该比例对用于个人饮食范围中的个体食物来说可以显著不同。
由于本发明的目的之一是用不饱和脂肪代替饱和脂肪，来达到期望的代谢影响，现已证明这种影响在抗酶解淀粉和不饱和脂肪形成个体饮食的重要成分时出现。不饱和脂肪优选占组合物总脂肪成分的较大比例。例如，不饱和脂肪所占比例可以是总脂肪成分的至少25％(重量)，优选为总淀粉成分的至少35、50、75或80％(重量)。在一个实施方案中，组合物中基本上不存在饱和脂肪。组合物中可以包含的不饱和脂肪的类型如上所述。
组合物可以进一步包含非抗酶解淀粉糖源、饱和脂肪、调味剂、维生素、矿物质、电解质、痕量元素和其它常规添加剂。也可以包含蛋白质，尤其是抵抗消化的称为“旁路蛋白(by-pass protein)或抗酶解蛋白(resistant protein)”的蛋白，以确保最佳的生理性能或利用。如果任何的这些任选成分不存在于本发明的组合物中，它们应该在饮食的其它成分中得到供应以作为本发明组合物的补充，从而确保所有必需营养成分的适当供应。如果本发明的组合物用以提供个体食物摄入的重要部分，那么任选成分优选存在，从而避免它们的单独摄入。对超重或肥胖个体进行减肥治疗而言，这一点特别重要，其中以推荐量提供所有必需营养成分很重要。
维生素和矿物质可以根据卫生机构设定的限度加入到组合物中。本发明的组合物可以包含所有推荐的维生素和矿物质。维生素一般包括A、B1、B2、B12、叶酸、烟酸、泛酸(panthotenic acid)、生物素、C、D、E和K。矿物质一般包括铁、锌、碘、铜、镁、铬和硒。也可加入推荐量的电解质如钠、钾和氯化物，痕量元素和其它常规添加剂。
本发明的组合物可以采用任何适于人或动物消费的形式，如食品或饮料。在一个实施方案中，组合物是粉状混合物，它在含水液体如水、咖啡、茶或果汁中可溶解、可悬浮、可分散或可乳化。为了这种目的，可以将组合物包在包装中，以试图在规定时间内，如三天或一周，覆盖整个营养要求，由此可以将组合物分成适宜的每日剂量亚单位，对女性而言每日剂量优选为四至五个亚单位，对男性而言每日剂量优选为四至六个亚单位，它们在包装前单独包装，或者用分配这样的亚单位的方式提供这种包装。
在另一个优选的实施方案中，本发明的组合物是含水液体中的液体营养制剂，其中固体成分以10～40％(重量)的量溶解、悬浮、分散或乳化。当液体营养制剂用于饮用时，它通常包含上述调味剂。
在另一个实施方案中，本发明的组合物可以是固体组合物的形式，如营养块(nutritional bar)、水果块(fruit bar)、曲奇饼或烘焙产品如蛋糕、面包或松饼，或乳制品如低脂涂抹食品或人造黄油。
组合物可以形成部分或全部的预包装餐，包括冷藏和冷冻的方便餐(ready-made meal)。组合物也可以配方成片剂。因为抗酶解淀粉和不饱和脂肪以及其它成分如粘合剂和调味剂的量使组合物至少为7至8g，片剂可能相对较大。因此，片剂一般配方成吞咽前可咀嚼的形式。或者，可以将组合物细分成多个片剂。
因此本发明的组合物可以是，例如消费餐、饮料、散剂、片剂、保健食品、营养增补剂和动物饲料的形式。
组合物可以形成全部或部分卡路里控制饮食，例如能量含量为800至1200kcal/日，或1200kcal/日以上如大于2000kcal/日的卡路里控制饮食。富含抗酶解淀粉和不饱和脂肪的食品的生产本发明的富含抗酶解淀粉和不饱和脂肪的组合物和食品试图部分或全部代替个体正常饮食中的糖和脂肪摄入。实现所需代替的一种方法是提供营养增补剂和减少个体现有饮食中食品或特定食品的量。另一种方法是提供正常食品目录，其中改变糖和脂肪的含量和组成从而提供抗酶解淀粉和不饱和脂肪水平的增加(且非抗酶解淀粉糖和饱和脂肪水平较低)的食品。
因此，本发明提供生产本发明的组合物的方法，所述方法包括(i)用抗酶解淀粉代替食品或饮料中的一些或全部糖成分，以及(ii)用不饱和脂肪代替食品或饮料中的一些或全部饱和脂肪成分。
本发明还提供制备食品的方法，所述方法包括用一种或多种抗酶解淀粉含量较高的食品成分代替一种或多种食品成分，和用不饱和脂肪代替一些或全部饱和脂肪，从而提高抗酶解淀粉的比例，提高不饱和脂肪的比例并降低饱和脂肪的比例。
这可以通过在生产和/或加工成分、中间产品或终产品期间对成分进行简单替换，以增加抗酶解淀粉和/或不饱和脂肪含量来实现。上面讨论了抗酶解淀粉含量高的成分和不饱和脂肪的合适来源，以及提高抗酶解淀粉含量的方法。抗酶解淀粉含量优选增加到为食品或组合物总糖成分的至少5％(重量)，更优选为至少10、20、30、40、50或70％(重量)。不饱和脂肪含量优选增加到为食品或组合物总脂肪成分的至少20％(重量)，更优选为至少30、40、50、60、70、80、90、95或100％(重量)。
可以用本领域已知的与特定食品和组合物相关的常规食品生产技术制备上述食品或组合物。
抗酶解淀粉和不饱和脂肪含量的增加程度根据不同食物类型而变化。举例来说，现有白面包中抗酶解淀粉的量为约1％(重量)，脂肪(主要为多不饱和脂肪酸)的量为约2.5％(重量)。面包的抗酶解淀粉含量可以增加到6～12％(重量)。常规白面包中脂肪的量可以增加到至少6％(特殊食物中达到至少30％)。调节糖/脂肪代谢的方法本发明的目的是通过增加个体的抗酶解淀粉摄入和用不饱和脂肪代替饱和脂肪来改变个体的饮食，从而实现期望的代谢影响。例如，与个体的现有饮食摄入相比，抗酶解淀粉和不饱和脂肪如多不饱和脂肪酸的水平可以增加。特别地，抗酶解淀粉相对于总饮食糖摄入的比例和不饱和脂肪如多不饱和脂肪酸相对于总饮食脂肪摄入的比例可以提高。
对个体饮食的这种控制可以通过全食品方法或单食品方法实现，其中给予富含抗酶解淀粉和不饱和脂肪的本发明的组合物。
当使用全食品方法时，抗酶解淀粉的增加水平可以通过一种食物或食物组来提供，不饱和脂肪如多不饱和脂肪酸的增加水平可以通过另一种食物或食物组来提供。举例来说，可以将经特殊配方的，富含抗酶解淀粉的烘焙产品如面包和配方成富含多不饱和脂肪酸的乳制涂抹食品一起提供。
期望的代谢影响包括进食后下降的餐后血浆葡萄糖浓度和较低的血浆胰岛素水平；血浆瘦素浓度下降和饱腹感增加；白脂肪组织，棕脂肪组织和肌肉组织中脂质沉积水平下降以及肝中糖原合成增加。
另外，我们发现下丘脑外侧(LH)、腹内侧下丘脑核(VMH)、室旁下丘脑核(PVH)、弓状下丘脑核(Arc)和背内侧下丘脑核(DMH)中c-fos的转录得到显著调制(见图6)。c-fos转录是神经元活性的指示(Xin等，2000，Brain Research Bulletin，52235-242)。由于已知脑的这些区域在调节能量平衡和饱腹感中起作用，因此这些区域中转录活性/神经元活性受到饮食变化的影响的观察很重要。此外，这些结果与当饮食的抗酶解淀粉和脂肪含量变化时的饱腹感和血浆瘦素浓度的变化一致。
因此，本发明旨在提供调节糖和脂肪代谢的方法和调节控制饱腹感机制的方法。
这通常通过给予个体本发明的组合物和/或调整个体饮食使其饮食中抗酶解淀粉的量比他们的正常饮食的高而实现。
例如，可以调节个体的饮食，以使在组合的饮食中，组合的饮食含有至少10g抗酶解淀粉，或者与含有大量易消化淀粉的食物相比，至少高出5g。已发现每天和饮食一起进食至少15g，优选至少20g，更优选约30g总抗酶解淀粉改善脂肪代谢，也就是增加个体中饮食脂肪的氧化和/或贮存脂肪的代谢和利用。
优选地，每日至少5g，优选10g，更优选至少20g，更优选至少25g，最优选至少30g抗酶解淀粉，富含抗酶解淀粉的高糖饮食从糖提供约50％(可能更高或更低)可利用的卡路里。一餐中进食至少5g抗酶解淀粉，优选至少10g，还将有利于增加脂肪氧化。
另外，饮食还可以包含比例增加的不饱和脂肪。优选地，饮食中不饱和脂肪的量是来自由不饱和脂肪提供的脂肪的可利用卡路里的至少50％，更优选至少70％。
呼吸商(RQ)是产生的二氧化碳(CO2)与消耗的氧气(O2)的摩尔比，这一比率根据被身体利用的能量来源而变化。当糖氧化作为唯一能量来源时，RQ理论上是1.00，当脂质氧化作为唯一能量来源时，RQ理论上是0.71。混合饮食将产生在这两个理论值之间变化的RQ。
本文显示的结果证明，进食富含抗酶解淀粉的饮食的个体RQ降低(见

图13)。这表明抗酶解淀粉引起能源代谢向与糖氧化相比更有利于脂肪氧化的方向偏移。
因此本发明提供调节个体中糖和脂肪代谢的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少20％的个体饱和脂肪摄入。
优选地，至少7、10、20、30、40、50或60％的个体每日糖摄入被抗酶解淀粉代替。
优选地，至少5、7、10、20、30、40、50、60或70％的每日饱和脂肪摄入被不饱和脂肪代替。
本发明还提供调节个体中糖和脂肪代谢的方法，所述方法包括以抗酶解淀粉提供至少5％的个体每日糖摄入和以不饱和脂肪提供至少60％的个体脂肪摄入。
通常，作为每日糖摄入一部分的抗酶解淀粉的量在5～90％的范围内，优选在10～60％的范围内。以总饮食的百分比表示，基于卡路里含量，抗酶解淀粉的量优选为总饮食的至少5％，通常在5～45％的范围内，优选在5～30％的范围内。
通常，作为每日脂肪摄入一部分的不饱和脂肪的量在60～95％的范围内，优选至少为60、70、80或90％。以总饮食的百分比表示，基于卡路里含量，不饱和脂肪的量优选为至少15％，一般在15～30％的范围内，如总饮食的至少20％或30％。
本发明的组合物和方法可以用于实现以下一个或多个目的增加个体中的脂肪利用，例如减少(白脂肪组织、棕脂肪组织和/或肌肉组织中的)脂肪累积，和/或增加脂肪氧化(这可以通过RQ的下降得到证明)；血浆瘦素浓度下降；对于给定的卡路里摄入，个体饱腹感增加；治疗肥胖；降低个体中肥胖的发病率或危险；降低个体中非胰岛素依赖性糖尿病的发病率或危险；个体进食后降低个体餐后血浆葡萄糖和/或胰岛素水平；调节个体体重(例如增加或降低个体体重指数或维持期望的体重指数)；塑型；和改善锻炼如体育运动期间的能量利用，例如改善运动表现。
倾向于肥胖或非胰岛素依赖性糖尿病的个体可以通过调节饮食的方式预防或延迟疾病发作。已有这些症状的个体也可以将这些饮食改变作为治疗方案的一部分。
通过饲料、食物、增补剂和药物控制饮食，本发明适用于动物和人。对于人，本发明通常适用于所有年龄段，如少年、青年(18至24岁)、中年人(约35至50岁)和老年人(50岁以上)。饮食的精确性质根据有关个体的症状、危险因素、治疗目的和年龄而变化，并可由营养学家、医师或其他合格人员容易地确定。
在本说明书中，除非上下文需要其他意思，术语“包含”或其变体如“包括”或“含有”理解为意指包含所述元素、整数或步骤，或元素组、整数组或步骤组，但并不排除任何其他元素、整数或步骤，或元素组、整数组或步骤组。
为了更清楚地理解本发明，以下将参考实施例和附图描述优选的形式，它们仅是说明性的而非限制性的。
图2.餐后血浆胰岛素浓度对不同直链淀粉浓度的a)熟淀粉或b)生淀粉的响应。各饮食组(n＝7)的值以平均值±s.e.表示。
图3.对不同直链淀粉浓度的饮食响应的a)葡萄糖和b)胰岛素曲线下增加的面积(AUC)。(*)表示在相同类(即熟或生)中与0％直链淀粉组的显著性差异(p＝0.05)。(#)表示与相同直链淀粉浓度的生淀粉的显著性差异(p＝0.05)。各饮食组(n＝7)的值以平均值±s.e.表示。
图4.a)四个饮食组的血浆葡萄糖浓度(mmol/L)对2小时静脉内葡萄糖激发(10％)的响应。各饮食组(n＝12)的值以平均值±s.e.表示。饱和脂肪/支链淀粉饮食与n-3/支链淀粉饮食有显著性差异(p＝0.05)，而n-3/直链淀粉饮食与n-3/支链淀粉饮食有显著性差异(p＝0.001)。b)四个饮食组的血浆胰岛素浓度(ng/ml)对2小时静脉内葡萄糖激发(10％)的响应。各饮食组(n＝12)的值以平均值±s.e.表示。饱和脂肪/直链淀粉饮食与n-3/直链淀粉饮食有显著性差异(p＝0.001)，而n-3/支链淀粉饮食与n-3/直链淀粉饮食有显著性差异(p＝0.05)。
图5. 16周饮食方案后四个饮食组的禁食血浆瘦素浓度(ng/ml)。各饮食组(n＝12)的值以平均值±s.e.表示。淀粉组之间有显著性差异(p＝0.05)，但是脂肪组之间没有。
图6. 16周饮食方案后四个饮食组不同下丘脑区的禁食c-fos活化。各饮食组的值(n＝5，对饱和脂肪/直链淀粉组n＝1)以平均值±s.e.表示。不同脑区的C-fos值具有统计学显著性，DMH(p＝0.001)，ARC(p＝0.01)，LHA(p＝0.005)，PVN(p＝0.001)，VMH(p＝0.05)。[符号下丘脑外侧(LH)，腹内侧下丘脑核(VMH)，室旁下丘脑核(PVH)，弓状下丘脑核(Arc)和背内侧下丘脑核(DMH)]。
图7.棕脂肪组织(BAT)中脂肪生成速度(微克H原子/min/g)在1小时和2小时时对不同直链淀粉浓度的淀粉的响应。各饮食组(n＝8)的值以平均值±s.e.表示。直链淀粉和支链淀粉饲养的大鼠在2小时的时间点有显著性差异(p＝0.01)。
图8.腓肠肌肌肉组织中脂肪生成速度(微克H原子/min/g)在1小时和2小时时对不同直链淀粉浓度的淀粉的响应。各饮食组(n＝8)的值以平均值±s.e.表示。
图9.白脂肪组织(WAT)中脂肪生成速度(微克H原子/min/g)在1小时和2小时时对不同直链淀粉浓度的淀粉的响应。各饮食组(n＝8)的值以平均值±s.e.表示。直链淀粉和支链淀粉饲养的大鼠在1小时的时间点有显著性差异(p＝0.01)。
图10.肝组织中脂肪生成速度(微克H原子/min/g)在1小时和2小时时对不同直链淀粉浓度的淀粉的响应。各饮食组(n＝8)的值以平均值±s.e.表示。
图11.肝组织中脂肪生成速度(微克H原子/min/g)在1小时和2小时时对不同直链淀粉浓度的淀粉的响应。各饮食组(n＝8)的值以平均值±s.e.表示。
图12.腓肠肌肌肉组织中糖原生成速度(微克H原子/min/g)在1小时和2小时时对不同直链淀粉浓度的淀粉的响应。各饮食组(n＝8)的值以平均值±s.e.表示。
图13.对饮食中抗酶解淀粉的响应的RQ变化。开始DS或RS饮食两周后(第14天)，受试者返回，提供重复的(follow-up)禁食血样并进行3小时餐测试(meal test)。测试餐由60g早餐谷类食品、250mL Lite White牛奶、一片面包(烤的)、一块松饼(烤的)、10g Canola人造黄油和20g果酱组成。结果以平均值±SEM(对DS固体循环n＝12，对RS开放循环n＝11)表示。*在同一时间点与RS组不同p＜0.03。
结果如图4～6和表2所示。表2.餐测试期间的体重、基础血浆葡萄糖和胰岛素，以及消耗的饮食的热量Kcal饮食组 重量(g)基础葡萄糖基础胰岛素消耗的热量(mM) (ng/ml) Kcal/Kg体重生淀粉0％ 272.5±11.08.70±0.220.50±0.073.79±0.4827％271.1±6.0 8.32±0.640.51±0.073.97±0.5360％266.1±4.3 8.48±0.300.47±0.084.26±0.2085％268.8±8.4 8.18±0.430.44±0.054.18±0.32熟淀粉0％ 305.0±14.07.41±0.490.42±0.094.81±0.5227％320.8±12.46.75±0.290.50±0.144.39±0.7160％306.4±16.37.30±0.220.53±0.124.99±0.4485％319.8±16.97.38±0.320.68±0.115.23±0.70
喂食后1小时或2小时处死大鼠，取其组织用于以后的分析。表3.长期饮食的饮食成分、总能量，以及百分能量。成分 g/kg(饮食) 能量(kcal)％能量蔗糖 150 600 12.6蛋白质 140 560 11.8淀粉 450 1800 37.8脂肪 200 1800 37.8纤维 50维生素 10总计 10004760 100
结果如图7～12所示。实施例1～3中所获得的结果的讨论c-fos活性当考虑饮食对总能量平衡的影响时，饮食对神经元(c-fos)活性的影响很有意思。外侧下丘脑(LHA)被认为是副交感神经系统内的摄食中枢，它与正能量平衡有关。然而，腹内侧下丘脑(VMH)被认为是交感神经系统的饱腹感中枢，并且代表负能量平衡。图6表明富含不饱和脂肪和抗酶解淀粉的饮食具有降低的饥饿中枢(LHA)的活化和提高的饱腹感中枢的活化水平，而富含饱和脂肪但抗酶解淀粉含量低的饮食具有相反的影响。当两者(LHA/VMH)结合起来时，这些值决定了总能量平衡。吸收来自RQ数据的初步结果表明，当抗酶解淀粉比例或百分比增加时，使底物利用从糖原偏移向脂肪氧化。然而，这些变化实际上发生的时间与部位并不清楚。图7～12阐明摄入不同浓度的淀粉后，抗酶解淀粉对各种组织的糖原合成/利用和脂质合成/氧化的影响。图7和图9显示棕脂肪组织和白脂肪组织内脂肪生成速度的显著差异以及肝组织内糖原生成增加的趋势。这证实进食抗酶解淀粉，特别是长期地进食，实际上可以使底物利用从糖原偏移向脂肪氧化。瘦素水平瘦素是脂肪组织中合成的蛋白质，认为它抑制食物摄取并增加饱腹感。在脑的下丘脑发现瘦素受体，它可能是神经元(c-fos)和激素系统间的关键连接，并且它们对热量稳态有影响。虽然其它研究已经证明，用饱和脂肪和不饱和脂肪饲养的组间瘦素水平的差异，但图5显示仅在不同淀粉浓度的组间有显著性差异，虽然在不饱和脂肪组中有较高瘦素水平的趋势。淀粉组间的差异可以通过动物的体重和脂肪重量的显著差别得到解释，因为在长期抗酶解淀粉消耗时有显著的重量减轻。这一重量减轻可以部分归因于在吸收研究中我们注意到的底物利用偏移。同样，脂肪减少也将伴随瘦素产生的减少。实施例4-抗酶解淀粉饮食对人RQ值的影响方法二十四个健康男性(19～34岁)参与本研究。本工作得到了Wollongong Human Ethics Committee大学的正式批准，在试验开始前获得了所有受试者完整的书面同意。
将受试者随机分成两组。第一组接受抗酶解淀粉含量低的常规淀粉(TS)饮食，而第二组接受抗酶解淀粉含量高的Hi-maizeTM(HM)饮食。TS饮食由标准可商购的产品组成，而HM饮食由含有Hi-maizeTM的可商购的产品组成(表1)。对于TS组，年龄、身高和体重的平均值和SEM值分别是22.3±0.6岁，180±3.1cm和73.5±3.7kg。对于HM组，年龄、身高和体重的平均值和SEM值分别是23.5±0.6岁，185±1.8cm和74.1±2.4kg。
所有受试者被要求每天吃至少60g早餐谷类食品，4片白面包，和2块松饼，加上每周3份意大利面食(pasta meals)(每份125g)，持续14天。提供过量的这些食物使受试者如果需要可以超过摄入指导，因为所有参与者都有规律地进行锻炼(每周4～8次)。告知所有受试者在研究期间不吃含有显著量抗酶解淀粉的食品(例如豆类、青香蕉和bismati大米)以控制抗酶解淀粉的“背景”摄入(即来自其它来源而不是作为本研究一部分的抗酶解淀粉)。提供给受试者的所有食品由Buttercup Bakeries，Uncle Toby′s Company Ltd.和代表Starch Australasia Ltd.的New Zealand Starch Products捐赠。
在开始进食分配的饮食前(第0天)，从每个受试者取禁食静脉血样(肘前)，接着进行饮食史访问并充分解释本研究的饮食指导。开始进食饮食两周后(第14天)，受试者返回，提供重复的禁食血样并进行3小时餐测试。基于受试者两周研究时间的饮食，测试餐是TS或HM，它由60g早餐谷类食品、250ml Lite White牛奶、1片面包(烤的)、1块松饼(烤的)、10g Canola人造黄油和20g果酱组成。
在摄入测试餐30、60、120和180min后采集静脉血样(肘前)。用Datex Deltatrac II(Helsinki，Finland)在摄入测试餐后0、60、120和180min进行呼吸商(RQ)测定。另外，分析所有血样的血清葡萄糖、血清胰岛素、血浆胆固醇、血浆总脂质和血浆游离脂肪酸浓度。表4.进食的食品的抗酶解淀粉(RS)含量(％w/w)

表5.饮食干涉期间实际营养摄入，这通过饮食史记录和受试者每天食品核对表进行评估。以百分比表示的值代表总卡路里摄入百分比

结果在征募的24个受试者中，根据世界卫生组织(WHO)标准，发现HM组中的一个受试者有胰岛素耐药性，因而被排除出本研究。饮食的总能量摄入和常量营养素成分在TS和HM组之间没有显著性差异(表5)。
TS和HM组的禁食RQ值没有差异(数据未显示)。RQ值在0.83至0.91之间，以□RQ作图，其代表每个时间点的RQ和0时间点的RQ的差(图13)。在摄入餐60和120min后的□RQ在TS和HM组之间没有差异。然而，180min后，HM组的□RQ为TS组的约50％。讨论两组健康男性(18～34岁)在两周内进食含有抗酶解淀粉含量低的常规淀粉(TS)产品的高糖饮食或含有抗酶解淀粉含量高的Hi-maizeTM(HM)产品的高糖饮食。RQ测定和血样在进餐后采集从而分析葡萄糖、胰岛素、游离脂肪酸(FFA)、胆固醇和总脂质浓度。在3小时时HM组的□RQ(0.04±0.01)为TS组的(0.09±0.02；p＜0.01)约50％。这一数据提供了富含抗酶解淀粉的饮食引起能量利用的短期偏移的证据，当进食的抗酶解淀粉水平提高时，能量利用向与糖氧化相比有利于脂肪氧化的方向偏移。
在绝对项中，糖在餐后1、2和3小时时是主要能量来源，因为RQ值在0.90～0.92的范围内。进食3小时后，在HM组中观察到的相对于TS组RQ的下降表明脂肪氧化增加。虽然RQ的这种下降的幅度(0.05单位)似乎很小，但它解释了脂肪氧化的巨大差异。例如，如果TS组中的受试者氧化50％的脂肪和50％的糖，观察到的RQ下降意味着HM组中的受试者氧化67％的脂肪和33％的糖。能量利用的实质差异是特别令人感性趣的，特别是因为HM和TS饮食之间总抗酶解淀粉含量的差别相对较小。用于短期评估的餐含有约四倍于TS饮食的抗酶解淀粉(分别是28.2％和7.2％(重量))。抗酶解淀粉量的大幅增加可能导致对能量利用的更大影响。
进食抗酶解淀粉引起脂肪氧化的短期增加。另外，进食高糖饮食，与抗酶解成分无关，均降低禁食血浆FFA浓度。总之，这些结果表明富含抗酶解淀粉的高糖饮食可能有利于那些患有代谢疾病的人，其中血浆FFA的过度供给是如肥胖和非胰岛素依赖性糖尿病的症状。
本领技术人员可以理解，在不背脱本发明的实质或范围的前提下，可以对如具体实施方案中所述的本发明进行许多改变和/或修饰。因此本实施方案无论在哪方面都是说明性的而非限制性的。
上面说明书中提到的所有出版物都引入本文作参考。包含在本说明书中的文献、法案、材料、装置、文章等的任何讨论只是为了提供本发明的上下文。这并不表示承认任何或所有这些形成本发明优先权日之前在澳大利亚或其它任何国家或地区内存在的现有技术基础的一部分或与本发明相关的领域中的常识。
权利要求
1.调节个体中糖和脂肪代谢的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
2.根据权利要求1的方法，其中至少60％的个体脂肪摄入是不饱和脂肪。
3.促进个体中脂肪代谢的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
4.根据权利要求2的方法，其中脂肪代谢的促进包括脂肪累积的减少和/或脂肪氧化的增加。
5.降低个体中血浆瘦素浓度和增加个体饱腹感的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
6.治疗患有肥胖症的个体的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
7.降低个体中肥胖症发病率的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
8.降低个体中非胰岛素依赖性糖尿病发病率的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
9.个体进食后降低个体中餐后血浆葡萄糖和/或胰岛素水平的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
10.控制个体体重的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉代替至少5％的个体每日糖摄入和用不饱和脂肪代替至少10％的个体饱和脂肪摄入。
11.制备用于权利要求1至10之任一项的方法的食品的方法，所述方法包括用高抗酶解淀粉含量的成分代替低抗酶解淀粉含量的成分和用不饱和脂肪代替一些或全部饱和脂肪。
12.根据权利要求11的方法，其中至少5％的糖成分被抗酶解淀粉成分代替，至少10％的饱和脂肪成分被不饱和脂肪代替。
13.包含至少2g抗酶解淀粉和至少2g不饱和脂肪的组合物，其中抗酶解淀粉所占比例为总淀粉成分的至少5％(重量)。
14.根据权利要求13的组合物，其中抗酶解淀粉所占比例为总糖成分的至少5％(重量)。
15.根据权利要求14或15的组合物，其中一些或全部抗酶解淀粉是或来自直链淀粉含量为50％(重量)或更多的高直链淀粉玉米淀粉。
16.根据权利要求13至15之任一项的组合物，其中不饱和脂肪所占比例为总脂肪成分的至少25％(重量)。
17.根据权利要求16的组合物，其中不饱和脂肪所占比例为总脂肪成分的至少50％(重量)。
18.根据权利要求17的组合物，其中基本上不存在饱和脂肪。
19.根据权利要求13至18之任一项的组合物，其中不饱和脂肪为选自单不饱和脂肪、多不饱和脂肪、ω-3脂肪和ω-6脂肪中的一种或多种。
20.根据权利要求13至19之任一项的组合物，进一步包含选自调味剂、维生素源、矿物质源、电解质和痕量元素的至少一种其他成分。
21.根据权利要求13至20之任一项的组合物，其为每日能量含量为800至1200kcal的低热量食品的形式。
22.根据权利要求13至20之任一项的组合物，其为每日能量含量超过1200kcal的食品的形式。
23.根据权利要求13至20之任一项的组合物，其为每日能量含量超过2000kcal的食品的形式。
24.根据权利要求13至23之任一项的组合物，其为粉状混合物的形式，所述粉状混合物在含水液体中可溶解、可悬浮、可分散或可乳化。
25.根据权利要求13至23之任一项的组合物，其为颗粒的形式。
26.调节个体中糖和脂肪代谢的方法，所述方法包括给予个体权利要求13至25之任一项的组合物。
27.促进个体中脂肪利用的方法，所述方法包括给予个体权利要求13至25之任一项的组合物。
28.降低个体中血浆瘦素浓度和增加个体饱腹感的方法，所述方法包括给予个体权利要求13至25之任一项的组合物。
29.治疗患有肥胖症的个体的方法，所述方法包括给予个体权利要求13至25之任一项的组合物。
30.降低个体肥胖危险的方法，所述方法包括给予个体权利要求13至25之任一项的组合物。
31.降低个体非胰岛素依赖性糖尿病危险的方法，所述方法包括给予个体权利要求13至25之任一项的组合物。
32.个体进食后降低个体餐后血浆葡萄糖和/或胰岛素水平的方法，所述方法包括给予个体权利要求13至25之任一项的组合物。
33.控制个体体重的方法，所述方法包括给予个体权利要求13至25之任一项的组合物。
34.根据权利要求13至25之任一项的组合物，其用于权利要求26至33之任一项的方法。
35.权利要求13至25之任一项的组合物在生产用于权利要求26至33之任一项的方法的药物中的用途。
36.包含权利要求13至22之任一项的组合物的食品。
37.包含至少一种餐成分的预包装餐，其包含权利要求13至25之任一项的组合物。
38.生产权利要求13至25之任一项的组合物的方法，所述方法包括(i)用抗酶解淀粉代替组合物中一些或全部糖成分和(ii)用不饱和脂肪代替组合物中一些或全部饱和脂肪成分。
全文摘要
本发明提供调节个体中糖和脂肪代谢的方法，所述方法包括用抗酶解淀粉(resistant starch)代替个体的部分每日糖摄入和用不饱和脂肪代替个体的部分饱和脂肪摄入。本发明还提供包含抗酶解淀粉和不饱和脂肪的组合物以及制备与使用该组合物的方法。
文档编号A23L1/307GK1433275SQ01810747
公开日2003年7月30日 申请日期2001年4月6日 优先权日2000年4月6日
发明者伊恩·刘易斯·布朗, 伦纳德·亨利·斯托里恩, 马克·安德鲁·布朗, 雅尼娜·希金斯, 琳达·克莱尔·塔普塞尔 申请人:潘弗德澳大利亚有限公司