J. Future Foods

Introduction

糖尿病是世界上最常见的代谢性疾病之一，发病率高。糖尿病有2 种类型：1型和2型。世界上大约90%的糖尿病患者患有2型糖尿病。根据世界卫生组织的统计，它是仅次于心血管和饮食失调的第三大致命疾病。

控制糖尿病最有益于健康的方法是通过饮食，其中草药和香料也可以发挥重要作用。香料中的多酚具有抗糖基化特性，有助于糖尿病的预防和治疗。肉桂、生姜、姜黄、孜然、芫荽、茴香、胡芦巴、大蒜、洋葱、丁香、芥末、黑胡椒和咖喱叶是一些具有抗糖尿病作用的主要香料。不同的香料和香料提取物已成功用于治疗2型糖尿病。此外，高血糖指数（GI）或高血糖负荷（GL）的饮食会增加糖耐量和2型糖尿病的潜在风险。因此，摄入低GI或GL的食物可以降低患糖尿病的风险。

在本研究中，选择了2 种香料——锡兰肉桂（Cinnamomum zeylanicum）和姜黄（Curcuma longa）作为新型乳制品酸奶的配方，因为它们在传统饮食疗法、成本效益和可用性方面更有效，可能使产品获得商业成功。香料以含油树脂的形式使用。含油树脂是香料的浓缩提取物，用溶剂处理香料，然后去除溶剂。溶剂萃取法提取香料中的挥发性和非挥发性成分。肉桂和姜黄油树脂显示出许多健康益处，尤其是抗糖尿病特性。

锡兰肉桂是治疗糖尿病最有价值的香料之一。肉桂醛和肉桂单宁B1是其潜在抗糖尿病作用的主要化合物。根据许多体外研究，锡兰肉桂提取物对糖尿病治疗显示出许多有益特征，例如，通过抑制参与碳水化合物代谢的酶（胰腺α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶）的活性，减少餐后肠道葡萄糖吸收，通过GLUT-4的膜转位刺激细胞葡萄糖摄取，刺激葡萄糖代谢和糖原合成，抑制糖异生，刺激胰岛素释放，增强胰岛素受体活性。此外，体内研究还表明，它可以减轻糖尿病相关的体重减轻，还可以降低空腹血糖水平、低密度脂蛋白和糖化血红蛋白，增加HDL和循环胰岛素水平，对糖尿病神经病变和肾病也有有益的作用。

姜黄是另一种重要的香料，据称具有有益的降血糖作用和改善葡萄糖耐量。每日摄入姜黄素可降低空腹血糖水平，降低正常血糖所需的胰岛素剂量，摄入姜黄或姜黄素也可降低氧化应激。姜黄的抗糖尿病活性是由于姜黄素和倍半萜的存在，它们也有协同作用。姜黄素还能够通过激活AMPK途径增加肌管中的葡萄糖摄取，并可用于维持血糖水平。根据姜黄素酸奶对实验性糖尿病生理生化指标的研究，姜黄素混合酸奶具有抗糖尿病活性。

将肉桂和姜黄等香料加入最常食用的食品中，如酸奶，将是一个可行的举措。此外，乳制品酸奶的胃肠道指数较低，因此加入抑制胃肠道指数的调味品将使人们即使在淀粉主餐后也能食用这些新产品。有研究提到，在酸奶消费与2型糖尿病风险之间观察到一种非线性反向关联，并表明与非消费者相比，每天消费80-125 g酸奶的个体患糖尿病的风险降低14%。

因此， 斯里兰卡贾亚瓦德纳普拉大学 的 Dayani Pavalakumar *和Subhashinie Senadheera*等 的研究旨在解释肉桂和姜黄以及酸奶对血糖反应的影响，同时提供最佳的感官属性。这项研究的结果将有助于生产对血糖水平升高影响最小的替代新型酸奶。这将进一步揭示锡兰肉桂和姜黄对血糖反应的阻碍作用。

膳食补充剂中的生物活性物质种类及其对糖尿病的治疗潜力

感官分析

图1显示了添加了油树脂的酸奶的感官属性评估。

图1 添加肉桂油树脂的酸奶（A）和添加姜黄油树脂的酸奶（B）感官评价平均等级值的雷达图

根据测试结果，3 种样品的肉桂酸乳酪和姜黄酸乳酪在外观、香气、口感、口感和总体可接受属性上均无显著差异（P > 0.05）；但质构差异显著（P < 0.05）。结果表明：1.00 × 10−4肉桂油树脂酸乳酪和1.00 × 10−4姜黄油树脂酸乳酪对大部分感官属性的平均排序最高。最低浓度的油树脂不是首选，因为没有明显的香料味道。此外，最高比例的油树脂因为过量的味道和颜色评分较低。

工业分析

表1给出了3 种酸奶样品的近似成分。3 个样品之间的大量营养素含量无显著差异（P > 0.05）。使用含水量值估算新开发产品的总固体（TS）含量，通过使用总固体和脂肪的值，也估算了固体非脂肪（SNF）值。牛奶是脂肪、碳水化合物、蛋白质和水分的主要来源。明胶也有助于提高酸奶中的蛋白质含量。同样，糖也会增加酸奶中的碳水化合物含量。这3 种来源（牛奶、糖和明胶）在所有3 种酸奶产品的配方中使用相同。

表1 最终产品的近似成分（%）（n=3）

在不同的产品样品中没有观察到显著的差异。油树脂的加入对大量营养素无影响。根据斯里兰卡标准（SLS）对可接受的乳制品酸奶产品的要求，最低脂肪~3.0%，最低牛奶固体非脂肪~8.0%，最低蛋白质~2.7% 。因此，这3 种酸奶都在可接受的营养要求范围内。

保质期评估

在没有任何防腐剂的情况下，贮存期限制为14天，或者在较长的贮存期内，酸奶产品可能会出现令人不快的特征，如较高的酸度（pH < 4.2）、分层。因此，实验设计为15天。

感官分析

肉桂酸奶和姜黄酸奶在贮藏期的第1、5、10和15天通过感官评估与对照酸奶的总体可接受性进行比较。观察到所有类型酸奶在整个保质期内总体可接受性的平均等级略有下降，但没有显著差异（P > 0.05）（表2）。因此，消费者对感官参数的偏好在保质期内没有明显改变。

表2 整个保质期内总体可接受性的平均等级值和P值

微生物分析

在考虑微生物分析时，大肠菌群测试显示，在所有3 种酸奶的储存期间，大肠菌群/大肠杆菌的存在呈阴性结果。在添加香料的酸奶产品样品中，在保质期内未记录到酵母和霉菌计数。在对照酸奶中，由于没有任何防腐剂，在第15天观察到2 个酵母和霉菌菌落。因此，可以得出结论，添加肉桂/姜黄油树脂的酸奶在4 °C储存条件下的保质期（15天）内食用更安全，使用的香料由于其抗菌特性有助于延长保质期。

通常，酸奶基质不含酵母和霉菌，因为配料在95 °C下混合并进行5-6 min巴氏杀菌，而且发酵过程限制了大多数酵母和霉菌的生长。然而，由于在整个储存过程中未能将温度保持在5 °C以下或储存条件中可能存在污染，在第15天的对照组中检测到酵母和霉菌。污染可能是导致保质期缩短的根本原因之一。

理化分析

从表3中可以看出，3 种产品的pH值由于发酵而逐渐降低，但都在4.80-4.20之间。在贮藏期间乳酸的发酵导致pH值的降低。根据SLSI对酸奶的建议，所有类型的酸奶的pH值不应小于4.2。因此，开发的酸奶在15天内都在可接受范围内。

根据SLSI对乳制品酸奶的建议，所有类型的酸奶的可滴定酸度值不应小于0.6%。3 种酸奶样品的平均可滴定酸度值见表3。它在整个保质期内逐渐增加，所有可滴定酸度值> 0.6%，因此所研制的酸奶在15天内都在可接受的范围内。

酸奶中的WHC主要由蛋白质网络的微观结构决定。如果结水能力不足，在储存过程中，产品表面会排出乳清。这可能会引起脱水。因此，应提高WHC以防止酸奶等发酵乳制品中的脱水现象。新鲜产品的WHC通常较高，但随着贮藏时间的延长，WHC会降低，这主要是由于蛋白质网络中正在进行的重新排列。由表3可知，在整个保质期内，WHC逐渐降低。

在所有3 种酸奶产品储存的第7天进行测量黏度，结果如表3所示。由于其凝胶型性质，凝固型酸奶比其他类型的酸奶具有更高的黏度。对照酸奶表明商业产品的良好黏度，因为它是按照市场上已有的产品制备的。另外2 种新开发的酸奶也获得了类似的结果。

对照酸奶、肉桂酸奶和姜黄酸奶的所有理化参数表明：在整个保质期内，pH值和WHC显著降低，可滴定酸度显著增加（P < 0.05）。Tukey两两比较得出，3 种产品样品在所有理化参数（pH、可滴定酸度、WHC、黏度和质地剖面分析）方面没有显著差异（P > 0.05）。因此，可以得出结论，开发的含有香料油树脂的新型酸奶具有与对照酸奶相似的物理化学特性。因此，添加油树脂对消费者的整体感知质量没有影响。

表3 最终产品的物理化学性质

血糖影响分析

如图2所示， 根据所有葡萄糖反应曲线，与对照组相比，添加肉桂和姜黄油树脂的酸奶产品中的血糖水平均降低。

图2 3 种酸奶的平均葡萄糖反应曲线

将血糖峰值浓度、峰值时间和血糖反应曲线中的AUC进行比较。如表4所示，在添加肉桂和姜黄油树脂的新型酸奶产品中观察到血糖浓度峰值降低。虽然未观察到峰值时间的变化，但最大峰值时间相似—出现在食用后30 min。由于所有其他产品参数保持相似，因此可以假设峰值降低的原因完全是由于添加了香料。

统计分析表明：添加肉桂和姜黄产品样品的平均葡萄糖浓度较对照组显著降低了峰值血清葡萄糖浓度（P < 0.05）。然而，根据Tukey的两两比较，并没有发现这2 种新产品之间的显著差异。这2 种香料对降低血糖的效果几乎相同。3 种酸奶的平均峰值葡萄糖浓度如表4所示。

表4 在血糖反应曲线中观察到的个体的峰值血糖浓度、峰值时间和AUC

根据这项研究，新配方的酸奶可以被认为是胃肠抑制产品，因为它们降低了血糖的影响。酸奶已经是众所周知的低GI食品，它有助于抗糖尿病。然而，在加工过程中添加糖，会引起相反的效果。加入肉桂和姜黄可以大大降低血糖反应，即使是在加糖酸奶中，也会使人更健康。最终，添加肉桂和姜黄等香料可以为糖尿病前期和糖尿病患者制造含糖产品，如酸奶等低风险食品。

低GI食物可以通过最小化血糖波动和减少胰岛素分泌来增加胰岛素敏感性。它可以降低高血糖和肥胖的风险。因此，摄入血糖浓度峰值较低的食物是控制糖尿病并发症的关键，也有助于防止更多非传染性慢性疾病的出现。类似的草药和香料，如印度醋栗和生姜，在食品中加入时，可有效降低血糖反应。作者选择肉桂和姜黄是为了最大限度地减少典型酸奶感官特性的变化，同时也是因为消费者的长期偏好。

Conclusion

锡兰肉桂和姜黄油树脂混合的乳制品酸奶具有较高的消费者偏好特性和可接受的产品质量。与典型的乳制品酸奶相比，此类产品可显著降低峰值血糖浓度（P < 0.05），并显著降低血糖反应曲线下的面积（P < 0.05）。肉桂和姜黄可以显著降低餐后血糖反应，即使在含糖食品中也是如此，并且可以有效降低2型糖尿病的风险。

Cinnamomum zeylanicum and Curcuma longa incorporated dairy yoghurts with hindered glycaemic properties for healthy people

Dayani Pavalakumara,*, Madhura Jayasinghea, Maharsha Edirisingheb, Isuru Wijesekaraa, Subhashinie Senadheerac,*

aDepartment of Food Science and Technology, University of Sri Jayewardenepura, Nugegoda 10250, Sri Lanka

bMILCO (PVT) LTD, Narahenpita 00500, Sri Lanka

cDepartment of Biochemistry, Rajarata University of Sri Lanka, Saliyapura AD 50008, Sri Lanka

*Corresponding author.

[email protected]; [email protected]

Abstract

This study mainly compare glycaemic responses of a control yoghurt (typical dairy yoghurt) against two novel yoghurt products with added spices oleoresins (Cinnamon yoghurt - Cinnamomum zeylanicum, turmeric yoghurt - Curcuma longa) using 16 healthy volunteers in a randomized crossover study. Blood glucose concentrations were measured at fasting state and 30, 45, 60, 90, 120 min following the ingestion, using a Blood Glucose Monitoring System and blood glucose response curves were plotted. Nutritional and physicochemical properties were also compared and no significant differences (P > 0.05) were observed between novel yoghurts and the control within the storage period. Significant reductions in peak blood glucose concentration and area under the curve (AUC) (P < 0.05) for both novel products compared to standard dairy yoghurt was observed; revealing the reduction of glycaemic impact by spice ingredients. Peak reductions of glucose concentration for cinnamon yoghurt was 9.61%, for turmeric yoghurt was 9.26%; they were considerably lower compared to the control. Mean peak serum glucose concentration for control, cinnamon yoghurt and turmeric yoghurt were (113.38 ± 6.39), (102.50 ± 6.00), (102.88 ± 5.38) mg/dL respectively and mean AUC were (11 951 ± 523), (11 012 ± 611), (10 941 ± 530) ((mg/dL)*min) respectively. Hence novel yoghurt products are proven to be excellent sources in reducing postprandial blood glucose responses.

Reference:

Dayani Pavalakumar, Madhura Jayasinghe, Maharsha Edirisinghe, et al. Cinnamomum zeylanicum and Curcuma longa incorporated dairy yoghurts with hindered glycaemic properties for healthy people[J]. Journal of Future Foods, 2021, 1(1): 104-112. DOI:10.1016/j.jfutfo.2021.09.006.

翻译/编辑：王佳红；责任编辑：张睿梅

封面图片来源：图虫创意

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网址：J. Future Foods https://mxgxt.com/news/view/1518361

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