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評估「臺糖糖適康(粉末食品)」之不易形成 體脂肪功能試驗

2019.04.23

前言 

根據世界衛生組織(World Health Organization, WHO) 的定義,超重(overweight) 或 肥胖(obesity) 係指人體內脂肪過度堆積而對 健康造成風險。身體質量指數(body mass

index, BMI)可作為評估個人是否出現超重或 肥胖的指標,其計算方法係將個人的體重除 以其身高的平方。 根據WHO的標準,當BMI達到或超過 30,即可認定為肥胖;當BMI達到或超過25 則可判定為超重。超重或肥胖為許多慢性疾 病之危險因子,例如糖尿病、心血管疾病及 癌癥等。過去認為此一現象主要發生在高收 入國家,但是隨著城市化的腳步,低、中收 入國家人民出現肥胖或超重的情形已有急劇上升之趨勢,而在行政院衛生福利部針對國 人死因的統計結果中發現,在國人前十大死 因排名中與肥胖相關的疾病就佔了一半以上, 例如心臟病、腦血管疾病與糖尿病等,因此 體重控制已成為健康管理的一項重要課題。 肥胖癥又可分為單純性肥胖(simpleobesity) 與續發性肥胖(secondary obesity),而單純性 肥胖又可再細分為體質性肥胖與獲得性肥胖 兩種。單純性肥胖是指無明顯的內分泌與代 謝性疾病之病因所引起的肥胖,屬於非病理 性肥胖癥,主要是和遺傳、飲食過量、運動 不足等不良生活習慣有關,而有95%的肥胖 者都屬於此類型。其中,體質性肥胖是指脂 肪數目過多所引起的肥胖癥,常見於兒童時 期;而獲得性肥胖則是脂肪細胞增大所引起 的肥胖,常見於成年時期。相反的,續發性 肥胖則是因內分泌或代謝性疾病等所引起之 肥胖癥,例如甲狀腺低能癥、庫欣氏癥、下 視丘疾病等,因此又稱為癥狀性肥胖(symptomatic obesity),而此類型之肥胖癥通常針對 病因加以改善與治療,就能獲得良好改善[2]。 臺糖糖適康(粉末食品)由難消化麥芽 糊精、南瓜萃取物、苦瓜萃取物等三成分組 成。難消化麥芽糊精(resistant maltodexrin, Fibersol-2)為玉米澱粉經鹽酸、加熱處理、 -amylase及glucoamlase水解後得到的產品。 難消化麥芽糊精中約有90%是水溶性膳食纖 維,大部分的水溶性纖維為高黏性的纖維, 被認為是可降低血糖及血脂。目前應用於添 加飲料、乳品、酒類、代餐包及錠狀膠囊狀 食品等。過去相關動物研究顯示,攝取難消 化麥芽糊精能降低血漿總膽固醇、降低血漿 三酸甘油酯濃度、減緩高血糖及高胰島素癥 狀、降低體脂肪堆積等功能[3,4]。體脂肪與難 消化麥芽糊精相關功能性研究指出:(1)以 23%脂肪加煉乳之飼料配比可作為有效誘發 高脂之實驗模式,利用此模式可有效評估水 溶性膳食纖維配方之不易形成體脂肪之潛在功效[5]。(2)餵食高油脂之實驗膜式,數據顯 示長期服用難消化麥芽糊精可顯著減少長期 的體重增加以及脂肪累積,特別是對於附睪 部位的臟器脂肪以及鼠蹊部的皮下脂肪有明 顯的功效[6]。(3)用餐時人體攝取難消化麥芽 糊精 Fibersol-2可減少飢餓感及增加賀爾蒙 而有飽足感[7]。綜合上述得知:難消化麥芽 糊精具有不易形成體脂肪之功能。 苦瓜(Momordica charantia),屬於葫蘆 科(Cucurbitaceae),是亞洲人民日常食用蔬 菜。現今許多研究指出苦瓜具抗腫瘤、抗病 毒、抗發炎、降血糖、改善飲食誘導的肥胖 或降血脂等作用[8]。動物試驗方面,研究指 出苦瓜具顯著降低小鼠附睪脂肪組織和內臟 脂肪的重量以及降低游離脂肪酸[8],而 HuiLing Huang 等人[9]研究結果證實,苦瓜具抗 胰島素抗性與抗糖尿病藥物thiazolidinedione (TZD)同樣效果,同時有效抑制內臟脂肪堆 積並抑制脂肪細胞肥大。此外,苦瓜籽油可 降體脂、活化PKA傳訊、改變肝臟與脂肪組 織脂質代謝[10,11]。 南瓜(Cucurbita moschata)屬於葫蘆科 (Cucurbitaceae)南瓜屬(Cucurbita),為一年 生草本蔓性植物,成份含豐富醣類與纖維質、 少量蛋白質及脂質,及多種維生素等。在動 物實驗中指出可些微降低了肝脂數、總膽固 醇及三酸甘油脂並能夠有效控制第二型糖尿 病小鼠血糖[12]。國外研究指出,水萃南瓜莖 部具有顯著抑制小鼠體重、脂肪重且不影響 攝食總量,也降低血清中三酸甘油酯和膽固 醇[13]。
試驗目的
雖然過去之研究顯示難消化麥芽糊精、 苦瓜與南瓜3 種成分有改善血脂或體脂的效 果,但對於此3 種成分的合併效果則尚未有 文獻報導。本試驗係依據衛生福利部所公告 之「健康食品之不易形成體脂肪保健功能評估方法 (2013)」[1]進行試驗。試驗期間,選 用誘發動物肥胖模式,每日投予高熱量飼料 及試驗物質,並利用各種測定指標,以評估 試驗物質「臺糖糖適康(粉末食品)」(由 難消化性麥芽糊精、南瓜萃取物與苦瓜萃取 物組成。外包裝之標裝標示的含難消化糊精 之總膳食纖維含量相當於75±15%)是否具 有不易形成體脂肪之功能。
材料與方法
試驗動物 60隻雄性Sprague-Dawley (SD) 品系大 鼠,由樂斯科生物科技股份有限公司提供, 經 7 天檢疫及環境適應期,檢疫期間,每天 由試驗人員進行臨床觀察以確保動物之健康 狀況無任何異常才可進行試驗,所有大鼠係 以 2 隻一籠的方式飼養於飼育籠中,以水瓶 方式提供充分經高溫高壓滅菌之逆滲透水, 飼育房溫度範圍為22±3℃,溼度範圍為 55±15%,並以12小時為光暗週期進行飼養。 本動物試驗經臺美檢驗科技有限公司實驗動 物照護及使用委員會審查同意執行。
試驗設計 試驗期間,連續8 週使用高熱量飼料餵 食陰性對照組、低劑量組、中劑量組與高劑量組之大鼠,參考Chen等人(2008)的研究配 製飼料法[14],以 Rodent Laboratory Chow 5001商業成鼠飼料為基礎,添加 26.7% 酥 油粉末,最終之脂肪重量比為20.0 g/100 g, 每百公克熱量為455.6 Kcal/100 g。正常對照 組大鼠則以Rodent Laboratory Chow 5001 商 業成鼠飼料進行餵食,其每公克熱量為3.36 kcal/g。各組試驗大鼠皆採任食之方式進行 飼育。 依據委託單位所提供試驗物質之成人每 日建議攝取量為4.0 g。試驗劑量設計為2.0 g、4.0 g及 8.0 g,設置3 組試驗組分別為低 劑量組、中劑量組與高劑量組,以大鼠相對 人體代謝係數6.2進行換算,大鼠每日攝取 量各約為0.21 g/kg、0.41 g/kg及 0.83 g/kg, 投予劑量約為每日人體建議口服劑量的0.5 倍、1 倍及2 倍。 試驗物質配製:去除外包裝秤取試驗物 質,每日由試驗人員配製,使用餵食針將對 照物質或試驗物質管餵投予試驗大鼠,限當 天使用。正常對照組及陰性對照組則每日管 餵投予逆滲透水,投予劑量為10 mL/kg。試 驗物質之大鼠投予劑量係依據 FDA 公式[15] (每日建議量 g/60 kg×6.2)進行換算,計 算後各組試驗物質餵食劑量如下表所示詳細 分組如下表所示:



檢測項目
體重及體重改變量 管餵試驗物質前,秤取每隻大鼠之體重。 試驗期間,每週進行秤重一次。將所測得大 鼠第8 週體重扣除其試驗前體重即可得知試 驗期間各組大鼠體重改變量(body weight change)。攝食量、總攝食量、總攝取熱量與 食物利用率 試驗期間每週結算大鼠攝食量1 次。於 秤取大鼠體重當日加入定量飼料,並在1 週 後進行結算。加總8 週所測得之攝食量即可 獲得各組大鼠試驗期間之總攝食量(total feed intake)。以各組大鼠之總攝食量乘上飼料所 含熱量即可得知總攝取熱量(total energy intake)。試驗結束時,根據各組大鼠試驗期間 飼料總攝取量計算食物利用率(feedefficiency), 計算公式如下所示:
食物利用率=〔體重總增重量 (g) ÷飼料總攝取量 (g)〕×100%
血清生化檢查 試驗結束時,使用吸入二氧化碳方式將 所有試驗大鼠進行犧牲,並以心臟採血方式 採集每隻大鼠之血液樣本。經4℃、3000 x g 條件下離心15分鐘,取得血清並以血清生化 分析儀(7070 Autoanalyzer, Hitachi)及相關試 劑檢測血清樣本中之麩胺酸苯醋酸轉胺基酵 素(aspartate aminotransferase, AST)、麩胺 酸丙酮酸轉胺基酵素(alanine aminotransferase, ALT)、肌酸酐(creatinine)、尿酸(uric acid, UA)、葡萄糖(glucose)、總膽固醇(total cholesterol, TC)、三酸甘油酯(triglyceride, TG)、 游離脂肪酸(free fatty acid, FFA)、高密度脂 蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇量(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)、鉀離子(potassium)及鈉離子(sodium)。

肝臟脂肪分析 依據 Folch 等人之方法[16]進行肝臟脂質 之萃取。秤取0.5 g肝臟,加入相當於肝臟重 量 20倍的Folch reagent(氯仿:甲醇 =2: 1,V/V)進行肝臟脂質萃取,在冰浴中以組 織均質機將肝臟組織磨碎,經隔夜萃取後以 Whatman No.1濾紙過濾,將濾液體積定量 至 10 mL 後收集於玻璃試管中,4℃冷藏保 存以供肝臟脂質分析。 三酸甘油酯分析取0.1 mL肝臟萃取液於 微量離心管中,置於抽氣櫃吹乾,使溶劑自 然完全揮發後,再以市售檢測套組(TR213, RANDOX, Crumlin, UK)進行檢測,利用分 光光度計(EpochTM, BioTek)測定其在500 nm 波長下之吸光值,並換算其三酸甘油酯之含 量。 總膽固醇含量分析取0.5 mL肝臟萃取液 於微量離心管中,置於抽氣櫃吹乾,使溶劑 自然完全揮發後,再以市售檢測套組(CH201, RANDOX)進行檢測,利用分光光度計(Epoch TM, BioTek)測定其在500 nm 波長下之吸光 值,並換算其總膽固醇之含量。
體脂肪量與體脂肪率 試驗大鼠經犧牲後,取其附睪周邊脂肪 (epididymal fat, EPI)、腎臟周邊脂肪(retroperitoneal fat, RET)、腸繫膜脂肪(mesenteric fat, MES)秤重並計算其體脂肪量,計算公式 如下所示:
體脂肪量=附睪周邊脂肪+腎臟周邊脂肪 +腸繫膜脂肪 體脂肪率=〔體脂肪量 (g)/體重 (g)〕×100%
數據整理與分析 實驗數據以平均值(mean)及標準差(standard deviation, S.D.)表示。大鼠體重、攝食 量、體重總增重量、總攝食量、總攝取熱量、
食物利用率、血清生化檢查與體脂肪率等數 據,皆利用 SPSS 統計軟體中單因子變異數 分析(One-Way ANOVA)之 Duncan檢定法分 析各組別間數據之差異性,以英文字母表示 統計之結果,相同字母表示組間不具統計上 差異(p > 0.05),不相同字母表示組間具統計 上差異 (p < 0.05)。
結果
體重及平均攝食量 試驗期間各組大鼠體重變化如表1所示。 試驗結果顯示陰性對照組大鼠經餵食高熱量 飼料2 週後,其體重與正常對照組相比較呈 現顯著增加之情形(p < 0.05)。試驗結束時, 陰性對照組大鼠體重與正常對照組相比較呈 現顯著增加(p < 0.05)顯示大鼠被成功誘發出 肥胖癥狀,此外,中、高劑量與陰性對照組 相較下呈現顯著減少之情形(p < 0.05),而低 劑量與陰性對照組相比較無顯著差異(p > 0.05)。 試驗期間各組大鼠平均攝食量如表2 所 示。試驗結果顯示,試驗第2 至 8 週,正常 對照組大鼠平均攝食量均顯著高於陰性對照 組及3 組劑量組(p < 0.05);第1 至 8 週之3 組劑量組大鼠平均攝食量與陰性對照組相比 較無顯著差異 (p > 0.05)。
體重改變量、總攝食量、總攝取熱量及食物利 用率 試驗結束時,分別計算各組大鼠試驗期 間體重改變量,其結果如表3、圖2 所示。 與陰性對照組大鼠相比較,中、高劑量組大 鼠之體重改變量顯著降低(p < 0.05),其中、 高劑量組之體重改變量下降的幅度分別達到 8.7%及 12.1%。 各組大鼠試驗期間總攝食量及總攝取熱 量之結果如表3 所示。試驗結果顯示,總攝 食量方面,陰性對照組及3 組劑量組相較下無顯著差異(p > 0.05)。總攝取熱量方面,正 常對照組大鼠則顯著低於陰性對照組及3 組 劑量組(p < 0.05)。 各組大鼠食物利用率之計算結果如表3 所示,中、高劑量組與陰性對照組相比較則 有顯著下降之情形(p < 0.05)。
血清生化安全性評估結果 各組大鼠血清生化檢測結果如表4所示。 肝功能指標方面,陰性對照組及3 組劑量組 大鼠血清 AST、ALT 濃度與正常對照組相 較,均無顯著差異(p > 0.05)。腎功能指標方 面,陰性對照組及3 組劑量組大鼠血清 Uric acid及Creatinine濃度與正常對照組相比較, 皆無顯著差異(p > 0.05)。此外,各組間大鼠 血清鈉離子及鉀離子濃度亦均無顯著差異(p > 0.05),投予本試驗物質對於3 組劑量組大 鼠之攝食量、肝腎功能、血液電解質濃度及 血糖均無不良影響。 各組大鼠血糖檢測值均無顯著差異(p > 0.05)。血脂質檢測方面,高劑量組大鼠之血 清游離脂肪酸(FFA)與陰性對照組相比,則具 顯著減少之差異(p < 0.05)。大鼠之血清高密 度脂蛋白膽固醇濃度(HDL-C),高劑量與陰 性對照組相比較,則顯著增加(p < 0.05),增 加的幅度為10.1%。血清低密度脂蛋白膽固 醇濃度(LDL-C),高劑量與陰性對照組相較 下,皆顯著減少(p < 0.05),血清低密度脂蛋 白膽固醇濃度下降的幅度為23.0%。中、高 劑量組大鼠之血清三酸甘油酯濃度及膽固醇 濃度與陰性對照組相較下,呈現顯著下降之 情形(p < 0.05),血清三酸甘油酯濃度之下降 幅度分別為15.2%及 21.2%;膽固醇濃度之 下降幅度分別達到7.4%及 9.6%。
各組內臟脂肪量、體脂肪量、體脂肪率 試驗結束時,將各組大鼠行犧牲後進行 解剖,取大鼠附睪周邊、腎臟周邊及腸繫膜
之內臟脂肪進行秤重,其測得數據如表5 所 示。根據試驗結果,陰性對照組大鼠之附睪 周邊、腎臟周邊、腸繫膜脂肪量及體脂肪量 (附睪周邊、腎臟周邊及腸繫膜脂肪量之加 總)均顯著高於正常對照組(p < 0.05)。與陰 性對照組相比較高劑量組大鼠之附睪周邊、 腎臟周邊、腸繫膜脂肪量均呈現顯著下降之 情形(p < 0.05)。在體脂肪量方面如表5、圖 3 所示,與陰性對照組相較下高劑量組呈現 顯著減少之情形(p < 0.05),其體脂肪量減少 的幅度達到20.8%。 各組大鼠體脂肪率如表5、圖4 所示。 試驗結果顯示,陰性對照組大鼠之體脂率顯 著高於正常對照組(p < 0.05)。此外,與陰性 對照組相較下高劑量組大鼠之體脂肪率均呈 現顯著下降之情形(p < 0.05)。
肝臟之重量及肝臟脂質分析結果 試驗結束大鼠犧牲時,秤取各組大鼠主 要臟器肝臟之重量,並進行統分析。結果如 表 6 所示,試驗組各組大鼠肝臟之重量與控 制組相比較,並無顯著差異(p > 0.05)。顯示 管餵投予試驗物質並不會造成試驗大鼠肝臟 重量之差異。各組大鼠肝臟脂質檢測結果如 表 6 所示,高劑量組大鼠之肝臟三酸甘油酯 濃度及膽固醇濃度與陰性對照組相較下呈現 下降之情形(p < 0.05)。
討論
試驗結束時,中、高劑量組大鼠體重與 陰性對照組相較,呈現顯著減少之情形。體 重改變量方面,中、高劑量組大鼠與陰性對 照組相較,也呈現顯著減少之情形。 試驗期間,餵食高熱量飼料之各組大鼠 其總攝食量雖然明顯低於控制組大鼠,然而 由於其所攝食飼料之熱量較高,因此餵食高 熱量飼料之大鼠其總攝取熱量則顯著高於控 制組。
血清生化安全性評估方面,餵食高熱量 飼料之各組大鼠其血清 AST、ALT、Creatinine、Uric acid、鈉離子、鉀離子及血糖濃 度相較於控制組均無顯著偏高的現象。因此, 推測試驗物質低劑量、中劑量、高劑量之下, 並不會造成試驗大鼠出現不良之生理反應。 血脂質方面,中、高劑量組血清三酸甘 油酯濃度相較於陰性對照組則呈現下降之情 形。大鼠之血清高密度脂蛋白膽固醇濃度, 高劑量與陰性對照組相較,則顯著增加;血 清低密度脂蛋白膽固醇濃度,高劑量與陰性 對照組相較下,皆顯著減少,試驗物質可減 少血清低密度脂蛋白膽固醇濃度的產生。 餵食高熱量飼料之陰性對照組大鼠,其 個別內臟脂肪量、體脂肪量(內臟脂肪量之 加總)及體脂肪率相較正常對照組大鼠均呈 現顯著增加之情形。在個別內臟脂肪量方面, 與陰性對照組相較,高劑量組大鼠之附睪周 邊脂肪量、腎臟周邊脂肪量與腸繫膜脂肪量 呈現顯著減少之情形。 由表7 整體分析可得知,與陰性對照組 相較,高劑量組大鼠之體重改變量、食物利 用率、體脂肪率、體脂肪量均呈現顯著下降 之情形。高劑量在不易形成體脂肪之功能上, 具有顯著的效果。 本試驗以連續8 週餵食高熱量飼料之方 式誘導Sprague-Dawley品系大鼠形成肥胖情 形。試驗期間同時投予試驗物質「臺糖糖適 康(粉末食品)」,以評估其是否具有不易 形成體脂肪之功能。3 組劑量組試驗物質投 予劑量分別為0.21 g/kg、0.41 g/kg及 0.83 g/ kg。試驗期間,連續8 週以高熱量飼料餵食 陰性對照組與3 組劑量組大鼠,以誘發其肥 胖癥狀,同時每日以管餵方式投予試驗物質 以評估其是否具有不易形成體脂肪之功能。 試驗結果顯示:大鼠經投予試驗物質後,其 體重改變量相較於陰性對照組,於中、高劑 量組呈現顯著降低之情形(p < 0.05),其下降的幅度分別為8.7%及 12.1%。體脂肪量分析 結果顯示,高劑量組大鼠相較於陰性對照組 均呈現顯著降低之情形(p < 0.05),其體脂肪 量減少的幅度達20.8%。血脂質方面,中、 高劑量組大鼠之血清三酸甘油酯濃度及膽固 醇濃度與陰性對照組相較,呈現顯著下降之 情形(p < 0.05),血清三酸甘油酯濃度之下降 幅度分別達到15.2%及 21.2%;膽固醇濃度 之下降幅度分別達到7.4%及 9.6%。高劑量 組之血清游離脂肪酸(FFA)濃度之下降幅度為 21.9%;大鼠之血清高密度脂蛋白膽固醇濃 度(HDL-C),增加的幅度為10.1%;血清低 密度脂蛋白膽固醇濃度(LDL-C),下降的幅 度為23.0%。此外,投予本試驗物質對於3 組劑量組大鼠之攝食量、肝腎功能、血液電 解質濃度及血糖之血清生化安全性評估,均 無不良影響。各組大鼠肝臟脂質檢測結果,高劑量組大鼠之肝臟三酸甘油酯濃度下降的 幅度為11.9%;膽固醇濃度下降的幅度為 17.3%。 綜合以上試驗結果,臺灣糖業股份有限 公司生物科技事業部所提供之試驗物質「臺 糖糖適康(粉末食品)」,在本試驗條件下, 高劑量組即成人每日攝取量8g具有不易形 成體脂肪之功能。且其所含難消化麥芽糊精、 南瓜萃取物與苦瓜萃取物的各別劑量(數據未 揭露)皆有相當明顯的差距低於現有文獻報導 之有效劑量【難消化湖精10~34 g/day人[17], 南瓜萃取物0.1~0.4 g/kg大鼠( 1~4 g/day 人)[18],苦瓜萃取物0.5~1 g/kg 小鼠( 2.4~4.8 g/day人)[19]】,顯示此三種成分在 不易形成體脂肪功能上可能具有相互協同效 果(Synergistic effect)。



參考文獻
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