健康食品之不易形成體脂肪功能評估方法
(民國 96 年 07 月 12 日修正)
(民國 96 年 07 月 12 日修正)
壹 前言
所謂疲勞是指身體無法維持在一定水平上運作,各器官也不能保持固
定的工作能力;即身體因過度活動而造成作業肌肉無法維持力量,而
導致活動能力下降。造成身體活動疲勞的原因可包括心理、生理與生
化三方面,其中心理方面的疲勞因較易受主觀因素影響,而生理方面
的疲勞主要為神經、肌肉傳導方面機制的改變,因此暫不列入評估之
中。生化疲勞的潛在機轉包括中樞與週邊疲勞壹方面,造成中樞疲勞
的機制包括:「低血糖 (hypoglycemia) 」、「血液中關鍵胺基酸濃
度的改變,導致大腦中神經傳導物質濃度的改變」,而週邊疲勞的機
轉則有「肌肉中的磷酸肌酸 (phospocreatine) 耗竭,導致血氨增加
」、「肌肉中的氫離子堆積,導致乳酸增加」、「肌肉中的磷酸堆積
」及「肌肉中的肝醣耗竭」;故此處抗疲勞功能之評估僅以生化方面
為主。
現階段健康食品的抗疲勞功能,乃針對經過運動測試後,延緩運動期
間疲勞的發生或促進運動後疲勞消除之評估;亦即對受測對象給予運
動測試,觀察運動期間或運動後的休息期間一些與疲勞相關數值變化
的情形。
貳 評估食品樣本是否具有抗疲勞作用之測定方法
廠商除提供與其產品相關之資料與文獻,以佐證該產品或其部分原料
可能具有「延緩疲勞」或「促進疲勞消除」之功能外,必須針對擬以
「健康食品」上市之產品,進行「人體實驗」或「動物實驗」。若過
去的科學文獻對所提產品的特性瞭解不足時,應同時進行「人體實驗
」和「動物實驗」,以加強證據之可信度。本評估方法所建議之檢測
項目並非每項都必須進行。但欲對產品加以標示或廣告具某項生理機
能時,則必須提出相符且足夠之科學證據來支持。通常適當的檢測項
目越多,其證據越明確。
一 人體實驗
(一) 必須委託國內外大學食品、營養、醫藥、運動科學等相關系所、研
究機構、醫學中心執行,需有醫師參與,並遵循衛生單位對人體實
驗有關之相關規定。
1 人數 312 人,受試者必須為健康之成年人 (20-40 歲) 且於實
驗前一週不得飲用酒精及服用營養補充劑或其他藥物。
2 實驗採交叉 (cross over) 設計,每位受試者必須分別食用受試
食品和對照食品,採自體比較的方式進行耐力運動能力測定。
3 實驗期之長短及服用時間自行視產品特性而擬定。
4 以一般醫學或生理學認可之方法執行運動能力測試,選擇「固定
強度與時間」或「運動至力竭」之耐力運動能力其中一項執行,
生化值之測定方法必須是學術界、醫學單位所採用普遍認可之方
法,亦可使用市售的生化試劑 (test kits) 直接測定之。
(二) 最大攝氧量 (VO2 max) 測試
1 於適當位置貼上心電圖電極片,連接至心電圖機以測量心跳率。
2 跑步運動可採用逐漸增加速度與坡度的方法直至力竭 (exhaust-
ion),可參考下表所列。
────────────────────────
坡度 (%) 速度 (mph) 持續時間 (分鐘)
────────────────────────
10 1.7 3
12 2.5 3
14 3.4 3
16 4.2 3
18 5.0 3
20 5.5 3
20 6.0 3
3 於心跳率達每分鐘 170 下時開始採氣至力竭,收集到之氣體經
氣體分析儀算出 VO2 max。
運動力竭判定的標準為下列三項條件中有二個達到:
1 心跳率達到最大心跳率 (最大心跳率=220 -年齡)。
2 受試者呼吸交換率達 1.1。
3 受試者運動自覺量表達 18 以上。
運 動 自 覺 量 表
───────────
6
7 非常非常輕
8
9 非常輕
10
11 頗輕
12
13 有些累
14
15 累
16
17 非常累
18
19 非常非常累
20
(三) 運動能力測定
以下四種評估方式得任擇其中之一進行:
1 固定強度與時間之耐力運動能力測試
(1) 延緩運動期間疲勞之評估:以60% VO2max 以上的強度於跑步
機 (或腳踏車) 進行運動測試至少 30 分鐘。運動期間每隔
15 分鐘採氣 1 分鐘及記錄心跳率,並於運動前、運動期間
、運動後視需要採血。
(2) 促進運動後疲勞消除之評估:以60% VO2max 以上的強度於跑
步機 (或腳踏車) 進行運動測試至少 30 分鐘,之後休息。於
運動後開始記錄心跳率,並於運動後、休息期間視需要採血。
2 運動至力竭之耐力運動能力測定
(1) 延緩運動期間疲勞之評估:以60% VO2max 以上的強度或逐步
漸增負荷,於跑步機 (或腳踏車) 進行運動測試至力竭;記錄
運動至力竭之時間。運動期間每隔 15 分鐘採氣 1 分鐘及記
錄心跳率,並於運動前、運動期間、運動後視需要採血。
(2) 促進運動後疲勞消除之評估:以60% VO2max 以上的強度或逐
步漸增負荷,於跑步機 (或腳踏車) 進行運動測試至力竭,之
後休息。於運動後開始記錄心跳率,並於運動後、休息期間視
需要採血。
(四) 評估指標
1 生理指標
以所收集之氣體及測得之心跳率換算氧氣律動 (oxygen pulse)
;氧氣律動為氧氣攝取量與心跳率之比值。
2 血液生化指標
血液以含抗凝血劑 (如:EDTA) 之收集管收集,於 3000xg 離心
10 分鐘,血漿保存於 -70℃,以測定血氨 (ammonia)、血乳酸
(lactic acid)、血糖 (glucose)、肌酸激 (creatine kina-
se) 及游離脂肪酸 (free fatty acid) 之數值。
3 血液分析
(1) 血氨
利用比色測定之原理,於定量的血漿中加入 bromphenol blue
為呈色劑,作用後產生藍色化合物,於 605 nm 波長下測定其
吸光度,再換算得其濃度。
(2) 血乳酸
利用酵素作用及比色測定之原理,於定量的血漿中加入 lact-
ate oxidase 反應後,再加入 4-aminoantipyrine 及 1,7-
dihydroxynaphthalene,經 peroxidase 作用後產生紅色化合
物,於 540 nm 波長下測定其吸光度,再換算得其濃度。
(3) 血糖
利用酵素作用及比色測定之原理,於定量的血漿中加入 gluc-
ose oxidase 反應後,再加入 4-aminoantipyrine 及 1,7-
dihydroxynaphthalene,經 peroxidase 作用後產生紅色化合
物,於 555 nm 波長下測定其吸光度,再換算得其濃度。
(4) 肌酸激
利用酵素作用及比色測定之原理,於定量的血漿中加入 crea-
tine phosphate glucose oxidase 反應後,再加入 4-amin-
oantipyrine 及 1,7-dihydroxynaphthalene ,經 peroxida-
se 作用後產生白色化合物,於 680 nm 波長下測定其吸光度
,再換算得其濃度。
(5) 游離脂肪酸
利用酵素作用及比色測定之原理,於定量的血漿中加入 acyl
CoA synthetase、acyl CoA oxidase 及 peroxidase ,作用
後產生紫色化合物,於 550 nm 波長下測定其吸光度,再換算
得其濃度。
(五) 結果判定之基準
1 固定強度與時間之耐力運動能力測定
(1) 延緩運動期間疲勞之評估:運動期間 (或運動後) 與運動前比
較,實驗組之血氨值、血乳酸值、肌酸激 活性應低於對照組
,血糖值、游離脂肪酸值、氧氣律動值應高於對照組,以上六
項指標中可任選四項做實驗,至少須要二項指標達統計上之正
面顯著差異 (p<0.05) ,另二項不得為負面之結果,則可認定
攝入的食品具抗疲勞的功效。
(2) 促進運動後疲勞消除之評估:恢復期間與運動後比較,實驗組
之血氨值、血乳酸值、肌酸激 活性、心跳率應低於對照組,
血糖值應高於對照組。以上五項指標中可任選三項做實驗,至
少須要二項指標達統計上之正面顯著差異 (p<0.05) ,另一項
不得為負面之結果,則可認定攝入的食品具抗疲勞的功效。
2 運動至力竭之耐力運動能力測定
(1) 延緩運動期間疲勞之評估:運動至力竭所需之時間,實驗組應
高於對照組;運動期間 (或運動後) 與運動前比較,實驗組之
血氨值、血乳酸值、肌酸激 活性應低於對照組,血糖值、游
離脂肪酸值、氧氣律動值應高於對照組,以上七項指標中可任
選四項做實驗,至少須要二項指標達統計上之正面顯著差異 (
p<0.05) ,另二項不得為負面之結果,則可認定攝入的食品具
抗疲勞的功效。
(2) 促進運動後疲勞消除之評估:恢復期間與運動後比較,實驗組
之血氨值、血乳酸值、肌酸激 活性、心跳率應低於對照組,
血糖值應高於對照組。以上五項指標中可任選三項做實驗,至
少須要二項指標達統計上之正面顯著差異 (p<0.05) ,另一項
不得為負面之結果,則可認定攝入的食品具抗疲勞的功效。
二 動物實驗
(一) 動物必須來自公立研究機構、公私立大學或其他衛生主管機關認可
之實驗動物中心。
1 8~10 週齡之雄性小鼠、Wistar 或 SD 大鼠。不同批的鼠因飼
養環境、季節等原因的變化,體質上會出現差異,因此實驗組和
對照組應採用同一批動物同時進行實驗,且各鼠之體重應相近。
2 每組動物 38 隻。
3 實驗飼料含該產品量 (重量百分比) 至少須有三種以上的劑量組
,其中之一為換算成廠商所建議消費者之每天攝取量的 1~2 倍
,一組為 2~5 倍之間,另一組則須在 5~10 倍之間。
4 實驗組與對照組飼料必須含等量之熱量、蛋白質、脂肪。
5 實驗期之長短及服用時間自行視產品特性而擬定。
6 可以一般醫學或生理學認可之方法執行運動能力測試,選擇「游
泳」或「跑步機」測試其中之一項執行。生化值之測定方法必須
是學術界、醫學單位所採用普遍認可之方法,亦可使用市售的生
化試劑直接測定之。
(二) 運動能力測定
1 游泳測試
(1) 實驗前一週,在餵食 30 分鐘後,先進行游泳適應。
(2) 末次餵食後 30~60 分鐘,將鼠放入直徑 15 cm、水深 20 cm
、水溫 27 ±1 ℃的玻璃水缸中 (可視鼠之大小調整水缸之直
徑及水深) ,強迫鼠進行游泳掙扎,直到體力消耗殆盡下沉溺
死為止,計算自落水開始至鼻孔沉入水中的死亡時間即為游泳
時間。也可記錄小鼠入水至頭部全部入水持續 8 秒不能浮出
水面為止的時間。
(3) 為了縮短試驗時間,可在鼠背部綁上鉛絲 (保險絲) 進行負重
游泳。負重量可依據動物月齡選擇體重的 2~5 %,如選擇 3
%負重,在整個試驗過程中每隻鼠負重都應是自身體重的 3%
。而鼠進食量的多少會影響秤重及游泳時間,在試驗前應禁食
12~24 小時。
〈注意事項〉
(1) 因鼠集體游泳時會互相推擠而影響試驗結果,故以單隻游泳較
佳。
(2) 水溫對鼠的游泳時間有明顯的影響,因此要求各組水溫應控制
一致,每一批鼠下水之前都應測量水溫,如果過低可能引起鼠
痙攣,影響實驗結果,過高 (30℃以上) 則游泳時間太長不便
操作。
(3) 鉛絲纏繞時的鬆緊應適宜。
(4) 在整個實驗過程中應使每隻鼠四肢保持運動,如果鼠漂浮在水
面四肢不動,觀察者可用木棒在其附近攪動。
2 跑步機測試
(1) 實驗前一週,在餵食 30 分鐘後,先進行跑步機適應。
(2) 末次餵食後 30~60 分鐘,將 SD 鼠放在跑步機上,並在跑步
機的末端設置電擊區。
用逐漸增加速度與坡度的方法直至力竭 (exhaustion) ,可參考下
表 (Bedford et al.,1979) 所列。若鼠落入電擊區,而經過多次
電擊仍無法起身往前跑即判定已經力竭,記錄開始跑步至力竭的跑
步時間。
───────────────────────
坡度 (%) 速度 (mph) 持續時間 (分)
───────────────────────
0 8.2 3
5 15.2 3
10 19.3 3
10 26.8 3
12.5 26.8 3
12.5 30.3 3
15 30.3 3
15 35.4 3
15 40.0 3
15 43.8 3
(三) 生化值測定
1 血尿素氮試驗
末次餵食 30 分鐘後,在溫度為 30 ℃的水中不負重游泳 90 分
鐘,休息 60 分鐘後採血。大鼠採尾血,小鼠由眼窩採血,取血
漿或血清備用。利用比色測定之原理,於定量的血漿或血清中加
入 urase 反應後再加入 ammonia 為呈色劑,作用後產生紅色
化合物,於 660 nm 波長下測定其吸光度,再換算得血尿素氮的
濃度。
2 肝醣試驗
末次餵食 30 分鐘後犧牲動物,取肝臟,將肝醣分解為葡萄糖,
測定其濃度。
3 血乳酸試驗
末次餵食 30 分鐘後採血,然後不負重在溫度為 30 ℃的水中游
泳 10 分鐘後停止。在游泳後及休息 20 分鐘後亦分別採血。血
液經處理後,利用酵素作用及比色測定之原理,於定量的血漿中
加入 lactate oxidase 反應後,再加入 4-aminoantipyrine
及 1,7-dihydroxynaphthalene ,經 peroxidase 作用後產生紅
色化合物,於 540 nm 波長下測定其吸光度,再換算得乳酸之濃
度。
(四) 結果判定之基準
1 老鼠持續游泳及跑步時間,實驗組應較對照組高。
2 實驗組之血尿素氮應較對照組低,實驗組之肝醣應較對照組高。
3 血乳酸值游泳後與游泳前比較 (乳酸升高比值) 、休息 20 分鐘
後與游泳後比較 (乳酸消除比值),按下列方法判定:
(1) 當實驗組乳酸消除比值與對照組無差異時,實驗組乳酸升高比
值應較對照組低。
(2) 當實驗組乳酸升高比值與對照組無差異時,實驗組乳酸消除比
值應較對照組高。
(3) 當實驗組乳酸升高比值與乳酸消除比值均顯著高於對照組時,
則比較消除值與升高值之比值,實驗組比值應高於對照組。
以上指標中,運動能力測試至少有一項、生化值測定至少有二項試
驗指標達統計上之正面顯著差異 (p<0.05) ,則可認定攝入的食品
具抗疲勞的功效。
參 標示或廣告
食品進行以本辦法推薦之實驗或以更嚴謹之其他被醫學或相關科學界
所認可的實驗或檢測方法,且得明確之結果時,得向中央衛生主管機
關申請標示或廣告「攝取本產品可延緩疲勞或促進疲勞消除」或其他
相近有科學依據的詞句。
參考文獻
1 Bedford, T. G., Tipton, C. M., Willson, N. C., Oppliger, R. A.
, & Gisolfi, C. V. (1979).
2 Maximum oxygen consumption of rats and its changes with vario-
us experimental procedures. Journal of Applied Physiology: Re-
spiratory Environmental and Exercise Physiology, 47 (6):1278-
1283.
3 Borg, G., & Ottoson, D. (1986). The Perception of Exertion in
Physical Work., London: The Macmillan Press Ltd.
4 Tsintzas, O. K., Williams, C., Singh, R., Wilson, & W., Burri-
n, J. (1995). Influence of Carbohydrate-electrolyte drinks on
Marathon Running Performance. European Journal of Applied Phy-
siology and Occupational Physiology. 70:154-160.
壹 前言
消化器官的主要功能是使食物消化,營養素吸收及排便。消化最主要
是經由消化酵素的作用,自律神經的調節及體液性的調節 (消化管荷
爾蒙等) 等系統來控制。因此,除了病原菌的侵襲外,各種飲食內容
的改變及精神壓力或過敏都會引起胃腸道的不適,影響食物的消化及
營養素的吸收。
人類的腸道中棲息了約數百種細菌,這些正常菌相的存在,除了可抑
制有害病菌在腸內孳生及危害外,且可產生人體所需的物質,如維生
素 B 及 K 等。在人體正常菌相中,包含了有益菌與有害菌,有益
菌產生的代謝產物 (如乳酸與醋酸) 可抑制有害菌的增殖,對健康的
維持與整腸方面有相當的幫助。一般健康人體腸道中有害細菌 (如產
氣莢膜梭菌 Clost idium perfringens) 含量不高,無法危害人體,
然而身體的不適,飲食及環境的變化、精神壓力、老化等都可能使有
害菌增加,造成腸內菌相平衡的崩解,進而引起便祕、下痢。
食品種類繁多,其中部分食品可改善食慾,促進消化酵素的分泌,增
進胃腸蠕動,增加小腸吸收。食品亦可因含有利腸道益生菌生長的成
分,或本身含有腸道中的有益細菌,因而具改善腸內菌相的功能。因
此,若食品具有 (1) 促進消化吸收, (2) 改善腸內細菌菌相, (
3) 促進胃腸蠕動,幫助維持腸道正常機能等三種功能中任一種功能
時,可認為具有改善胃腸道功能。
貳 實驗方法及結果判定
一 評估對胃腸道功能改善之要點與原則:
(一) 改善胃腸功能必須明確具有以下四種功能指標之ㄧ。
1 促進消化吸收
2 改善腸內細菌菌相
3 幫助 (改善) 胃腸運動
4 有助於胃黏膜之保護作用
(二) 所進行的實驗可分為動物實驗與人體實驗,兩者可擇一施行。
(三) 若廠商所提產品的相關科學研究證據不明確或不足時,須同時進行
「人體實驗」和「動物實驗」,以加強證據之可信度。
(四) 動物實驗進行時間至少需 4 星期以上,人體實驗至少需進行 2
星期以上。
(五) 所使用的實驗動物以哺乳類動物為原則,動物隻數每組至少為 8
隻,小白鼠隻數每組至少為 10 隻。
(六) 實驗動物必須來自各大實驗動物中心。
(七) 人體實驗每組人數至少為 8 人,且必須有控制組。
(八) 人體實驗必須由大學食品、營養、醫藥等相關系所、研究機構、醫
學中心執行,需有醫師參與,並遵循衛生單位對人體實驗有關之相
關規定。
(九) 動物實驗進行時,飼料的內容與比例,必須符合 AIN (American
Institute of Nutrition) 之規範,進行人體實驗的飲食內容與比
例,必須符合衛生署所公布之飲食指南。
(一○) 評估對胃腸道功能所採用的實驗方法,必須是學術界或醫學單位
所採用或普遍認可之方法,亦可使用市售的生化試劑 (Test Kit
) 直接測定之。
二 促進消化吸收
(一) 動物實驗
1 動物體重的測定及消化吸收率的測定
2 消化酵素活性的測定:如 trypsin, chymotrypsin, amylase,
lipase, leucine amino peptidase, disaccharidase。
(二) 人體實驗:
1 有關改善食慾不佳方面,觀察食慾、食量、體重、血紅素等指標
的變化。
2 有關改善消化吸收不良方面,觀察食慾、食量、胃腸腹脹感、糞
便形狀及次數、胃腸運動及小腸吸收等指標變化。
(三) 結果判定:
1 動物實驗中必須至少一項指標為實驗組明顯優於控制組 (p<0.05
) 。
2 人體實驗方面,如果是針對改善兒童食慾方面,以食慾、食量的
改善為觀察重點。體重及血紅素的變化則作為輔助指標。
3 針對消化吸收不良者,除了有明顯改善食慾、食量,胃腸腹脹感
及糞便形狀等消化不良症狀外,在小腸吸收指標中至少有一項指
標為實驗組明顯優於控制組 (p<0.05) 。
4 如果符合以上要求即可判定測試食品具有促進消化吸收作用。
(四) 測定方法
1 消化酵素活性測定
樣品製備:
截取實驗老鼠 (Sprague-Dawley或Wistar 品系) 小腸片段,刮
下腸黏膜 (脂解酵素活性測定不必刮下腸黏膜) ,取 0.2g 加入
2mL 含 protease 抑制劑 (1 mM phenylmethylsulfonylfluori-
de 及 2.2 mM iodoacetic acid) 之 4℃、0.9% NaCl 溶液,
以均質機均質化。
(1) 雙醣酵素 (disaccharidase) 活性測定
目的:測定小腸雙醣類消化酵素 (乳糖酵素、麥芽糖酵素與蔗
糖酵素) 活性。
測定方法:取 30mL 的腸黏膜均質液加入 15 mL 的 56mM 雙
醣溶液 (乳糖、麥芽糖或蔗糖) 於 37 ℃下作用 30 分鐘,再
加入100 mL 的 0.6 N NaOH 溶液溶解細胞,另以 10mL 的 6
N HCl 溶液中和之。取 45mL 處理過後之腸黏膜液或葡萄糖標
準液 (0-40 mg/mL) 與 625 mL 反應緩衝液 (50 mM Tris-ma-
late、33 mM sodium potassium phosphate 與 30 mM MgCl2
,pH 6.8) 、150 mL 的 1 mM ATP、150 mL 的 1 mM NADP、
15 mL 的 330 IU/mL hexokinase (EC 2.7.1.11) 與 15mL 的
170 IU/mL glucose-6-phosphate dehydrogenase (EC 1.1.1
.49) 於 37 ℃下作用 30 分鐘,最後將樣品置於冰浴上以終
止其反應。葡萄糖產物含量則以分光光度計於 30 nm 波長下
測定減少的 NADPH ,並以改良的 Lowry 方法測定樣品中蛋
白質含量,而雙醣酵素活性以 mM 葡萄糖/分鐘/㎎蛋白質表
示之。
(2) 脂解酵素 (lipase) 活性測定
目的:測定小腸內脂質消化酵素活性
測定方法:用市售試劑組 (Sigma Lipase-PSa) 測定之。將 9
00 mL 受質溶液 (1.1 mM 1,2- diglyceride、2 mM sodium N
-ethyl-N- (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -m-toluidine、0.66
mM ATP、860 U/L monoglyceride lipase、1340 U/L glycer-
ol kinase、40,000 U/L glycerol-3-phosphate oxidase、13
40 U/L horseradish peroxidase、40,000 U/L co-lipase 與
緩衝液) 加至 15mL 之腸均質液或標準液 (附於試劑組) 中,
於 37 ℃下作用 3-5 分鐘,再加入 300mL 活化劑 (36 mM
deoxycholate、6 mM 4-aminoantipyrine、0.05% sodium az-
ide 與緩衝液) ,於 37 ℃下作用 3 分鐘後,以分光光度計
於 550 nm 波長下測定2分鐘,並以改良的 Lowry 方法測定樣
品中蛋白質含量,而脂解酵素活性以 unit/mg 蛋白質表示之
。
(3) 白胺酸胺基酵素 (leucine aminopeptidase,LAP) 活性測定
目的:測定小腸絨毛刷狀緣膜上蛋白質消化酵素活性。
測定方法:用市售試劑組 (Sigma Diagnosticsa LAP) 測定之
。取 0.5 mL 腸黏膜均質液,混合 0.5 mL LAP 受質溶液 (20
mg/dL L-leucyl-b-naphthylamine 溶於 phosphate 緩衝液
, pH 7.1) ,於 37oC 下作用 1 小時,再加入 0.5 mL 的
2 N HCl,1.5 mL 處理過後之腸黏膜液或 1.5 mL 標準液 (0-
12 Sigma unit/mL) 與 0.5 mL sodium nitrite 溶液,於室
溫下作用 3 分鐘後,混合 1.0 mL 0.5% (w/v) ammonium s-
ulfamate ,於室溫下作用3分鐘,再加入 2.0 mL N-1-naph-
thylethylenediamine 酒精溶液,於室溫下作用 45 分鐘後,
以分光光度計於 580 nm 波長下測定吸光值,並以改良的 Lo-
wry 方法測定樣品中蛋白質含量,而白胺酸胺基之酵素活性以
Sigma unit/mg 蛋白質表示之。1 Sigma unit 定義為於 37
℃、pH 7.1 下,每 1 小時生成 1 mmole b-naphthylamine
的酵素量。
判定:以上各一項有改善,表示有改善胃腸消化之功能。
2 改善胃腸功能之參考指標:
(1) Lundh 測試 (主要為胰臟功能) :
使用 300 ml 之流質食物 (含 6 %脂肪、5 %蛋白質及 15
%醣類) ,並放置十二指腸管,依時段抽取十二指腸液,以測
定消化酵素之濃度 (如 Trypsin) 或以內視鏡抽取胰液作消化
酵素之分析。
(2) Schilling 測試 (主要為胃腸功能)
-以維生素 B12 之吸收來測定胃腸功能
-以放射性標示之維他命 B12 給予空腹之受試者
-一小時後再由肌肉注射未標示 B12
-24 小時後收集尿液,並測定 B12 含量
-7 天後重複此步驟,但口服 B12 則加入Intrinsic factor
-兩次檢查加以比較評估
(3) 脂肪之吸收判定:
糞便脂肪分析:
-正常值:< 7g/day
-每日食用食物中至少有 100 g 中鏈三酸甘油酯共三天;並
收集糞便 3 天
-測定糞便中脂肪含量
-使用 Sudan stain ,只可測三酸甘油酯及 lipalytic pr-
oduct
(4) D-xylose 耐受測試 (主要為小腸功能) :
-主要測定近端小腸之醣類吸收
-隔夜禁食,再服用 25g 之 D-xylose ,5 小時後之尿液中
若 xylose 排出大於 25 %,即表示正常。
-1 及 2 小時抽血,若其中一次大人血中 xylose>300 mg/L
,或小孩血中 xylose >100 mg/L ,則表示正常。
(5) 核子醫學檢查
目前只使用於 gastric emptying study
-受試者服下含有放射源 (Tc-99m and In-111) 的固體及液
體食物
-測量受試者 90 分後的胃排空率
(6) 放射線科檢查
小腸排空速度檢測
-受試者喝下 600 cc barium 後,隔 15 分透視一次,直到
barium 完全排出ileocecal valve
三 改善腸內細菌菌相
(一) 動物實驗:
1 檢測 1 種益生菌:Bifidobacterium
2 檢測 1 種有害 (或無益) 菌:Clostridium perfringens
(二) 人體實驗:
1 檢測 1 種益生菌:Bifidobacterium
2 檢測 1 種有害 (或無益) 菌:Clostridium perfringens
(三) 測定方法:
1 腸內細菌菌相
(1) 材料
a 大白鼠:雄性 Spraguae Dawley (SD) 或 Wistar 系統大
白鼠之盲腸或糞便。
b 人體糞便。
培養基
a 雙叉桿菌 (Bifidobacteria) 參考培養基:
(a) Bifidobacteria iodoacetate medium -25 (BIM-25)
(b) MPN medium
(c) Beerens medium
b 產氣莢膜梭菌 (Clostridium perfringens) 參考培養基
Tryptose-sulfite-D-cycloserine (TSC) agar
有關製備請參考各相關參考文獻。
(2) 方法
a 取樣及均質
(a) 動物實驗:以按摩方式收集糞便於密閉容器內 (維持厭
氧狀態) ,再於厭氧操作箱內秤取約 0.5 g,加入含 4
.5 mL 無菌厭氧稀釋液 (附註) 之試管中 (內含 5 粒
玻璃珠) ,以試管震盪器混合。
(a) -1 大白鼠經餵養試驗後,麻醉,解剖,在厭氧狀況取
出盲腸 (cecum) 內容物,秤取約 1 g,加入含 9 mL
無菌厭氧稀釋液之試管中 (內含 5 粒玻璃珠) ,以試
管震盪器混合。
(b) 人體試驗:收集糞便於密閉容器內 (維持厭氧狀態) ,
再於厭氧操作箱內,進行如同上述大白鼠樣品之秤重及
均質操作。
2 稀釋及微生物平板分析
於厭氧狀況下,上述均質液以厭氧稀釋液進行一系列十倍稀釋。
取適當稀釋倍數,以表面塗抹法 (spread plate method) 或混
稀平板法 (pour plate method) 加入雙叉桿菌培養基中,置於
厭氧操作箱或厭氧缸中 (內含厭氧包,或抽氣維持厭氧狀態) ,
於 35~37 ℃培養,計數菌落數。
至於產氣莢膜梭菌之計數,請依照美國 FDA 發行的 Bacterio-
logical Analytical Manual (BAM) 。
3 統計分析
實驗數據經統計變異數分析 (Analysis of variance ANOVA) 測
試各實驗組間是否有差異,若有差異再以鄧肯氏多變試驗 (Dun-
can,s multiple range test) 作進一步分析,以決定各實驗組
在 95 %可信度內是否有差異。
(四) 結果判定
動物實驗:若盲腸或糞便的 bifidobacteria 明顯增加,以及 Cl-
ostridium perfringens 減少或無明顯變化者,則稱之具改善腸內
細菌相功能。
人體試驗:若 bifidobacteria 明顯增加,以及 Clostridium pe-
rfringens 減少或無明顯變化者,則稱之具改善腸內細菌相功能。
附註:厭氧稀釋液之製備如下:
Gelatin 0.2 g
Distilled water 50 mL
Salts solution (如 2.1.3 中 salts solution 配方) 50 mL
Resazurin solution (25 mg/100 mL H2O) 0.4 mL
將各成分混合,煮沸,冷卻,再加入 0.05 g cysteine,以厭氧操
作分裝入試管中,每一試管裝 9 mL ,以 121 ℃殺菌 15 min ,
殺菌完成或實驗過程呈粉紅色,請勿使用。
四 幫助 (改善) 胃腸運動,促進腸道正常機能之維持
(一) 動物實驗:
1 胃腸運動 (活性碳、腸鋇計檢查或核子醫學檢查)
2 胃黏膜保護
3 觀察糞便之乾重、粒數、水分及形狀
(二) 人體實驗:
1 腸運動 (腸鋇計檢查或核子醫學檢查)
2 觀察排便時間,糞便重量、水分及形狀及排便感覺之變化。
(三) 檢查方法
胃腸運動測定:
1 動物實驗
(1) 離體實驗:擷取絕食老鼠之胃或腸片段約 1-2cm ,放於組織
浴 (organ bath) 中並通氣之 (95%O2,5%CO2) ,放置 2hr
使其穩定而後做等長收縮 (0.5-1 gm) ,視測試食品對於胃或
腸片段之收縮情況,若實驗組明顯優於控制組 (p<0.05) ,即
可判定,即可判定測試食品具有改善胃腸運動之功能。
(2) 活體實驗:動物配置的灌胃溶液灌食 (含有 10 %活性碳及測
試物) 。而後追蹤計算排空率,活性碳則以黑色易觀察之特性
作為胃腸排空之另一指標。 30 分鐘後,大白鼠去頭犧牲,隨
後剪開腹腔以線綁住賁門處,將胃、小腸完整取出,計算胃腸
排空率,方法如下:
charcoal marker
Charcoal Transit=──────────× 100%
Intestinal length
2 人體實驗
(1) 核子醫學檢查:目前只使用於 gastric emptying study
-讓病人服下含有放射源 (Tc-99m and In-i11) 的固體及液
體食物
-測量病人 90 分後的胃排空率
(2) 放射線科檢查:小腸排空速度檢測
-請病人喝下 600 cc 鋇鹽 (barium salt) 後,隔 15 分透
視一次,直到鋇鹽完全排出迴腸辮 (ileocecal valve) 。
(四) 結果判定:糞便重量或粒數明顯增加,再加上胃腸運動實驗或排便
時間中有任何一項結果為實驗組明顯優於控制組 (p<0.05) ,即可
判定測試食品具有潤腸通便之功能。
五 有助於胃黏膜之保護作用,維持腸道正常機能
(一) 實驗內容:
1 離體實驗:培養鼠胃黏膜細胞,先將測試物至於胃黏膜細胞內,
培養 2 小時,而後置入酸性培養液 (pH=4) 或含 indomethac-
in 之培養液下。測定胃黏膜細胞之存活率 (viabiliy) 的變化
(MTT assay) ,若實驗組明顯優於控制組 (p<0.05) ,即可判
定測試食品具有保護作用之功能。
2 活體實驗:胃酸的分泌測定:Shay 潰瘍法 (Shay's ulcer)
雄性實驗絕食老鼠 (24 小時) ,胃部幽門結紮,再予以縫合復
原,俟 4 小時候,將其犧牲取出胃部,收集胃液並定量胃液體
積,並以 01N NaOH 溶液滴定,求其實驗組及控制組之總酸度之
變化若 p<0.05 ,即可判定測試食品具有胃黏膜保護作用之功能
。
(二) 結果判定:任何一項結果為實驗組明顯優於控制組 (p<0.05) ,
即可判定測試食品具有幫助胃黏膜保護之功能。
六 減少胃內幽門螺旋桿菌
(一)受試者的篩選
1 志願參與者先填寫一份問卷,包括個人飲食、生理習慣及健康狀
況(含是否有慢性病,需要隨時服藥等)。
2 體檢,包括醫生問診、體位測驗、及血液生化檢查(含血紅素、
血球比容、血糖、血脂肪、肝功能及腎功能)。
3 依據前兩項的資料,篩去習慣特異及健康不良的參與者。然後填
寫志願書,進行尿素呼氣試驗(urea breath test),以得 13
CO2 /12CO2 比值(即ΔUBT 值)。就ΔUBT 值決定受試對象(
建議ΔUBT>10%O 者)。
(二)實驗方法
1 受試者在實驗開始前三週每四天測一次ΔUBT 值,以觀察其日常
飲食是否影響該值;並計算其平均值,以作為實驗開始後的比較
。
2 每位受試者於實驗前必須接受飲食指導。實驗開始前須經 2~3
週之穩定期,於穩定期間應按其個人之原飲食習慣攝食,並避免
暴飲暴食或其他特殊食物之攝取,且亦不可服用整腸健胃藥物、
補充劑、抗生素、組織胺-2 拮抗劑、抗氧化劑、強調整腸健胃
的機能性食品,或其他不明藥物等。並於該其間進行幽門螺旋桿
菌之測試,而獲得至少最後之 3 次為近似恆定值,其平均值作
為實驗之起始值(initial value) 。
3 實驗期間(最少二週)的飲食按上述穩定期間之條件進食,且加
食試驗品穩定與實驗期間定期測量其ΔUBT 值、血液生化檢查、
體檢、與問卷調查,以瞭解其實驗期間健康情形及身體的感覺。
4 ΔUBT 值測定:受試者在受試前一天晚上 10 點以後禁食,次晨
刷牙、漱口,靜坐 5 分鐘後飲用 200 mL 的 0.1N 檸檬酸溶液
,漱口、靜坐 10 分鐘後,吹氣至 2 支 10 mL 的氣體收集管
。再靜坐 5 分鐘後飲用 50 mL 含 13C 標識的尿素(50mg)
溶液,再漱口、靜坐 10~20 分鐘後,吹氣至 2 支 10mL 的氣
體收集管。所收集的氣體以 isotope ratio mass spectrometer
(IRMS)分析其ΔUBT 值。
(三)結果判定
1 若受試者之ΔUBT 值於實驗後比實驗前有明顯(p<0.05) 降低
,則表示該試驗品具有減少幽門螺旋桿菌之生理功能。
2 經體檢及問卷調查結果,若於實驗期間及實驗後一週沒有明顯不
舒服的感覺或其他健康問題,特別是腸胃道問題,則可判斷該試
驗品沒有安全上的問題。
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壹、前言
人體共有 206 塊骨骼,依外形可分為長骨、短骨、扁平骨和不規則
骨等。骨骼的外層是「皮質骨」(cortical),含有板層結構,其間
含有細胞,因其結構緻密,又稱之為「緻密骨」(compact bone);
骨骼的內層則是「枝狀骨」,富含骨小樑(trabecular),在骨小樑
的表面則有「造骨細胞」(osteoblast, OB)和「蝕骨細胞」(ost-
eoclast, OC) ,其像海綿狀,因此又稱為「海綿骨」(spongy bo-
ne)。體內約有 80 %的骨量屬於皮質骨,但身體各部位的骨骼所含
皮質骨與海綿骨的比例並不相同,例如脊椎骨含有 50-75%的海綿骨
,而股骨則只有約 20 %是屬海綿骨,且主要是分布在兩端。
一、骨骼的代謝
由於海綿骨的表面積較大,所以骨骼的代謝速率較快,當骨骼因某因
素而產生骨質流失時,主要的流失部位即在海綿骨,在一般的代謝情
況下 ,每年約有25%的海綿骨被分解和更新, 但只有約 3%的皮質
骨會被新陳代謝。這也是何以脊椎骨較易發生骨質疏鬆,造成身高變
矮或駝背的原因;又由於股骨的海綿骨分布在兩端,因此年輕人骨質
較緻密,若因撞擊而產生骨折時,常折斷在股骨的中央部位,但若已
年老發生骨質流失之後,當跌倒而骨折時,則常發生在股骨的兩端,
尤其斷裂在與骨盤連接的位置,而很難醫治和恢復。
骨骼的成分可分為有機質與無機質。有機質部分包括了骨基質和細胞
,骨基質中有 95 %是膠原蛋白,另 5%的非膠原蛋白質對骨骼的礦
物質化(mineralization)很重要,而細胞主要有 OB、OC 和骨細胞
(osteocyte) 三種;無機質中主要有磷酸鈣,其他還有碳酸鹽、鈉
、鎂、鉀、氟化物和氯化物等。
骨骼的細胞可分為 OB、OC 和骨細胞三種。其中之 OB 主要在進行膠
原蛋白(collagen)和基質(ground substances) 之形成,以及負
責大部分之骨礦物質化(bone mineralization) 。然而當 OB 被骨
間質(bone matrix) 包圍,會逐漸縮小體積而變成骨細胞。在一般
骨骼中,骨細胞含量穩定,其內之胞器(organelles)含量少,僅含
少量之粒腺體(mitochondria)和高基氏體(Gorgi apparatus) ,
代謝力不旺盛。OC 較大、多核,且具多量的粒腺體和溶小體(lys-
osome) ,顯示其進行異化作用和骨骼回收的能力相當強;其細胞膜
含有豐富的皺褶,具有電化學極化性,可使細胞膜之滲透壓改變,而
得以攝入斷裂的膠原蛋白和 hydroxyapatite ,並加以消化。
骨骼無論在成長期或成年期,一直不斷地由 OC 進行骨質分解,而由
OB 進行重造。當重造的速率大於分解時,則骨骼會變得較長、較寬
或較緻密;而當分解速率大於重造時,則骨質就會逐漸流失(bone
loss)而疏鬆。通常在成長期,骨骼主要會增長,而在青春末期時,
長骨之骨垢(epiphyses) 與骨幹(diaphyses) 癒合在一起之後,
大約再經 2-3 年,骨骼就不再增長,因此,身高也就不再增加了。
但在此年齡之後,若營養狀態良好,也保持適當的抗阻力運動,則骨
質的重造仍然繼續維持大於骨質的分解,因此骨質的密度仍會持續增
加。當生理狀態良好時,此現象可持續至 35-40 歲左右,而達一生
中骨質量之最高點(peak bone mass),但過了 45 歲之後,尤其女
性在剛停經後的連續 5 年,骨質之分解會明顯大於重造,以致造成
骨質流失,骨質密度下降,嚴重時會引起骨質疏鬆症(osteoporosis
)。
二、營養對骨骼代謝的影響
由於人體的骨骼並非是無生命現象的架子而已,而是終生不斷地分解
與重造(remodeling),因此若只測量當時的密度,並不能真正了解
骨骼新陳代謝的實際情況,而得以及時設法加以改善。骨質流失是一
種無症候的生理現象,儘管骨質流失了 20-30%,甚至超過此數值,
若無骨折,很難被察覺到。即使是測其骨質密度,則必須該密度已有
明顯下降才能被察覺,而此時骨質已流失某相當程度了,很難補救。
然而目前在臨床上還沒有適當簡易之骨骼新陳代謝的生化指標,以便
及早診斷其骨骼的生理代謝(turnover)狀況。因此在營養生理上,
能夠提供促進骨骼重造的營養素,亦常作為加強骨質密度的重要保健
方法。
營養素之所以會被認為與骨質疏鬆症有關,主要是因骨骼構造中的有
機質為蛋白質,而無機質為多種礦物鹽沈澱組成,因此如飲食中之某
些營養素量不適當時,會影響骨骼代謝之平衡,而造成骨質流失。在
所有的營養素中,通常鈣質被認為對骨骼的結構與代謝最為重要,也
最是一般人所較易缺乏而影響到骨骼的健康。
當飲食中鈣攝取量偏低時,身體會產生負鈣平衡。當血液中之鈣離子
濃度偏低(<10 mg/dL)時,會刺激增加副甲狀腺激素(PTH) 之分
泌,而 PTH 可刺激腎臟內的活化使 25-(OH)-D3 轉變成具生理
活性之 1,25-(OH)2-D3,然後 PTH 和1,25-(OH)2-D3 共同改變
了骨骼中 hydroxyapatite 的離子價,此現象導致使 orthophospha-
te 轉變成 pyrophosphate,以致 hydroxyapatite 變得易解離而排
出鈣離子,來提升血液中鈣離子濃度,此生理現象稱為骨質回收(
bone resorption) 。此生理機制雖能用來維持血液中鈣離子濃度的
恆定,但亦造成骨質的流失,持續的流失會導致骨質的疏鬆。體內負
鈣平衡的發生,並不單是飲食中缺鈣才會發生,例如激素分泌的不正
常或維生素 D 的缺乏等,都會導致骨鈣的負平衡,而引發骨質的疏
鬆。
三、評估食品樣本是否具有骨質保健之測定方法
由於骨骼代謝的影響因子眾多,且例如『負重運動』等生活形態無法
避免,並可有很大誤差之強烈影響因子,可能很容易模糊掉『飲食因
子』對骨質的影響效應,因此本評估方法除可採信人體試驗以『骨密
度』作為主要依據之指標外,也認可『骨代謝生化指標』是能評估受
試食品對骨質影響功效的更敏感又可靠之指標。停經後婦女或進行卵
巢切除之動物模式,骨代謝指標得以 OC 活性為主要指標;而青少年
或成長期動物試驗則以 OB 活性為主要指標。
人類與不同品系實驗動物的抗體多少會有些差異,目前市面上已有適
用於人類或大鼠等屬性有所不同之現成商業試劑套組(test kits)
。據許多實驗室的測定經驗,如果使用目前市售適用於評估人體 OB
、OC 活性指標的試劑來測定大鼠,會產生明顯的誤差值;而不同公
司的產品間亦可能會有差值,因此必須小心選擇適合人體或動物抗體
之試劑,且應前後使用同一試劑產品,才能互相比較與獲得較正確之
檢測結果。
廠商除提供與其產品功效相關之文獻資料,以佐證該產品或其部分原
料可能具有骨質保健之功能,以及產品對人體無安全顧慮外,必須針
對已上市或預備上市之產品,進行下列所建議之「動物試驗」或「人
體試驗」,以獲得能宣稱該產品具骨質保健相關用詞之認證。
貳、動物試驗模式
一、動物與飼養:
實驗動物模式可因產品的特性,與欲宣稱的內容而選擇使用『成長期
』、『更年期卵巢切除』或其他有適當文獻(申請健康食品認證時,
應檢附文獻)支持之動物模式,但不宜使用基因缺陷之動物。試驗原
則上須按下列之建議,且試驗原始數據紀錄必須保留供查核。
二、委託測試機構與主持人:
本評估試驗原則上應委託具有充分設備之國內外大學食品、營養、醫
藥等相關研究所、教學醫院以上之醫療機構或具公信力之研究機構執
行,以維持客觀與可靠性。試驗計畫主持人必須具備足夠與骨生理相
關之專業背景與研究經驗或著作;試驗並須事先經過執行單位之動物
試驗委員會審查通過。
三、試驗動物:
動物必須來自公立研究機構、公私立大學或其他中央衛生主管機關認
可之實驗動物中心。
(一)成長期動物模式:
凡欲證實產品有助於骨骼之成長,應進行本試驗。動物可選用剛斷
乳 2 週內開始正式進行的正常大鼠(Wistar or SD rats) 、倉
鼠(hamsters)、小鼠(mice)之囓齒類動物或其他有適當文獻(
申請健康食品認證時,須檢附文獻)支持普遍使用之實驗動物。性
別除特殊需要外,建議使用雄性較佳。
(二)更年期動物模式:
宜使用正常生育期大鼠(Wistar or SD rats) 、 倉鼠(hamster
s) 、小鼠(mice)之囓齒類動物或其他有適當文獻(申請健康食
品認證時,須檢附文獻)支持普遍使用之生育年齡雌性實驗動物。
由於骨代謝與雌激素有密切關係,實驗前採用雙側卵巢切除方式,
作為模擬停經後的動物骨質疏鬆研究模式。卵巢切除後經 1-2 週
之恢復,即開始進行正式產品試驗。
(三)試驗動物數目與實驗期限:
每組試驗動物≧8 隻(如使用實驗最終體重<250 克之較小型動物
時,每組試驗動物≧12 隻)。實驗期之長短自行視產品特性或試
驗動物特質,以及使用指標之需要而擬定,通常成長期模式為 4-1
2 週;更年期模式不宜少於 12 週。
四、飼養條件:
實驗動物須使用單一性別。動物宜飼養在恆溫(22±2℃)、亮暗各
12 小時之動物房。飼養或處理時應避免動物驚嚇,且每次必須前後
一致,使誤差值相近。
五、試驗材料:
試驗產品之『功效成分』以整體產品為考量,得為某一明確化學成分
為主,也得為幾項成分或食材之複方產品。該項主成分或配方對骨代
謝之影響機制得在科學上尚不明白,但必須確定在該劑量長期服用對
人類應無明顯之安全顧慮。試驗食品之添加應以欲上市的整體產品為
考量,而非以所謂之功效成分為考量,亦即其試驗結果之生理功效應
視為是整體產品各組成分的綜合結果,並非為其中的某一成分所導致
。
六、試驗設計:
實驗應有對照控制組與試驗組,對照控制組得餵予『鈣質』含量為該
試驗動物該年齡正常建議配方(應註明其資料來源或名稱)之 25-50
%的基礎飼料(因國人各年齡層的鈣平均攝取量都低於建議量之 50
%);試驗組餵予於基礎飼料中添加不同劑量試驗食品(得含鈣質)
之飼料。試驗產品含有蛋白質或油脂時,其添加應取代(扣除)基礎
飼料中等量之蛋白質或油脂為原則;但添加量不多(<3 %)時,得
以額外的添加方式。
七、試驗組別:
除對照控制組外,建議應有 2~3 組含高低不同劑量的保健食品進行
實驗,其中必須包括有相當於人體建議攝取量之 1 倍劑量,其他劑
量組得小於或大於 1 倍劑量。試驗樣品必須經由口服進行試驗,試
驗後廠商得由所獲結果來推估該產品的適當建議攝取量。但若試驗樣
品之主成分過去已有研究文獻、實驗報告或已有相似的產品已通過『
健康食品』的認證等參考資料,可預估能顯示其生理功能的適當劑量
;或該產品已上市而僅欲再確認其所原建議的劑量能顯示擬宣稱的生
理功能時,實驗得採用單劑量進行試驗。
八、實驗動物與人體間試驗劑量之換算:
(一)混合於飼料中給予方式:
試驗樣品直接混加於飼料中飼養時,動物與人體之間的換算原則為
以設定每人每日攝取 500 克乾重食物為基準,而健康成人之受試
產品建議攝取量(例如 10 克)除以 500 克之百分比(例如 2%
),作為試驗樣品混加於動物飼料中 1 倍劑量的百分比(2 %)
;試驗時,得使用數種不同劑量進行試驗,以統計分析(建議使用
Duncan’s Multiple Range Test) 比較出最適劑量百分比後,50
0 g 乘以該百分比可得健康成人的建議每天攝取量。
(二)以管灌給予方式:
如欲以管灌(gavage feeding)方式給予受試樣品時,一般的認知
,身體的新陳代謝速率與其體表面積的相關性,明顯超過與其體重
之相關性。然而,要精確測量其體表乃非常不易,而即使在同一物
種(species) 內之體表,其與體重間並沒有一簡單正確的公式可
換算,且其關係又會隨著體重和體型的改變而與體表之關係係數呈
現不規則的變異,因此在實驗期間之試驗劑量要維持與其代謝率之
固定相關性;或人體與動物間之試驗劑量要精確的換算有其實際的
困難。
本評估方法的人體與高等實驗動物間試驗劑量間之換算,原則上根
據 2005 年美國食品藥物管理局所公告之實驗初期估算方法(Est-
imating the maximum safe starting dose in initial clinical
trials for therapeutics in adult healthy volunteers) ,而
以 60 公斤之成人為基準。使用高等實驗動物進行試驗時,其劑量
之換算原則上以人體每日每公斤體重之建議攝取量(/kg bw/d)的
6.2 倍作為大鼠之 1 倍劑量,其他動物或更詳細的換算可參閱該
方法 http://www.fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceCompliance
RegulatoryInformation/Guidances/ucm078932.pdf 另換算之。本
換算方法適用於根據每天每隻動物之個別體重變異而換算出應給予
直接管灌之試驗樣品劑量。此劑量換算方法提供業界參考,非強制
性依據,但使用其他換算方法時,應附其明確之資料來源。
由於動物會隨著體重之增加而增加其攝食量,所以上述二項換算的
方式,動物每天所獲得受試樣品的攝取量相差不大,因此都得採用
。試驗組與對照組飼料必須含近似等量之蛋白質、脂肪等熱量來源
。
九、飼養記錄:
實驗必須記錄每隻動物之每週體重改變與平均每日飼料攝取量,原則
上各組間應無明顯(p>0.05) 的差異,本結果應為試驗報告之附錄
。
十、試驗結果之分析與判斷:
必須選擇適當的生物統計方法分析,比較試驗組之各指標值變化與對
照組比較是否具統計上之顯著改善(p<0.05) ?且應統計比較各組
間之每隻動物個別於實驗期前後各指標的變化值或比例。但當受試樣
品組包括有不同劑量組時,必須進行組間的統計比較,建議先以 ANO
VA(Analysis of Variance)比較,有明顯差異時,再以 Duncan’s
Multiple Range Test 同時比較各組別間之差異,以評估該試驗樣品
的最適劑量,以及比較該試驗樣品組與對照控制組的功效。然後加以
綜合判斷該受試樣品是否具有能促進骨成長或減緩骨流失的有利因子
之生理功效。由於骨骼生理的變化極為緩慢,有些例如骨密度等指標
並不排除當統計分析組間之差異顯著性達 p<0.10(slightly sign-
ificant) 時,得視為該受試樣品具有能促進骨成長或減緩骨流失的
生理功效。
十一、動物試驗結果換算成為人體之建議劑量:
綜合動物試驗之統計結果求得最適劑量,如單位為飼料中之%時,
則以同%為人類在一天中佔總飲食攝取量(500 克乾重)之%為 1
倍劑量,例如飼料中含 1%受試產品組獲得最佳綜合結果時,視同
人類亦攝取 1%(5 克)為最佳的 1 倍劑量。如實驗是採用每公
斤體重(/kg b.w.)為單位時,則一律乘上 60 kg 作為成人之 1
倍劑量。
十二、檢測項目與方法:
實驗動物模式於飼養期必須每週測量每隻動物的體重、身長(包括
與不包括鼠尾的身長),於犧牲後測股骨長度或股骨加脛骨長度。
並必須下列(一)骨密度、(二)骨小樑測定、(三)海綿骨礦物
質沉積速率評估、 (四)生物力學分析及(五)OB、OC 代謝生化
指標之測定等 5 項指標中選測至少任意 2 項指標,作為評估其
具有增進骨骼成長或減緩骨流失之主要依據。
(一)骨密度:
以雙能量 X 光吸收測定儀(Dual energy X-ray Absorptiome-
ter, DXA)或新近之微小電腦斷層攝影分析(micro-computeri-
zed tomography, Micro-CT, μ-CT 。此儀器也可用來測定骨小
樑數目)檢測適當骨骼之骨密度(質量/體積)。這類儀器通常
使用高低兩種能量之放射源,消除人體之軟組織干擾,並可同時
測量體內脂肪和肌肉等。
測定時將實驗動物經麻醉或犧牲後,以俯臥姿勢固定,利用兩種
不同能量的 DXA 測定儀掃瞄檢查部位,再以閃爍偵測器接收經
過受測部位之 X-ray,然後以電腦分析數據,推算出受測部位之
骨骼質量。此方法可測得脊椎骨(spine) 、股骨(femur) 、
近端股骨(proximal femur)、脛骨(tibia) 或全身之骨量。
於動物犧牲後,得以全屍同上述方法測定,亦得取下股骨、脛骨
或其他適當之骨骼,測定其骨密度時,如已犧牲,取出欲測知骨
骼後才測量。但如於犧牲前有測骨密度,而欲與犧牲前之測定值
比較時,宜以全屍方式測量。
(二)骨小樑測定:
以傳統之骨組織型態學等一般醫學或生理學認可之方法來進行股
骨、脛骨及其他適當骨骼的切片,以觀察骨組織型態方式來分析
與判斷。試驗方法大致為先將骨骼進行脫鈣或未脫鈣標本處理,
並確實且完整的進行標本的固定,再使用材質硬度相當之包埋劑
進行包埋,然後進行切片與染色,最後於顯微鏡下觀察,同時使
用可計量之軟體,於生長板附近骨處選定特定範圍(每隻動物
必須同一位置)進行骨組織型態學參數之計量。試驗亦可使用新
近之 μ-CT 斷層攝影法直接計算骨小樑體積(trabecular bo-
ne volume; bone volume/tissue volume)、骨小樑厚度(thi-
ckness of the trabeculae)及其骨小樑數目。進行本指標評估
試驗的試驗報告需詳細說明實驗方法與檢附足以判斷的切片照片
或數據。
(三)海綿骨礦物質沉積速率(trabecular mineral apposition rate
, MAR, μm/day)評估:
成長期動物模式得測定其脛骨近側端(proximal)動態之參數作
為海綿骨礦物質沉積速率之檢測。此可評估骨縱向成長速率和海
綿骨礦物質沉積速率,藉以了解與骨生長有關的軟骨母細胞和原
始造骨細胞(osteoprogenitor cells) 的分化及骨重塑的進行
。給予年輕動物一些保健食品、藥物或外來的剌激時,能觀察此
指標的改變,而了解該保健食品、藥物或外來剌激對於骨生長的
影響。在成熟大白鼠,軟骨母細胞及原始造骨細胞的分化有明顯
的減少,會較不容易觀察。
測定方法通常使用紅色 Calcein 與黃綠色螢光 Xylenol oran-
ge 作為骨螢光標示劑(fluorochrome),以觀察礦物質化表面
之沉積速率。於實驗飼養期結束前數週(約在 6~12 週齡之間
最適當,因在此時期之大鼠正處於發育快速成長期間,此二標線
之差距較為明顯,容易觀察與計算),由皮下先注射適量之 Ca-
lcein ,過 2 週後再注射 Xylenol orang。動物犧牲後,將動
物骨骼進行組織切片,並於螢光顯微鏡下觀察與計量。
(四)生物力學分析:
使用骨應力測定儀進行左股骨 three-point bending 測定,兩
端固定點各 5 mm ,速度為 0.5 mm/min ,紀錄力與距離,曲線
圖斷面攝影後以影像分析軟體求出斷面面積。由此測試系統分析
股骨得到骨力學分析的參數有最大負荷(maximal load),即紀
錄的最大重量換算成『力』,其單位為牛頓(N) 。能量(ene-
rgy) 為紀錄圖曲線下的面積積分,單位為焦耳(mJ),即牛頓
乘上距離(圖一)。硬度(stiffness) 以斜率表示,以最大負
荷的牛頓除以距離(N/mm)。壓力(maximal stress, σ)及楊
性系數或鈕力(Young’s modulus or Elastic modulus, E)由
下列公式計算出:
壓力 σ=FLc/4I
鈕力 E =F/dL3/48I
E :elastic modulus
F :applied load(N)
c :distance from the center of mass(equal to 1/2b)
d :displacement(mm)
L :span between the two support points of the bending
fixture(mm)(如下圖 B)
I :cross-sectional moment of inertia
3 3
I =π[ab-(a-2t)(b-2t)] /64
a :mediolateral direction(圖一 C、D)
b :anteroposterior direction(圖一 C、D)
t :the average of the cortical thickness
(五)OB、OC 代謝生化指標之測定:
必須同時測定 OB 與 OC 活性的至少任一項指標。如受試產品能
同時促進 OB 活性與抑制 OC 活性,則最能肯定該受試產品可促
進骨骼之健康;但若該受試產品能促進 OB 活性或抑制 OC 活性
,而對另一細胞無負面作用時,亦得視為『健康食品』。
1.OB 代謝之生化指標:
1.1.骨源鹼性磷酸(BAP) :
為一種骨內特有的醣蛋白,和骨內的礦化作用有關。測定時
,得以適用於大鼠之 Alkphase-B Kit 進行 ELISA 分析。
微量滴盤上附著有一層抗骨源鹼性磷酸之單株抗體(Mon-
oclonal anti-BAP antibody) ,加入血清 BAP 與之形成
專一性鍵結,再加入 p-Nitrophenyl phosphate(pNPP)作
為受質,BAP 水解 pNPP 使呈黃色反應。黃色越深表示血清
中含有越多的骨源鹼性磷酸,於波長 405nm 下讀取的吸
光值亦越大,將實驗組吸光值帶入標準曲線方程式,經換算
獲得 BAP 濃度(U/L) 。
1.2.第一型原膠原蛋白之碳端胜(procollagen-I C-terminal
propeptide, PICP):
合成原膠原蛋白之前,胜分解會將原膠原蛋白多餘的『
碳端』胜切除,這些切除的原胜 PICP 產生速率與合成
成熟之第一型膠原蛋白速率相當,因此可作為監控成熟的第
一型膠原蛋白合成狀況之骨合成指標。
PICP 測定方法得採用適用於大鼠之 Prolagen-C Kit ,利
用雙抗體式酵素連結免疫分析法(Sandwich enzyme-linked
immunosorbent assay, sandwich ELISA) 進行測定血清中
PICP 之含量分析,Plate 上先塗上一層 anti-PICP anti-
body,將血清稀釋後加入 Plate 中,血清中之 PICP 與
Plate 上之 anti-PICP antibody 進行鍵結,接著逐步加入
rabbit anti-PICP 和 anti-rabbit antibody ,最後加入
受質 pNPP 。Anti-rabbit antibody 上接有 alkaline
phosphatase ,可將 pNPP 水解呈色,於波長 405nm 下讀
取吸光值,血清中 PICP 含量與吸光值成正比。PICP 變化
非常之快,進行此步驟需要快速檢測。
1.3.骨鈣素(osteocalcin) :
骨鈣素為骨內除了膠原蛋白之外,含量次高的化合物質。主
要是由 OB 所生成,其含量與骨質的生成具有正相關性。骨
鈣素之測定可使用免疫分析法,先使 biotinylated osteo-
calcin 連結固定在單株抗體的微量滴定盤(streptavidin
coated microtitre wells) ,將滴定盤的洞(wells) 倒
空與清洗,再分別將標準液、控制組或試驗組的血清樣品滴
定入適當的洞中,緊接加入 monoclonal antibody 之溶液
,進行初步階段的培養(Primary-incubation step) 。然
後將洞倒空與清洗,再加入複合有過氧化(peroxidase)
之抗鼠免疫球蛋白(anti-mouse immunoglobulins),使與
monoclonal antibody 結合,進行第二階段的培養。第三次
將洞倒空與清洗後加入 chromogenic 作用物質 3,3’,5,5
’-tetramethylbenzidine(TMB),產生顏色反應,然後以
硫酸使此顏色反應停止,最後於波長 450 nm 下讀取吸光值
,樣品之 osteocalcin 含量與吸光值成反比,表示骨鈣素
濃度越高,骨合成作用越好。
2.OC 代謝之生化指標:
骨回收指標主要以反應 OC 活性表現及骨基質分解相關產物,
包括尿中鈣、尿中羥基脯胺酸(urinary hydroxyproline)、
hydroxylysine glycolsides 、整體或游離型式的 pyridino-
line cross-links、NTx 和 CTx 等。TRAP 是唯一的非膠原
蛋白分解產物的骨分解指標。本評估方法推薦以第一型膠原蛋
白之氮端胜(cross link N-telopeptide, NTx) 作為 OC
代謝之生化指標。
2.1.第一型膠原蛋白之氮端胜(cross Link N-telopeptide,
NTx) :
測定方法乃根據競爭-抑制型酵素連結免疫分析法(compe-
titive-inhibition ELISA) 之原理測定血清中 NTx 含量
。試驗得採用市售適用於大鼠之測定血清 NTx Kit,方法為
將樣品或標準品加入先附著有一層已吸附好之 NTx 抗體的
微量滴盤中,於室溫培養 5 分鐘,其會與血清中的 NTx
競爭已經標定好的山葵過氧化(horseradish peroxidase
)的單株抗體的結合位置。因此,血清中 NTx 和與滴定盤
中上 NTx 結合抗體的量成反比,最後於 450 nm 測定每個
microwell 的吸光值,再予與標準曲線比較,算出其濃度。
吸光值越大表示血清中 NTx 含量越少。
2.2.砒碄二酚胺(pyridinoline, Pyd) :
使用大鼠 Serum Pyd Kit 檢測分析,測定方法乃根據競爭
型酵素連結免疫分析法(Competitive ELISA) 之原理測得
血清中 Pyd 含量。測定時,陸續將血清、抗 Pyd 之抗體
(Rabbit anti-Pyd antibody)加入先附著有一層牛抗 Pyd
之抗體(Bovine anti-Pyd antibody)的微量滴盤中。血清
樣品中之 Pyd 會和 rabbit anti-Pyd antibody 相互競爭
與 bovine anti-Pyd antibody 的結合位置。系統主要用於
偵測 bovine anti-Pyd antibody 之含量,最後於波長 405
nm 下讀取吸光值。將吸光值帶入標準曲線方程式,則可算
出 Pyd 含量。吸光值越大表示血清中 Pyd 含量越少。
3.其他指標:
亦可測試其他 OB 或 OC 的其他適當之代謝生化指標,但須檢
附料以支持該指標的適當性。
(六)參考指標:
試驗若採用成長期動物時,得測定骨皮質厚度或骨長等骨發育指
標或其他任何生理學或醫學認同能作為骨發育或骨流失的適當指
標(須附參考文獻)作為參考,以增強支持受試產品之功效。實
驗亦可從動物分離出 OB 或 OC 來進行體外細胞培養試驗,以作
為活體試驗前之篩檢受試產品功效之預先試驗(pre-test),且
得為本功效評估之參考。但進行此類體外細胞培養試驗必須有適
當的對照組,尤其是進行『抑制』細胞活性之實驗。否則,受試
物或任何試劑濃度過高,或細胞培養條件不佳時,都可能導致細
胞萎縮或凋亡,而誤以為該受試物有抑制 OC 活性之假象。
十三、宣稱:
實驗結果若能證實1-5 倍劑量(得以 1 倍劑量作為人體之建議劑
量)的受試產品能對骨骼的(一)骨密度、(二)骨小樑測定、(
三)海綿骨礦物質沉積速率評估、(四)生物力學分析及(五)OB
、OC 代謝生化指標之測定等 5 項指標中測定指標之任一在統計
上明顯(p<0.05) 比不含受試產品之對照控制組較佳;而其中至
少另有一項測定指標(得含上述的(五)-3「其他指標」)略優於
(p<0.10) 對照控制組時,凡使用成長期動物模式進行試驗者得
宣稱:經動物實驗證實攝取本產品可能『有助於骨成長』;而使用
更年期卵巢切除動物模式進行試驗者得宣稱:經動物實驗證實攝取
本產品可能『有助於延緩骨流失』,但同一產品分別進行成長期與
更年期卵巢切除動物模式並通過得宣稱上述之二項生理功效時,得
另加宣稱:經動物實驗證實攝取本產品可能『有助於減少發生骨質
疏鬆之危險因子』。
(法源資訊編:因條文排版無法完整呈現圖示,完整條文請參閱相關圖表
)
參、人體試驗模式
本評估試驗原則上應委託具有充分設備之國內外大學食品、營養、醫
藥等相關研究所、教學醫院以上之醫療機構或具公信力之研究機構執
行,以維持客觀與可靠性。試驗計畫主持人必須具備足夠與骨骼生理
相關之專業背景與研究經驗或著作。試驗必須有相關專長之醫師參與
,且事先須通過執行單位或相關之人體試驗倫理委員會(IRB) 之核
准才得開始進行試驗,並遵循衛生機關對健康食品人體實驗有關之相
關規定。
實驗得選擇下列「鈣質生物利用率測定」或「骨質變化測定」之一即
可,能同時進行二者更佳。試驗原始數據紀錄必須保留供查核。
一、鈣質生物利用率測定:
(一)受試者:
受試者宜為健康之成年人,性別不拘,但女性受試者必須非懷孕、
非授乳者。本試驗採自體比較的方式,以減少個人之生理誤差,因
此每位受試者都必須進行單盲或雙盲交叉試驗,分別單次攝取含等
量鈣質的受試食品或對照碳酸鈣(CaCO3) 之鈣吸收測試。兩次交
叉受試時間須至少間隔 1 週,實驗前與實驗期間受試者之飲食應
盡可能穩定維持其原飲食習慣,且應避免攝取含高量鈣、維生素 D
或草酸(oxalate) 、植酸(phytate) 等顯著影響鈣吸收之食品
。完成試驗人數至少 30 人以上(包括「受試食品」與「碳酸鈣對
照樣品」試驗,共 60 人次以上)。
(二)實驗方法:
試驗時,建議將受試者逢機分為 A、B 二組,人數各半,實驗前必
須先空腹 12 小時以上,但喝充分的水。實驗時,A 組一次服用劑
量為每天建議攝食量之 1/4~1/2 倍(單次測定理想劑量為 250~
500 mg)之受試食品樣品;B 組則攝取等鈣量之碳酸鈣,服用前後
都應喝充足之蒸餾水或去離子水。服用樣品前取約 5 mL 之血液與
10 mL 之尿液樣品,然後於服用樣品之 2 與 4 小時(能有 6
小時更佳,但如此,受試者須空腹>18 小時)分別取同量之血液
與尿液樣品,分別測定 0、2、4、(6) 小時之血清 Ca 與尿液
Ca/Creatinine 比率,以及 0 和 4(或 6)小時之血清副甲狀腺
激素(parathyroid hormone, PTH)濃度。完成第一次攝食試驗再
相隔≧7 天之後進行交叉之第二次試驗,除 A、B 所攝取的鈣樣品
對調外,其餘均與第一次攝食試驗相同。
二次試驗後,將攝取相同樣品之測定結果合併成同一組,進行統計
比較 2、4、(6)小時與 0 小時之基礎線值之變化量分析,若在
2 或 4 或(6) 小時之任一時間點或濃度變化曲線下之積分面積
「受試樣品組」明顯比「對照碳酸鈣組」能獲得明顯較高的血清
Ca 濃度增加量與尿液 Ca/Creatinine 比率,或較低的血清 PTH
,均表示受試食品所含鈣質之吸收較一般鈣質來源優良,對預防骨
質疏鬆症可能有幫助。
因本測定項目中需測定血液中之鈣質濃度,故本評估方法之血液樣
本必須使用自然凝固的血清(serum) 來作比較,避免使用以加入
EDTA等會干擾血鈣而獲得之血漿(plasma)來測定。
(三)數據判斷、建議劑量及宣稱:
本試驗結果,建議以 paired student’s t-test 或適當之統計方
法比較「受試產品試驗組」與「碳酸鈣組」間差異的顯著性分析,
p<0.05 為有顯著性差異。由於當鈣質攝取量相等,而吸收較差,
血清鈣質濃度呈現偏低時,鈣質平衡機制會處於由骨骼流向血液之
回收狀態,不利於骨密度的增加或維持;相反地,當鈣質吸收較佳
,血清鈣質濃度略偏高時,有利於鈣質平衡機制較有機會處於由血
液流向骨骼之存入狀態,以致有利於骨密度的增加或維持。然而,
血鈣濃度偏高並不等於一定能將血鈣存入骨骼,因此僅執行本試驗
,且證實該產品(非單考慮其所含之鈣質,乃以整體產品為考量)
具有較佳之鈣質吸收率時,得視為健康食品。本試驗所使用之「試
驗劑量」與產品的「建議劑量」完全無關,其適當之建議劑量為每
天 600~1,000 mg Ca ,但宜為產品單位(即每瓶、罐、盒或粒等
)之整數倍數。可宣稱:『本食品所含鈣質之生物利用率較一般鈣
質來源優良』;但原則上不可直接宣稱對『骨密度或骨代謝』有何
功效。
二、骨質變化測定:
(一)試驗對象:
實驗得視受試產品的特性而篩檢所需適當志願正常健康受試者。通
常探討受試產品對骨骼發育之影響時,宜選用『成長期』之兒童或
青春期青少年,但除非特別需要,應盡量排除 6 歲以下之兒童為
受試者;探討受試產品對骨流失之預防或改善功效時,宜篩選適當
之『更年期』婦女(以剛停經或停經後未超過 10 年者為佳)或>
60 歲『高齡』受試者,但本評估試驗不排除得使用其他年齡或生
理狀況特殊族群之受試者。
通常使用相同性別、相近年齡層與條件的受試者可較易獲得明確之
結果。試驗前必須讓志願者充分瞭解本實驗內容,並徵得其同意與
簽寫『試驗志願單』;凡未滿 18 歲之受試者,必須事先徵得其父
母或監護人之同意與簽寫同意單。
(二)試驗設計與方式:
試驗應包括有受試樣品試驗組與安慰劑控制組,採單盲(受試者不
知受試樣品為何)或雙盲(受試者與執行者都不知受試樣品為何)
之自體與組間比較試驗。
因人體試驗的基本規範必須讓受試者清楚試驗的目的(不包括其所
攝取的樣品是什麼成分與其功效),可能難免產生「安慰劑效應」
(placebo effects) 之心理效果,因此實驗應對受試者盡可能加
以心理建設,並要求受試者盡可能維持原有之生活形態(但排除明
顯之干擾因子),以降低可能之「安慰劑效應」。並建議盡可能採
用雙盲或單盲之「自身交叉對照模式」,使每一位受試者都會攝取
到「安慰劑」與「受試樣品」,因此可盡可能地加以校正。
當在技術上無法製造與受試樣品外觀與口味等都極相似的「安慰劑
」(例如天然食品)時,得使用型態相近(例如「柳橙汁」vs「蘋
果汁」),受試者完全不知那一樣品有效或甚至以為二種都有效的
要件下,選擇確定不具欲評估之功效的「對照樣品」作為「安慰劑
」。
所有之受試者於試驗期間必須穩定維持其原飲食與運動等生活習慣
,盡可能避免額外自行攝取任何干擾骨骼代謝之影響因子,持續至
實驗結束。並盡可能記錄其有較明顯變化的部分,供參考。
篩選出的受試者於實驗開始與結束時,應檢測所有指標之『起始值
』與『結束值』,實驗進行期間亦得檢測相同的指標,以瞭解試驗
期間之變化情形供參考,但非必需。試驗結果應以 student pair-
ed t-test 比較每位受試者試驗前後的變化,以及試驗組與安慰劑
控制組之間的差異(骨骼的測量指標容易受時間因子的影響);但
有二劑量以上之試驗組時,應使用 Duncan’s Multiple Range
Test,以比較出其最適劑量。
(三)受試人數與試驗期限:
人數視實驗特性與設計而定,由於人體實驗之飲食與生活形態控制
不易,變數較大,每實驗組完成人數必須≧15 人。試驗期限之長
短視受試產品之特質與所使用的評估指標性質之所需時間而定,通
常成長期模式應≧8~12 週;更年期模式應≧16~24 週。
(四)試驗材料與劑量:
試驗劑量必須包括上市或預備上市產品之 1 倍建議劑量,且必須
都在安全劑量範圍內。試驗樣品之給予得視樣品之特質而採『額外
補充』或『取代部分正餐』之方式皆可。『功效成分』以整體產品
為考量,得為某一明確化學成分為主,也得為幾項成分或食材之複
方產品。該項主成分或配方對骨代謝之影響機制得在科學上尚不明
白,但必須確定在該劑量長期服用應無明顯之安全顧慮。
(五)測定指標:
無論是成長期、更年期或其他模式,骨骼健康的變化均建議應測量
其骨密度、身高、體重,以及 OB、OC 代謝的生化指標等變化,並
盡可能記錄每位受試者之飲食與生活形態之大致變化供參考。
(六)檢測方法:
1.骨密度測定方法:
本測定指標採用腰椎骨(lumbar spine)和股骨頸(femoral n-
eck) 骨密度之 T-score 以及 Age-match 之”Z-score”。
世界衛生組織(WHO) 的國際參考標準以 T-score≦-2.5 時可
診斷為骨質疏鬆症。骨密度之測定,以中軸型的 DXA 為準,且
應測量腰椎與髖骨,若兩處之一不能測定時,則可用前臂橈骨
1/3 處之測定取代。
1.1.腰椎密度:以測定 L1-L4 為基準。
1.2.髖骨與/或股骨頸密度:
同時測量二側(有困難時,得僅測任何同一側)之髖骨與/或
股骨頸骨密度,而分別比較左右單一側,以及雙側骨密度平均
T 值比作為診斷骨密度變化之依據。但不應使用華德氏區(W-
ard's area)或股骨大轉子(trochanter)作為診斷依據。
1.3.前臂橈骨密度:
前臂骨判讀區間,僅可使用非慣用手的橈骨 33 %長度處(有
時候稱為 1/3 橈骨)作為診斷,其他前臂區均不建議使用(
中華民國骨質疏鬆症學會)。
1.4.以骨密度作為評估指標的困難:
骨密度變化緩慢,影響因子眾多,而飲食對骨密度的影響應屬
很重要,但很緩慢的影響因子之一,因此,測定骨密度變化並
非評估食品因子對骨代謝影響之敏感指標。本測定僅要求攝取
受試樣品之試驗組與攝取安慰劑之控制組比較時,其改善效果
在統計上達 p<0.10 顯著性時,即認為該受試樣品具有預防
或改善骨質密度之功效。
2.OB、OC 代謝生化指標之測定:
進行本試驗必須有適當對照組,得使用同一市售適合人類之試劑
組(test kit)來測定。試驗必須同時測定 OB 與 OC 活性的至
少任二項指標。如受試產品能同時促進 OB 活性與抑制 OC 活性
,則最能肯定該受試產品可促進骨骼之健康;但若該受試產品能
促進 OB 活性或抑制 OC 活性,而對另一細胞無負面作用時,亦
得視為『健康食品』。
2.1.OB 代謝之生化指標:
2.1.1.骨源鹼性磷酸(BAP) :
為一種骨內特有的醣蛋白,和骨內的礦化作用有關。測定時
,得以適合人類之 Alkphase-B kit 進行 ELISA 分析。微
量滴盤上附著有一層抗骨源鹼性磷酸之單株抗體(monoc-
lonal anti-BAP antibody) ,加入血清 BAP 與之形成專
一性鍵結,再加入 p-Nitrophenyl phosphate(pNPP)作為
受質,BAP 水解 pNPP 使呈黃色反應。黃色越深表示血清中
含有越多的骨源鹼性磷酸,於波長 405 nm 下讀取的吸光
值亦越大,將實驗組吸光值帶入標準曲線方程式,經換算獲
得 BAP 濃度(U/L) 。
2.1.2.第一型原膠原蛋白之碳端胜(procollagen-I C-terminal
propeptide, PICP):
合成原膠原蛋白之前,胜分解會將原膠原蛋白多餘的『
碳端』胜切除,這些切除的原胜 PICP 產生速率與合成
成熟之第一型膠原蛋白速率相當,因此可作為監控成熟的第
一型膠原蛋白合成狀況之骨合成指標。
PICP 測定方法得採用適合人體之 Prolagen-C Kit ,利用
雙抗體式酵素連結免疫分析法(sandwich enzyme-linked
immunosorbent assay, sandwich ELISA) 進行測定血清中
PICP 之含量分析,Plate 上先塗上一層 anti-PICP anti-
body,將血清稀釋後加入 Plate 中,血清中之 PICP 與
Plate 上之 anti-PICP antibody 進行鍵結,接著逐步加入
rabbit anti-PICP 和 anti-rabbit antibody ,最後加入
受質 pNPP 。Anti-rabbit antibody 上接有 alkaline
phosphatase ,可將 pNPP 水解呈色,於波長 405 nm 下讀
取吸光值,血清中 PICP 含量與吸光值成正比。PICP 變化
非常之快,進行此步驟需要快速檢測。
2.1.3.骨鈣素(osteocalcin) :
骨鈣素為骨內除了膠原蛋白之外,含量次高的化合物質。主
要是由 OB 所生成,其含量與骨質的生成具有正相關性。骨
鈣素之測定可使用免疫分析法,先使 biotinylated osteo-
calcin 連結固定在單株抗體的微量滴定盤(streptavidi-
ncoated microtitre wells),將滴定盤的洞(wells) 倒
空與清洗,再分別將標準液、控制組或試驗組的血清樣品滴
定入適當的洞中,緊接加入 monoclonal antibody 之溶液
,進行初步階段的培養(primary-incubation step) 。然
後將洞倒空與清洗,再加入複合有過氧化(peroxidase)
之抗鼠免疫球蛋白(anti-mouse immunoglobulins),使與
monoclonal antibody 結合,進行第二階段的培養。第三次
將洞倒空與清洗後加入 chromogenic 作用物質(TMB) ,
產生顏色反應,然後以硫酸使此顏色反應停止,最後於波長
450 nm 下讀取吸光值,樣品之 osteocalcin 含量與吸光
值成反比,表示骨鈣素濃度越高,骨合成作用越好。
2.2.OC 代謝之生化指標:
骨回收指標主要以反應 OC 活性表現及骨基質分解相關產物,
包括尿中鈣、尿中羥基脯胺酸(urinary hydroxyproline)、
hydroxylysine glycolsides 、整體或游離型式的 pyridino-
line cross-links、NTx 和 CTx 等;TRAP 是唯一的非膠原
蛋白分解產物的骨分解指標。本評估方法推薦以第一型膠原蛋
白之氮端胜(cross link N-telopeptide, NTx) 作為 OC
代謝之生化指標。
2.2.1.第一型膠原蛋白之氮端胜(cross Link N-telopeptide,
NTx):
測定方法乃根據競爭-抑制型酵素連結免疫分析法(compe-
titive-inhibition ELISA) 之原理測定血清中 NTx 含量
。試驗得使用適合檢測人類血清 NTx 之市售檢驗試劑,實
驗先將樣品加入先附著有一層已吸附好之 NTx 抗體的微量
滴盤中,於室溫培養 5 分鐘,其會與血清中的 NTx 競爭
已經標定好的山葵過氧化(horseradish peroxidase)的
單株抗體之結合位置。因此,血清中 NTx 和與滴定盤中上
NTx 結合抗體的量會成反比,最後於 450 nm 測定每個 mi-
crowell 的吸光值,再予與標準曲線比較,算出其濃度。吸
光值越大表示血清中 NTx 含量越少。
2.2.2.砒碄二酚胺(pyridinoline, Pyd) :
使用人類 Serum Pyd Kit 檢測分析,測定方法乃根據競爭
型酵素連結免疫分析法(competitive ELISA) 之原理測得
血清中 Pyd 含量。測定時,陸續將血清、抗 Pyd 之抗體
(rabbit anti-Pyd antibody)加入先附著有一層牛抗 Pyd
之抗體(bovine anti-Pyd antibody)的微量滴盤中。血清
樣品中之 Pyd 會和 rabbit anti-Pyd antibody 相互競爭
與 bovine anti-Pyd antibody 的結合位置。系統主要用於
偵測 bovine anti-Pyd antibody 之含量,最後於波長 405
nm 下讀取吸光值。將吸光值帶入標準曲線方程式,則可算
出 Pyd 含量。吸光值越大表示血清中 Pyd 含量越少。
2.3.其他指標:
亦可測試其他 OB 或 OC 的其他適當之代謝生化指標,但須檢
附資料以支持該指標的適當性。
(七)參考指標:
試驗得加以檢測任何生理學或醫學認同能作為骨發育或骨流失的適
當指標(須附參考文獻)作為參考,以增強支持受試產品之功效。
實驗亦可先從動物分離出 OB 或 OC 來進行體外細胞培養試驗,以
作為活體試驗前之篩檢受試產品功效之預先試驗(pre-test),且
得為本功效評估之參考。但進行此類體外細胞培養試驗必須有適當
的對照組,尤其是進行『抑制』細胞活性之實驗。
(八)數據處理和結果判斷:
選擇適當的生物統計方法分析,由於骨骼之變化緩慢、測定之誤差
值大、影響因子多又強,因此本評估方法在統計上的認定採較寬鬆
的 p<0.10(slightly significant)為標準(對骨骼而言,已有
很大影響)。實驗結果除受試產品試驗組與安慰劑對照組相比較外
,更主要是自身受試期間與結束時的數據與起始數據相比較〔(結
束值)-(起始值)〕或〔(結束值)-(起始值)〕/(起始值
),以 paired student’s t-test 或適當之統計方法比較組內試
驗「前」與「後」,以及「受試產品試驗組」與「安慰劑控制組」
組間差異的顯著性分析,比較是否具統計上之顯著(p<0.05) 或
略微(p<0.10) 改善。但當試驗樣品組包括有不同劑量組或有正
、負控制組時,必須進行組間的統計比較,例如先以 ANOVA(Ana-
lysis of Variance) 比較,有明顯差異時,再以 Duncan’s Mu-
ltiple Range Test 同時比較各組別間之差異,以評估該試驗樣品
的最適劑量,以及該試驗樣品與正、負對照樣品功效的比較。
由於除了「負重運動」等非飲食因子會很明顯骨代謝之外,骨本身
在不同年齡層本來就會有明顯的「增加骨量或骨密度」(例如生長
期)或「降低骨量或骨密度」(例如更年期),因此本人體試驗的
統計分析之判斷重點不在試驗前後的變化值(但為重要參考),而
乃是「試驗組」與「控制組」的比較;亦即如果「試驗組」的骨新
陳代謝呈現「負平衡」時,並不等於「試驗樣品」不具延緩骨質流
失的功效。因此應綜合比較各臨床指標之試驗結果,判定該受試物
是否具有增進骨骼成長、預防骨流失或有助於減少發生骨質疏鬆之
危險因子之功效。
三、宣稱:
進行骨質變化指標測定之人體試驗,其實驗結果若能證實受試產品試
驗組的骨密度在統計上略(p<0.10) 優於對照控制組,或有至少一
項之 OB 或 OC 的代謝生化指標明顯(p<0.05) 優於對照控制組時
〔還有其他指標略(p<0.10) 優於對照控制組更佳〕,凡使用『成
長期』模式進行試驗者得宣稱:攝取本產品可能『有助於骨成長』;
而使用『更年期或高齡』模式進行試驗者得宣稱:攝取本產品可能『
有助於延緩骨流失』,但同一產品分別進行成長期與更年期模式,並
通過得宣稱上述之二項生理功效時,得另加宣稱:攝取本產品可能『
有助於減少發生骨質疏鬆之危險因子』。試驗雖使用同一性別或年齡
層之受試者,但於『宣稱』或『警語』可不必加註僅侷限於某一性別
或年齡層。
肆、保健功效之宣稱
各不同評估試驗結果的判定依各評估方法之說明,如結果能獲得具有
明確功效之認定,得使用下列之宣稱:
一、按、一之鈣質生物利用率測定之人體試驗,得宣稱:『本食品所含
鈣質之生物利用率較一般鈣質來源優良』。
二、直接進行與骨質相關之動物評估試驗,凡使用成長期動物模式進行試
驗者得宣稱:『經動物實驗證實攝取本產品可能有助於骨成長』;而
使用更年期卵巢切除動物模式進行試驗者得宣稱:『經動物實驗證實
攝取本產品可能有助於延緩骨流失』,但同一產品分別進行成長期與
更年期卵巢切除動物模式並通過得宣稱上述之二項生理功效時,得另
加宣稱:『經動物實驗證實攝取本產品可能有助於減少發生骨質疏鬆
之危險因子』。
三、凡使用『成長期』人體試驗模式進行評估者得宣稱:攝取本產品可能
『有助於骨成長』;而使用『更年期或高齡』人體試驗模式進行評估
者得宣稱:攝取本產品可能『有助於延緩骨流失』,但同一產品分別
進行成長期與更年期模式,並通過得宣稱上述之二項生理功效時,得
另加宣稱:攝取本產品可能『有助於減少發生骨質疏鬆之危險因子』
。
壹、前言
高血壓為國人近年來十大死亡原因之一,是心臟冠狀動脈疾病與腦血
管病變最重要的危險因素。因此血壓的控制對於中老年人之健康是一
重要的預防工作。
高血壓是常見的心臟血管系統疾病,在病程晚期才有症狀出現。當長
期處於高血壓狀態下,容易造成臟器損傷之併發症,包括:心臟肥厚
、心臟衰竭、冠狀動脈硬化、腦中風、主動脈瘤、腎血管疾病、視網
膜異常及失明等。
世界衛生組織(WHO) 對高血壓的定義為:一般成年人,收縮壓(s-
ystolic pressure)高於 140 或舒張壓(diastolic pressure)在
90 mmHg 以上,即為高血壓。收縮在 130-139 mmHg 之間及舒張壓在
85-89 mmHg 之間者,為正常但偏高之高血壓;收縮壓在 140-159
mmHg,舒張壓在 90-99 mmHg 之間者,為輕度高血壓;收縮壓 160-1
79 mmHg ,舒張壓在 100-109 mmHg 之間者為中度高血壓;收縮壓在
180-209 mmHg,舒張壓在 110-119 mmHg 之間者,為重度高血壓;收
縮壓在 210 mmHg 以上,舒張壓在 120 mmHg 以上者,為極嚴重高血
壓;而收縮壓在 130 mmHg 以下及舒張壓在 85 mmHg 以下則為正常
。
高血壓可分為原發性高血壓(primary hypertension)和續發性高血
壓(secondary hypertension)。原發性高血壓又稱為本態性高血壓
(essential hypertension),約佔所有高血壓患者的 90 %以上,
病因不明。而續發性高血壓則是其他心血管、腎臟、腎上腺或神經系
統等疾病所造成的。
目前在高血壓的治療上多以降壓藥物為主。但在高血壓的預防上,從
日常生活的一些保健原則,如控制體重、適量的運動、心理情緒的調
整、不要抽煙與適當的飲食亦有預防之效。其中適當的飲食中,降低
膳食中的脂肪,食物中盡量不要含太多的鹽分,或攝取足夠的鉀、鎂
與鈣等有助於控制血壓。根據近年的研究發現,由動植物天然食品中
一些胜類物質,具有抑制血管升壓素轉換(angiotensin I-con-
verting enzyme, ACE) 的活性而減少血管升壓素 II 的形成,因而
可達到調節血壓的效果。
貳、評估食品樣本是否具有輔助調節血壓功能之檢測方法
廠商除提供與其產品相關之資料與文獻,以佐證該產品或其部分原料
可能具有調節血壓作用的功能及相當之安全性外,必須針對擬以「健
康食品」上市之產品,進行下列所規定之「人體試食試驗」。若所提
產品的相關科學研究證據不甚明確時,宜同時進行「動物實驗」和「
人體試食試驗」以加強證據之可信度。
1.動物實驗
1.1 實驗原理
以受試物給予原發性高血壓動物(如 SHR 等),觀察受試物對高血
壓動物模型的收縮壓與舒張壓指標的影響,評價受試物的調節血壓作
用。
1.2 測定方法及儀器
收縮壓與舒張壓的測定建議採用間接測定法,儀器的測定方法一般使
用尾脈搏法為原則。測定儀器為市售之血壓測定器。
1.3 實驗方法
1.3.1 試驗項目:
1.3.1.1 一般情況觀察、 體重與生長狀況等。
1.3.1.2 收縮壓與舒張壓的測定
實驗前一週對受試動物進行血壓測量。依據測壓儀器的要求進行
動物清醒、安靜狀態下的血壓的測定。實驗開始後每二週測血壓
1 次。每次測定數值應為 3-5 次測定值之平均值。
1.3.2 實驗動物的要求
1.3.2.1 原發性高血壓老鼠以 SHR 為主,其他如 ALR、obes SHR、MHS
、LH、GH、DS 或 SHRSP 等亦可作為實驗對象。對照組動物為
WKY (Wistar Kyoto)老鼠。
1.3.2.1 實驗動物必須來自各大實驗動物中心。
1.4 實驗步驟
動物實驗進行時間至少 8 星期以上。動物隻數每組至少 8 隻。實
驗劑量分為高、中、低三組,且實驗動物進行時,飼料內容必須符合
AIN (America Institute of Nutrition)之規範。
1.5 數據處理和結果判定
依一般生物統計方法分析。根據試驗前後,上述血壓測定結果收縮壓
下降≧ 20 mmHg,且為統計上具有顯著差異者(P<0.05),可初步判
定該受試物具有調節血壓作用。
1.6 實驗動物飼養條件與注意事項
1.6.1 原發性高血壓老鼠,飼養於2 4 ±1 ℃及相對濕度為 60 ±3 %之
動物室中,控制每天光照及黑暗期各為 12 小時。飼養期間實驗固
體飼料和水採自由攝取。
1.6.2 測定動物血壓時,室溫應保持在 25 ℃。以尾動脈間接測壓法測定
大鼠血壓時,需要保溫大鼠,並應註明恒溫盒溫度及保溫時間。各
次血壓測定過程中溫度條件保持一致。
1.6.3 操作應輕柔,減少動物的激烈反應,大鼠放入固定籠中待安靜後才
可進行測量,大鼠如在測定中出現煩躁,啃咬等激烈反應時,應重
新測量。
1.6.4 動物的飼養環境應保持安靜,以排除環境因素對血壓的影響。
2.人體試食實驗
2.1 受試需求
不論動物實驗結果有效或無效,仍需以人體實驗為主。實驗的進行必
須委託國內大學食品營養、醫藥等相關研究所、醫學中心或其他中央
衛生主管機關認可之研究機構執行,且需有醫師參與,並遵循衛生單
位對保健食品人體實驗有關之相關規定。
2.1 受試者
參加人體試食實驗之受試者為原發性高血壓患者,收縮壓介於 130~
179 mmHg,舒張壓介於 85 ~109 mmHg,兩者有一項核實即可確診,
且應本著自覺自願的原則。受試組和對照組必須是同一年齡層次、同
一性別、除高血壓症外,無其他嚴重病症者,按人體推薦攝取量給予
受試物 8 星期以上,且有受試組與對照組,受試人數至實驗結束每
組至少 20 人。並於受試前後作血液生化分析(如血球、血脂質、肝
、腎功能、血糖、尿酸、電解質…等)。
2.2 數據處理和結果判定:
依一般生物統計方法分析。根據實驗前後,上述血壓測定結果收縮壓
下降≧ 10 mmHg及舒張壓下降≧ 10 mmHg,且為統計上具有顯著差異
者(P<0.05),可初步判定該受試物具有輔助調節血壓作用。
結果判定:在臨床主要症狀改善的前提下滿足實驗前後自身比較,舒
張壓或收縮壓二項指標中任何一項指標統計差異有顯著性者。或實驗
後組間比較,舒張壓或收縮壓二項指標中任何一項指標下降幅度達到
有效標準,且組間統計差異有顯著性,可判定該受試物對人體具有輔
助調節血壓作用。
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