馬鈴薯食物血糖指數(shù)與慢性疾病風險

林金雪嬌 范志紅

(中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京 100083)

馬鈴薯食物血糖指數(shù)與慢性疾病風險

林金雪嬌 范志紅

(中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京 100083)

馬鈴薯含有較多淀粉，被西方國家認為是高血糖指數(shù)食物。有流行病學研究提示增加馬鈴薯食物攝入可能影響慢性疾病風險，而這種作用與其提升膳食整體的血糖指數(shù)和血糖負荷有關。本文綜述了馬鈴薯與慢性疾病風險的研究證據(jù)，以及影響馬鈴薯血糖指數(shù)的品種和烹調加工方法等因素。

馬鈴薯 血糖指數(shù) 淀粉消化 糖尿病

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)，為一年生草本塊莖植物，別名土豆、洋芋等。馬鈴薯塊莖淀粉含量豐富，是世界第三大食用作物，最廣泛食用的根類蔬菜[1]。2016年,農(nóng)業(yè)部發(fā)布《關于馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)的指導意見》，推進馬鈴薯主糧化[2]。馬鈴薯富含淀粉，西方膳食中經(jīng)常食用的馬鈴薯食物被認為是高血糖指數(shù)(glycemic index, GI)食品[3]。然而許多研究表明，馬鈴薯食物的GI值范圍較大，不同品種、烹調方式等均會對馬鈴薯GI值造成不同的影響。本文歸納了近年來研究中馬鈴薯與糖尿病風險的研究證據(jù)，并對馬鈴薯食物的GI值及影響因素進行了探討。

1 馬鈴薯攝入與慢性疾病風險的流行病學證據(jù)

多項研究確認長期攝入高GI食物會增加2型糖尿病、心血管疾病等慢性疾病的發(fā)生風險[4-6]。有長期流行病學研究[7-10]顯示，攝入過多的馬鈴薯及其產(chǎn)品可能與慢性疾病風險相關。

瑞典《食品與營養(yǎng)研究雜志》2016年在線發(fā)表了一項生態(tài)學研究[7]，基于FAOSTAT(聯(lián)合國糧農(nóng)統(tǒng)計)數(shù)據(jù)庫，比較了42個歐洲國家1993—2008年間5項心血管指標的精確數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)與高心血管疾病風險相關的主要因素是能量攝入中來自碳水化合物和酒精的部分，主要源自馬鈴薯和精制谷物等高GI食物。這能夠解釋在歐洲地區(qū)碳水化合物攝入最高的國家心腦血管疾病(CVD)流行率也最高。然而，該研究沒有給出馬鈴薯和心腦血管疾病相關的直接證據(jù)。

Halton等[8]根據(jù)Nurse Health Study (NHS)(1980—2000)的食物頻次問卷分析馬鈴薯與糖尿病風險的關系，排除年齡、膳食和非膳食因素的影響后，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯和薯條的攝入量與Ⅱ型糖尿病風險有關。按攝入馬鈴薯或薯條的量進行五分位分組，和攝入量最低組相比，馬鈴薯攝入最高組的相對風險為1.14；薯條攝入最高組的相對風險為1.21。在肥胖女性中，馬鈴薯食物促進糖尿病風險的作用更為明顯。

Bao等[9]對NHSⅡ(1991—2001)數(shù)據(jù)進行分析，參與者懷孕前無妊娠糖尿病史以及慢性疾病。在21693位單胎妊娠的女性中，有854例妊娠糖尿病發(fā)生。排除年齡、胎次、飲食和非飲食因素，孕前攝入較多馬鈴薯的女性患妊娠糖尿病的比例更高，較高的馬鈴薯攝入似乎會增加高風險人群的空腹血糖和胰島素抵抗。在消除年齡、飲食和非飲食因素的影響后，馬鈴薯和薯條攝入最高組的女性與最低組相比，患Ⅱ型糖尿病的風險分別增加14%和21%。

基于NHS、NHSⅡ和Health Professional Follow-up Study(HPFS)3項大型流行病學研究的數(shù)據(jù)，Borgi等[10]對馬鈴薯攝入與高血壓風險進行了前瞻性縱向隊列研究，排除其他飲食因素(全谷物、全水果和蔬菜的攝入)影響后，在3項研究當中，烤、煮、搗泥的馬鈴薯攝入與較高的女性高血壓風險均有顯著相關。此外，較高的薯條攝入與新增高血壓均有顯著相關，而油炸土豆片卻沒有增加風險。

考慮到馬鈴薯是一種公認的高鉀低鈉食物，它對高血壓的促進作用，很可能是通過促進體重增長而產(chǎn)生效果，而研究確認超重和肥胖會促進高血壓的發(fā)生[11-12]。作為極受歡迎的大眾食材，馬鈴薯既可以作為蔬菜攝入，也可以作為主食攝入。當馬鈴薯替代其他蔬菜食用時，必然會增加膳食的總能量攝入，同時提升膳食整體的血糖負荷(glycemic load, GL)值；當馬鈴薯替代全谷類食物食用時，也會提升膳食的GL值；而高GI和高GL膳食都有促進體重增長的長期效應[13]。研究證實，如用一份馬鈴薯代替全谷物，則2型糖尿病的相對風險上升30%[5]。對NHS、NHSⅡ和HPFS數(shù)據(jù)的分析結果[14]也佐證了這個推測：排除基礎體重和BMI的影響之后，每增加1份油炸土豆片和馬鈴薯與4年中的體重增加強烈相關。

2 馬鈴薯食品的血糖指數(shù)

血糖指數(shù)的開創(chuàng)者Jenkins等[15]及Soh等[22]的測定將馬鈴薯歸類為高GI食物，因其GI值均高于70。Tahvonen等[21]測定不同烹調和加工方式的馬鈴薯產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)其GI值在73～104之間。但Fernandes等[16]比較了烤土豆、炸薯條、熱的和涼的煮土豆，發(fā)現(xiàn)GI值變化范圍在56～89之間。Henry等[23-26]所測的數(shù)值在56～94之間。Atkinson等[17]在研究中指出，馬鈴薯食物的GI值有很大范圍，并認為GI值差異主要來源于烹調加工方式和餐食組成。

在此基礎上，King等[18]指出，把馬鈴薯簡單劃分為高GI食物可能存在誤區(qū)，因為其GI值受到烹飪方式的深刻影響。Nayak等[23]更明確提出，馬鈴薯的餐后血糖反應隨品種、成熟度、淀粉結構和加工方式等的變化而變化，改變馬鈴薯品種的基因型，發(fā)展高直鏈淀粉含量的馬鈴薯，可以顯著降低馬鈴薯及其產(chǎn)品的GI值；食用冷卻后或回熱的馬鈴薯可以降低血糖反應。2016年，Pinhero等[20]對14個品種馬鈴薯進行比較，測定其總膳食纖維、總淀粉)、快消化淀粉、慢消化淀粉和抗性淀粉(resistant starch, RS)，并從體外消化結果計算預期血糖指數(shù)(estimated glycemic index, EGI)和預期血糖負荷(estimated glycemic load, EGL)，發(fā)現(xiàn)品種、處理方式和淀粉組成對EGI有深刻影響，且11種馬鈴薯被預測為低GL食物。

根據(jù)文獻資料整理了不同品種、烹調方式的馬鈴薯及部分大米和淀粉豆類GI值(表1)[22-31]。其中，后兩者的GI值范圍分別在30～60和54～83，具有低GI值的馬鈴薯作為主食開發(fā)具有重要意義。

表1 不同品種、烹調方式的馬鈴薯GI值

表1(續(xù))

注：*表示以葡萄糖為參比(GI=100)，**表示以白面包為參比(GI=100)。

3 影響馬鈴薯血糖指數(shù)數(shù)值的因素

從表1可見，馬鈴薯食物GI文獻值范圍從53～131，其差異原因主要可歸納為品種因素和烹調處理因素兩方面，而前者又涉及淀粉結構差異的影響。

3.1 品種因素

從表1數(shù)據(jù)可見，Maris Peer 和King Edward兩個品種在同樣烹調條件下，GI值分別是94和75[24]，可見品種差異的影響極大，而品種差異與淀粉類型和結構有關。有研究指出，直鏈淀粉和支鏈淀粉的結構對于淀粉消化程度的決定作用[32]。與較低直鏈淀粉含量的食物相比，高直鏈淀粉含量的天然淀粉在標準烹調條件下更難膨脹和糊化，消化速度更慢，帶來更低的血糖反應和胰島素反應[33]。

然而，Kai等[31]研究發(fā)現(xiàn)，在特定的烹調條件下，相似直鏈淀粉含量的馬鈴薯品種在體外消化和體內(nèi)血糖反應上仍有顯著不同。2014年，Kai等[34]對7個品種的馬鈴薯淀粉特性進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)具有最低GI值的馬鈴薯品種Carisma淀粉的糊化特性顯著區(qū)別于其他品種，它有顯著較高的糊化溫度、谷值黏度和最終黏度，在烹調中需要更多的熱量才開始糊化，具有較好的抗崩解能力，且產(chǎn)生更多黏性的回生淀粉糊，抵抗酶的消化。這提示直鏈淀粉和支鏈淀粉的精細結構(如分支點之間的間距)等因素仍需要進一步研究，因為這些差異可能影響到馬鈴薯烹調過程中糊化、淀粉消化性和GI值。

不同肉色的馬鈴薯淀粉消化特性也有差異。與白色馬鈴薯相比，黃色馬鈴薯的類胡蘿卜素含量較高，紫色馬鈴薯的花青素含量較高。2011年，Nayak等[35]發(fā)現(xiàn)馬鈴薯的總抗氧化能力、總酚和總花青素水平為紫色>紅色>黃色>白色的排序。2014年Ramdath等[36]的體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，紫、紅、黃、白4種馬鈴薯經(jīng)對流恒溫烤箱烹調后，GI值分別為77、78、81和93。研究者認為，有色馬鈴薯的GI值與其多酚含量高有關，花青素對腸道α-淀粉酶有較強抑制作用。

3.2 烹調處理

馬鈴薯的西式烹調方法主要是煮、烤、微波、油炸等。通過觀察表1，經(jīng)煮、蒸兩種烹調方式處理后的馬鈴薯具有較高的GI值，而經(jīng)油炸處理的馬鈴薯卻具有最低的GI值。

煮和蒸2種烹調方式，屬于濕熱加工，能夠為淀粉糊化提供充足的水分。馬鈴薯煮5 min時，淀粉粒與水親和，水膨脹并充滿細胞；煮10 min后，達到最大膨脹的淀粉粒形成密集群；煮20～30 min后細胞完全分離；煮50 min時細胞結構完全崩解[8]。由于水分充足，馬鈴薯淀粉顆粒糊化程度較高，因而煮、蒸馬鈴薯的GI值較高。

烤屬于干熱烹調，與其他烹調方式相比傳熱速度較慢。Wilson等[38]在傳統(tǒng)烤箱中烤制馬鈴薯，發(fā)現(xiàn)30 min后馬鈴薯中心溫度達到100℃，60 min才達到質地松軟的可食狀態(tài)。在烤的過程中，淀粉的糊化依靠馬鈴薯本身的水分，升溫速率受到表面蒸發(fā)冷卻的限制，并且表皮對熱傳導有屏障作用，因此達到糊化的時間較長。微波烹調中，食物中的水分子振動使食物升溫，比傳統(tǒng)烹調方式熱效率更高。Huang等[39]將完整馬鈴薯置于800 W微波爐中，2～2.5 min后達到65 ℃(分離馬鈴薯淀粉的糊化溫度)，4 min后水分快速蒸發(fā)，7 min后馬鈴薯達到食用口感。微波烹調馬鈴薯時，水分蒸發(fā)較快，造成馬鈴薯質地緊密，糊化程度較低而GI值較小。

馬鈴薯油炸時，隨著溫度的升高，馬鈴薯的水分迅速蒸發(fā)使得含水量降低。可能由于水分供應對糊化的限制，和提取出來的淀粉相比，在細胞完整的情況下，馬鈴薯淀粉粒在油炸時的糊化溫度要高6～7 ℃[40]。烹調過程中，油脂被吸入完整馬鈴薯細胞的內(nèi)部[41]，形成淀粉-脂肪復合物。這能夠解釋炸薯片具有較低GI值的原因。

一種可以顯著改善馬鈴薯的GI值的方法是冷卻。與馬鈴薯熱食相比，在8 ℃放置24 h后GI值降低26%，抗性淀粉含量(占淀粉的比例)從3.3%增加到5.2%[24]?？梢酝茢?，冷卻導致快消化淀粉轉變?yōu)槁矸?。另外兩項研究也發(fā)現(xiàn)，與烹調后熱食相比，經(jīng)冷藏后的馬鈴薯GI值降低約25%[25-27]。

在烹調馬鈴薯中添加一定量的醋和橄欖油也有助于降低GI值。與煮馬鈴薯熱食相比，添加以醋和橄欖油為澆汁的烹調冷卻后的Sava馬鈴薯GI值降低了43%[24]。與醋酸類似的添加物，可以通過降低胃排空的速度來降低血糖反應[42]，減緩了健康人攝入馬鈴薯后的急性血糖和胰島素分泌情況。Henry 等[26]比較不同澆汁對烤馬鈴薯GI值的影響，發(fā)現(xiàn)脂肪的加入使得GI值降低了58%，將馬鈴薯由高GI值變成低GI值。

4 結論與展望

中國居民膳食指南(2016)中推薦居民每日攝入谷薯類250～400 g，其中包括土豆在內(nèi)的薯類平均每日攝入50～100 g。西方研究中普遍認為馬鈴薯是高GI食物，不利慢性疾病預防，但多項研究也表明，馬鈴薯的GI值因品種和烹調方法而異。我國日常食用的馬鈴薯品種與洋快餐中的品種有很大區(qū)別，烹調方式也不同于西方膳食，在替代部分主食的情況下，對血糖反應和慢病預防會產(chǎn)生何種影響，還需要進行深入研究。在研究數(shù)據(jù)的基礎上，教育國民正確食用馬鈴薯及其產(chǎn)品，對逐步推進馬鈴薯作為主糧化產(chǎn)品的政策措施實施極為重要。

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The Glycemic Indexes of Potatoes Products and Chronic Diseases Rais

Lin Jinxuejiao Fan Zhihong
(College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083)

Potato products were generally characterized as high glycemic food for they were starchy foods. Some epidemiological studies suggested that high potato food intake might raise the risk of obesity and some chronic diseases by raising the glycemic index and glycemic load of daily diet. This review summarized the possible association between potato food intake and chronic diseases, as well as the possible variety factors and preparation treatments which may affect the glycemic indexes of potato foods.

potatoes，glycemic indexstarch digestion，diabetes

TS215

A

1003-0174(2017)12-0025-06

2017-01-04

林金雪嬌，女，1994年出生，碩士，食物營養(yǎng)

范志紅，女，1966年出生，副教授，食物營養(yǎng)