添加益生元的混合食品對血糖生成指數(shù)和血糖負(fù)荷的影響

陳超剛?林秀紅?何鳳怡?陸嘉暉?袁智敏?梁平

【摘要】目的 分別檢測添加益生元和未添加益生元的谷物堅(jiān)果混合食品的血糖生成指數(shù)（GI）和血糖負(fù)荷（GL），分析添加益生元對GI和GL的影響。方法 選取12名健康志愿者，于不同時(shí)間進(jìn)食含有效碳水化合物25 g的葡萄糖粉、益生元谷物堅(jiān)果混合食品（植物益生元八珍）、谷物堅(jiān)果混合食品（傳統(tǒng)八珍）和早餐米粉等4種食物，檢測進(jìn)食前和進(jìn)食后15、30、45、60、90及120 min血糖。根據(jù)Wolever法計(jì)算GI 值，按Salmeron公式計(jì)算GL值。結(jié)果 植物益生元八珍的GI為28.73（19.43，35.69）、GL為14.06±5.48，傳統(tǒng)八珍GI為43.15（32.89，44.68）、GL為13.53±4.35，某品牌早餐米粉GI為60.64（44.44，58.51），GL為18.60±8.84。3種食物的GI及GL與葡萄糖比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均< 0.05或0.008）。其中2種谷物堅(jiān)果混合食品的GI均低于早餐米粉，植物益生元八珍GI低于傳統(tǒng)八珍（P均< 0.008）;3種食物間的GL比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）。12名受試者在進(jìn)食葡萄糖或米粉后，餐后血糖在30 min達(dá)到高峰，但進(jìn)食植物益生元八珍和傳統(tǒng)八珍在45 min達(dá)到高峰，而且血糖曲線比葡萄糖和米粉更為平穩(wěn)，峰值更低。結(jié)論 谷物堅(jiān)果混合食品均為低GI 和中等偏低GL食物，添加益生元有利于降低GI、維持餐后血糖穩(wěn)態(tài)。

【關(guān)鍵詞】血糖生成指數(shù);血糖負(fù)荷;益生元

Effect of adding prebiotics to mixed foods on glycemic index and glycemic load Chen Chaogang， Lin Xiuhong， He Fengyi， Lu Jiahui， Yuan Zhimin， Liang Ping. Department of Clinical Nutrition， Sun Yat-sen Memorial Hospital of Sun Yat-sen University， Guangzhou 510120， China

Corresponding author， Lin Xiuhong， E-mail： biffi_18@ 126. com

【Abstract】Objective The glycemic index （GI） and glycemic load （GL） of cereals-and-nuts mixed foods with and without prebiotics （PCNMF and CNMF） were tested， aiming to evaluate the effect of adding prebiotics to mixed foods on GI and GL. Methods Twelve healthy volunteers were recruited and asked to consume 25 g glucose， 37.5 g PCNMF， 44 g CNMF and 32 g rice noodle at different time points， which all contained 25 g of available carbohydrate portions. The blood glucose levels were determined before （fasting glucose） and at different points （15-， 30-， 45-， 60-， 90- and 120 min） after consumption. The GL value was obtained according to the formula by Salmeron.Results The GI and GL of PCNMF were 28.73 （19.43-35.69） and （14.06±5.48）， 43.15（32.89-44.68） and （13.53± 4.35） for CNMF， and 60.64（44.44-58.51） and （18.60±8.84） for rice noodle， respectively. The GI and GL significantly differed among three types of food （all P < 0.05 or 0.008）. The GI values of PCNMF and CNMF were significantly lower than that of rice noodle， and GI of PCNMF was remarkably lower than that of CNMF （all P < 0.008）. There was no significant difference in GL among different categories of food （P > 0.05）. For 12 subjects， the postprandial blood glucose level peaked at 30 min after the consumption of glucose or rice noodle， whereas it reached the highest point at 45 min after intake of PCNMF and CNMF. Besides， the blood glucose curve of them was more stable and the peak value was lower compared with those of glucose and rice noodle. Conclusions PCNMF and CNMF are both low-GI and moderate-to-low-GL food. Supplement of probiotics contributes to lowering GI and maintaining the homeostasis of postprandial blood glucose level.

【Key words】Glycemic index;Glycemic load;Prebiotics

食物血糖生成指數(shù)（GI）是近年來國內(nèi)外糖尿病營養(yǎng)教育中應(yīng)用的一個(gè)重要概念，它是食物中碳水化合物餐后血糖應(yīng)答水平的特征性指數(shù)，反映的是碳水化合物的“質(zhì)”。一般以葡萄糖粉為標(biāo)準(zhǔn)參照物（GI = 100），GI超過70的食物為高GI 食物，GI 在55 ～ 70為中GI 食物，低于55為低GI 食物。膳食血糖負(fù)荷（GL）是食物GI值與可利用碳水化合物量的乘積，即全天膳食GL =Σ（食物GI×全天從該食物中獲得的碳水化合物的量），反映的是碳水化合物的“質(zhì)”和“量”，因此更能全面評估日常膳食的血糖效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，高GI和高GL食物與糖尿病、高血壓病、血脂異常、肥胖等多種慢性疾病的發(fā)生、發(fā)展有一定關(guān)系，筆者前期的研究也得出類似結(jié)果[1-2]。測定食物的GI和GL值可以直觀反映該食物的升血糖能力，為慢性非傳染性疾病患者以及追求健康的人們的飲食選擇提供理論依據(jù)，也為具有妊娠期糖尿病高危因素的孕婦早期飲食干預(yù)提供更多選擇[3]。本研究應(yīng)用國際認(rèn)可的食物GI和GL值標(biāo)準(zhǔn)化測定方法，對2種市場上銷售的谷物堅(jiān)果混合粗雜糧食品即益生元谷物堅(jiān)果混合食品（植物益生元八珍）和谷物堅(jiān)果混合食品（傳統(tǒng)八珍）的GI和GL進(jìn)行測定，旨在探討益生元對食物GI和GL的影響，為居民尤其是中老年糖尿病等慢性疾病患者提供更多健康飲食的選擇，現(xiàn)報(bào)告如下。

對象與方法

一、研究對象

選取來自某高校學(xué)院在校學(xué)生作為志愿者，符合以下條件：①身體健康，無任何代謝性疾病，無糖尿病家族史或其他代謝病史;②年齡18 ～ 30歲;③體質(zhì)量和腰圍正常，BMI 18.5 ～ 23.9 kg/m2;④無碳水化合物不耐受癥。排除糖耐量不正常者、超重或肥胖者、乳糖不耐受者。本研究經(jīng)中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)備案（[2016]倫備第（55）號），健康志愿者在研究前均已簽署知情同意書。

二、受試食物

含25 g碳水化合物的植物益生元八珍、傳統(tǒng)八珍、某品牌早餐米粉和作為對照標(biāo)準(zhǔn)的葡萄糖，前兩者由深圳市香雅食品有限公司監(jiān)制并提供，性狀為沖調(diào)粉末狀，其配料及營養(yǎng)成分見表1;早餐米粉為某品牌快餐連鎖餐飲店購買的熟食，每100 g可食部含能量1460 kJ，蛋白質(zhì)7.3 g，脂肪1 g，碳水化合物77.5 g，膳食纖維0.8 g，鈉1.5 mg。

三、研究方法

每種食物都是同一批共12名志愿者受試，每隔3 d試驗(yàn)1種食物，并進(jìn)行相關(guān)檢測。

1. 葡萄糖試驗(yàn)

所有受試者于試驗(yàn)前一晚上10時(shí)開始禁食，次日清晨空腹采集靜脈血2 ml，分裝于測定葡萄糖的氟化鈉抗凝管中，然后口服含25 g葡萄糖的溶液50 ml，計(jì)時(shí)并分別在15、30、45、60、90及120 min用靜脈留置針采集靜脈血，一共采血7次，每次采血2 ml。然后分離血漿測定葡萄糖的含量，于3 h 內(nèi)測定血糖值。

2. 食物血糖應(yīng)答試驗(yàn)

完成葡萄糖試驗(yàn)后，采用同樣方法，以3 d作為洗脫期，于第3、6、9日繼續(xù)進(jìn)行食物試驗(yàn)，分別食用植物益生元八珍37.5 g和傳統(tǒng)八珍粉44.0 g、

早餐米粉32.3 g（均含有25 g碳水化物），于2 h內(nèi)采集7次靜脈血，測定血糖值。早餐米粉為當(dāng)日早晨從某品牌快餐連鎖餐飲店購買的熟食，受試者需在15 min內(nèi)完成進(jìn)食，并可以飲水200 ml。受試者在3 d的洗脫期內(nèi)正常飲食，禁煙、禁酒，避免進(jìn)食高糖、高脂的食物。

3. 血漿葡萄糖測定

采用雅培公司AEROSET系列全自動(dòng)生化分析儀及其配套試劑行葡萄糖氧化酶法測定。

4. 食物GI和GL的計(jì)算

以葡萄糖為參照物（GI設(shè)為100），食物GI的計(jì)算采用Wolever的方法，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，各時(shí)點(diǎn)血糖值為縱坐標(biāo)，制作血糖應(yīng)答曲線。采用幾何法計(jì)算血糖曲線下升高的血糖面積（AUC），再按下列公式計(jì)算食物GI和GL值：GI值=（受試食物餐后2 h血糖AUC/等量碳水化合物的葡萄糖餐后2 h血糖AUC）×100;GL=GI×（攝入受試食物的質(zhì)量×受試食物中碳水化合物的百分含量）/100（攝入受試食物的量按一個(gè)交換份的質(zhì)量計(jì)算，即提供376.74 kJ 能量的食物量）。

5. 質(zhì)量控制

包括：①制定統(tǒng)一的操作實(shí)施辦法、調(diào)查問卷、隨訪表和評估標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范操作;②實(shí)驗(yàn)室檢查和體格檢查要求方法、儀器、試劑統(tǒng)一;③盲法判斷實(shí)驗(yàn)和干預(yù)結(jié)果;④數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理分析方法由統(tǒng)計(jì)學(xué)專家確定和實(shí)施;⑤設(shè)立監(jiān)察員，對各個(gè)專項(xiàng)工作進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

原始數(shù)據(jù)以雙錄入法輸入Microscoft Excel 2007 軟件。正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，多組比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn);非正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)（下四分位數(shù)，上四分位數(shù)）表示，組間比較采用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例表示。所有統(tǒng)計(jì)學(xué)分析均采用SPSS 13.0，應(yīng)用雙側(cè)檢驗(yàn)，α= 0.05，非正態(tài)分布計(jì)量資料兩兩比較采用Bonferroni法校正檢驗(yàn)水準(zhǔn)，即P < 0.05/6 = 0.008為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

一、研究對象的基線資料

本研究共納入12名健康志愿者，其中男6名、女6名，年齡（20.9±1.2）歲，BMI （20.4±1.5）kg/m2，空腹血糖（4.3±0.4）mmol/L，口服25 g葡萄糖后2 h血糖（4.9±1.8）mmol/L。

二、受試者對各試驗(yàn)食物的GI及GL比較

植物益生元八珍的GI中位數(shù)為28.73，屬低GI食物;傳統(tǒng)八珍GI中位數(shù)為43.15，屬低GI食物;早餐米粉GI中位數(shù)為60.64，屬中GI食物。3種食物的GI值與葡萄糖GI值比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均< 0.008），其中植物益生元八珍、傳統(tǒng)八珍與米粉的GI值兩兩比較差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均< 0.008），見表1。

植物益生元八珍的GL為14.06±5.48，傳統(tǒng)八珍GL為13.53±4.35，均屬中等偏低GL食物;某品牌早餐米粉GL為18.60±8.84，屬中等偏高GL食物。3種食物的GL與葡萄糖GL比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均< 0.05），3種食物的GL間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05），見表2。

三、受試者進(jìn)食各試驗(yàn)食物后的餐后血糖變化

12名受試者在進(jìn)食葡萄糖或米粉后，餐后血糖在30 min達(dá)到高峰，但進(jìn)食植物益生元八珍和傳統(tǒng)八珍在45 min達(dá)到高峰，而且血糖曲線比葡萄糖和米粉更為平穩(wěn)，峰值更低。葡萄糖餐后峰值高于米粉、植物益生元八珍和傳統(tǒng)八珍（P均< 0.05），見圖1、表3。

討論

通常情況下，食物的GI值是指攝入含50 g有效碳水化合物與50 g葡萄糖的餐后2 h血糖應(yīng)答曲線下面積之比，即食物GI =（含50 g有效碳水化合物的受試食物餐后2 h血糖應(yīng)答曲線下面積/50 g

葡萄糖餐后2 h血糖應(yīng)答曲線下面積）×100。但對于有效碳水化合物含量較低的食物來說，作為早餐，含50 g有效碳水化合物的食用量過大，不符合實(shí)際操作，且碳水化合物的食用量并非GI值測定的主要決定因素，因此這些食物在測定GI值時(shí)可調(diào)整為含25 g碳水化合物的食用量。

我國居民長期以谷類食物為主食，碳水化合物供給的能量占全日總能量攝入的50% ～ 60%以上，它們的消化吸收速度會(huì)影響血糖和胰島素水平，并與糖尿病、心腦血管病等的危險(xiǎn)性相關(guān)。不同種類的碳水化合物有不同的“質(zhì)”，引起餐后血糖的反應(yīng)不同，這也是GI這一概念提出的理論。食物的GI值受多種因素影響，如碳水化合物的結(jié)構(gòu)和類型、食物含量和組分、食物的物理狀況和加工制作過程等，對于谷薯類等富含淀粉的食物，任何固有的（支鏈、直鏈和抗性淀粉）淀粉類型或通過加工方式改變而來的（碾碎、加熱）淀粉糊化程度是影響GI主要因素，富含支鏈淀粉的大米由于其結(jié)構(gòu)更容易被消化酶接觸和降解，因此吸收較快、GI較高;而富含膳食纖維、抗性淀粉或其他不易消化的碳水化合物食物，淀粉酶的抗性增強(qiáng)，胃腸道的消化吸收率低且緩慢，GI也較低;食物糊化程度越高、顆粒越小，GI就越高。對于碳水化合物含量< 10%的食物，它們的GI更與脂肪、膳食纖維、蛋白質(zhì)呈負(fù)相關(guān)。膳食纖維的作用較為肯定，2004年Mckeown等對2834例弗雷明漢后裔進(jìn)行研究，提出低GI膳食模式（全谷物纖維）能夠改善胰島素抵抗，減少代謝綜合征，對于預(yù)防糖尿病和心腦血管病具有重要的意義。脂肪量也被證實(shí)與GI呈負(fù)相關(guān)，可能是通過降低空腸和小腸上部蠕動(dòng)延遲胃排空，從而延緩碳水化合物的消化吸收。蛋白質(zhì)也可降低血糖應(yīng)答，同時(shí)刺激胰島素和胰高血糖素的分泌。

因此，如何降低食物GI對于以谷類為主食的我國居民尤其重要。本研究中的受試食物主要以燕麥粉、芝麻粉和各種雜豆類為原料，富含可溶性膳食纖維，可延緩糖尿病患者餐后血糖升高、降低血糖峰值，即降低食物的GI，這與既往的研究結(jié)果類似[4]。具體來說，燕麥含有較高的蛋白質(zhì)、脂肪和可溶性膳食纖維，其蛋白質(zhì)含量在糧食作物中居首位;其脂肪不僅含量較高，且屬于優(yōu)質(zhì)脂肪酸;其可溶性膳食纖維主要是β-葡聚糖，已被證實(shí)有調(diào)節(jié)血糖作用[5]。芝麻含有較高的脂肪、蛋白質(zhì)、可溶性膳食纖維和維生素E，本身屬于低GI食物，且其中特有的芝麻素被證實(shí)具有調(diào)節(jié)血糖、血脂和抗氧化應(yīng)激、抑制血管重構(gòu)的作用。而且，多種谷物堅(jiān)果混合食用可以補(bǔ)充相互缺乏的氨基酸種類，發(fā)揮蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用，提高其營養(yǎng)價(jià)值[6]。本研究中2種受試食物均為粉末狀，加工顆粒小，勢必較原配料中食物天然性狀下的GI高，但通過合理搭配也能控制在低GI水平。

2種食物比較而言，添加了益生元的谷物堅(jiān)果混合食品GI值更低，對于糖尿病患者血糖穩(wěn)定更有益處。益生元指的是一類不易被消化、不可溶性的膳食纖維，如菊粉、低聚糖、抗性淀粉等，它們可以在腸道選擇性地被益生菌發(fā)酵，從而促進(jìn)其生長，特別是短鏈脂肪酸的產(chǎn)生較多，可以增加飽腹感、增強(qiáng)腸道黏膜屏障功能、減少全身炎癥反應(yīng)[7]。研究表明，益生元通過調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)有助于減輕體質(zhì)量，降低血糖和血清脂質(zhì)水平，對代謝綜合征的預(yù)防和治療具有一定作用，還可降低心血管疾病和糖尿病的發(fā)病率[8-10]。此外，益生元可以改善胰島素抵抗和葡萄糖耐量，聯(lián)合降糖藥物后對修復(fù)胰島功能亦有協(xié)同作用，聯(lián)合益生菌還可改善2型糖尿病患者的微量蛋白尿[11-13]。目前相關(guān)的研究大多為短期的干預(yù)，因此存在一定的局限性，需要大型、長期的干預(yù)研究進(jìn)一步證實(shí)以上觀點(diǎn)[14]。本研究中，益生元（菊粉）可以有效降低食物GI值，這在既往的研究中鮮見報(bào)道，機(jī)制尚有待研究，可能與減慢食物消化吸收、產(chǎn)生有益血糖的益生菌發(fā)酵物或者調(diào)節(jié)某些炎癥標(biāo)志物有關(guān)[15]。益生元是否與上述臨床觀察結(jié)果相關(guān)有待進(jìn)一步研究。有趣的是，添加益生元后雖然碳水化合物含量更高，但這部分碳水化合物不被人體吸收利用（非有效碳水化合物），因此2種受試食物的GL相似，而添加了益生元的谷物堅(jiān)果混合食品GI更低。

本研究中除葡萄糖外，其他3種食物的GL值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明日常膳食中進(jìn)食3種食物后餐后血糖差別不大，但研究表明血糖的控制不僅著眼于空腹和餐后血糖，同時(shí)也應(yīng)關(guān)注血糖波動(dòng)情況[16-17]。因?yàn)檠遣▌?dòng)是除GHbA1c外的糖尿病并發(fā)癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，在GHbA1c達(dá)標(biāo)的糖尿病患者中，血糖波動(dòng)情況不同，周圍神經(jīng)、血管病變及自主神經(jīng)失調(diào)等并發(fā)癥的發(fā)生情況都不相同。從圖1及表2中可以直觀看到，GI值越低，血糖應(yīng)答曲線越低平，餐后血糖峰值越低，血糖波動(dòng)越小。因此，在降低膳食GL的前提下，仍應(yīng)盡量選擇低GI食物，以減少血糖波動(dòng)，更好地預(yù)防糖尿病并發(fā)癥。

綜上所述，本研究中的2種受試食物均為低GI食物，而添加了益生元的谷物堅(jiān)果混合食品GI值進(jìn)一步降低，更有助于維持餐后血糖穩(wěn)態(tài)，避免因餐后血糖劇烈波動(dòng)引起的不良代謝反應(yīng)，同時(shí)可以在攝入同樣能量的前提下增加飽腹感，預(yù)防肥胖，有效防止慢性病的發(fā)生發(fā)展，可以為糖尿病、代謝綜合征等慢性代謝性疾病患者選擇食物時(shí)提供參考。本試驗(yàn)以健康志愿者為研究對象，研究結(jié)果對大眾的健康食物選擇也有一定指導(dǎo)意義。

參 考 文 獻(xiàn)

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（收稿日期：2019-05-29）

（本文編輯：林燕薇）