糙米蛋糕血糖生成指數(shù)變化研究

陳艷，龔莎娜，吳躍

（中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院，稻谷及副產(chǎn)品深加工國家工程實驗室，湖南長沙410004）

焙烤類糙米制品未來將是一類非常有前景的營養(yǎng)健康食品。首先，稻米是我國的傳統(tǒng)主食，也是我國總產(chǎn)量最大的主要糧食作物[1]，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國以米飯作為主食的人數(shù)達總?cè)丝诘?/3以上[2]，因而原料供應充足；其次，糙米蛋白是非面筋蛋白，能降低面團黏彈性，提高產(chǎn)品的酥松性，使焙烤產(chǎn)品口感較好，糙米經(jīng)稻米去殼，仍保留些許外層組織，如糊粉層、皮層和胚芽，保留的外層組織富含各種營養(yǎng)，如膳食纖維，谷胱甘肽，米糠多糖，戊聚糖等多種功能保健因子[3]；關(guān)于制作精米時的碾白過程，鄭家寶等[4]研究表明，碾白后的精米會使稻米淀粉含量顯著增高，而使維生素、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和生物活性物質(zhì)損失。因此，就抗氧化活性，抗氧化活性、酚類物質(zhì)含量以及膳食纖維吸附油脂能力而言，糙米高于精白米飯。梁潤平[5]將糙米米線、糙米速食粥與米飯類制品作比較，也得出相似結(jié)論，糙米米線和糙米速食粥的水溶性膳食纖維含量和酚類物質(zhì)含量都較高，其中所含有的膳食纖維具有較強的吸附油脂能力和清除自由基能力。

焙烤中的美拉德反應賦予產(chǎn)品更獨特濃烈的米制香味，豐富人們的味蕾；當前的焙烤原料以小麥粉為主流，存在高糖、高鹽、高脂的特點，進食后被機體吸收較快，從而致使人體血糖指數(shù)迅速升高[6]，高雅[7]等將糙米和白米的營養(yǎng)成分作對比得出，糙米中膳食纖維含量為0.2%～2.6%，白米則為0.1%～0.6%，也高于小麥[8]，且小麥粉常引起的麩質(zhì)過敏癥（麩質(zhì)蛋白不耐受），會引起小腸絨毛的破壞，從而導致營養(yǎng)吸收不良，而米制品的低過敏原已被西方國家廣泛認同。因此，隨著與營養(yǎng)相關(guān)的慢性疾病高發(fā)，人們的營養(yǎng)健康意識不斷增強，越來越多的消費者開始講究營養(yǎng)平衡與合理膳食，糙米既可保留可食用部分完整的營養(yǎng)成分以及谷胱甘肽等其他功能性成分，還有控制體重、預防心血管疾病和促進腸道健康等積極作用，糙米能在改善人體健康狀況狂和預防疾病方面發(fā)揮積極影響[9]，但目前我國糙米食品的發(fā)展程度仍處于初級階段。并且相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模不大，種類也較少，有待于進一步開發(fā)。所以，研制和拓寬焙烤類糙米食品的種類和生產(chǎn)方式，有望成為今后糙米食品加工的一大趨勢。

蛋糕是焙烤制品中一種重要的產(chǎn)品形式，糙米制作出的蛋糕、甜點等可以有效減少糖分，并且富含膳食纖維，大大的增加了蛋糕的食用人群[10]，目前，許多研究已經(jīng)證明了膳食纖維在控制血糖方面的積極影響，其中王丹丹等[11]發(fā)現(xiàn)飲食中增加膳食纖維對控制血糖有顯著作用。因此，通過糙米蛋糕與市售面粉蛋糕對比，主要研究糙米蛋糕的餐后血糖反應變化和飽腹情況，為今后糙米蛋糕的健康開發(fā)奠定科學指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗材料

糙米：黑龍江省和糧農(nóng)業(yè)有限公司；面粉蛋糕：廣東隆盛食品有限公司；葡萄糖粉劑：重慶和平制藥有限公司；雞蛋：北京德青源農(nóng)業(yè)科技股份有限公司；白砂糖：南京甘汁園糖業(yè)有限公司；植物油：益海嘉里食品有限公司；棉簽、酒精棉片：青島海諾生物工程有限公司。

1.1.2 試驗試劑

氫氧化鈉、硫酸鉀、硫酸、硼酸、乙醇、鹽酸、無水乙醚、石油醚、碘化鉀：均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

VGM01血糖測試儀、28G采血針：杭州微測生物技術(shù)有限公司；ME204E/02電子分析天平、T70自動滴定儀：梅特勒-托利多儀器有限公司；202-2AB電熱恒溫干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；DNP-9163電熱恒溫培養(yǎng)箱：太倉精宏儀器設(shè)備有限公司；K9840自動凱氏定氮儀：濟南海能儀器股份有限公司；QE-200g高速萬能粉碎機：浙江屹立工貿(mào)有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 糙米蛋糕制作

稱取定量雞蛋，加入白砂糖，打發(fā)混勻。倒入植物油，攪拌均勻。再加入定量糙米，將所有物料混勻，直至物料呈現(xiàn)黏稠流體狀。倒入模具中成型。將模具和物料放入120℃烤箱中烘烤20 min后，取出模具，使糙米蛋糕脫模，得到糙米蛋糕。

1.3.2 糙米蛋糕營養(yǎng)成分和熱量的測定

蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、鈉和膳食纖維等成分的測定，分別依據(jù)GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》、GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》、GB 5009.91-2017《食品安全國家標準食品中鉀、鈉的測定》、GB 5009.88-2014《食品安全國家標準食品中膳食纖維的測定》。

根據(jù)食品熱量的計算公式確定糙米蛋糕的熱量。能量（kJ）=蛋白質(zhì)（g）×17+碳水化合物（g）×17+脂肪（g）×37。

1.3.3 試驗對象

10名（男女各5名）在校大學生，無不良生活習慣、無消化系統(tǒng)疾病和碳水化合物不耐受癥狀、身體健康、體檢合格，且一個月內(nèi)沒有減肥節(jié)食行為，沒有服用藥物。受試者平均年齡為（21.50±0.53）歲，平均身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）為（21.28±1.93）kg/m2。測試前詳細說明試驗內(nèi)容及相關(guān)項目，進行飽腹感評價方面的培訓。

1.3.4 餐后血糖測定

根據(jù)Wolever等[12]的方法進行血糖生成指數(shù)的測定。試驗時間為8：00～11：00。受試者從試驗前一晚的20：00開始禁食，期間可以少量飲水。試驗當天7：50進入實驗室，8：00開始試驗，要求所有受試者15 min內(nèi)進食完100 g糙米蛋糕或市售面粉蛋糕，以口服200 mL葡萄糖液（含50 g葡萄糖）為參照食物。分別于進食0 min 內(nèi)及進食開始后的 15、30、45、60、90、120 min 采集指尖血，使用血糖儀進行血糖濃度測定。然后計算血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI），GI是指含有 50 g碳水化合物的該食物在食用后的一段時間內(nèi)，體內(nèi)血糖水平應答增值曲線面積與食用50 g碳水化合物的參考標準食物所引起的血糖應答曲線增值面積的比值[13-14]。

1.3.5 餐后飽腹感試驗

根據(jù)Holt等[15]的方法對飽腹感進行評價，分別于進食 0 min 內(nèi)及進食開始后的 15、30、45、60、90、120 min對飽腹感進行記錄，其中0表示不餓不飽狀態(tài)，負值代表饑餓，正值代表飽腹（-6～6）。

1.4 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析

用SPSS19.0軟件處理結(jié)果，組間差異采用成對t檢驗，以P＜0.05作為顯著性差異。

用Origin Pro8.5軟件繪制血糖反應變化曲線和飽腹感反應變化曲線，計算血糖反應曲線下面積（area under the curve，AUC）和飽腹感曲線下面積，并得到血糖生成指數(shù)和飽腹感生成指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 糙米蛋糕營養(yǎng)成分測定

糙米蛋糕和市售面粉蛋糕營養(yǎng)成分表見表1。

由表1可得，每100 g濕重糙米蛋糕與市售面粉蛋糕相比較，糙米蛋糕具有較高的的蛋白質(zhì)、膳食纖維，具有較低的能量、脂肪、碳水化合物以及鈉?？梢钥闯觯诿椎案獾臓I養(yǎng)成分更加符合現(xiàn)代追求的健康理念。崔紅梅[16]研究發(fā)現(xiàn)，食物中的蛋白質(zhì)和膳食纖維與血糖生成指數(shù)具有顯著相關(guān)性，可以抑制餐后血糖濃度的增加。糙米蛋糕的蛋白質(zhì)和膳食纖維含量高于市售面粉蛋糕，這說明糙米蛋糕在抑制餐后血糖濃度方面可能優(yōu)于市售面粉蛋糕。而碳水化合物含量較高和能量偏高的食物會導致人體血糖升高。綜上，糙米蛋糕的營養(yǎng)價值高，且在控制人體血糖方面的性能可能優(yōu)于市售面粉蛋糕。

2.2 糙米蛋糕食用后血糖變化結(jié)果與分析

各樣品在餐后120 min內(nèi)血糖變化如圖1所示。

由圖1可知，葡萄糖樣品血糖值快速上升，市售面粉蛋糕和糙米蛋糕的血糖值上升較為緩慢。對比三者的血糖峰值大小，葡萄糖＞市售面粉蛋糕＞糙米蛋糕，范光森[17]指出，低血糖生成指數(shù)食物在進入人體吸收率較低，對血糖產(chǎn)生影響較小。由此可以看出糙米蛋糕更加符合低血糖生成指數(shù)食物特征。

圖1 食用參比葡萄糖與兩種蛋糕后血糖反應變化曲線Fig.1 Changes of blood glucose response after eating reference glucose and two kinds of cakes

2.3 糙米蛋糕食用后血糖生成指數(shù)結(jié)果與分析

食用參比葡萄糖與兩種蛋糕后血糖值與計算出的血糖生成指數(shù)GI值見表2。

表2 食用參比葡萄糖與兩種蛋糕后血糖值與計算出的血糖生成指數(shù)GI值Table 2 Blood sugar values and calculated GI values of reference glucose and two kinds of cakes

如表2所示，糙米蛋糕和市售面粉蛋糕在空腹時，血糖水平有顯著性差異（P=0.023＜0.05），葡萄糖與市售面粉蛋糕在空腹時無顯著性差異。分析其原因，主要是人體空腹血糖濃度的不穩(wěn)定性所導致。血糖生成指數(shù)的計算是先計算每一位受試者的血糖指數(shù)再求得平均值，得到糙米蛋糕GI值為21.30，市售面粉蛋糕為 45.41，二者之間具有顯著性差異（P=0.015＜0.05），糙米蛋糕血糖生成指數(shù)顯著低于市售面粉蛋糕，更符合低血糖生成指數(shù)食品。

GI是表示某種食物升高血糖效應與標準食品（通常為葡萄糖）升高血糖效應之比，指的是人體食用一定食物后會引起多大的血糖反應。而一般認為，GI＜55的食物被認為是低GI食物，55～70范圍之間的為中GI食物，70以上為高GI食物[18]。高GI的食物，在食用后，消化快，吸收完全，引起的血糖峰值升高，胰島素同時也快速升高，導致血糖下降速度也快，血糖波動劇烈；低GI的食物，在食用后，消化較慢，葡萄糖進入血液后峰值較低，下降速度較慢，引起的血糖反應較小，所需求的胰島素也相應較少，從而避免了血糖的劇烈波動，有利于血糖的控制[19]。

目前，許多研究已經(jīng)證明了膳食纖維在控制血糖方面具有積極的影響?？扇苄陨攀忱w維可以使血糖和胰島素反應平緩，其作用機制是延長胃排空的時間，降低腸道內(nèi)容物黏度，使食物不易被酶分解。王瑩等[20]表示，在膳食中添加膳食纖維可以在等量碳水化合物的前提下，有效降低血糖指數(shù)。在低血糖生成指數(shù)食品對糖尿病血糖血脂的影響方面，Miller[21]得出：食用低血糖生成指數(shù)食品可以降低血糖水平，膽固醇水平和甘油三酯水平。本研究推測，糙米蛋糕的低血糖生成指數(shù)與其膳食纖維含量有較大關(guān)系。

2.4 糙米蛋糕食用后飽腹感應答變化結(jié)果與分析

各樣品在餐后120 min內(nèi)的飽腹感變化如圖2所示。

圖2 食用參比葡萄糖與兩種蛋糕后飽腹感反應變化曲線Fig.2 Changes of satiety response after consumption of reference glucose and two kinds of cakes

由圖2可知，各樣品的血糖值上升較快，糙米蛋糕的峰值出現(xiàn)在15 min時，市售面粉蛋糕與葡萄糖峰值出現(xiàn)在30 min時，這表明糙米蛋糕更加偏向于即時性的飽腹感食物。

2.5 糙米蛋糕食用后飽腹感指數(shù)結(jié)果與分析

食用參比葡萄糖與兩種蛋糕后血糖值與計算出的飽腹感指數(shù)（satiety index，SI）見表 3。

表3 食用參比葡萄糖與兩種蛋糕后血糖值與計算出的SI值Table 3 Blood sugar values and calculated SI values of reference glucose and two kinds of cakes

餐后120 min內(nèi)兩種蛋糕和葡萄糖引起的飽腹感水平和飽腹感指數(shù)如表3所示，糙米蛋糕和市售面粉蛋糕空腹時飽腹感無顯著性差異，但葡萄糖空腹時與糙米蛋糕和市售蛋糕均有顯著性差異，可能是由于受試時間不同導致產(chǎn)生一定的差異，而且食用樣品的飽腹感評價也存在有一定的主觀性。計算二者飽腹感指數(shù)時，糙米蛋糕飽腹感指數(shù)為53.53，市售面粉蛋糕飽腹感指數(shù)為44.68，二者之間差異性不顯著（P=0.569＞0.05），但從數(shù)值上看，糙米蛋糕在給機體提供飽腹感的功能上略強于市售面粉蛋糕。

3 結(jié)論

本研究表明，糙米蛋糕的能量、脂肪、碳水化合物等容易引發(fā)血糖較快反應的營養(yǎng)素成分較市售面粉蛋糕低，初步判定糙米蛋糕的血糖生成指數(shù)低于市售面粉蛋糕。在進行人體試驗后，對比糙米蛋糕和市售面粉蛋糕的血糖反應變化，糙米蛋糕的血糖峰值出現(xiàn)較早，血糖反應曲線下面積明顯低于市售面粉蛋糕。計算血糖生成指數(shù)，糙米蛋糕血糖生成指數(shù)為21.30，市售面粉蛋糕為45.41，市售面粉蛋糕血糖生成指數(shù)極顯著高于糙米蛋糕。再計算飽腹感指數(shù)，糙米蛋糕飽腹感指數(shù)為44.68，市售面粉蛋糕為55.53，糙米蛋糕在給機體提供飽腹感的功能上略強于市售面粉蛋糕。

綜上，糙米蛋糕具有有益血糖控制的特性，主要是因為其含有相對較低的易引起血糖升高的脂肪、碳水化合物等營養(yǎng)成分，和較高的可以控制血糖升高的蛋白質(zhì)、膳食纖維等營養(yǎng)成分。通過體內(nèi)的血糖測定，可以確定糙米蛋糕屬于低血糖生成指數(shù)食品，且有較優(yōu)的飽腹感。因此，糙米蛋糕可作為供血糖控制人群選擇的一種新型健康食品，同時也為開發(fā)兼顧功能、品質(zhì)和營養(yǎng)等各方面的低GI食品提供新思路，對低GI食品的研究具有重要的現(xiàn)實意義。