淺談血糖生成指數(shù)研究現(xiàn)狀

◎ 王笑穎，馮藝飛，戰(zhàn) 虎

（天津華測檢測認(rèn)證有限公司，天津 300300）

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們飲食方式已不再局限于吃飽，人們越來越多地攝入高脂、高糖的食物，再加上人口老齡化加劇、環(huán)境發(fā)生改變等諸多因素的影響，糖尿病已成為威脅人類健康的三大慢性非傳染性疾病之一[1]。據(jù)統(tǒng)計，我國糖尿病患者約有1.14億，占全球總糖尿病患者的32.9%，更可怕的是有很多人并不知道自己已經(jīng)患有糖尿病，換言之目前存在較多的潛在或隱性糖尿病患者[2]。糖尿病是由于胰島B細(xì)胞受損和胰島素分泌不足引發(fā)的高血糖疾病。糖尿病患者因?yàn)轶w內(nèi)血糖值長期處于較高的水平，使其對腎臟、心臟、神經(jīng)以及血管等組織造成了慢性損害。因此，治療糖尿病患的關(guān)鍵就是控制糖尿病患者血糖波動，使體內(nèi)血糖處于穩(wěn)定狀態(tài)。目前，臨床上治療糖尿病除了采用口服藥物或注射胰島素外，更需注重糖尿病患者的飲食情況，飲食對于糖尿病患者來說十分重要[3]。當(dāng)糖尿病患者患病初期，通過對日常飲食的控制，同時減少服用或不服用降糖藥，糖尿病患者的血糖可以得到控制，而當(dāng)患者病情較重時，控制患者日常飲食，對病情的穩(wěn)定有很大幫助。

1 血糖生成指數(shù)GI的概念

1981年多倫多大學(xué)博士Dr. David J. Jenkins[4]首次 提出血糖生成指數(shù)（Glycemic Index，GI）的定義，表明血糖生成指數(shù)是人體攝入食品后自身血糖水平變化的有效指標(biāo)。GI是一個相對值，是通過對食物與標(biāo)準(zhǔn)食物的比較，進(jìn)而展現(xiàn)出食物升高血糖的速度和能力。研究初期，人們選擇葡萄糖作為參考物，現(xiàn)在普遍更改為白面包，更換理由是白面包可以避免由于葡萄糖高滲作用所產(chǎn)生的誤差[5]。若將白面包GI設(shè)定為100，根據(jù)食物GI水平的不同，可以將食物劃分為低GI食物（GI≤55）、中等GI食物（55＜GI≤70）、高GI食物（GI＞70）。

當(dāng)人們攝入高GI的食物時，食物在胃腸道中可以較快完成體內(nèi)消化、吸收的過程，使釋放出的葡萄糖馬上進(jìn)入血液，致使血糖峰值快速上升，進(jìn)而體內(nèi)胰島素水平立即上升，最后導(dǎo)致體內(nèi)血糖波動劇烈；但人們攝入低GI的食物時，食物在胃腸道中消化很慢，葡萄糖進(jìn)入血液后引起血糖峰值降低，所需要的胰島素也相應(yīng)減少，從而血糖波動不劇烈，有利于血糖的控制[6]。因此，研究表明低GI飲食有利于保持體內(nèi)餐后血糖穩(wěn)定，可供糖尿病患者、高血糖、減肥人群 食用[7-8]。

2 血糖生成指數(shù)的測定方法

現(xiàn)在食物GI值測定方法有兩種，分別為臨床試驗(yàn)法和體外模擬消化法。臨床試驗(yàn)的依據(jù)是利用同位素13C和14C去標(biāo)記食物樣品，再通過測定人體血清中糖的總量和血清中含有同位素標(biāo)記的葡萄糖的量，來研究食物中碳水化合物消化吸收過程[9]，臨床試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)雖然準(zhǔn)確，但仍存在較高的要求，如要求安全性要高、風(fēng)險要小，并且必須符合倫理道德規(guī)范。體外模擬消化法的原理是利用胃腸消化液中的酶對已咀嚼的食物進(jìn)行水解，測定其水解出還原糖的含量，進(jìn)而通過與標(biāo)準(zhǔn)參考物比對，通過公式計算出食物的GI值。體外模擬消化相比于臨床試驗(yàn)法更加快捷、經(jīng)濟(jì)，可以在不違背倫理道德規(guī)范前提下，先在體外實(shí)驗(yàn)過程中估計食品的GI，然后選擇最優(yōu)的產(chǎn)品或者配方再進(jìn)行臨床試驗(yàn)。

在臨床試驗(yàn)方法方面，盧家燦等[10]利用不同的處理方式處理芡實(shí)、蓮子等研究樣品，以健康成年人（18～25歲，5男5女）為試驗(yàn)者，研究試驗(yàn)者在食用不同處理條件下樣品的餐后血糖反應(yīng)和飽腹感變化，通過采集指尖血，使用血糖儀測定血糖濃度并記錄讀數(shù)。伍蔚凌等[11]以2型糖尿病患者為研究對象，共104人，分為對照組和觀察組，對照組提供常規(guī)藥物治療和干預(yù)，觀察組在對照組基礎(chǔ)上，提供低血糖指數(shù)飲食，采用全自動生化檢測儀測定患者空腹血糖、餐后2 h血糖、糖化血紅蛋白，研究表明低血糖生成指數(shù)飲食能夠更顯著地改善2型糖尿病患者血糖和血脂水平，維持更合理的營養(yǎng)攝入。楊帆等[12]以雜糧米飯和普通米飯為研究樣品，以91位2型糖尿病患者為試驗(yàn)者，分為試驗(yàn)組和對照組，分別以雜糧米飯和普通米飯為主食，研究表明低GI飲食能改善糖尿病患者的血糖水平，降低低血糖發(fā)生率，對患者的治療具有重大意義。

在體外模擬消化法方面，方圓等[13]以青稞為研究對象，通過體外模擬消化實(shí)驗(yàn)，測定不同加工方式下青稞制品的葡萄糖含量，再以白面包為參考物，根據(jù)公式計算出青稞制品的預(yù)估血糖生成指數(shù)。韓玲玉等[14]以青稞、藜麥、燕麥等為研究對象，通過體外模擬口腔、胃和小腸測定了7種雜糧經(jīng)工藝處理后淀粉的體外消化速率和估計血糖生成指數(shù)。崔亞楠等[15]以薏米、黑麥、燕麥等谷物為研究對象，通過不同加工方式對研究對象進(jìn)行前期處理，利用體外消化法，測定樣品的估計血糖生成指數(shù)。

3 影響食物血糖生成指數(shù)的因素

3.1 食物組成對血糖生成指數(shù)的影響

研究表明，食物組成對血糖生成指數(shù)有一定的影響。食物中淀粉的消化程度與它的存在形式和晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，植物中的淀粉大部分以直鏈淀粉和支鏈淀粉形式存在。直鏈淀粉中酶作用位點(diǎn)少于支鏈淀粉，所以相比較來說，直鏈淀粉消化吸收慢且不完全，而支鏈淀粉的消化較快且完全，所以含支鏈淀粉多的食物GI值較高[16]。根據(jù)淀粉在植物中存在結(jié)構(gòu)不同，可以將淀粉顆粒分為3種類型：A型、B型、C型。A型淀粉主要存在谷物中；B型多存在于薯類中；C型常見于豆科植物中[17]。一般來說，A型最容易消化，而B型和C型不易消化，這也是大多數(shù)豆類GI值比谷物低的原因之一。

3.2 蛋白質(zhì)含量對食物血糖生成指數(shù)的影響

研究表明，蛋白質(zhì)對食物的血糖生成指數(shù)具有一定的影響。蛋白質(zhì)對食物中的淀粉具有包埋作用，可以阻止淀粉和淀粉酶發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致人體很難消化利用淀粉。YE等[18]以完整的長粒米、蛋白質(zhì)去除的長粒米、脂肪去除的長粒米、蛋白質(zhì)和脂肪都去除的長粒米為研究對象，采用體外模擬消化試驗(yàn)測定淀粉的水解率，通過試驗(yàn)結(jié)果可知，淀粉水解速率由慢到快分別為：完整的長粒米、脂肪去除的長粒米、蛋白質(zhì)去除的長粒米、蛋白質(zhì)和脂肪都去除的長粒米，分析可知脂肪和蛋白質(zhì)可以降低樣品的淀粉水解率，因?yàn)榭梢栽诘矸垲w粒周圍形成物理涂層進(jìn)而緩解淀粉水解，涂層會抑制淀粉的溶脹并且阻止消化酶接觸淀粉分子。YANG等[19]將玉米淀粉和乳清蛋白分離物根據(jù)不同含量混合，進(jìn)行體外消化模擬實(shí)驗(yàn)，研究結(jié)果表明在正常蒸煮過程中蛋白質(zhì)、淀粉之間的氫鍵相互作用，嚴(yán)重影響了淀粉-蛋白質(zhì)混合物的理化性質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，導(dǎo)致淀粉顆粒被包埋起來，形成淀粉顆粒的物理屏障，使樣品血糖生成指數(shù)降低。CHI等[20]以大米為研究對象，對大米進(jìn)行處理，提取出大米淀粉和大米蛋白，通過體外模擬消化實(shí)驗(yàn)測定大米淀粉和大米蛋白淀粉水解率，研究結(jié)果表明在消化過程中，淀粉和蛋白質(zhì)會發(fā)生相互作用，影響大米本身的消化 進(jìn)程。

3.3 脂肪含量對食物血糖生成指數(shù)的影響

食物中脂肪含量之所以能對食物血糖生成指數(shù)產(chǎn)生影響是因?yàn)橹灸軌蚝椭辨湹矸劢Y(jié)合，形成直鏈淀粉-脂肪復(fù)合物，減少小腸對淀粉吸收率，使餐后血糖保持穩(wěn)定狀態(tài)，根本原因是由于支鏈淀粉較短的側(cè)鏈和其高度分支造成的空間位阻，阻礙其與脂質(zhì)形成單螺旋復(fù)合物[21-22]。ZHANG等[23]以脫脂高直鏈淀粉玉米淀粉為研究對象，將其與月桂酸（LA）結(jié)合處理，研究組合物的結(jié)構(gòu)特征和消化率，試驗(yàn)結(jié)果表明淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物會降低淀粉的消化速度。ANNOR等[24]以小米為研究對象，在不同時間內(nèi)進(jìn)行體外模擬消化試驗(yàn)，研究結(jié)果表明小米淀粉中含有的脂肪酸對降血糖具有重要意義。

3.4 加工方式對食物血糖生成指數(shù)的影響

不同加工方式對食品的消化特性、感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值均具有一定的影響。龍杰等[25]以不同品種的大米為研究對象，對其進(jìn)行不同時間的蒸煮并回生，使大米中直鏈淀粉與支鏈淀粉含量發(fā)生明顯變化，試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過回生處理的米飯，淀粉消化率有所下降，在不同蒸煮條件下，食物淀粉水解率也呈現(xiàn)出不同的變化。崔亞楠[26]以花蕓豆、黑麥、燕麥等為研究對象，經(jīng)過不同的加工方式，如蒸煮、擠壓和滾筒干燥，之后對其進(jìn)行體外消化模擬實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明即使同一種谷物，在進(jìn)行不同的加工后，它的估計血糖生成指數(shù)也不同，原因可能是抗性淀粉和淀粉-脂肪復(fù)合物的生成量不同。李培燕[27]采用了直鏈淀粉含量不同的3種米：秈米、粳米和糯米為研究對象，通過運(yùn)用不同體外消化模型證明，蒸煮工藝與米飯的體外消化特性密切相關(guān)。KASOTE等[28]以木薯珍珠為研究對象，對木薯珍珠進(jìn)行了浸泡和高壓滅菌，并對處理后木薯珍珠的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和抗性淀粉含量進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)過浸泡和高壓滅菌處理后的木薯珍珠中抗性淀粉含量升高，產(chǎn)生的原因可能是由于分子內(nèi)和分子間氫鍵的減少或木薯珍珠淀粉的結(jié)晶度增加，而浸泡處理保留了糊化性質(zhì)參數(shù)以及適度增加木薯珍珠的抗性淀粉含量。

4 結(jié)語

近年來，我國糖尿病、高血糖等人群的患病率逐年增加，除采用注射胰島素治療外，飲食干預(yù)也同樣重要。飲食干預(yù)對改善糖尿病患者的血糖水平具有重要意義。不同食物，血糖生成指數(shù)各不相同，血糖生成指數(shù)取決于食物內(nèi)淀粉的結(jié)構(gòu)和存在形式。即便對于同一種食品，在不同的加工條件下，它們的血糖生成指數(shù)也會發(fā)生較大的變化。目前，低GI食品的研究方向主要集中在向高GI食品中加入低GI配料，來達(dá)到降低食物整體GI值的目的，但大部分食物經(jīng)過處理后存在口感品質(zhì)差、營養(yǎng)流失等問題，開發(fā)一款品質(zhì)穩(wěn)定、具有慢消化特性的食品至關(guān)重要。