不同烹調(diào)方式淀粉食材的血糖反應(yīng)和飽腹感反應(yīng)

盧家燦，梁曉麗，范志紅，2*，武藝雪，趙文祺

（1 中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院 北京100083 2 中國農(nóng)業(yè)大學營養(yǎng)與健康系 北京100083）

我國居民主食以大米為主，它具有較高的血糖指數(shù)（Glycemic Index，GI），易導(dǎo)致餐后血糖波動[1]。已有大量試驗表明，用全谷物和豆類代替高GI 的精白主食可以改善胰島素敏感性[2-4]，并能提供較高的飽腹感[5-6]。國內(nèi)外均提倡將富含淀粉的全谷雜糧食材引入控血糖和減肥膳食中[7-8]。山藥、薏米、芡實、蓮子、紅小豆的淀粉含量都在60%及以上[9]，是我國傳統(tǒng)的藥食同源保健食材。這些食材不便直接用電飯鍋烹調(diào)，而常常使用壓力烹調(diào)，或購買市售焙烤打粉沖糊產(chǎn)品食用。

已有體外消化試驗證明不同的烹調(diào)加工方式會影響這類食材的消化速度[10-11]，理論推測這種差異可能影響到餐后血糖反應(yīng)[12-13]。目前對壓力烹調(diào)、沖糊食用和常壓烹調(diào)處理樣品進行GI 值和飽腹感指數(shù)（satiety index，SI）比較的研究尚未見報道。本研究選取常壓蒸煮、壓力烹調(diào)和焙烤打粉沖糊處理的芡實、蓮子、山藥干、薏米和紅小豆為研究樣品，以健康成年人為受試者，探究其在不同烹調(diào)處理下的餐后血糖反應(yīng)和飽腹感變化。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

葡萄糖粉，產(chǎn)自江西省撫州市；所有焙烤沖糊樣品的糊粉及其原料食材，均由深圳市香雅食品有限公司提供；山藥（Dioscorea opposite.Thunb.），產(chǎn)自廣西；蓮子（Nelumbo nucifera Gaertn.），產(chǎn)自湖南湘潭；紅小豆 （Vigna angularis var.angularis），產(chǎn)自北京；薏米（Coix lacryma-jobi Linn.），產(chǎn)自黑龍江；芡實（Euryale ferox Salisb.ex Konig et Sims），產(chǎn)自廣東。

千分之一天平，德國Sartorius 公司；TDL-5-A型離心機，上海安亭科學儀器廠；Synergy 多功能酶標儀，美國伯騰儀器有限公司；UV-5200 紫外分光光度計，上海元析儀器有限公司；SHA-B 水浴恒溫振蕩器，國華公司；24 000 r/min 高速粉碎機，北京環(huán)亞天元機械技術(shù)有限公司；LD-02 型高速中藥粉碎機，溫嶺市大海藥材器械廠；JY92-2D 超聲細胞粉碎機，寧波新芝科技股份有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱，天津市中環(huán)電爐有限公司；PHS系列pH 計，上?？祪x儀器有限公司；ONE TOUCH UltraEasy 穩(wěn)豪倍易型血糖儀和試紙，強生（中國）醫(yī)療器材有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 測試餐及其制作方法 葡萄糖水制作方式為50 g 葡萄糖溶入250 mL 溫水，其它測試餐制備方法見表1。所有樣品的壓力烹調(diào)時間均為在目標壓力的保壓時間。達到保壓時間之后立刻手動卸壓。常壓和壓力烹調(diào)結(jié)束開蓋后冷卻10 min。糊粉沖糊后中心溫度為76 ℃。除葡萄糖水外，其余測試餐均提供10 g 榨菜。所有試驗餐總質(zhì)量為578.86 g，不足部分通過額外提供飲用水補齊。

表1 試驗餐烹調(diào)處理方式Table 1 Cooking methods of test meals

1.2.2 樣品吸水率的測定 根據(jù)Xu 等[14]的方法稍加改進，將20 g 樣品浸泡于120 mL 經(jīng)反滲透處理的純凈水中，4 ℃下浸泡。測定時用濾紙吸去多余水分后稱重。選擇樣品吸水率達到2 h 內(nèi)無顯著性變化狀態(tài)，且能保持完整性的時長作為樣品實際烹調(diào)前的浸泡時間。吸水率計算公式如下：

式中：X——樣品的吸水率，%；m1——浸泡前樣品的質(zhì)量，g；m2——浸泡后樣品的質(zhì)量，g。

1.2.3 血糖試驗

1）研究對象 經(jīng)Brouns 等[15]統(tǒng)計分析，受試者人數(shù)為10 的餐后血糖試驗結(jié)果具有80%的可靠度。因此本研究選擇在網(wǎng)上招募并篩選10 名（男女各5 名）18～25 歲的健康人為受試者。納入條件如下：BMI 在18～30 kg/m2；體重穩(wěn)定，半年內(nèi)未節(jié)食減肥；不吸煙、不飲酒；無葡萄糖不耐受；經(jīng)校醫(yī)院檢測空腹血糖正常，無任何代謝性疾??；女性受試者未懷孕或處于哺乳期；有吃早餐習慣；對待測試食物無生理和心理不良反應(yīng)。與受試者簽訂書面協(xié)議，要求在整個試驗期間內(nèi)避免飲酒、暴飲暴食、熬夜等行為，并保證在每次試驗的前一天規(guī)律飲食，避免劇烈運動。

2）試驗步驟 受試者在試驗前一天晚上22：00 接到試驗組織者通知，開始禁食，可少量飲水。試驗當天8：00 進入實驗室，8：10 開始進食測試餐，在15 min 內(nèi)進食完畢。試驗期間禁止受試者進食其它食物。每兩種食物的試驗間隔至少2 d。葡萄糖組于餐后60 min 時為受試者提供250 mL 溫水，1 h 內(nèi)飲用完畢。分別于進食前（0 min），開始進食后的15，30，45，60，90，120 min 采集指尖血，使用血糖儀測定血糖濃度并記錄讀數(shù)。每位受試者均參加16 次試驗，每次試驗按照隨機順序進食1 種測試餐。參考Wolever[16]的梯形法則方法計算各測試餐0～120 min 內(nèi)血糖反應(yīng)曲線（AUC）下的正面積iAUC0-120，并根據(jù)iAUC0-120值，以葡萄糖作為參考食物（GI=100）計算血糖指數(shù)。

1.2.4 飽腹感試驗 與血糖試驗采用同一批受試者，采用視覺模擬評分法 （visual analog scale，VAS）對受試者進行培訓，評價受試者進食后0～120 min 的飽腹感水平。評價時間分別為進食前（0），15，30，60，75，90，105，120 min。VAS 刻度均為長度為10 cm 的線段，左端（0 刻度）描述詞為“我非常非常餓”，右端（10 刻度）為“我非常非常飽”，以0 刻度到受試者標記處的距離（cm）作為受試者的飽腹感刻度。每位受試者均參加16 次試驗，每次試驗按照隨機順序進食1 種測試餐。采用Merrill 等[17]所用的方法進行飽腹感指數(shù)（Satiety Index，SI）的計算。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 18.0 和Excel 2010 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理。組間差異用成對t 檢驗和單因素方差分析，以P<0.05 為顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 測試餐的營養(yǎng)成分

測試餐的主要營養(yǎng)成分及具體組成見表2。

表2 食材的主要營養(yǎng)成分Table 2 Major nutrient composition of test meals

2.2 樣品的吸水曲線

圖1為樣品12 h 內(nèi)的吸水曲線。芡實質(zhì)地緊密，吸水能力較低，24 h 時的吸水率僅為32.54%；紅小豆6 h 內(nèi)吸水速度較慢，但到24 h 時達到90.22%。為使各類食材均達到最大吸水值，確定山藥干、蓮子、薏米浸泡時間分別為10，7，6 h，芡實和紅小豆兩種食材為24 h。

2.3 各食材在不同處理下的餐后血糖反應(yīng)

圖1 樣品吸水曲線Fig.1 Water absorption curves of samples

圖2 食材在不同烹調(diào)方式下的餐后血糖反應(yīng)曲線（n=10）Fig.2 Postprandial glycemic response of ingredients by different cooking treatments（n=10）

由圖2的血糖反應(yīng)曲線可見，除壓力烹調(diào)的山藥干和常壓烹調(diào)的紅小豆組血糖峰值出現(xiàn)在餐后45 min，其它測試餐組的血糖峰值均出現(xiàn)在進食30 min 后。3 種烹調(diào)方式處理的山藥干血糖峰值均高于葡萄糖對照，且壓力烹調(diào)的山藥干血糖峰值顯著高于糊粉和常壓處理的山藥干 （P<0.05）。壓力和糊粉處理的薏米血糖峰值高于葡萄糖。糊粉處理的紅小豆血糖峰值顯著高于常壓和壓力處理的紅小豆（P<0.05）。常壓和壓力處理的紅小豆引起的血糖波動最小。除芡實和山藥干外，烹調(diào)方式對其余3 種食材餐后血糖峰值的影響均表現(xiàn)為：糊粉＞壓力＞常壓。

2.4 在相同處理下各食材的餐后血糖反應(yīng)

在壓力烹調(diào)處理下，各食材血糖峰值的順序為：山藥干＞薏米＞芡實＞蓮子＞紅小豆；在糊粉處理下，各食材血糖峰值的順序為：薏米＞山藥干＞芡實＞紅小豆＞蓮子；在常壓烹調(diào)處理下，各食材血糖峰值的順序為：山藥干＞薏米＞芡實＞蓮子＞紅小豆。山藥干和薏米在3 種烹調(diào)處理下均具有較高的血糖峰值，與葡萄糖相當甚至高于葡萄糖，且血糖變化較為劇烈。蓮子和紅小豆各處理方式的餐后血糖反應(yīng)均較為平緩。山藥干在壓力烹調(diào)處理下餐后45 和60 min 的血糖變化值均顯著高于其它測試餐組。

圖3 相同烹調(diào)方式下各食材的餐后血糖反應(yīng)曲線（n=10）Fig.3 Postprandial glycemic responses of all ingredients by the same cooking treatment（n=10）

2.5 各樣品的血糖指數(shù)

由表3可見，3 種處理的山藥干和糊粉處理的薏米均屬于可與葡萄糖相比的高GI 食物。蓮子和紅小豆在常壓和壓力烹調(diào)方式下均屬于低GI食物（GI 值≤55）。烹調(diào)方式對山藥干和芡實的GI值影響不顯著，但對蓮子、薏米和紅小豆有顯著性影響（P<0.05）。紅小豆GI 值受糊粉處理的影響最大。除山藥干外，烹調(diào)方式對其余4 種食材GI 值的影響均表現(xiàn)為：糊粉＞壓力＞常壓。

2.6 各食材在不同處理下的飽腹感指數(shù)和飽腹感變化

各食材在3 種烹調(diào)方式下各時刻的飽腹感無顯著性差異（見圖4）。芡實和蓮子在常壓烹調(diào)下的飽腹感指數(shù)低于糊粉和壓力烹調(diào)，山藥干和薏米壓力烹調(diào)的飽腹感低于常壓烹調(diào)。芡實在常壓烹調(diào)下在餐后75，90，105，120 min 時的飽腹感變化值有顯著低于糊粉烹調(diào)的趨勢（P<0.1），且變化幅度較大，餐后120 min 甚至低于空腹水平。

表3 各樣品的血糖指數(shù)（平均值±標準誤）（n=10）Table 3 GIs of the samples （±s）（n=10）

表3 各樣品的血糖指數(shù)（平均值±標準誤）（n=10）Table 3 GIs of the samples （±s）（n=10）

注：不同小寫字母表示同一行差異顯著（P<0.05）；不同大寫字母表示同一列差異顯著（P<0.05）。

樣品 糊粉 壓力 常壓山藥干 110±13aB 130±16aA 106±14aB薏米 128±12bB 88±14aA 81±11aA芡實 84±14aA 77±10aA 74±10aA蓮子 69±9bA 48±15aB 41±9aC紅小豆 72±11bA 26±6aB 23±5aC

圖4 食材在不同烹調(diào)方式下的飽腹感變化曲線（n=10）Fig.4 Changes in satiety of ingredients by different cooking treatments（n=10）

餐后120 min 內(nèi)的飽腹感指數(shù)（SI）如表4所示。糊粉處理紅小豆的SI 顯著大于常壓烹調(diào)的紅小豆，壓力烹調(diào)山藥的SI 有顯著低于糊粉處理山藥的趨勢（0.05

3 結(jié)果與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，雖然5 種食材均不屬于精制谷物，但在預(yù)先浸泡后烹調(diào)，或焙烤打粉沖糊之后，只有常壓蒸煮和壓力烹調(diào)的蓮子和紅小豆屬于低GI 食物，沖糊處理的蓮子屬于中GI 食物，其它測試餐均具有較高的GI 值。之前有試驗表明芡實和山藥具有較高的血糖反應(yīng)[18-19]，而本試驗中發(fā)現(xiàn)3種烹調(diào)方式的山藥干和糊粉處理薏米的GI 值甚至超過100。這暗示著，除了食物本身消化速度較快之外，這些食物很可能還有增加消化液分泌、加強胃腸道功能或其它生理調(diào)節(jié)作用。

本研究中烹調(diào)方法對大部分食材的GI 值和餐后血糖反應(yīng)均表現(xiàn)為：糊粉＞壓力＞常壓。已有研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過壓力烹調(diào)或者焙烤磨粉處理的淀粉類食材，其淀粉的消化速率[20]和餐后血糖反應(yīng)會顯著升高[19]。打粉沖糊使食材總表面積增大，也使淀粉和水解酶的接觸增加，從而導(dǎo)致更利于被消化吸收[21]。本試驗使用25 mL 溫水和475 mL 沸水沖調(diào)，其沖糊溫度較高，使淀粉可以充分糊化，GI值顯著升高。壓力烹調(diào)可以減弱淀粉與蛋白質(zhì)、纖維間的作用力，提高其糊化程度[22]，使GI 值增高。焙烤后打粉降低了食材的粒度，在沸水沖泡時更易于受熱糊化。所有食材在常壓和壓力烹調(diào)之前經(jīng)過較長時間的浸泡，達到了最大吸水量，這可能導(dǎo)致快速消化淀粉 （rapidly digestible starch，RDS）增加，加速酶解過程和葡萄糖的吸收[23]，導(dǎo)致餐后血糖反應(yīng)升高[24]。蓮子和紅小豆質(zhì)地緊密，有文獻表明其血糖反應(yīng)較低[13，25]，但是二者在焙烤打粉沖糊處理后，GI 值也均有比較明顯的升高。

表4 各樣品的飽腹感指數(shù)（平均值±標準差）（n=10）Table 4 SIs of the samples （±s）（n=10）

表4 各樣品的飽腹感指數(shù)（平均值±標準差）（n=10）Table 4 SIs of the samples （±s）（n=10）

注：所有樣品均以葡萄糖SI 值作為1.00；不同小寫字母表示同一行差異顯著 （P<0.05）；不同大寫字母表示同一列差異顯著（P<0.05）。

樣品 壓力 常壓 糊粉山藥干 1.05實 1.09±0.18aA 1.08±0.16aA 1.13±0.18aA芡±0.12aA 1.07±0.14aA 1.11±0.17aA蓮子 1.07±0.19aA 1.10±0.16aA 1.12±0.15aA薏米 1.08±0.17aA 1.07±0.15aA 1.08±0.17aA紅小豆 1.13±0.22aAB 1.05±0.13aA 1.17±0.13aB

蓮子和紅小豆GI 值低的原因，除了可能與其中所含的膳食纖維[26]、蛋白質(zhì)[27]、多酚類物質(zhì)[28]等成分有關(guān)，在很大程度上可能與其淀粉結(jié)構(gòu)有關(guān)。紅小豆的淀粉具有粒徑大、顆粒均勻致密、直鏈淀粉和支鏈淀粉分支相對較少、糊化溫度高、對消化酶敏感性低[29]、膨脹力低、易回生[30]等特點。除此之外，蓮子和紅小豆測試餐的蛋白質(zhì)含量較高，植物蛋白也具有降低餐后血糖反應(yīng)的效果[31-32]。有文獻報道常壓烹調(diào)60 min 的蓮子和常壓烹調(diào)70 min的紅小豆GI 值僅為51 和29[13]。蓮子提取物在動物試驗中顯示具有控制體重的作用[33]，而紅小豆可以降低2 型糖尿病患者的餐后血糖和炎癥反應(yīng)[34]，說明這兩種食材適合控血糖人群選用。

有系統(tǒng)綜述指出，主觀食欲受到進食速度和咀嚼的影響[35]。還有薈萃分析發(fā)現(xiàn)，咀嚼可引起與飽腹感相關(guān)的腸道激素反應(yīng)而降低主觀饑餓感和食物攝入量[36]。進食速度較快的食物和飲料因口腔咀嚼過程不足導(dǎo)致飽足感較低[37]。也有研究表明低GI 食物往往具有較高的飽腹感[38]。但是本研究中5 種食材在打粉沖糊烹調(diào)后的飽腹感水平并不低于固態(tài)食物，且SI 與GI 并無關(guān)聯(lián)。這可能是因為在測試餐總質(zhì)量相等的條件下，受試糊粉食物在沖調(diào)后，作為大體積、高膳食纖維的黏稠半固態(tài)食物，不僅進食速度較慢，而且在胃腸道中停留時間較長，而未沖糊的測試餐食物本身體積較小，額外補足的飲水會快速吸收和排出，給胃腸道帶來的物理飽感相對較低。飽腹感相關(guān)文獻也證實，較大的食物體積和較高的食物黏度能帶來更強的飽腹感[39]。

總之，紅小豆和蓮子即使經(jīng)過長時間浸泡和壓力烹調(diào)后仍屬于低GI 食物，適合納入控血糖膳食。而經(jīng)充分浸泡吸水之后，薏米、芡實和山藥干無論以何種烹調(diào)方式處理，均屬于高GI 食材，有控血糖需求的人群應(yīng)限量食用，或減少預(yù)先浸泡時間，或在食用時搭配大量低GI 食材。建議控血糖人群在攝入雜糧時盡量避免打粉沖糊方式。但是，對于血糖正常而消化較弱的人群來說，高GI值的雜糧糊粉產(chǎn)品適合作為營養(yǎng)價值較高的加餐食物。