淀粉的消化特性与血糖生成指数
第32卷 第6期622 2003年 11月
文章编号:100028020(2003) 0620622203
卫 生 研 究
JOURNA L OF HYGIE NE RESE ARCH V ol. 32 N o. 6N ov. 2003
・实验研究・
淀粉的消化特性与血糖生成指数
王竹 杨月欣 王国栋 边立华 杨晶明 门建华 姚晖 李艳 陆莹
中国疾病预防控制中心营养与食品安全所, 北京 100050
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摘要:选择不同碳水化合物的配比制备成的不同消化特性的饼干和面包样品, 并以葡萄糖为对照, 以面
包为参照对其血糖生成指数(GI ) 和胰岛素指数(II ) 进行了评估。结果显示, 和面包相比, 两种饼干样品水分含量较低, 脂肪含量较高; 在碳水化合物分类中, 虽然饼干中糖含量(170g Πkg ) 高于面包(9g Πkg ) , 但慢消化淀粉(S DS ) 和抗性淀粉(RS ) 占碳水化合物的比例>60%, 明显高于面包(1813%) 。以葡萄糖血糖生成指数值和胰岛素指数值作为100%, 面包的血糖生成指数值和胰岛素指数值分别为9612%、10512%, 而两种饼干的血糖生成指数值均
关键词:碳水化合物分类 血糖生成指数 胰岛素指数中图分类号:R15112 TS213122 文献标识码:A
Starch digestion and glycemic indexes
W ang Zhu , Yang Yuexin , W , , Institute of Nutrition and F ood Safety C and , 100050, China , tw o biscuits products , were evaluated glycemic indexes (GI ) and insulin (II ) . results showed that the tw o biscuits were with lower water content and higher lipid than bread. In term of carbohydrate (CH O ) , the ratio of slow digestible starch (S DS ) and resistant starch (RS ) to total CH O for tw o biscuits (>60%) were higher than bread (18. 3%) , although the sugar content were als o higher. C ontrast to GI and II value of glucose (as 100%) , the GI and II for bread was 9612%and 10512%, respectively. The GIs for both biscuits were lower than 55%, as well as the IIs lower than 73%.I t was showed that carbohydrate classification determination is a g ood way for food industry to produce products with ideal GI value.
K ey w ords :carbohydrateclassification , glycemic index , insulin index
食物血糖生成指数(GI ) 是描述食物生理学参数的指标[1], 表达了不同种类碳水化合物对血糖有不同影响的新概念。以葡萄糖浆GI 值为100%, 根据GI 值大小可将富碳水化合物食品分为不同等级, GI
食物对血糖的影响不仅与碳水化合物的含量有关, 还与碳水化合物的来源、类型、物理性状、化学结构、加工方式、贮存条件等有关, 因此即便是同一种原料制成的不同产品也可以产生不同的血糖应答, 具有不同的GI 值。而食品工业通过合理搭配、加工碳水化合物可能得到理想的GI 产品, 并进行有目的的生产。本研究以葡萄糖为对照, 以面包为参照, 比较了两种饼干样品的碳水化合物分类学, 并对GI 值及胰岛素指
数(II ) 进行了评估。
1 材料与方法
111 实验对象
14名健康志愿者, 男女各半, 年龄18～21岁。要求志愿
2者体重正常(BMI 19～25kg Πm ) , 饮食习惯规律, 无吸烟史, 无
慢性病家族史, 轻中度体力活动, 可以忍受10h 的禁食, 实验前及实验期间不吃豆类、不饮酒, 可以完成全部实验。
112 受试物
葡萄糖(华北药厂) , 面包(市售) , 饼干E DP 020771和E DP 020781(根据快消化、持续消化淀粉和总碳水化合物配比制备成样品, 上海达能饼干食品有限公司提供) 。所有受试物根据淀粉和游离糖含量计算受试剂量, 每份受试物提供50g 碳水化合物。
113 营养成分及碳水化合物分类学测定
作者简介:王竹, 女, 助理研究员, 硕士
1上海达能饼干食品有限公司, 上海200233
采用国标方法测定受试物水分(G B500913285) 、蛋白质(G B 2500915285) 、脂肪(G B500916285) 和淀粉(500919285) ; 采用AOAC 975114法测定糖(sugar ) ; 采用酶重量法测定膳食纤维
(AOAC 991143) ; 采用Englyst 方法进行淀粉分类学测定[7], 以
第6期王竹, 等. 淀粉的消化特性与血糖生成指数623
20min 内被α2淀粉酶消化的淀粉计为快消化淀粉(RDS ) 、20min ～120min 内消化的为慢消化淀粉(S DS ) ,120min 仍不能消化的
为抗性淀粉(RS ) 。
持续消化淀粉(LS ) =S DS +RS 碳水化合物=淀粉+糖
114 实验方法
实验采用重复交叉实验方案, 按照国际上通用的食物GI 测定方法进行[1]。
受试者禁食10h 后于次日清晨缓步至实验室, 经前臂静脉抽取空腹血样(-5min ) ,5min 后重复抽取空腹血(0min ) 。开始进食一种受试物及250ml 水,10min 内食完, 收集餐后15、30、45、60、90、120、180、240min 的血样至已用肝素抗凝的试管内, 分离血浆备检。一周后重复实验, 共6次, 其中葡萄糖试食3次。115 样品分析
血糖采用葡萄糖氧化酶法(试剂盒购自北京福瑞试剂公司) ; 胰岛素采用放射免疫法(试剂盒购自天津协和公司) 。血糖生成指数(GI ) 的计算按照Jankins 和FAO 的方法, 以两次空腹血糖(-5min 和0min ) 的均值为基础值, 将餐后各时点血糖
δδ值减去基础值得出δ2血糖(2[G lu ]t ) 。以时间为横坐标, 2
[G lu]t为纵坐标, 制作血糖应答曲线。采用几何法计算血糖曲线下升高的血糖面积(AUC ) , 值。
GI 100其中葡萄糖餐后AUC 为三次试食实验的均值。
胰岛素生成指数(II ) 值计算原理同GI 值。以葡萄糖餐后胰岛素曲线下升高的面积为100%, 待测物AUC 占葡萄糖AUC 的百分比。116 数据整理及统计学分析
原始数据以双录入法输入M icros oft Excel 2000软件,GI 值和II 值的计算由软件完成。14名受试者每种受试物餐后血糖和胰岛素水平, 以及食物GI 值和II 值均以 x ±s 表示。将数据转入SPSS 软件, 组间差异采用ONEW AY ANOVA 进行统计学分析, 多因素相关分析采用partial correlation , 以P
该研究通过原中国预防医学科学院伦理委员会认可同意。
2 结果
211 受试物中主要营养成分及碳水化合物分类
和面包相比, 两种饼干样品中水分较少, 总碳水化合物和脂肪含量相对较高成, E DP (>17%) , 但是(>60%) , 而面包2表1 受试物中主要营养成分
T able 1 Food composition
受试物面包
饼干
E DP 020771 E DP 020781
水分
(%) 3319311215
蛋白质(g Πkg )
929181
脂肪
(g Πkg ) 12166162
碳水化合物
(g Πkg )
495633615
总膳食纤维
(g Πkg )
254026
表2 受试物中碳水化合物组成
T able 2 Constitute of carbohydrate in test foods
受试物面包
饼干
E DP 020771 E DP 020781
碳水化合物(g Πkg )
495633615
糖(g Πkg )
9175194
淀粉(g Πkg )
486458421
快消化淀粉持续消化淀粉糖Π碳水化合物(g Π(g Π(%) kg ) kg ) 39591118
4530
413391
27163115
淀粉Π糖
5410216212
持续消化淀粉(%)
1813
64196316
212 受试样品餐后血糖及胰岛素应答
表3 食物血糖生成指数和胰岛素指数
T able 3 Food glycemic index and insulin index
餐后血糖的动态变化既反映外源性受试物的消化吸收状况, 又反映食物对血糖的影响。从餐后血糖应答曲线看(图1) , 食用两种饼干后, 血糖缓慢升高而相对持续地升高, 证实两种E DP 饼干产品吸收缓慢但相对持久。和血糖变化相似, 两种饼干的餐后胰岛素分泌速度和总量也明显降低, 表现为曲线峰值及曲线下面积减少(图2) 。213 受试样品的GI 值和II 值
按照国际通用方法计算食物的GI 值, 发现两种饼干样品的GI 值均
样品
葡萄糖面包
E DP 020771 E DP 020781
血糖生成指数(GI )
1009612±16105214±1513(1,2) (1,2)
胰岛素指数(II )
100
10512±17107219±2212(1,2) (1,2)
注:(1) 和葡萄糖相比, P
等因素的影响。食物GI 值、II 值与持续消化淀粉Π碳水化合
物比值间有显著的相关(P
214 胰岛素应答与血糖应答的关系
胰岛素Π血糖比值常反映胰岛素敏感性, 本研究根据胰岛素和血糖曲线下面积, 计算出各时点的胰岛素Π血糖面积比,
624卫 生 研 究第32卷
图1 餐后血糖应答曲线
Fig. 1 Postprandial glycemia response
图2 餐后胰岛素应答曲线
Fig. 2 Postprandial insulin response
(图3) 。结果表明食用以观察胰岛素分泌与血糖吸收的关系
饼干后, 尽管胰岛素分泌总量减少, 但是相对于血糖胰岛素分泌是充足的
。
表明低GI 食物可以预防和延缓糖尿病的发生发展, 而用食物GI 值指导糖尿病患者进行饮食调节不仅有助于糖尿病治疗, 还是一种易于被患者接受的方法[8]。但是由于食物GI 值受多种因素的影响, 如食物成分、加工等, 因此WH O ΠFAO 建议应对每种食物的GI 值进行评估。312 淀粉中持续消化淀粉含量与GI 的关系
碳水化合物新的分类学为探讨食物与血糖的关系提供了依据。英国学者Englyst 用体外分析方法界定了RDS 、S DS 和RS , 并认为对食物中慢吸收糖(slow abs orbed glucose , S AG ) 的分析有助于预测食物GI 值。本研究中两种饼干样品的糖含量及糖Π淀粉比明显高于面包, 但由于持续消化淀粉占总碳水化合物的比例(LS ΠT C ) 较高, 其GI 值也明显降低, 且LS ΠT C 与GI 值有显著相关, 说明并非是淀粉总量与糖的比例决定了GI 值, 而是碳水化合物吸收的速度, 即慢吸收糖的比例是降低食物GI 值的主要因素。另外食物加工中减少水分含量可以减少淀粉颗粒的膨胀、破解, 减少淀粉糊化, 使淀粉酶不易接触淀粉内部, 从而降低淀粉的可消化性。饼干中水分含量低可能是另一降低GI 值的因素。313 食物GI 值与胰岛素敏感性
。不同食物由于。。研究指出, , 长期高胰岛素血症又是引起胰岛素抵抗、糖尿病、心血管病的因素之一。但是在以往食物GI 的研究中, 涉及胰岛素的内容相对较少, 且胰岛素指数的意义尚不明确。
本研究发现低GI 食物同样可减少胰岛素的分泌, 使II 值降低, 二者间呈显著相关。不过食物GI 值和II 值并不完全一致。本研究中饼干的II 值大于GI 值, 而在以往对单纯的抗性淀粉研究中却是II 小于GI 值。这可能是胰岛素除受到碳水化合物的刺激以外, 还可能同其他膳食因素(如蛋白质、脂肪) 有关, 对食物II 值的研究及其生理学意义需要深入研究。
4 参考文献
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(2003203202收稿)
图3 胰岛素与血糖曲线下面积比
Fig. 3 R atio of insulin AUC to glucose AUC
3 讨论
311 食物血糖生成指数是描述食物生理学属性的一个重要
指标
碳水化合物进入人体后, 经过消化道的消化转化为小分子的葡萄糖并吸收入血, 使餐后血糖升高, 食物GI 值是在观测人体进食后血糖反应的基础上计算出来的, 它直接将食物与生理效应联系起来, 是描述食物消化吸收速率、血糖应答的重要指标[6]。根据GI 值, 科学家将食物分为不同等级。研究