添加益生元的混合食品對血糖生成指數和血糖負荷的影響

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果混合食品的血糖生成指數（GI）和血糖負荷（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，于不同時間進食含有效碳水化合物25 g的葡萄糖粉、益生元谷物堅果混合食品（植物益生元八珍）、谷物堅果混合食品（傳統八珍）和早餐米粉等4種食物，檢測進食前和進食后15、30、45、60、90及120 min血糖。根據Wolever法計算GI 值，按Salmeron公式計算GL值。結果 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計學意義（P均< 0.05或0.008）。其中2種谷物堅果混合食品的GI均低于早餐米粉，植物益生元八珍GI低于傳統八珍（P均< 0.008）;3種食物間的GL比較差異無統計學意義（P > 0.05）。12名受試者在進食葡萄糖或米粉后，餐后血糖在30 min達到高峰，但進食植物益生元八珍和傳統八珍在45 min達到高峰，而且血糖曲線比葡萄糖和米粉更為平穩，峰值更低。結論 谷物堅果混合食品均為低GI 和中等偏低GL食物，添加益生元有利于降低GI、維持餐后血糖穩態。

【關鍵詞】血糖生成指數;血糖負荷;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（GI）是近年來國內外糖尿病營養教育中應用的一個重要概念，它是食物中碳水化合物餐后血糖應答水平的特征性指數，反映的是碳水化合物的“質”。一般以葡萄糖粉為標準參照物（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”和“量”，因此更能全面評估日常膳食的血糖效應。研究發現，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生、發展有一定關系，筆者前期的研究也得出類似結果[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，也為具有妊娠期糖尿病高危因素的孕婦早期飲食干預提供更多選擇[3]。本研究應用國際認可的食物GI和GL值標準化測定方法，對2種市場上銷售的谷物堅果混合粗雜糧食品即益生元谷物堅果混合食品（植物益生元八珍）和谷物堅果混合食品（傳統八珍）的GI和GL進行測定，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，現報告如下。

對象與方法

一、研究對象

選取來自某高校學院在校學生作為志愿者，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。本研究經中山大學孫逸仙紀念醫院醫學倫理委員會批準備案（[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、傳統八珍、某品牌早餐米粉和作為對照標準的葡萄糖，前兩者由深圳市香雅食品有限公司監制并提供，性狀為沖調粉末狀，其配料及營養成分見表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1種食物，并進行相關檢測。

1. 葡萄糖試驗

所有受試者于試驗前一晚上10時開始禁食，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，計時并分別在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 內測定血糖值。

2. 食物血糖應答試驗

完成葡萄糖試驗后，采用同樣方法，以3 d作為洗脫期，于第3、6、9日繼續進行食物試驗，分別食用植物益生元八珍37.5 g和傳統八珍粉44.0 g、

早餐米粉32.3 g（均含有25 g碳水化物），于2 h內采集7次靜脈血，測定血糖值。早餐米粉為當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內完成進食，并可以飲水200 ml。受試者在3 d的洗脫期內正常飲食，禁煙、禁酒，避免進食高糖、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的計算

以葡萄糖為參照物（GI設為100），食物GI的計算采用Wolever的方法，以時間為橫坐標，各時點血糖值為縱坐標，制作血糖應答曲線。采用幾何法計算血糖曲線下升高的血糖面積（AUC），再按下列公式計算食物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交換份的質量計算，即提供376.74 kJ 能量的食物量）。

5. 質量控制

包括：①制定統一的操作實施辦法、調查問卷、隨訪表和評估標準，規范操作;②實驗室檢查和體格檢查要求方法、儀器、試劑統一;③盲法判斷實驗和干預結果;④數據的統計學處理分析方法由統計學專家確定和實施;⑤設立監察員，對各個專項工作進行質量監督。

四、統計學處理

原始數據以雙錄入法輸入Microscoft Excel 2007 軟件。正態分布的計量資料以表示，多組比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗;非正態分布的計量資料以中位數（下四分位數，上四分位數）表示，組間比較采用Kruskal-Wallis秩和檢驗。計數資料以例表示。所有統計學分析均采用SPSS 13.0，應用雙側檢驗，α= 0.05，非正態分布計量資料兩兩比較采用Bonferroni法校正檢驗水準，即P < 0.05/6 = 0.008為差異有統計學意義。

結果

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、受試者對各試驗食物的GI及GL比較

植物益生元八珍的GI中位數為28.73，屬低GI食物;傳統八珍GI中位數為43.15，屬低GI食物;早餐米粉GI中位數為60.64，屬中GI食物。3種食物的GI值與葡萄糖GI值比較差異均有統計學意義（P均< 0.008），其中植物益生元八珍、傳統八珍與米粉的GI值兩兩比較差異亦有統計學意義（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比較差異均有統計學意義（P均< 0.05），3種食物的GL間比較差異無統計學意義（P > 0.05），見表2。

三、受試者進食各試驗食物后的餐后血糖變化

12名受試者在進食葡萄糖或米粉后，餐后血糖在30 min達到高峰，但進食植物益生元八珍和傳統八珍在45 min達到高峰，而且血糖曲線比葡萄糖和米粉更為平穩，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血糖應答曲線下面積/50 g

葡萄糖餐后2 h血糖應答曲線下面積）×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值時可調整為含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影響血糖和胰島素水平，并與糖尿病、心腦血管病等的危險性相關。不同種類的碳水化合物有不同的“質”，引起餐后血糖的反應不同，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，如碳水化合物的結構和類型、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構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，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、蛋白質呈負相關。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，對于預防糖尿病和心腦血管病具有重要的意義。脂肪量也被證實與GI呈負相關，可能是通過降低空腸和小腸上部蠕動延遲胃排空，從而延緩碳水化合物的消化吸收。蛋白質也可降低血糖應答，同時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，這與既往的研究結果類似[4]。具體來說，燕麥含有較高的蛋白質、脂肪和可溶性膳食纖維，其蛋白質含量在糧食作物中居首位;其脂肪不僅含量較高，且屬于優質脂肪酸;其可溶性膳食纖維主要是β-葡聚糖，已被證實有調節血糖作用[5]。芝麻含有較高的脂肪、蛋白質、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具有調節血糖、血脂和抗氧化應激、抑制血管重構的作用。而且，多種谷物堅果混合食用可以補充相互缺乏的氨基酸種類，發揮蛋白質的互補作用，提高其營養價值[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果混合食品GI值更低，對于糖尿病患者血糖穩定更有益處。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酵，從而促進其生長，特別是短鏈脂肪酸的產生較多，可以增加飽腹感、增強腸道黏膜屏障功能、減少全身炎癥反應[7]。研究表明，益生元通過調節腸道微生態有助于減輕體質量，降低血糖和血清脂質水平，對代謝綜合征的預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，聯合降糖藥物后對修復胰島功能亦有協同作用，聯合益生菌還可改善2型糖尿病患者的微量蛋白尿[11-13]。目前相關的研究大多為短期的干預，因此存在一定的局限性，需要大型、長期的干預研究進一步證實以上觀點[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道，機制尚有待研究，可能與減慢食物消化吸收、產生有益血糖的益生菌發酵物或者調節某些炎癥標志物有關[15]。益生元是否與上述臨床觀察結果相關有待進一步研究。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值比較差異無統計學意義，表明日常膳食中進食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，同時也應關注血糖波動情況[16-17]。因為血糖波動是除GHbA1c外的糖尿病并發癥的獨立危險因素，在GHbA1c達標的糖尿病患者中，血糖波動情況不同，周圍神經、血管病變及自主神經失調等并發癥的發生情況都不相同。從圖1及表2中可以直觀看到，GI值越低，血糖應答曲線越低平，餐后血糖峰值越低，血糖波動越小。因此，在降低膳食GL的前提下，仍應盡量選擇低GI食物，以減少血糖波動，更好地預防糖尿病并發癥。

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果混合食品GI值進一步降低，更有助于維持餐后血糖穩態，避免因餐后血糖劇烈波動引起的不良代謝反應，同時可以在攝入同樣能量的前提下增加飽腹感，預防肥胖，有效防止慢性病的發生發展，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提供參考。本試驗以健康志愿者為研究對象，研究結果對大眾的健康食物選擇也有一定指導意義。

參 考 文 獻

[1] 林秀紅，陳超剛，林刁珠，袁智敏，何鳳怡，徐明彤，嚴勵. 新診斷2型糖尿病患者膳食血糖負荷與血糖、血脂的關系. 中華內分泌代謝雜志， 2014， 30（7）： 562-564.

[2] Lin X， Chen C， Lin D， Xu M， Yuan Z， He F， Yan L. Dietary glycemic load and metabolic status in newly diagnosed type 2 diabetes in southeastern China. Asia Pac J Clin Nutr，2018，27（2）：375-382.

[3] 陳勇霞， 田耕， 苗潤， 蕭慧娟. 早期飲食運動干預對妊娠糖尿病高危因素孕婦的胰島素抵抗和妊娠預后的影響. 新醫學， 2013， 44（4）： 231-234.

[4] 于康，柯美云，趙維綱，李文慧，張淑琴，方秀才. 可溶性膳食纖維對2型糖尿病患者胃排空、 血糖和血胰島素的影響. 中華臨床營養雜志， 2013， 21（1）： 3-7.

[5] 張文青， 陜方， 李紅梅， 劉娟，安陽，郭麗娜. 燕麥和蕎麥加工食品血糖生成指數與血糖負荷測定. 營養學報， 2015， 37（5）： 506-508.

[6] 劉娟， 郝丹丹， 安陽， 郭麗娜，張文青.不同配方米飯血糖生成指數和血糖負荷的測評.臨床醫藥實踐， 2015， 24（6）：403-406.

[7] OConnor S， Chouinard-Castonguay S， Gagnon C， Rudkowska I. Prebiotics in the management of components of the metabolic syndrome. Maturitas，2017，104：11-18.

[8] Okubo H， Nakatsu Y， Kushiyama A， Yamamotoya T， Mats-unaga Y， Inoue MK， Fujishiro M， Sakoda H， Ohno H， Yoneda M， Ono H， Asano T. Gut microbiota as a therapeutic target for metabolic disorders. Curr Med Chem，2018，25（9）：984-1001.

[9] Catry E， Bindels LB， Tailleux A， Lestavel S， Neyrinck AM， Goossens JF， Lobysheva I， Plovier H， Essaghir A， Demoulin JB， Bouzin C， Pachikian BD， Cani PD， Staels B， Dessy C， Delzenne NM. Targeting the gut microbiota with inulin-type fructans： preclinical demonstration of a novel approach in the management of endothelial dysfunction. Gut，2018，67（2）：271-283.

[10] He M， Shi B. Gut microbiota as a potential target of metabolic syndrome： the role of probiotics and prebiotics. Cell Biosci，2017，7：54.

[11] Kim YA， Keogh JB， Clifton PM. Probiotics， prebiotics， synb-iotics and insulin sensitivity. Nutr Res Rev，2018，31（1）：35-51.

[12] Zheng J， Li H， Zhang X， Jiang M， Luo C， Lu Z， Xu Z， Shi J. Prebiotic mannan-oligosaccharides augment the hypoglycemic effects of metformin in correlation with modulating gut micr-obiota. J Agric Food Chem，2018，66（23）：5821-5831.

[13] Ebrahimi ZS， Nasli-Esfahani E， Nadjarzade A， Mozaffari-Khosravi H. Effect of symbiotic supplementation on glycemic control， lipid profiles and microalbuminuria in patients with non-obese type 2 diabetes： a randomized， double-blind， clinical trial. J Diabetes Metab Disord，2017，16：23.

[14] Kellow NJ， Coughlan MT， Reid CM. Metabolic benefits of dietary prebiotics in human subjects： a systematic review of ran-domised controlled trials.Br J Nutr，2014，111（7）：1147-1161.

[15] Dehghan P， Pourghassem Gargari B， Asghari Jafar-abadi M. Oligofructose-enriched inulin improves some inflammatory markers and metabolic endotoxemia in women with type 2 dia-betes mellitus： a randomized controlled clinical trial. Nutrition，2014，30（4）：418-423.

[16] Xu F， Zhao LH， Su JB， Chen T， Wang XQ， Chen JF， Wu G， Jin Y， Wang XH. The relationship between glycemic variability and diabetic peripheral neuropathy in type 2 diabetes with well-controlled HbA1c. Diabetol Metab Syndr，2014，6（1）：139.

[17] Jiao XM， Zhang XG， Xu XU， Yi C， Bin C， Cheng QP， Gong QQ， Lv XF. Blood glucose fluctuation aggravates lower extremity vascular disease in type 2 diabetes. Eur Rev Med Pharmacol Sci，2014，18（14）：2025-2030.

（收稿日期：2019-05-29）

（本文編輯：林燕薇）