淺談血糖生成指數研究現狀

◎ 王笑穎，馮藝飛，戰 虎

（天津華測檢測認證有限公司，天津 300300）

近年來，隨著我國經濟的快速發展，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、環境發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]。據統計，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細胞受損和胰島素分泌不足引發的高血糖疾病。糖尿病患者因為體內血糖值長期處于較高的水平，使其對腎臟、心臟、神經以及血管等組織造成了慢性損害。因此，治療糖尿病患的關鍵就是控制糖尿病患者血糖波動，使體內血糖處于穩定狀態。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，而當患者病情較重時，控制患者日常飲食，對病情的穩定有很大幫助。

1 血糖生成指數GI的概念

1981年多倫多大學博士Dr. David J. Jenkins[4]首次 提出血糖生成指數（Glycemic Index，GI）的定義，表明血糖生成指數是人體攝入食品后自身血糖水平變化的有效指標。GI是一個相對值，是通過對食物與標準食物的比較，進而展現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生的誤差[5]。若將白面包GI設定為100，根據食物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消化、吸收的過程，使釋放出的葡萄糖馬上進入血液，致使血糖峰值快速上升，進而體內胰島素水平立即上升，最后導致體內血糖波動劇烈；但人們攝入低GI的食物時，食物在胃腸道中消化很慢，葡萄糖進入血液后引起血糖峰值降低，所需要的胰島素也相應減少，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餐后血糖穩定，可供糖尿病患者、高血糖、減肥人群 食用[7-8]。

2 血糖生成指數的測定方法

現在食物GI值測定方法有兩種，分別為臨床試驗法和體外模擬消化法。臨床試驗的依據是利用同位素13C和14C去標記食物樣品，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]，臨床試驗研究數據雖然準確，但仍存在較高的要求，如要求安全性要高、風險要小，并且必須符合倫理道德規范。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行水解，測定其水解出還原糖的含量，進而通過與標準參考物比對，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法更加快捷、經濟，可以在不違背倫理道德規范前提下，先在體外實驗過程中估計食品的GI，然后選擇最優的產品或者配方再進行臨床試驗。

在臨床試驗方法方面，盧家燦等[10]利用不同的處理方式處理芡實、蓮子等研究樣品，以健康成年人（18～25歲，5男5女）為試驗者，研究試驗者在食用不同處理條件下樣品的餐后血糖反應和飽腹感變化，通過采集指尖血，使用血糖儀測定血糖濃度并記錄讀數。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，對照組提供常規藥物治療和干預，觀察組在對照組基礎上，提供低血糖指數飲食，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者，分為試驗組和對照組，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驗，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，根據公式計算出青稞制品的預估血糖生成指數。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種雜糧經工藝處理后淀粉的體外消化速率和估計血糖生成指數。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。

3 影響食物血糖生成指數的因素

3.1 食物組成對血糖生成指數的影響

研究表明，食物組成對血糖生成指數有一定的影響。食物中淀粉的消化程度與它的存在形式和晶體結構有關，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]。根據淀粉在植物中存在結構不同，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，這也是大多數豆類GI值比谷物低的原因之一。

3.2 蛋白質含量對食物血糖生成指數的影響

研究表明，蛋白質對食物的血糖生成指數具有一定的影響。蛋白質對食物中的淀粉具有包埋作用，可以阻止淀粉和淀粉酶發生反應，導致人體很難消化利用淀粉。YE等[18]以完整的長粒米、蛋白質去除的長粒米、脂肪去除的長粒米、蛋白質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測定淀粉的水解率，通過試驗結果可知，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、蛋白質去除的長粒米、蛋白質和脂肪都去除的長粒米，分析可知脂肪和蛋白質可以降低樣品的淀粉水解率，因為可以在淀粉顆粒周圍形成物理涂層進而緩解淀粉水解，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不同含量混合，進行體外消化模擬實驗，研究結果表明在正常蒸煮過程中蛋白質、淀粉之間的氫鍵相互作用，嚴重影響了淀粉-蛋白質混合物的理化性質和營養品質，導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降低。CHI等[20]以大米為研究對象，對大米進行處理，提取出大米淀粉和大米蛋白，通過體外模擬消化實驗測定大米淀粉和大米蛋白淀粉水解率，研究結果表明在消化過程中，淀粉和蛋白質會發生相互作用，影響大米本身的消化 進程。

3.3 脂肪含量對食物血糖生成指數的影響

食物中脂肪含量之所以能對食物血糖生成指數產生影響是因為脂肪能夠和直鏈淀粉結合，形成直鏈淀粉-脂肪復合物，減少小腸對淀粉吸收率，使餐后血糖保持穩定狀態，根本原因是由于支鏈淀粉較短的側鏈和其高度分支造成的空間位阻，阻礙其與脂質形成單螺旋復合物[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）結合處理，研究組合物的結構特征和消化率，試驗結果表明淀粉-脂質復合物會降低淀粉的消化速度。ANNOR等[24]以小米為研究對象，在不同時間內進行體外模擬消化試驗，研究結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的影響

不同加工方式對食品的消化特性、感官品質和營養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生明顯變化，試驗結果表明，經過回生處理的米飯，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，經過不同的加工方式，如蒸煮、擠壓和滾筒干燥，之后對其進行體外消化模擬實驗，試驗結果表明即使同一種谷物，在進行不同的加工后，它的估計血糖生成指數也不同，原因可能是抗性淀粉和淀粉-脂肪復合物的生成量不同。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。KASOTE等[28]以木薯珍珠為研究對象，對木薯珍珠進行了浸泡和高壓滅菌，并對處理后木薯珍珠的結構、性質和抗性淀粉含量進行研究，試驗結果表明經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，產生的原因可能是由于分子內和分子間氫鍵的減少或木薯珍珠淀粉的結晶度增加，而浸泡處理保留了糊化性質參數以及適度增加木薯珍珠的抗性淀粉含量。

4 結語

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，飲食干預也同樣重要。飲食干預對改善糖尿病患者的血糖水平具有重要意義。不同食物，血糖生成指數各不相同，血糖生成指數取決于食物內淀粉的結構和存在形式。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也會發生較大的變化。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，來達到降低食物整體GI值的目的，但大部分食物經過處理后存在口感品質差、營養流失等問題，開發一款品質穩定、具有慢消化特性的食品至關重要。