柳嘉，杜玉蘭，劉國玉，周文萱，歐陽道福，喻勤，嚴(yán)建剛，孫忠偉，劉士偉，劉亞旭，林靜，段盛林

（1.中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京 100015）（2.完美中國有限公司，廣東廣州 528402）

近年來，我國居民的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化：谷物攝入量減少且從粗糧向精米精面轉(zhuǎn)變，脂肪和蛋類制品的消費(fèi)大幅增加，脂肪供能比明顯上升[1]。2006～2015年，居民膳食結(jié)構(gòu)逐漸由低脂膳食向高脂膳食轉(zhuǎn)變，至2011年底，居民谷物供能占總能量的比高，因此，科學(xué)積極的飲食干預(yù)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。食物血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）的概念由加例為 40.74%，已低于平衡膳食模式推薦的50%～60%[2]。飲食結(jié)構(gòu)的改變使糖尿病發(fā)病率逐年升拿大學(xué)者Jenkins等[3]提出，用于描述人體對食物的消化吸收速率和由此引起的血糖應(yīng)答，是食物的生理學(xué)參數(shù)。以葡萄糖GI為100，根據(jù)GI值不同，又分為低 GI食物（GI＜55）、高 GI食物（GI＞70）和中 GI食物（55＜GI＜70）[4]。食物血糖負(fù)荷（glycemic load，GL）是指實(shí)際攝入的有效碳水化合物的質(zhì)量與其 GI的乘積，GL值可以將攝入碳水化合物的“質(zhì)”和“量”結(jié)合起來衡量，用來推算膳食總血糖效應(yīng)[5]。大量研究表明，高GI和高GL食物是引起糖尿病等慢性疾病發(fā)病率逐年升高的重要原因[6～8]。傳統(tǒng)飲食干預(yù)關(guān)注的是單一營養(yǎng)素的作用，而實(shí)際生活中，攝入的是含有多種營養(yǎng)素的混合膳食。因此，研究整體膳食模式在人類疾病中的作用更為科學(xué)合理。影響食物血糖反應(yīng)的因素很多，包括淀粉比例、膳食纖維含量、抗性淀粉、蛋白質(zhì)與脂肪、抗?fàn)I養(yǎng)素和糖元種類、有機(jī)酸、礦物質(zhì)、加工方式和食物結(jié)構(gòu)等[9～14]，研究發(fā)現(xiàn)，青稞等雜糧含有豐富的膳食纖維及營養(yǎng)因子，GI值較低。本研究中的雜糧特膳米是以青稞、燕麥等粗雜糧經(jīng)擠壓重組技術(shù)制成的一種工程米，具有低碳水化合物、高膳食纖維及高蛋白等特點(diǎn)。因此，本研究利用國際測量方法對雜糧特膳米飯、泰國香米飯、饅頭和香米粥的GI和GL值進(jìn)行測定和比較，明確雜糧特膳米的控糖優(yōu)勢，旨在為糖尿病患者的飲食提供參考。用于描述人體對食物的消化吸收速率和由此引起的血糖應(yīng)答。

1 材料與方法

1.1 受試對象

受試對象均為實(shí)驗(yàn)室職工和學(xué)生，符合以下條件：（1）身體健康、無糖尿病家族史或其他代謝性疾病史；（2）年齡21～34 歲，體重指數(shù)（BMI）18.5～23.9 kg/m2；（3）近期未服用影響糖代謝藥物和保健品（包括避孕藥）；（4）近三個(gè)月內(nèi)未患重病住院治療或手術(shù)治療。每種受試物均有10名志愿者（男女各半）參加，試驗(yàn)前均簽署知情同意書。

1.2 受試食物

標(biāo)準(zhǔn)參照物：以食用級純葡萄糖作為標(biāo)準(zhǔn)參照物，每人份25 g，其余每種受試物的使用量按照含25 g可利用碳水化合物標(biāo)準(zhǔn)折算。

雜糧特膳米：雜糧特膳米為實(shí)驗(yàn)室制備，以玉米粉、粳米粉、大豆分離蛋白、青稞面、菊粉、燕麥粉、谷朊粉、南瓜粉、魔芋粉、玉米肽和纖維豆粉為原料擠壓制成。

泰國香米和饅頭：購自超市。實(shí)驗(yàn)受試物的食用量及主要營養(yǎng)成分含量見表 1，受試物加工方式具體見表2。

表1 受試物的原料和營養(yǎng)成分含量Table 1 The raw material and nutrient content of the test samples

表2 受試物加工方式Table 2 The processing methods of the test samples

1.3 研究方法

1.3.1 口服糖耐量試驗(yàn)

參考ISO 26642：2010國際標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測定，采集指尖血進(jìn)行血糖測定[15]。所有受試對象定于早8點(diǎn)進(jìn)行空腹測試。測定受試者采血手指用酒精棉球消毒，揮干后用無菌采血針采血，用強(qiáng)生穩(wěn)豪型血糖儀測定血糖。需測定空腹血糖2次，間隔不超過5 min。然后，將備好的含25 g葡萄糖的葡萄糖水（250 mL）給與受試對象并在12～15 min內(nèi)食用完畢，于15，30，45，60，90及120 min各采血一次，用血糖儀測定血糖，并記錄。

1.3.2 受試物血糖應(yīng)答試驗(yàn)

糖耐量試驗(yàn)合格者，進(jìn)行受試物血糖應(yīng)答試驗(yàn)，三種受試物測定間隔一周，試驗(yàn)當(dāng)天清晨測定空腹血糖后，進(jìn)食受試物，于15，30，45，60，90及120 min各采血一次，用血糖儀測定血糖，并記錄。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算

1.4.1 食物GI和GL的計(jì)算方法

以時(shí)間為橫坐標(biāo)，各時(shí)間點(diǎn)的血糖值為縱坐標(biāo)，制作血糖應(yīng)答曲線。食物GI值計(jì)算采用Wolever[4]的方法。計(jì)算空腹血糖水平以上曲線下面積 IAUC（incremental area under the curve，IAUC），如果血糖水平低于基線，則低于空腹血糖水平面積忽略不計(jì)。食物GI以葡萄糖（GI=100）作為參考來計(jì)算[8]。

GI=（被測食物食后2 h內(nèi)血糖曲線下增值面積/等量葡萄糖食后2 h內(nèi)血糖曲線下增值面積）×100

食物GL值是指攝入的食物中實(shí)際可利用碳水化合物的重量與其 GI的乘積，用來估計(jì)膳食總的血糖效應(yīng)，其計(jì)算公式為GL=GI×（攝入受試食物的質(zhì)量×受試食物中碳水化合物的百分含量）/100[4]。（本研究中攝入受試食物的質(zhì)量按一個(gè)交換份25 g的質(zhì)量計(jì)算。）

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)均采用Excel處理，采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)兩兩比較，以p＜0.05表示有顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 受試物的GI值和GL值

各受試物的GI值和GL值由表3所示，以葡萄糖為參照物（GI=100），根據(jù)GI值分類，55～70為中GI，因此，雜糧特膳米飯屬于中GI食物，而泰國香米飯、香米粥及饅頭為高GI食物。雜糧特膳米飯GI值與葡萄糖GI值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05)。

食物GL值是食物中碳水化合物的性質(zhì)和攝入量的綜合反映。GL的提出對GI起到了補(bǔ)充的作用，它衡量人體食用食物量下的食物血糖影響，有的食物GI高但是食用時(shí)攝入的可利用碳水化合物低，則GL相對低，對人體的血糖影響便相對較小。因此，在選擇食物和搭配膳食結(jié)構(gòu)時(shí)，按照GI和GL相結(jié)合的理念去選擇搭配膳食，既考慮到食物可利用碳水化合物的消化特性-消化吸收的速度（GI值），又要照顧到食物含碳水化物的總量及對血糖負(fù)荷的影響（GL值），這樣的食物選擇方式才是更合理的。

在本研究中，受試對象進(jìn)食可利用碳水化合物的量為25 g，換算為食用一個(gè)交換份的質(zhì)量后，雜糧特膳米飯、泰國香米飯、饅頭、香米粥的人體GL值分別為 9.83、15.09、15.82和 15.76，一般認(rèn)為 GL≥20為高負(fù)荷飲食，表示對血糖影響很大，10≤GL≤19為中負(fù)荷飲食，表示對血糖影響不大，GL＜10為低負(fù)荷飲食，表示對血糖的影響很小。由此可知，雜糧特膳米飯為低GL食物，這意味著雜糧特膳米飯與饅頭、泰國香米飯、香米粥相比更適合作為糖尿病人的主食選擇。

表3 受試物的GI值和GL值Table 3 The GI and GL values of the test samples

2.2 所有受試物血糖曲線分析

圖1 受試物的血糖應(yīng)答曲線（n=10）Fig.1 The blood glucose response curve of the test samples(n = 10)

碳水化合物食物水解后釋放的單糖有的進(jìn)入血液直接被組織利用，或以糖原方式儲(chǔ)存于肝臟及肌肉組織，或轉(zhuǎn)變?yōu)橹径蔀槿梭w的能量儲(chǔ)備。因此，進(jìn)食含碳水化合物食物15～30 min后，血漿葡萄糖水平開始升高。人體通過分泌胰島素，促進(jìn)葡萄糖進(jìn)入肝臟合成糖原和脂肪，進(jìn)入細(xì)胞被氧化利用，同時(shí)抑制脂肪酸的生成和糖異生作用，從而降低血糖水平。2 h后，血糖恢復(fù)到空腹水平，此為餐后血糖反應(yīng)。將受試者進(jìn)食受試物后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血糖值進(jìn)行平均計(jì)算，分析餐后2 h的血糖應(yīng)答情況，如圖1所示，血糖峰值最高的受試物為葡萄糖，其次為香米粥、泰國香米飯、饅頭、雜糧特膳米飯。在進(jìn)食60 min后，雜糧特膳米飯血糖值最低，120 min時(shí)葡萄糖最低。以4.6為空腹血糖平均值，在120 min時(shí)，饅頭和葡萄糖餐后2 h血糖值都低于空腹血糖，泰國香米飯和雜糧特膳米飯2 h血糖值高于空腹血糖，香米粥則約等于空腹血糖。

進(jìn)食受試物后（圖1），前30 min內(nèi)，血糖逐漸升高，而在45～120 min內(nèi)，血糖逐漸降低，通過計(jì)算升糖和降糖速率，可以看出受試物擬合曲線的線性速率變化。由表4可知，升糖過程中，葡萄糖斜率最大，因此升糖速度最快，其次是泰國香米飯、香米粥、饅頭、雜糧特膳米飯，雜糧特膳米飯升糖速率最慢。在降糖過程中，葡萄糖的降糖速度依然最快，其次是香米粥、饅頭、泰國香米飯，而雜糧特膳米飯的降糖速度最慢。進(jìn)食雜糧特膳米飯60 min后，血糖水平趨于穩(wěn)定，具有很好的維持餐后血糖的效果。

表4 受試物升糖速率和降糖速率Table 4 The increased and decreased blood glucose rates of the test samples

2.3 雜糧特膳米餐后血糖應(yīng)答分析

餐后血糖的動(dòng)態(tài)變化既反映外源性受試物的消化吸收狀況，又反映食物對血糖的影響。從血糖應(yīng)答曲線分析，雜糧特膳米飯的餐后血糖波動(dòng)明顯小于葡萄糖，具體表現(xiàn)在血糖緩慢升高，緩慢下降，從而使餐后血糖的變化呈現(xiàn)更穩(wěn)定的態(tài)勢。兩種受試物的血糖應(yīng)答曲線如圖1所示，受試物兩兩之間的血糖應(yīng)答統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果見表5。

根據(jù)血糖應(yīng)答曲線可知，在120 min內(nèi)，食用葡萄糖和雜糧特膳米飯的血糖應(yīng)答曲線在前 30 min內(nèi)上升至峰值，隨后持續(xù)下降；雜糧特膳米飯的血糖應(yīng)答曲線從60 min開始緩慢下降并持續(xù)至試驗(yàn)結(jié)束，整體波動(dòng)較葡萄糖組平穩(wěn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可知（表5），兩種受試物空腹血糖（0 min）均在正常值范圍內(nèi)，且二者之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（p=0.915）。從食用后15 min到60 min，葡萄糖導(dǎo)致的血糖值高于雜糧特膳米飯，且各點(diǎn)均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（p＜0.05），兩種受試物均在第30 min達(dá)到峰值，但雜糧特膳米飯的血糖應(yīng)答峰值低于葡萄糖。

表5 各時(shí)點(diǎn)葡萄糖與雜糧特膳米飯血糖應(yīng)答方差分析結(jié)果Table 5 Analysis results of the glycemic response variance of glucose and coarse cereal functional rice at different time points

2.4 雜糧特膳米飯血糖曲線下面積

圖2 葡萄糖及雜糧特膳米飯的血糖曲線下面積Fig.2 The area under the glycemic curve of the glucose and coarse cereal functional rice

血糖曲線下面積是描述血糖應(yīng)答在某個(gè)時(shí)段內(nèi)反應(yīng)的綜合性指標(biāo)。從血糖曲線下面積分析，雜糧特膳米飯和葡萄糖引起的血糖反應(yīng)存在明顯不同，雜糧特膳米飯的餐后血糖變化小于葡萄糖。

通過方差分析可知（見表6），在各個(gè)時(shí)點(diǎn)，攝入葡萄糖后的血糖曲線下面積均與雜糧特膳米飯血糖曲線下面積存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（p＜0.05）。表明攝入葡萄糖與雜糧特膳米飯后的血糖反應(yīng)存在明顯不同。

影響食物血糖應(yīng)答的因素很多，包括碳水化合物的性質(zhì)（如直鏈淀粉和支鏈淀粉等）、蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維的類型和含量、進(jìn)食體積等。研究發(fā)現(xiàn)，直鏈淀粉易老化、糊化溫度高[16]，支鏈淀粉分支多，兩者與淀粉酶作用時(shí)，支鏈淀粉更易與淀粉酶結(jié)合生成較多葡萄糖。因此，支鏈淀粉含量高的食物 GI值較高。面包中直鏈淀粉比例越高，其 GI值越小。印度香米中直鏈淀粉含量為28%，GI為64，糯米直鏈淀粉含量為0～2%，GI為88[17]。膳食纖維降低食物GI效果顯著，隨著膳食纖維含量的增加，GI值降低[18]，在理化分析中，雜糧特膳米中含有豐富的谷物和植物來源的膳食纖維，包括玉米、青稞、菊芋、燕麥、魔芋和南瓜等，這些膳食纖維可控制餐后血糖急速上升和改善糖耐量，因此，雜糧特膳米 GI值較低可能與其含有較為豐富的膳食纖維有關(guān)[19,20]。蛋白質(zhì)和脂肪均能影響食物的 GI值，蛋白質(zhì)能促進(jìn)機(jī)體合成胰島素，加快葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，維持血糖正常水平，因此，雜糧特膳米中富含大豆分離蛋白，其蛋白質(zhì)含量豐富，GI較低。另外，雜糧特膳米中的配方食物來源豐富，與其他主食單一碳水化合物來源相比，雜糧特膳米的原料可能還含有一定功能成分，如玉米黃質(zhì)、葉黃素、胡蘿卜素和番茄紅素等，具有一定抗氧化活性，以及保護(hù)眼部功能及心腦血管等的潛在功能[21]。因此，雜糧特膳米非常適合長期對慢病人群進(jìn)行營養(yǎng)干預(yù)，在控制血糖、改善靶器官的功能以及改善腸道微生態(tài)等方面，都有較為積極的作用。

表6 各時(shí)點(diǎn)葡萄糖與雜糧特膳米飯血糖應(yīng)答曲線下面積方差分析結(jié)果Table 6 Analysis results of the area under the glycemic response variance curve of glucose and coarse cereal functional rice at different time points

3 結(jié)論

3.1 本研究中的雜糧特膳米是以青稞、玉米、南瓜粉和燕麥粉等粗雜糧為主要原料打磨成粉，添加菊粉、魔芋和大豆分離蛋白等天然營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)生物耦合擠壓重組技術(shù)制成的營養(yǎng)豐富，復(fù)水后風(fēng)味、形狀等與普通大米類似的一種工程米，具有低可利用碳水化合物、高膳食纖維和高蛋白質(zhì)等特點(diǎn)。雜糧特膳米飯與其他的碳水化合物食物來源如葡萄糖、泰國香米飯、香米粥和饅頭等相比較，GI較低，血糖生成較為緩慢。食用雜糧特膳米飯后，15 min至60 min，等量碳水化合物的雜糧特膳米飯血糖反應(yīng)顯著低于葡萄糖。

3.2 此外，生成葡萄糖較快的主食能引發(fā)胰島素的快速大量分泌，導(dǎo)致2 h血糖較空腹血糖低，通常更容易引起饑餓感，雜糧特膳米飯的飽腹感較強(qiáng)，消化慢，因此餐后2 h血糖相對葡萄糖較高，血糖水平高于空腹水平，餐后饑餓感相對較小。從血糖升高速度來看，雜糧特膳米飯升糖速度較慢，血糖穩(wěn)態(tài)優(yōu)于葡萄糖、泰國香米飯、香米粥和饅頭；另外從血糖降低速度來看，雜糧特膳米飯?jiān)谑茉嚨闹魇持凶顬榫徛S持血糖平穩(wěn)方面能力最優(yōu)。

3.3 綜上所述，與葡萄糖及其他受試物相比，雜糧特膳米具有較低的GI和GL值，升糖及降糖速率較低，血糖波動(dòng)幅度小，適合控糖人群食用。

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