血糖生成指数及它在糖尿病饮食治疗中的作用

王向向，丁长河，韩小存，周林秀，胡玉琪

（河南工业大学粮油食品学院，河南郑州450001）

随着人们生活节奏的加快，糖尿病的发病率成日益上升的趋势，目前已成为社会一大难题。引起糖尿病的因素很多，除遗传因素外，人们的生活方式和饮食习惯占有很大的分量[1]。据有关文献报道：Ⅱ型糖尿病在富裕的工业国家越来越常见[2]。在目前医疗条件下，还没有彻底根治糖尿病的好方法，仅有饮食治疗、运动治疗、药物以及代谢监测和糖尿病宣传教育等措施[3]。饮食治疗是所有糖尿病治疗措施的基础，是糖尿病人有效控制血糖进而减少并发症的关键之一。

19世纪70年代，越来越多的事实证明：当实验者食用来自不同食品的等量的可利用碳水化合物时，会产生不同的餐后血糖反应[4]，所以人们根据食物中的可利用碳水化合物含量来规划糖尿病人的饮食存在很大的缺陷性。后来Jenkins引进了血糖生成指数这一概念，它表示当食用含50 g可利用碳水化合物的食物后，在一定时间内体内血糖水平应答与食用相当量的葡萄糖或白面包引起的血糖水平应答的比值。餐后血糖应答一般用曲线下的面积来表示，它是衡量食物引起人体餐后血糖反应的一项有效指标。

1 血糖生成指数的影响因素

影响血糖生成指数的因素主要有以下几种，食品的化学组成成分：直链淀粉与支链淀粉的比例、抗性淀粉、蛋白质、脂肪、膳食纤维、非淀粉多糖、抗营养素以及食品中的微量元素（镉、锌）等；加工条件：蒸煮时间、蒸煮压力等；物理状态：颗粒大小、胚乳硬度等。

1.1 食品的化学组成成分

1.1.1 直链/支链淀粉的比例

Granfeldt[5]等曾经得出：含直连淀粉为25%的玉米的氢化指数（HI）为85，而含直链淀粉为70%～75%的玉米的HI为49。其中谷物的氢化指数与其血糖生成指数成正相关：GI=0.862HI+8.198 1。由此可见，食品中直链淀粉比例高时，其血糖生成指数相对较低。Riley[6]等通过对含不同比例直链淀粉的山药进行研究得出：园叶黄山药中直链淀粉的含量是中国山药的两倍多，而对各品种的血糖生成指数的研究结果显示，中国山药的血糖生成指数最高，为（97.42±0.62）%。

这是由于与支链淀粉相比，直链淀粉分子以线性结构排列的很紧密，在水中预热时不容易发生凝胶化，冷却时又容易老化[7]，所以，直链淀粉含量高的食品，其餐后血糖反应相对较低，即血糖生成指数较小。与谷类淀粉相比，豆类中含有更高比例的直连淀粉，这可能是豆类食品的血糖生成指数相对较低的原因之一。

1.1.2 抗性淀粉

抗性淀粉是指不能在健康人体小肠中消化吸收的淀粉及其降解物的总称。尚晓娅[8]等得出：与对照组原淀粉相比，抗性淀粉在人工胃液（pH3、pH4、pH5）和人工肠液（pH6.8）中变化很小，从而得出抗性淀粉基本上不能被胃和小肠吸收。

缪铭[9]等曾对谷物淀粉的消化特性与血糖生成指数的关系进行过研究，通过在健康人身上进行实验得出：土豆中抗性淀粉的含量约是大米的三倍，但血糖生成指数却是大米的二分之一，分别为49.42%和94.29%。由此可见，抗性淀粉可降低食品的血糖生成指数。Shih[10]等曾经对含有不同量抗性淀粉的大米进行过研究，通过在糖尿病大白鼠体内进行长达四周的实验得出：与对照组相比，具有高含量抗性淀粉的日本大米的血糖生成曲线下面积以及血液中胆固醇含量均显著降低。这可能是由于抗性淀粉不能被胃蛋白酶胰蛋白酶分解，所以不宜被消化吸收，故对血糖的影响也较小。

1.1.3 蛋白质和脂肪

1986年Wolever[11]等对60余种食品进行分析，得出血糖生成指数与蛋白质含量（r=－0.532），脂肪含量（r=0.386）成微弱的负相关。1994年又在糖尿病人身上对102种食品进行的实验研究得出：血糖生成指数与蛋白质含量（r=－0.407；p＜0.001）成微弱的负相关，与脂肪含量的相关性不显著（r=－0.054；p＜0.001）[12]。2005 年Henry[13]等对140余种食品进行研究得出：食品的血糖生成指数与蛋白质含量呈微弱的负相关（r=－0.441；p＜0.001），与脂肪含量相关性不显著 （r=－0.005；p＜0.005）。

由此可见：蛋白质能够降低其血糖生成指数，可能是由于食品中的蛋白质能刺激其体内胰岛素分泌，血糖应答下降，因此富含蛋白质的食物的血糖生成指数相对较低[14]。食品中的脂肪可以降低食品的血糖生成指数，这可能是由于推迟了胃的排空以及降低了淀粉凝胶化等[14]。但是，最新研究指出食品中的脂肪并不影响体内血糖反应[13]，这可能是由于食品中的脂肪含量一般较低，不同食品间脂肪含量没有显著的差异性。不管怎样，食用脂肪含量较高的食品会导致肥胖，高胆固醇症等一系列病，所以糖尿病人在选择食品时首先要考虑脂肪含量，其次考虑食品的血糖生成指数。

1.1.4 膳食纤维

膳食纤维被称为人类第七营养素，对人体的健康起着非常重要的作用，所以一直是营养学家以及食品科学家研究的热点。目前，很多研究得出膳食纤维对糖尿病有明显治疗作用。可溶性膳食纤维使血糖和胰岛素反应平缓，是由于它能够延长胃排空的时间，减少肠道内容物粘度，使食物不易被酶靠近；同时能够稀释酶或限制酶与底物的反应，并最终降低碳水化合物消化率，减少单糖的吸收。

20世纪70年代Kiehm等首次报道膳食纤维对糖尿病病人糖代谢的作用，他们发现糖尿病人同时使用高碳水化合物和高膳食纤维时，血糖得到明显改善。Trinidad[15]等对椰子粉中的膳食纤维进行的研究得出：血糖生成指数与膳食纤维含量成高度的负相关（r=－0.85，n=11，P＜0.005）。有学者通过建立Ⅱ型大白鼠模型，得出长期食用含高膳食纤维的食品，对糖尿病白鼠的血糖控制、葡萄糖耐性以及脂肪代谢有很大的好处[16]。因此，糖尿病人应多食用高膳食纤维含量的食品，如非精炼的谷物食品。

1.1.5 非淀粉多糖、抗营养素

在含有高碳水化合物的食品中，非淀粉多糖在淀粉消化期间通过抑制淀粉降解来调节糖的释放量，进而降低食品的血糖生成指数。可能的机理在于：非淀粉多糖在淀粉颗粒周围形成一个屏蔽，阻止了酶对淀粉颗粒的降解；与此同时，水的移动受到限制，进而干涉酶与淀粉颗粒的接触[17]。

汪海波[18]等人通过糖尿病大鼠试验得出：β－葡聚糖对四氧嘧啶致糖尿病大鼠的血糖有显著的调节作用，同时可降低血清中的血脂含量。尤行宏[19]等通过长达六周的糖尿病大白鼠实验得出：与药物对照组相比，药物治疗组的大白鼠血糖显著降低，胰岛素水平显著增加，由此可见，低分子壳聚糖对糖尿病有明显的治疗效果。食品中特别是豆类作物中含有丰富的抗营养素，如植酸，凝集素，单宁等，这些物质能够降低人体对蛋白质以及矿物质的吸收，甚至抑制小肠对葡萄糖的吸收，因而会推迟淀粉的消化[20]。

1.1.6 微量元素

糖尿病的发病机理主要是由于胰岛素分泌绝对或相对不足所致，而微量元素与胰岛素的合成、分泌及其在体内的含量密切相关，特别是铬、锌等。镉是一种多价态的元素，它是一种能够增强胰岛素作用的微量元素。当血液中的铬减少时，其糖耐量受损，肌体组织对胰岛素的敏感性降低，严重时便会出现尿糖；当补充铬后，上述现象可以得到逆转[21]，由此可见铬在糖尿病治疗中的重要性。

孟晋宏等通过在糖尿病人身上进行实验得出：当实验者连续12周服用100 mg硫酸锌后，可以显著的降低血液中的胆固醇以及甘油三脂的含量[22]。锌可以与胰岛素发生特殊的结合，影响葡萄糖在体内的平衡过程。同时，锌能够提高胰岛素的稳定性，并通过激活一种酶促进胰岛素元转化为胰岛素，所以，缺锌表现为血糖水平的升高。

1.2 加工条件

由于不同的加工方式影响食品的结构，导致不同的淀粉消化率，进而影响其血糖生成指数。刘芳[23]等曾经研究过烹调压力对豆谷混合膳食碳水化合物消化速度的影响，常压和高压处理混合食物的碳水化合物水解率在反应 2、5、10、20、30、60 min 时呈极显著差异（p＜0.01），而在 120 min和 180 min时呈显著差异（p＜0.05）。即：高压烹调可显著增加快速消化淀粉的比例，进而使人体的血糖升高。

有研究表明，蒸煮时间影响淀粉的消化率：不管增加还是减少蒸煮时间，淀粉消化率都会显著的降低[1]。当蒸煮时间较短时，淀粉粒子不容易被破坏，因此酶不宜对其进行完全消化，所以食品的血糖生成指数较低。当蒸煮时间很长时，尤其是搅拌次数也不断增加时，食品中大量的淀粉粒子很容易被破环，最终淀粉分子释放，导致蒸煮期间形成了大量的破损直链淀粉，因此也会降低该食品的血糖生成指数。

1.3 物理状态

粉碎的谷物食品其细胞壁已经被破环，酶很容易对食品中的淀粉分子进行消化，所以，与全粒谷物相比，其血糖生成指数相对较高[3]。而最新的一些报道得出：粉碎成不同粒度的食品的淀粉消化率没有显著的差异性[1]。有研究发现：谷物的胚乳硬度与淀粉消化率成正相关，相关系数r=0.866。这是由于对于粒度较硬的食品，在加工的过程中，淀粉分子不容易被破坏，而一些粒度较软的食品，由于具有松散的淀粉离子结构，很容易发生分子凝胶化，产生损伤淀粉[1]。而大量的研究得出损伤淀粉含量与血糖生成指数成负相关[10]，所以粒度较软的食品的血糖生成指数相对降低。

总之，食品中直链淀粉、纤维素、蛋白质以及抗性淀粉含量对血糖生成指数的影响较大；其次，非淀粉多糖、抗营养素、食品中的微量元素（镉、锌）、胚乳硬度以及蒸煮时间、蒸煮压力对血糖生成指数的影响也比较明显。食品中脂肪与血糖生成指数的关系取决于它在食品中所占的比例，只有当它在食品中含量较多时，对血糖生成指数的影响才会明显。

2 血糖生成指数在糖尿病人饮食治疗中的重要作用

饮食治疗是糖尿病患者最基本的治疗措施，对于轻型患者，通过饮食治疗，一般不需要服药或者少量服药，血糖即可得到控制；对于重型患者，经饮食治疗可减少药物用量，并可减少或预防其并发症的发生。所有的食物对于糖尿病人来说，可以划分为三类：高血糖生成指数食品，中血糖生成指数食品以及低血糖生成指数食品，而低血糖生成指数食品对指导糖尿病人饮食具有很大的指导意义。

2.1 低血糖生成指数食品对糖尿病血糖血脂的影响

Janette[24]得出：食用低血糖生成指数食品可以降低血糖水平16%，胆固醇水平6%，甘油三酯水平9%。陶静[25]等对72例Ⅱ型糖尿病病人进行分组并进行血糖生成指数教育得出：指导前糖尿病观察组餐后2 h血糖为（11.2±1.6）mmol/L，饮食指导后为（7.2±1.2）mmol/L。由此可见血糖生成指数教育在糖尿病饮食治疗中的效果很明显。简荣汉[26]等对56例Ⅱ型糖尿病进行长达四周的研究得到：低血糖生成指数饮食组与高血糖生成指数饮食组比较，空腹血糖改善不明显（P＞0.05），餐后血糖改善差异性显著（P＜0.05）；果糖胺降低，差异性有显著（P＜0.01）；餐后2 h甘油三酯（TG）和胆固醇（TC）降低，差异性有显著（P＜0.05）；空腹高密度脂蛋白（HDL）升高，差异性亦有显著（P＜0.05）。总之，低血糖生成指数的食物，在胃肠道中停留时间长，引起的餐后血糖反应较小，从而避免了血糖的剧烈波动，有利于血糖的控制[27]。

2.2 根据食品的血糖生成指数进行合理的食物搭配

在糖尿病人的饮食治疗中，能量的总摄入量仍是饮食的基础。低血糖生成指数的食品通常所含的能量也较低，所以糖尿病人在选择高血糖生成指数食品的同时，要搭配一些低血糖生成指数的食品，进行合理膳食，控制血糖值，使饮食更加科学合理。这样不仅可以保证患者营养平衡，同时也保证了治疗效果，进而防止并发症[4]。研究发现长期摄入高血糖生成指数的食物与肥胖、糖尿病、心血管疾病的发生有关。

对于糖尿病患者来说，根据食物血糖生成指数选择食物有助于血糖代谢的改善，能更有效地降低患者餐后血糖水平。低血糖生成指数饮食可以增加饱腹感，减少血糖波动，减轻因调节餐后血糖所引起的代谢负担。此外，其食物选择应兼顾食物的营养成分和血糖生成指数值。如在选择淀粉类食物时，应着重于那些含脂肪较低、血糖生成指数值较低、未经精制的天然食物。如豆制品和含膳食纤维丰富的食物，通过简单处理、合理搭配饮食，延缓食物的消化，使血糖升高缓慢，以达到降低血糖及其波动幅度的目的[20]。

总之，低血糖生成指数食物在体内消化缓慢，血糖升高的速度和幅度也较少，从而降低了一日三餐的胰岛素分泌量。由于这种教育方式更直观更方便，且容易接受，所以可较好地控制病人血糖。当然，在利用食物血糖生成指数来指导糖尿病人的饮食治疗时还要注意到它的局限性，如有些低血糖生成指数值食物中的脂肪、蛋白质含量很高，但是对糖尿病人来说，高脂肪、高蛋白食物很容易引起糖尿病并发症，所以，糖尿病人应该少食用或者不食用这类食品。

3 前景与展望

饮食治疗是糖尿病治疗的基础，而食品的血糖生成指数可以更有效地指导这类人群合理安排膳食，以达到促进和改善人们健康的目的。目前来看，饮食治疗一直是国外研究的重点，但是由于国内外饮食文化的差异，其实验成果对国内糖尿病人的参考价值不大；国内在饮食治疗方面研究的不多，况且市场上陆续出现的一些糖尿病人食品大多以商业性为目的，缺乏科学的定量和深入的研究，可信度不大。针对这一实际情况，研究糖尿病人食品具有很大的潜在价值。

根据中国人的饮食习惯，对常见的谷物原料进行研究，筛选出适合糖尿病人食用的谷物食品具有很大的意义，它使得饮食与治疗达到最佳的组合，况且具有方便，无毒，实用，以及容易普及的优点，因此很大的研究和推广价值。

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