添加益生元的混合食品对血糖生成指数和血糖负荷的影响

陈超刚?林秀红?何凤怡?陆嘉晖?袁智敏?梁平

【摘要】目的 分別检测添加益生元和未添加益生元的谷物坚果混合食品的血糖生成指数（GI）和血糖负荷（GL），分析添加益生元对GI和GL的影响。方法 选取12名健康志愿者，于不同时间进食含有效碳水化合物25 g的葡萄糖粉、益生元谷物坚果混合食品（植物益生元八珍）、谷物坚果混合食品（传统八珍）和早餐米粉等4种食物，检测进食前和进食后15、30、45、60、90及120 min血糖。根据Wolever法计算GI 值，按Salmeron公式计算GL值。结果 植物益生元八珍的GI为28.73（19.43，35.69）、GL为14.06±5.48，传统八珍GI为43.15（32.89，44.68）、GL为13.53±4.35，某品牌早餐米粉GI为60.64（44.44，58.51），GL为18.60±8.84。3种食物的GI及GL与葡萄糖比较差异均有统计学意义（P均< 0.05或0.008）。其中2种谷物坚果混合食品的GI均低于早餐米粉，植物益生元八珍GI低于传统八珍（P均< 0.008）;3种食物间的GL比较差异无统计学意义（P > 0.05）。12名受试者在进食葡萄糖或米粉后，餐后血糖在30 min达到高峰，但进食植物益生元八珍和传统八珍在45 min达到高峰，而且血糖曲线比葡萄糖和米粉更为平稳，峰值更低。结论 谷物坚果混合食品均为低GI 和中等偏低GL食物，添加益生元有利于降低GI、维持餐后血糖稳态。

【关键词】血糖生成指数;血糖负荷;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

食物血糖生成指数（GI）是近年来国内外糖尿病营养教育中应用的一个重要概念，它是食物中碳水化合物餐后血糖应答水平的特征性指数，反映的是碳水化合物的“质”。一般以葡萄糖粉为标准参照物（GI = 100），GI超过70的食物为高GI 食物，GI 在55 ～ 70为中GI 食物，低于55为低GI 食物。膳食血糖负荷（GL）是食物GI值与可利用碳水化合物量的乘积，即全天膳食GL =Σ（食物GI×全天从该食物中获得的碳水化合物的量），反映的是碳水化合物的“质”和“量”，因此更能全面评估日常膳食的血糖效应。研究发现，高GI和高GL食物与糖尿病、高血压病、血脂异常、肥胖等多种慢性疾病的发生、发展有一定关系，笔者前期的研究也得出类似结果[1-2]。测定食物的GI和GL值可以直观反映该食物的升血糖能力，为慢性非传染性疾病患者以及追求健康的人们的饮食选择提供理论依据，也为具有妊娠期糖尿病高危因素的孕妇早期饮食干预提供更多选择[3]。本研究应用国际认可的食物GI和GL值标准化测定方法，对2种市场上销售的谷物坚果混合粗杂粮食品即益生元谷物坚果混合食品（植物益生元八珍）和谷物坚果混合食品（传统八珍）的GI和GL进行测定，旨在探讨益生元对食物GI和GL的影响，为居民尤其是中老年糖尿病等慢性疾病患者提供更多健康饮食的选择，现报告如下。

对象与方法

一、研究对象

选取来自某高校学院在校学生作为志愿者，符合以下条件：①身体健康，无任何代谢性疾病，无糖尿病家族史或其他代谢病史;②年龄18 ～ 30岁;③体质量和腰围正常，BMI 18.5 ～ 23.9 kg/m2;④无碳水化合物不耐受症。排除糖耐量不正常者、超重或肥胖者、乳糖不耐受者。本研究经中山大学孙逸仙纪念医院医学伦理委员会批准备案（[2016]伦备第（55）号），健康志愿者在研究前均已签署知情同意书。

二、受试食物

含25 g碳水化合物的植物益生元八珍、传统八珍、某品牌早餐米粉和作为对照标准的葡萄糖，前两者由深圳市香雅食品有限公司监制并提供，性状为冲调粉末状，其配料及营养成分见表1;早餐米粉为某品牌快餐连锁餐饮店购买的熟食，每100 g可食部含能量1460 kJ，蛋白质7.3 g，脂肪1 g，碳水化合物77.5 g，膳食纤维0.8 g，钠1.5 mg。

三、研究方法

每种食物都是同一批共12名志愿者受试，每隔3 d试验1种食物，并进行相关检测。

1. 葡萄糖试验

所有受试者于试验前一晚上10时开始禁食，次日清晨空腹采集静脉血2 ml，分装于测定葡萄糖的氟化钠抗凝管中，然后口服含25 g葡萄糖的溶液50 ml，计时并分别在15、30、45、60、90及120 min用静脉留置针采集静脉血，一共采血7次，每次采血2 ml。然后分离血浆测定葡萄糖的含量，于3 h 内测定血糖值。

2. 食物血糖应答试验

完成葡萄糖试验后，采用同样方法，以3 d作为洗脱期，于第3、6、9日继续进行食物试验，分别食用植物益生元八珍37.5 g和传统八珍粉44.0 g、

早餐米粉32.3 g（均含有25 g碳水化物），于2 h内采集7次静脉血，测定血糖值。早餐米粉为当日早晨从某品牌快餐连锁餐饮店购买的熟食，受试者需在15 min内完成进食，并可以饮水200 ml。受试者在3 d的洗脫期内正常饮食，禁烟、禁酒，避免进食高糖、高脂的食物。

3. 血浆葡萄糖测定

采用雅培公司AEROSET系列全自动生化分析仪及其配套试剂行葡萄糖氧化酶法测定。

4. 食物GI和GL的计算

以葡萄糖为参照物（GI设为100），食物GI的计算采用Wolever的方法，以时间为横坐标，各时点血糖值为纵坐标，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），再按下列公式计算食物GI和GL值：GI值=（受试食物餐后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×（摄入受试食物的质量×受试食物中碳水化合物的百分含量）/100（摄入受试食物的量按一个交换份的质量计算，即提供376.74 kJ 能量的食物量）。

5. 质量控制

包括：①制定统一的操作实施办法、调查问卷、随访表和评估标准，规范操作;②实验室检查和体格检查要求方法、仪器、试剂统一;③盲法判断实验和干预结果;④数据的统计学处理分析方法由统计学专家确定和实施;⑤设立监察员，对各个专项工作进行质量监督。

四、统计学处理

原始数据以双录入法输入Microscoft Excel 2007 软件。正态分布的计量资料以表示，多组比较采用方差分析，两两比较采用LSD-t检验;非正态分布的计量资料以中位数（下四分位数，上四分位数）表示，组间比较采用Kruskal-Wallis秩和检验。计数资料以例表示。所有统计学分析均采用SPSS 13.0，应用双侧检验，α= 0.05，非正态分布计量资料两两比较采用Bonferroni法校正检验水准，即P < 0.05/6 = 0.008为差异有统计学意义。

结果

一、研究对象的基线资料

本研究共纳入12名健康志愿者，其中男6名、女6名，年龄（20.9±1.2）岁，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、受试者对各试验食物的GI及GL比较

植物益生元八珍的GI中位数为28.73，属低GI食物;传统八珍GI中位数为43.15，属低GI食物;早餐米粉GI中位数为60.64，属中GI食物。3种食物的GI值与葡萄糖GI值比较差异均有统计学意义（P均< 0.008），其中植物益生元八珍、传统八珍与米粉的GI值两两比较差异亦有统计学意义（P均< 0.008），见表1。

植物益生元八珍的GL为14.06±5.48，传统八珍GL为13.53±4.35，均属中等偏低GL食物;某品牌早餐米粉GL为18.60±8.84，属中等偏高GL食物。3种食物的GL与葡萄糖GL比较差异均有统计学意义（P均< 0.05），3种食物的GL间比较差异无统计学意义（P > 0.05），见表2。

三、受试者进食各试验食物后的餐后血糖变化

12名受试者在进食葡萄糖或米粉后，餐后血糖在30 min达到高峰，但进食植物益生元八珍和传统八珍在45 min达到高峰，而且血糖曲线比葡萄糖和米粉更为平稳，峰值更低。葡萄糖餐后峰值高于米粉、植物益生元八珍和传统八珍（P均< 0.05），见图1、表3。

讨论

通常情况下，食物的GI值是指摄入含50 g有效碳水化合物与50 g葡萄糖的餐后2 h血糖应答曲线下面积之比，即食物GI =（含50 g有效碳水化合物的受试食物餐后2 h血糖应答曲线下面积/50 g

葡萄糖餐后2 h血糖应答曲线下面积）×100。但对于有效碳水化合物含量较低的食物来说，作为早餐，含50 g有效碳水化合物的食用量过大，不符合实际操作，且碳水化合物的食用量并非GI值测定的主要决定因素，因此这些食物在测定GI值时可调整为含25 g碳水化合物的食用量。

我国居民长期以谷类食物为主食，碳水化合物供给的能量占全日总能量摄入的50% ～ 60%以上，它们的消化吸收速度会影响血糖和胰岛素水平，并与糖尿病、心脑血管病等的危险性相关。不同种类的碳水化合物有不同的“质”，引起餐后血糖的反应不同，这也是GI这一概念提出的理论。食物的GI值受多种因素影响，如碳水化合物的结构和类型、食物含量和组分、食物的物理状况和加工制作过程等，对于谷薯类等富含淀粉的食物，任何固有的（支链、直链和抗性淀粉）淀粉类型或通过加工方式改变而来的（碾碎、加热）淀粉糊化程度是影响GI主要因素，富含支链淀粉的大米由于其结构更容易被消化酶接触和降解，因此吸收较快、GI较高;而富含膳食纤维、抗性淀粉或其他不易消化的碳水化合物食物，淀粉酶的抗性增强，胃肠道的消化吸收率低且缓慢，GI也较低;食物糊化程度越高、颗粒越小，GI就越高。对于碳水化合物含量< 10%的食物，它们的GI更与脂肪、膳食纤维、蛋白质呈负相关。膳食纤维的作用较为肯定，2004年Mckeown等对2834例弗雷明汉后裔进行研究，提出低GI膳食模式（全谷物纤维）能够改善胰岛素抵抗，减少代谢综合征，对于预防糖尿病和心脑血管病具有重要的意义。脂肪量也被证实与GI呈负相关，可能是通过降低空肠和小肠上部蠕动延迟胃排空，从而延缓碳水化合物的消化吸收。蛋白质也可降低血糖应答，同时刺激胰岛素和胰高血糖素的分泌。

因此，如何降低食物GI对于以谷类为主食的我国居民尤其重要。本研究中的受试食物主要以燕麦粉、芝麻粉和各种杂豆类为原料，富含可溶性膳食纤维，可延缓糖尿病患者餐后血糖升高、降低血糖峰值，即降低食物的GI，这与既往的研究结果类似[4]。具体来说，燕麦含有较高的蛋白质、脂肪和可溶性膳食纤维，其蛋白质含量在粮食作物中居首位;其脂肪不仅含量较高，且属于优质脂肪酸;其可溶性膳食纤维主要是β-葡聚糖，已被证实有调节血糖作用[5]。芝麻含有较高的脂肪、蛋白质、可溶性膳食纤维和维生素E，本身属于低GI食物，且其中特有的芝麻素被证实具有调节血糖、血脂和抗氧化应激、抑制血管重构的作用。而且，多种谷物坚果混合食用可以补充相互缺乏的氨基酸种类，发挥蛋白质的互补作用，提高其营养价值[6]。本研究中2种受试食物均为粉末状，加工颗粒小，势必较原配料中食物天然性状下的GI高，但通过合理搭配也能控制在低GI水平。

2种食物比较而言，添加了益生元的谷物坚果混合食品GI值更低，对于糖尿病患者血糖稳定更有益处。益生元指的是一类不易被消化、不可溶性的膳食纤维，如菊粉、低聚糖、抗性淀粉等，它们可以在肠道选择性地被益生菌发酵，从而促进其生长，特别是短链脂肪酸的产生较多，可以增加饱腹感、增强肠道黏膜屏障功能、减少全身炎症反应[7]。研究表明，益生元通过调节肠道微生态有助于减轻体质量，降低血糖和血清脂质水平，对代谢综合征的预防和治疗具有一定作用，还可降低心血管疾病和糖尿病的发病率[8-10]。此外，益生元可以改善胰岛素抵抗和葡萄糖耐量，联合降糖药物后对修复胰岛功能亦有协同作用，联合益生菌还可改善2型糖尿病患者的微量蛋白尿[11-13]。目前相关的研究大多为短期的干预，因此存在一定的局限性，需要大型、长期的干预研究进一步证实以上观点[14]。本研究中，益生元（菊粉）可以有效降低食物GI值，这在既往的研究中鲜见报道，机制尚有待研究，可能与减慢食物消化吸收、产生有益血糖的益生菌发酵物或者调节某些炎症标志物有关[15]。益生元是否与上述临床观察结果相关有待进一步研究。有趣的是，添加益生元后虽然碳水化合物含量更高，但这部分碳水化合物不被人体吸收利用（非有效碳水化合物），因此2种受试食物的GL相似，而添加了益生元的谷物坚果混合食品GI更低。

本研究中除葡萄糖外，其他3種食物的GL值比较差异无统计学意义，表明日常膳食中进食3种食物后餐后血糖差别不大，但研究表明血糖的控制不仅着眼于空腹和餐后血糖，同时也应关注血糖波动情况[16-17]。因为血糖波动是除GHbA1c外的糖尿病并发症的独立危险因素，在GHbA1c达标的糖尿病患者中，血糖波动情况不同，周围神经、血管病变及自主神经失调等并发症的发生情况都不相同。从图1及表2中可以直观看到，GI值越低，血糖应答曲线越低平，餐后血糖峰值越低，血糖波动越小。因此，在降低膳食GL的前提下，仍应尽量选择低GI食物，以减少血糖波动，更好地预防糖尿病并发症。

综上所述，本研究中的2种受试食物均为低GI食物，而添加了益生元的谷物坚果混合食品GI值进一步降低，更有助于维持餐后血糖稳态，避免因餐后血糖剧烈波动引起的不良代谢反应，同时可以在摄入同样能量的前提下增加饱腹感，预防肥胖，有效防止慢性病的发生发展，可以为糖尿病、代谢综合征等慢性代谢性疾病患者选择食物时提供参考。本试验以健康志愿者为研究对象，研究结果对大众的健康食物选择也有一定指导意义。

参 考 文 献

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（收稿日期：2019-05-29）

（本文編辑：林燕薇）