血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）是反映人體對食物的消化吸收速率和由此引起的血糖應(yīng)答的一個重要指標(biāo)。FAQ/WHO對GI的定義為含50g可利用碳水化合物的食物餐后血糖應(yīng)答曲線下增值面積與含等量可利用碳水化合物的標(biāo)準(zhǔn)參考食物餐后血糖應(yīng)答曲線下增值面積之比。

根據(jù)GI的高低，食物可分為3類，即高GI食物，GI>70；中GI食物，55<GI≦70；低GI食物，GI≦55。低GI食物消化吸收慢，葡萄糖釋放速度慢，能避免血糖大幅變化造成的風(fēng)險，適合對血糖控制有要求的人群食用。

食物GI概念一經(jīng)提出就得到了世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織的廣泛認(rèn)可，同時引起了各國對食物GI的研究熱潮。澳大利亞是最早建立食物GI概念的國家，制定了GI的檢測方法和相關(guān)法律法規(guī)，并廣泛運(yùn)用GI標(biāo)識。南非也已通過GI標(biāo)識的有關(guān)規(guī)定，明確表示只對含碳水化合物≥ 40% 的食物進(jìn)行標(biāo)識，不使用GI具體數(shù)值僅標(biāo)識GI等級。美國、加拿大、日本等國家也建立了檢測食物GI的國家機(jī)構(gòu)和民間組織，在部分食品包裝上印有GI 標(biāo)識。

我國在2000年前后開始研究并測定食物GI值，數(shù)據(jù)列于《中國食物成分表(2002)》。 2021年中國營養(yǎng)學(xué)會提出《預(yù)包裝食品血糖生成指數(shù)標(biāo)示規(guī)范》，此規(guī)范對于GI的科學(xué)標(biāo)示和科學(xué)引導(dǎo)消費(fèi)具有重要意義，也將對我國低GI食品產(chǎn)業(yè)的長期健康發(fā)展發(fā)揮積極作用。

谷物成分、加工方式及食用狀態(tài)是影響食品GI的主要因素。谷物的成分包括淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維等，其中對GI影響最大，起決定性作用的是淀粉，直鏈淀粉和抗性淀粉含量高的谷物食品GI相對較低。

不同的加工方式會影響谷物食品的微觀結(jié)構(gòu)和淀粉的消化特性，進(jìn)而影響其GI，如蒸煮、擠壓膨化、焙烤、油炸等，實(shí)際加工過程中，可以通過工藝參數(shù)的控制增加抗性淀粉的含量，降低淀粉的水解速率，改變谷物食品的GI。

同時食品的食用狀態(tài)，包括稀稠度、顆粒大小等也會對GI有影響。疏松多孔的食品GI較高，而整塊堅(jiān)硬的食品不易消化，GI相對較低。因此，減少食品中碳水化合物的含量，或控制碳水化合物的分解速率是開展低GI食品研究的基本思路，可通過使用低GI食品原料，采取不同的食品配方，改良食品的加工方式研究生產(chǎn)低GI谷物食品。

谷物基本組分對 GI 值的影響

谷物含有大量的碳水化合物（70%~80%），豐富的蛋白質(zhì)（8%~12%），少量的脂肪（2%~3%）及微量的維生素與無機(jī)鹽。研究表明谷物原料的基本組分對其GI值有較大影響，但不同組分對GI值的影響不同。

1、淀粉

淀粉為高分子碳水化合物，是谷物最主要的組成部分，對谷物食品的GI值起決定性作用。

淀粉按其結(jié)構(gòu)特性可分為直鏈淀粉與支鏈淀粉兩類。直鏈淀粉與支鏈淀粉相比，分子量小，分支程度輕，淀粉酶作用位點(diǎn)少，空間構(gòu)象卷曲成螺旋形，結(jié)構(gòu)更加致密。研究發(fā)現(xiàn)，直鏈淀粉可以與脂類形成抗消化的復(fù)合物，降低淀粉消化率。直鏈淀粉可以降低淀粉糊化度，提升結(jié)晶度，促進(jìn)淀粉老化，因此，直鏈淀粉含量越高，谷物GI值通常越低。

從消化特性角度將淀粉分為快速消化淀粉（Rapidly Digestible Starch，RDS）、慢消化淀粉（Slowly Digestible Starch，SDS）以及抗性淀粉（Resistant Starch，RS）。RDS 是指在小腸內(nèi)能夠在20 min之內(nèi)被消化吸收的淀粉，SDS指在小腸中20~120 min被完全消化吸收的淀粉，RS 指在人體小腸內(nèi)不能被消化吸收，但是可以在大腸內(nèi)被腸道微生物部分發(fā)酵的淀粉可以有效降低GI值。因此，在低 GI 食品生產(chǎn)中，可優(yōu)先選擇直鏈淀粉與抗性淀粉含量高的谷物作為食品原料。

2、蛋白質(zhì)

谷物麩皮、胚乳與胚芽均含有一定量的蛋白質(zhì)，是谷物的重要組成部分。研究表明，谷物蛋白質(zhì)對其消化特性具有重要影響。

現(xiàn)階段研究蛋白質(zhì)對谷物食品消化特性的影響主要有兩種方法，第一種是向谷物食品中添加外源性蛋白質(zhì)，另一種方法是向谷物食品中添加蛋白酶去除其內(nèi)源性蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，添加不同大豆蛋白均能抑制淀粉的水解率。在小麥粉中添加大豆?jié)饪s蛋白、大豆分離蛋白、大豆組織蛋白后，面條的GI 值降低，面條血糖生成指數(shù)依次為：大豆組織蛋白>大豆?jié)饪s蛋白>大豆分離蛋白。

有學(xué)者研究蛋白質(zhì)對玉米粉、小麥粉體外消化率的影響，結(jié)果表明，去除玉米粉與小麥粉中的蛋白質(zhì)均會導(dǎo)致淀粉體外消化率的顯著提高。

蛋白質(zhì)降低淀粉消化率的機(jī)制主要包括以下幾方面：

一是蛋白質(zhì)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對淀粉緊密包裹，淀粉酶水解淀粉前，需要蛋白酶首先對其外層的蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，從而延緩淀粉酶對淀粉的水解作用，使雙糖和單糖釋放速度減慢，GI下降。如蛋白質(zhì)中白蛋白、球蛋白和谷蛋白等被粘在淀粉顆粒周圍的基質(zhì)中作為淀粉消化的屏障，阻斷淀粉酶在淀粉顆粒表面的催化結(jié)合。

二是蛋白質(zhì)與 α-淀粉酶間存在相互作用，研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)可以與 α-淀粉酶部分結(jié)合，從而降低酶的利用率。

三是蛋白質(zhì)可以刺激人體分泌胰島素，降低血糖應(yīng)答水平。

3、脂肪

谷物脂肪含量偏低，只占2%左右，但其對谷物食品的消化特性同樣有重要影響。在食品中加入油脂或?qū)κ称吩线M(jìn)行脫脂處理均會影響食品的GI值，但不同脂類對不同原料的影響不同。雖然添加油脂可以在一定程度上降低谷物食品GI值，但高脂肪食品并不適合糖尿病患者食用，較多的脂肪會降低胰島素敏感性，不利于長期血糖控制。

研究表明，脂肪能夠降低食品GI 值主要包含以下幾個方面的原因：

一是脂肪與直鏈淀粉形成復(fù)合物，減緩淀粉消化速度、降低淀粉在小腸中的吸收率、降低餐后血糖反應(yīng)。其中，單甘酯/游離脂肪酸能與直鏈淀粉形成復(fù)合物，但三甘酯或二甘酯不易與直鏈淀粉形成復(fù)合物。

二是脂肪能夠降低淀粉的凝膠化，延緩食物在胃內(nèi)的排空，降低 GI 值。

三是脂肪對淀粉酶產(chǎn)生一定抑制作用，阻礙淀粉與淀粉酶的結(jié)合，從而影響體內(nèi)血糖反應(yīng)。

四是脂肪能夠刺激腸抑胃肽的釋放，進(jìn)而使胰島素分泌增強(qiáng)來降低人體餐后血糖。

此外，脂肪的疏水性可以在一定程度上阻止淀粉與水的接觸，降低了淀粉的糊化度，影響淀粉的消化率。

4、膳食纖維

膳食纖維對谷物食品GI 值的影響并不絕 對，受來源與種類的影響，在大部分的研究中，膳食纖維具有降低GI 值的功效。

膳食纖維對谷物 GI 值的影響還與膳食纖維的添加量有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，膳食纖維可以提高消化體系黏度，降低淀粉流動性，進(jìn)而降低淀粉的消化速率，減慢葡萄糖的釋放，膳食纖維的添加可改變淀粉比例，在谷物制品中加入膳食纖維可導(dǎo)致抗性淀粉含量的增加。

研究比較可溶性與不溶性膳食纖維對于面包消化特性的影響，發(fā)現(xiàn)增加不溶性膳食纖維比率，慢消化淀粉含量增加，快消化淀粉含量降低，能降低整個淀粉基質(zhì)的消化率。可溶性膳食纖維含有大量親水基團(tuán)，這些基團(tuán)與淀粉競爭性吸水，導(dǎo)致淀粉糊化程度下降，消化率降低。

另有研究發(fā)現(xiàn)，部分膳食纖維可以通過影響胰島素敏感性進(jìn)而影響人體血糖含量。在物理結(jié)構(gòu)方面，膳食纖維也可以形成空間網(wǎng)絡(luò)支架，對淀粉顆粒進(jìn)行包裹，阻礙淀粉酶對淀粉的水解。

除以上基本組分外，谷物中的一些糖原、抗?fàn)I養(yǎng)素、礦物質(zhì)等也會影響其GI值。如植酸含量越高，淀粉水解速率越小，植酸能結(jié)合Ca2+離子，通過與一些氨基酸殘基結(jié)合影響淀粉酶活性，降低淀粉消化率，此外，植酸還可以通過與淀粉相關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)合或通過結(jié)合消化酶來影響淀粉的消化率。

參考資料：

[1]燕子豪,汪麗萍,譚斌,劉艷香,喬聰聰,田曉紅,鄭先哲.谷物食品血糖生成指數(shù)研究進(jìn)展[J].糧油食品科技,2021,29(03):147-156.

[2]常樂.低GI谷物食品研究進(jìn)展[J].糧食與油脂,2022,35(10):5-8.

[3]張卓瓊,郭軍.低血糖生成指數(shù)食品研究與開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2023,49(1):313-320.

作者簡介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學(xué)碩士，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。