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答的一個重要指標。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答曲線下增值面積與含等量可利用碳水化合物的標準參考食物餐后血糖應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險，適合對血糖控制有要求的人群食用。

食物GI概念一經提出就得到了世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農組織的廣泛認可，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的檢測方法和相關法律法規(guī)，并廣泛運用GI標識。南非也已通過GI標識的有關規(guī)定，明確表示只對含碳水化合物≥ 40% 的食物進行標識，不使用GI具體數(shù)值僅標識GI等級。美國、加拿大、日本等國家也建立了檢測食物GI的國家機構和民間組織，在部分食品包裝上印有GI 標識。

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)學會提出《預包裝食品血糖生成指數(shù)標示規(guī)范》，此規(guī)范對于GI的科學標示和科學引導消費具有重要意義，也將對我國低GI食品產業(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、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構和淀粉的消化特性，進而影響其GI，如蒸煮、擠壓膨化、焙烤、油炸等，實際加工過程中，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（8%~12%），少量的脂肪（2%~3%）及微量的維生素與無機鹽。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。

淀粉按其結構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，淀粉酶作用位點少，空間構象卷曲成螺旋形，結構更加致密。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，提升結晶度，促進淀粉老化，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 是指在小腸內能夠在20 min之內被消化吸收的淀粉，SDS指在小腸中20~120 min被完全消化吸收的淀粉，RS 指在人體小腸內不能被消化吸收，但是可以在大腸內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

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

現(xiàn)階段研究蛋白質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，另一種方法是向谷物食品中添加蛋白酶去除其內源性蛋白。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。

有學者研究蛋白質對玉米粉、小麥粉體外消化率的影響，結果表明，去除玉米粉與小麥粉中的蛋白質均會導致淀粉體外消化率的顯著提高。

蛋白質降低淀粉消化率的機制主要包括以下幾方面：

一是蛋白質形成網絡結構，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進行水解，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。如蛋白質中白蛋白、球蛋白和谷蛋白等被粘在淀粉顆粒周圍的基質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合。

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

三是蛋白質可以刺激人體分泌胰島素，降低血糖應答水平。

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對食品原料進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。其中，單甘酯/游離脂肪酸能與直鏈淀粉形成復合物，但三甘酯或二甘酯不易與直鏈淀粉形成復合物。

二是脂肪能夠降低淀粉的凝膠化，延緩食物在胃內的排空，降低 GI 值。

三是脂肪對淀粉酶產生一定抑制作用，阻礙淀粉與淀粉酶的結合，從而影響體內血糖反應。

四是脂肪能夠刺激腸抑胃肽的釋放，進而使胰島素分泌增強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。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的消化率?？扇苄陨攀忱w維含有大量親水基團，這些基團與淀粉競爭性吸水，導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而影響人體血糖含量。在物理結構方面，膳食纖維也可以形成空間網絡支架，對淀粉顆粒進行包裹，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、抗營養(yǎng)素、礦物質等也會影響其GI值。如植酸含量越高，淀粉水解速率越小，植酸能結合Ca2+離子，通過與一些氨基酸殘基結合影響淀粉酶活性，降低淀粉消化率，此外，植酸還可以通過與淀粉相關的蛋白質結合或通過結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，食品科學碩士，現(xiàn)就職于國內某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。