듀럼 밀빵의 혈당 및 인슐린 반응

전 세계적으로 제2형 당뇨병을 앓고 있는 사람의 수는 약 4억 2,200만 명이며, 이 숫자는 지속적으로 증가하고 있습니다. 당뇨병은 심혈관 질환 발병의 주요 원인이기 때문에 2025년까지 이 질병의 확산에 대해 심각한 조치를 취해야 한다는 것이 전 세계적으로 합의되었습니다. 지난 수십 년 동안 당뇨병이 확산된 것은 전 세계적으로 비만이 증가하고 주로 앉아서 생활하는 생활 방식, 에너지 밀도가 높은 식단, 주로 소화율이 높은 전분 식품을 과소비한 결과입니다. 소화율이 높은 전분식품 중 빵은 서구권에서 매일 섭취하는 주식으로 혈당지수가 높은 것이 특징이다. 탄수화물이 풍부한 식품은 혈당 지수(GI)에 따라 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다(낮음: GI < 55, 중간: 55 < GI < 69, 높음: GI > 70). 이 분류는 탄수화물 함유 식품의 섭취가 동일한 양(50g)의 탄수화물을 함유한 대조 식품(예: 포도당 용액 또는 흰빵)과 비교하여 혈당 수준에 어떤 영향을 미치는지에 기초합니다. GI가 높은 식품은 식후 혈당 농도를 크게 증가시켜 결과적으로 인슐린 반응이 높아져 고인슐린혈증과 인슐린 저항성을 유발할 수 있습니다. 이러한 이유로 빵과 같은 전분 식품의 혈당 반응과 그에 따른 GI를 감소시키는 방법이 지난 수십 년 동안 광범위하게 연구되었습니다. 식물성 식품에서 전분 과립은 자연적으로 세포에 캡슐화되어 있습니다. 곡물의 경우 손상되지 않은 세포는 시험관 내 및 생체 내에서 밀가루(밀, 수수, 보리)와 죽과 같은 단순 식품의 전분에 대한 접근성을 제한할 수 있습니다. 그러나 세포가 손상되지 않은 거친 밀가루를 사용하여 빵과 같은 복합 식품을 생산하는 경우 이러한 보호 효과가 사라집니다. 저자들은 긴 혼합 시간과 발효 과정에서 베타글루칸, 아라비노자일란 등 세포벽 성분의 용해로 인해 세포벽의 다공성이 증가하여 세포 내부 효소의 확산성이 증가한다는 가설을 세웠습니다. 더욱이, 빵에 굵은 밀가루를 첨가하면 부스러기의 응집력이 제한되어 분해 속도가 증가하고 결과적으로 효소와 기질 사이의 접촉 표면이 증가할 수 있습니다. 이러한 이유로 굵은 밀가루는 베이커리 제품의 체외 전분 소화율을 효율적으로 감소시킬 수 없습니다. 곡물에 존재하는 두 번째 다량 영양소인 단백질도 전분 소화율을 감소시키는 역할을 합니다. 밀알의 주요 단백질인 글리아딘과 글루테닌은 글루텐이라는 전분 과립을 둘러싸는 불연속적인 네트워크를 형성했습니다. 조밀하고 조밀한 글루텐 네트워크는 전분 접근성을 감소시켜 전분과 효소 사이의 장벽 역할을 할 수 있다는 것이 입증되었습니다. 보다 구체적으로 파스타에서는 포도당 방출이 낮고 결과적으로 빵과 비교하여 더 낮은 GI가 연구되어야 합니다. 강한 글루텐 네트워크가 주는 조밀하고 컴팩트한 구조의 빛. 실제로 파스타의 조밀한 구조는 경구 가공 및 위 소화 과정에서 분해되는 것을 제한합니다. 이는 동일한 조리법이지만 더 다공성이 있고 분해하기 쉬운 구조를 가진 식품에 비해 식후 혈당 및 인슐린 반응이 더 낮습니다. 따라서 빵의 강력한 글루텐 네트워크는 빵 부스러기 구조를 변경하여 빵 부스러기 응집성과 탄력성을 증가시킬 수 있습니다.

식품 구조가 영양소의 소화 및 흡수에 중요한 역할을 한다는 것을 입증하는 증거가 늘어나고 있습니다. 빵 질감은 위 단계에서 빵 분해에 영향을 주지만 주로 구강 처리 및 저작 속도에 영향을 미칩니다. 경구 처리 행동은 특히 식물 조직에서 음식에 대한 혈당 반응의 개인차에 영향을 미치며, 씹는 행동은 세포 기질에서 전분의 방출을 조절할 수 있습니다. 글루텐을 첨가하면 전분과 효소 사이의 접촉을 물리적으로 방해하고 위 소화 중 물리적 분해를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 이 단백질 복합체가 췌장 알파-아밀라아제와 결합하여 결과적으로 전분 소화율을 억제할 수 있다는 것도 입증되었습니다. 그러나 타액 알파-아밀라아제 결합에 대한 글루텐의 효과는 아직 조사되지 않았습니다. 구강 분해, 타액 알파-아밀라아제 억제, 결과적으로 포도당 방출에 대한 글루텐의 효과를 평가하기 위해 빵 샘플의 경구 가공을 연구할 것입니다. 이 연구의 목적은 세 가지 빵의 혈당 및 인슐린 반응과 관련하여 빵의 다양한 질감 특성이 경구 처리에 미치는 영향을 조사하는 것입니다. 총 16명의 건강한 지원자를 모집할 예정이며 자격이 있는 경우(포함 및 제외 기준을 충족해야 함) 빵 3개에 대한 경구 처리 테스트, 혈당 지수(ISO) 및 인슐린 반응을 측정하는 테스트에 참석하게 됩니다.

빵 샘플 구성은 다음과 같습니다.

빵 A는 95% 듀럼밀 미세 세몰리나(< 400 마이크로미터) + 5% 글루텐+ 1.2% 이스트 + 1% 소금 + 59% 물로 만들어집니다. 빵 B는 80% 듀럼밀 미세 세몰리나(< 400 마이크로미터) + 20%로 만들어집니다. 글루텐+ 이스트 1.2% + 소금 1% + 물 59% 빵 C는 듀럼밀 거친 세몰리나(> 500 마이크로미터) 80% + 글루텐 20%+ 이스트 1.2% + 소금 1% + 물 59%로 만들어집니다.

혈당지수와 인슐린 반응을 측정하기 위해 참가자가 진료과에 도착한 직후 5분 이내에 공복 모세혈 샘플 1개를 채취합니다. 이러한 혈액 샘플 결과는 리터당 밀리몰(mmol/L)로 표시되는 기준 혈당 농도와 리터당 밀리리터(mU/L)로 표시되는 인슐린 농도로 사용됩니다. 빵 샘플과 포도당 용액에는 50g의 이용 가능한 탄수화물이 포함되어 있습니다. 다양한 빵 샘플과 포도당 용액은 무작위 일정에 따라 자원봉사자에게 제공되며 자원봉사자는 12~15분 내에 해당 부분을 완료합니다. 테스트 식품은 실온의 천연수 250mL와 함께 제공됩니다. 각 피험자는 모든 테스트에서 동일한 양의 물을 마시도록 요청됩니다. 혈액 샘플은 참가자가 샘플을 섭취하기 시작한 정확한 시간 이후 6개 지점(15, 30, 45, 60, 90, 120분)에 채취됩니다. 테스트하는 동안 피험자는 휴식을 취하고 앉은 상태를 유지합니다. 모세혈관 혈액 샘플은 샘플링 란셋(21G x 1.8mm, ACCU-CHEK Safe-T-Pro Plus, Roche, Switzerland)을 사용하여 손가락으로 찌르는 분석으로 채취합니다. 혈액은 두 개의 튜브에 수집됩니다. 각 시점에서 모세혈관 혈당 분석을 위해 Microvette® CB 300 Fluoride/Heparin(SARSTEDT AG & Co., Nümbrech, Germany) 1개에 혈액 3~4방울을 채취하고, 6~8방울을 채취합니다. 혈장 인슐린 분석을 위한 Microvette® B 300 K2E(독일 Sarstedt Ltd.) 혈당 측정을 위해 수집된 튜브는 즉시 분석되며, 두 번째 튜브 세트의 혈장은 4°C에서 10분간 4500rpm으로 원심분리한 후 채취됩니다(Labnet Hermle tabletop Centrifuge Z 200 M/H, Labnet International, Inc. , New York, USA) 인슐린 측정을 위해 -80°C에서 보관했습니다. 혈당 분석은 YSI 2500 생화학 분석기(Yellow Springs Instrument Company, USA)를 사용하여 수행됩니다. 혈장 샘플의 인슐린 농도는 특정 면역검정 테스트 키트(Mercodia Insulin ELISA 10-1113-10, Mercodia AB-Uppsala, 스웨덴)를 사용하여 측정됩니다. 테스트 식사 섭취 후 배고픔, 포만감, 위장 증상 등급은 지원자에게 실시하는 자가 보고식 설문지를 통해 평가하여 특정 시점(식전, [T0], 10cm 시각적 아날로그 척도를 사용하여 30분, 60분, 120분 후). 알파-아밀라아제 활성은 자극된 타액에 대해 테스트됩니다. 자극된 타액은 파라필름(5 x 10 cm, Parafilm M PM996) 조각을 1분간 씹어 채취합니다. 아밀라제 활성(U/mL)은 Ceralpha 방법(Megazyme, Bray, Ireland)을 사용하여 α-아밀라제 타액 비색 분석에 의해 결정됩니다. 비디오 녹화를 통해 각 빵 샘플에 대해 경구 처리 매개변수를 평가합니다. 이 세션 동안 참가자들은 의자에 앉게 되며, 참가자 앞에는 얼굴에서 약 50cm 떨어진 곳에 카메라가 설치된 책상이 배치됩니다. 참가자는 전체 샘플을 입에 넣고(예: 한 번 물기) 볼루스를 삼킬 준비가 될 때까지 자연스럽게 씹도록 지시받습니다. 구강 처리 동작은 비디오 녹화에서 수동으로 추출되는 다음 매개변수로 설명됩니다. 씹고 삼키는 횟수; 총 식사 시간(초); 씹는 속도(분당 씹는 횟수); 식사율(분당 섭취되는 음식의 양(g)). 식품 덩어리는 이미지 분석을 통해 각 빵 샘플에 대해 평가되어 입자 크기 분포와 덩어리에 존재하는 입자 수는 물론 수분 함량, 타액 함량(빵 100g당 타액 그램) 및 타액을 결정합니다. 결합 속도(분당 타액의 그램). 설탕을 줄이는 결정을 위해 참가자들은 빵을 두 입 씹고 뱉어내도록 요청받을 것입니다. 첫 번째 볼루스에서는 HCl을 첨가하여 알파-아밀라아제 활성을 즉시 중지한 다음 환원당 함량을 정량화합니다. 두 번째 경우에는 15분 후에 반응을 중단한 후 환원당을 측정합니다. 환원당은 3,5-디니트로살리실산(DNS) 방법으로 분석됩니다.