硬质小麦面包的血糖和胰岛素反应

全球范围内，患有2型糖尿病的人数约为4.22亿，并且这一数字还在不断上升。 全球一致认为，到 2025 年，必须采取严厉行动遏制这种疾病的传播，这也是因为糖尿病是心血管疾病发展的主要原因。 过去几十年来，糖尿病的蔓延是全球肥胖率上升、久坐生活方式和高能量饮食（主要是高度消化的淀粉类食物的过度消费）的结果。 在易消化的淀粉类食物中，面包是西方国家日常食用的主食，其特点是升糖指数高。 富含碳水化合物的食物根据其血糖指数（GI）可分为三类（低：GI < 55，中：55 < GI < 69，或高：GI > 70）。 此分类基于含碳水化合物食物的消耗如何影响与参考食物（例如葡萄糖溶液或白面包）相关的血糖水平，参考食物具有相同数量的可用碳水化合物（50 克）。 高GI食物会导致餐后血糖浓度显着升高，从而导致高胰岛素反应，这可能导致高胰岛素血症和胰岛素抵抗。 因此，如何降低淀粉类食物（例如面包）的血糖反应及其血糖指数在过去几十年中得到了广泛的研究。 在植物性食品中，淀粉颗粒自然封装在细胞中。 对于谷物来说，完整的细胞可能会限制面粉（小麦、高粱和大麦）和简单食品（例如粥）中淀粉的体外和体内吸收。 然而，当使用含有完整细胞的粗面粉来生产面包等复杂食品时，这种保护作用就会消失。 作者假设，在长时间的混合和发酵过程中，由于细胞壁成分（如β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖）的溶解，细胞壁的孔隙率增加，从而增加了细胞内酶的扩散性。 此外，在面包中，添加粗面粉还可以限制面包屑的粘合性，增加崩解速率，进而增加酶与其底物之间的接触面积。 由于这些原因，粗面粉不能有效降低烘焙产品的体外淀粉消化率。 蛋白质是谷物中存在的第二种大量营养素，也具有降低淀粉消化率的作用。 麦醇溶蛋白和麦谷蛋白是小麦籽粒的主要蛋白质，它们形成了包围淀粉颗粒的不连续网络，称为面筋。 事实证明，致密且紧凑的面筋网络可以降低淀粉的可及性，充当淀粉和酶之间的屏障。更具体地说，在意大利面中，与面包相比，其葡萄糖释放量较低，反过来，其血糖指数较低，必须进行研究强筋网络赋予的致密紧凑的结构。 事实上，面食的致密结构限制了口腔加工和胃消化过程中的崩解。 与具有相同配方但具有更多孔且更容易崩解结构的食物相比，这导致餐后血糖和胰岛素反应更低。 因此，面包中强大的面筋网络可以改变面包屑结构，增加面包屑的粘着性和弹性。

越来越多的证据表明食物结构在营养物质的消化和吸收中起着重要作用。 面包质地影响面包在胃期的崩解，但主要影响口腔加工和咀嚼率。 口腔加工行为导致对食物的血糖反应存在个体差异，特别是在植物组织中，咀嚼行为可以调节细胞基质中淀粉的释放。 添加麸质不仅可以从物理上阻碍淀粉和酶之间的接触，减少胃消化过程中的物理分解，而且还证明这种蛋白质复合物可以结合胰腺α-淀粉酶，从而抑制淀粉的消化率。 然而，麸质对结合唾液α-淀粉酶的影响尚未得到研究。 将研究面包样品的口腔加工，以评估麸质对口腔崩解、唾液 α-淀粉酶抑制以及由此产生的葡萄糖释放的影响。 本研究的目的是检查面包的不同质地特征对口腔加工的影响以及三种面包的血糖和胰岛素反应。 总共将招募16名健康志愿者，如果符合资格（他们需要满足纳入和排除标准），他们将参加对三种面包的口腔加工测试，这是一项测量血糖指数（ISO）和胰岛素反应的测试。

面包样品的成分如下：

面包 A 由 95% 硬粒小麦细粗面粉（< 400 微米）+ 5% 面筋+ 1.2% 酵母 + 1% 盐 + 59% 水制成 面包 B 由 80% 硬粒小麦细粗面粉（< 400 微米）+ 20% 制成面筋+ 1.2% 酵母 + 1% 盐 + 59 % 水 面包 C 由 80% 硬质小麦粗粗面粉（> 500 微米）+ 20% 面筋+ 1.2% 酵母 + 1% 盐 + 59% 水制成。

为了测定血糖指数和胰岛素反应，参与者到达科室后 5 分钟内将立即采集一份空腹毛细血管血样。 这些血液样本结果将用作基线血糖浓度（以毫摩尔每升 (mmol/L) 表示）和胰岛素浓度（以毫升每升 (mU/L) 表示）。 面包样品和葡萄糖溶液将含有 50 克可用碳水化合物。 不同的面包样品和葡萄糖溶液将按照随机时间表提供给志愿者，他们将在 12 至 15 分钟内吃完这一份。 测试食品将与250毫升室温天然水一起食用；每个受试者将被要求在所有测试中喝相同量的水。 血液样本将在参与者开始消耗样本的确切时间后的六个时间点（15、30、45、60、90 和 120 分钟）采集。 在测试过程中，受试者将休息并保持坐姿。 使用采样刺血针（21G x 1.8 mm，ACCU-CHEK Safe-T-Pro Plus，罗氏，瑞士）通过手指刺破分析来采集毛细血管血样。 血液将被收集在两个试管中。 在每个时间点，将在一个 Microvette® CB 300 氟化物/肝素（SARSTEDT AG & Co.，Nümbrech，德国）中收集 3-4 滴血液，用于毛细血管血糖分析，并收集 6-8 滴血液在一台 Microvette® B 300 K2E（Sarstedt Ltd.，德国）中用于分析血浆胰岛素。 收集的血糖试管将立即进行分析，而来自第二组试管的血浆将在 4°C 下以 4500 rpm 离心 10 分钟后获得（Labnet Hermle 台式离心机 Z 200 M/H，Labnet International, Inc.）。 ，纽约，美国）并储存在-80°C用于胰岛素测定。 使用YSI 2500生化分析仪（美国Yellow Springs Instrument Company）进行血糖分析。 血浆样品中的胰岛素浓度将使用特定的免疫测定试剂盒（Mercodia 胰岛素 ELISA 10-1113-10，Mercodia AB-乌普萨拉，瑞典）测定。 测试膳食消耗后的饥饿感、饱腹感和胃肠道症状评级将通过向志愿者发放的自我报告问卷进行评估，以检查特定时间点（进食前，[T0]，以及之后、30、60 和 120 分钟）使用 10 厘米视觉模拟标度。 将在受刺激的唾液中测试α-淀粉酶活性。 咀嚼一块封口膜（5×10cm，Parafilm M PM996）1分钟后收集刺激的唾液。 淀粉酶活性 (U/mL) 将使用 Ceralpha 方法 (Megazyme, Bray, Ireland) 通过 α-淀粉酶唾液比色测定来确定。 将通过视频记录评估每个面包样品的口腔加工参数。 在本次会议中，参与者将坐在椅子上，他们前面有一张桌子，桌子上有一个摄像头，距离他们的脸大约 50 厘米。 将指示参与者将整个样品放入口中（例如，咬一口）并自然咀嚼，直到丸剂准备好吞咽。 口腔加工行为将通过以下参数来描述，这些参数将手动从视频记录中提取： 咀嚼和吞咽的次数；总进食时间（以秒为单位）；咀嚼率（每分钟咀嚼次数）；进食率（每分钟消耗的食物量，以克为单位）。 将通过图像分析对每个面包样品的食物丸进行评估，以确定颗粒尺寸分布和丸中存在的颗粒数量，以及水分含量、唾液含量（每 100 克面包中的唾液克数）和唾液掺入率（每分钟唾液克数）。 为了确定还原糖含量，参与者将被要求咀嚼并吐出两口面包。 在第一次推注中，将添加 HCl 以立即停止 α-淀粉酶活性，然后对还原糖含量进行定量。 第二次反应15分钟后停止，然后测量还原糖。 还原糖将通过3,5-二硝基水杨酸（DNS）方法进行分析。