一种体外测定面条食品血糖生成指数的方法技术

本发明专利技术公开了一种体外测定面条食品血糖生成指数的方法，属于食品检测技术领域。(1)体外试验模拟面条烹饪，得到混合液；(2)模拟人体小肠的酶消化反应活动；(3)测定面条还原糖含量；(4)基于数学模型对消化曲线进行拟合，得到体外消化试验参数；(5)建立标准样品GI值与体外消化试验参数之间的函数关系；(6)对待测面条的GI值进行预测。本发明专利技术所述方法的基础在于利用已知GI的面条食品作为标准参照物，建立体内GI指数与体外模拟消化试验参数之间的数学函数关联，以实现对待测面条食品GI指数的精确预测。本发明专利技术所述方法得到的体外消化试验参数与GI值的关系，其线性相关性r在0.85以上，预测精准度更高。精准度更高。精准度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种体外测定面条食品血糖生成指数的方法


[0001]本专利技术属于食品检测
，特别涉及一种体外测定面条食品血糖生成指数的方法。

技术介绍

[0002]碳水化合物，特别是以淀粉为代表的生糖类碳水化合物(Glycemic carbohydrates)，经人体消化系统的消化后，最终以葡萄糖的形式进入血液，不仅是人体最重要的能量来源，还是引起人体内餐后血糖升高的最重要原因。过去几十年，随着生产力的提高和人均可支配收入的增加，饮食中碳水化合物的消费量持续增加。
[0003]面条是我国居民最重要的传统主食之一，已有4000多年的历史。小麦是面条制作最重要的原料之一。据统计，每年用于面条制作的小麦粉占小麦总产量的35％。淀粉是面条制品中含量最高的成分，含量一般在60～70％。血糖生成指数(Glycemic index，GI)是评估面条、面包、米饭、粥、燕麦等碳水化合物食品餐后血糖反应的最重要指标。科学研究证明，由淀粉等可生糖碳水化合物所主导的血糖变化与人体健康密切相关。与高GI饮食相比，低GI饮食不仅能帮助控制食欲和延迟饥饿，益于体重控制，更能改善1型和2型糖尿病人的葡萄糖和脂质水平，有显著的保健效果。《中国糖尿病膳食指南2017》中就推荐了全谷物、杂豆类等低GI主食；《特殊医学用途配方食品通则》中也将低GI膳食作为血糖管理的营养干预推荐并规定糖尿病全营养配方食品的GI值≤55。低GI食品作为更科学以及适用消费群更为广泛的健康饮食选择，对于健康产业的发展具有开拓性的需求和意义。
[0004]GI值是功能性碳水化合物食品的重要指标，是通过标准统一的人体内血糖测试而计算得到的具体数值。当前，各国家/地区测试食品GI值方法均基于国际标准组织ISO出台的人体规范测试ISO 26642:2010，即：一种食品与同样数量的参考食品(通常为白面包或葡萄糖) 相比的血糖升高潜力，测试步骤可概括如下：1)选取至少10名过夜禁食后的健康受试者，让其摄入含有25g或50g可利用碳水化合物的受试面条样品；2)在面条消化开始前(0h) 和接下来2h消化时间内每隔15
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30min采集血样，通常经指尖肘静脉取血并分析各个消化时间的血糖水平，制作2h内的血糖响应曲线(即血糖水平与时间关系图)；3)作为对照，再次过夜禁食后，让相同受试个体摄入等量可利用碳水化合物中包含的葡萄糖(或具有已知GI 值的白面包)，进行相同的测试获得2h内的血糖响应曲线；4)测定反应曲线下方面积(AreaUnder Curve，AUC)，并规定葡萄糖作为标准参照品AUC值为100；待测面条与葡萄糖参照品的AUC比值乘以100，即得到血糖生成指数，即GI值。
[0005]人体血糖测试虽可以更为真实地反应不同食品GI值的变化，但需要至少10名志愿者进行平行实验，既涉及到相应的伦理申请，测试结果还受志愿者人数及个体差异影响较大。当前，体内血糖测试GI值方法不仅价格昂贵、效率不高且准确度无法保证，不适合面条制品生产企业高通量低GI原料筛选和产品研发等工作，极大地限制了当前国内外食品企业低GI面条食品的研发与推广，无法满足面条行业中大量测试的需要。
[0006]此外，与面包、燕麦、米饭等成分较为简单的典型碳水化户物食品相比，面条食品
配方组成更为复杂，参与影响其消化效率的因子较多，包括但不限于：蒸煮条件(温度、时间、水的比例)；面筋蛋白的含量与结构；原料淀粉的含量与结构；蒸煮后面条的冷却条件。因此，在面条食品GI值测试过程中存在着的不可控因素更多且影响更为复杂，测试结果可靠性难以保证。
[0007]随着科学技术以及相应基础理论研究的发展，基于计算机系统所连接控制的单腔室或多腔室动态体外消化测试、与磁力搅拌器组合的单试管/烧杯的静态体外消化测试方法在预测食品GI值方面已经展现出了巨大的应用潜力。例如，Bellmann等人基于TIMcarb动态体外消化模型预测了包含意大利面在内的22种不同食品的血糖反应曲线；Edwards等人采用单酶静态模型预测了意面、面包、米饭等20种富含淀粉食物的GI值，并得到了Zou等人的验证。
[0008]与动态体外消化方法相比，静态体外消化测试具有操作简单、重复性好、成本低、效率高等优点，在体外预测食品GI值方面具备非常大的潜能。Englyst法是最早被用于测试土豆、红薯、山药等食品GI值的经典静态体外消化方法。在该方法中，待测食物在37℃下与消化酶混合后进行消化实验，并使用比色法测定各个消化时间点的葡萄糖水平。但到目前为止，Englyst法已遇到相当多的批评与质疑。例如，Garsetti等人使用Englyst法预测饼干食品(GI～ 35
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60)的GI值并随后与体内测定值比较后发现，Englyst法几乎没有预测价值；Brand
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Miller 等人用Englyst法测试为三种中等GI值的食品样品后经体内测试结果却均属于低血糖食品 (GI均<55)。因此，研究者们竭力主张食品制造商承诺仅在经验丰富的实验室使用标准化的体内试验方法进行食品GI值测试。继Englyst法之后，等人采用一阶消化动力学方程的对消化数据拟合分析后预测了意大利面(pasta)、米饭和饼干等食品的GI值，其结果显示，待测食品样品在90min时的水解指数(HI90)与GI值的相关性最为显著。
[0009]中国专利技术专利(ZL200880105327.8测定食品血糖生成指数的体外方法)公开了测定食品血糖生成指数的体外方法。该专利中所述的食品GI值方法本质上是一种改良的Englyst法，其采用低温均匀研磨食物并固化或半固化食物样品，以确保食物分子完整性。此外，该专利所述的方法不仅同时模拟并考虑了蛋白质、脂肪与糖醇等其他食品组分的消化产物对实验结果的影响，并采用液相色谱(HPLC)测定葡萄糖、果糖、半乳糖、蔗糖或麦芽糖醇等各消化产物的含量，所得数据最后由计算机数据模型得到模拟的GI指数，以提高预测的准确性。然而，该专利所述的方法虽然一定程度上提高了GI指数预测的准确性，但存在着如下问题：1) 不合理或非必要步骤导致操作繁琐、2)耗时长、效率不高(如一天内由一名分析人员最多测定15个食物样品)；3)数据处理过度依赖专业统计软件；4)精准度无法保证等问题。
[0010]在另一个中国专利技术专利(ZL201610182902.0应用于食物升糖指数评估的快速测定方法) 中，研究者们则公开了应用于食品升糖指数评估的快速测定方法，即：将一种转糖酵素反应剂与待测食品样品混合后进行生糖反应，并借助超声波震荡将食物击碎。待测食品样品中的淀粉、原生糖份与膳食纤维等进行类消化模拟反应后，得到类食糜状的转糖生成产物。依时序测定此生成产物中的葡萄糖浓度，得到生糖反应曲线。经由数值方法与“转糖函数对应升糖指数”的转换计算后可快速评估出被测试样品的GI值。此法虽然可大幅缩短体外检测时间，精简所需的高级科学仪器与人力，但后期数据处理涉及大量数学积分和电脑软件程序应用，操作繁杂。此外，在中国专利技术专利申请(202010936365.0一种测定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体外测定面条食品血糖生成指数的方法，包括如下步骤：(1)体外试验模拟面条烹饪，得到混合液；(2)模拟人体小肠的酶消化反应活动：将步骤(1)得到的混合液在搅拌条件下水浴加热得到肠道消化模拟物，将肠道消化模拟物与模拟小肠消化液反应，模拟人体对面条的肠道消化过程；(3)测定面条还原糖含量；(4)基于数学模型对消化曲线进行拟合，得到体外消化试验参数；其中，所述的基于数学模型对消化曲线进行拟合的方法，包括如下步骤：1)依据体外酶消化在不同反应时间点释放的还原糖含量，制作还原糖含量消化曲线；2)结合对数斜率法对原始数据进行拟合分析，初步得到相应的体外消化参数；3)采用顺序/平行混合动力学体外消化模型，并参考2)得到的体外消化参数，输入CPS模型；4)结合利用规划求解的方式对2)得到的体外消化参数采用非线性最小二乘法(NLLS)进行优化，得到最优拟合度的还原糖含量消化曲线，获得一系列体外消化试验参数；(5)建立标准样品GI值与体外消化试验参数之间的函数关系；所述的建立标准样品GI值与体外消化试验参数之间的函数关系的方法为：1)基于拟合后最优解的还原糖含量消化曲线，采用Origin软件计算不同消化时间点曲线下面积值；2)采用IBM SPSS Statistics 26软件分析不同消化时间点曲线下面积值、体外消化试验参数与GI值的相关性，线性回归分析获得体外消化试验参数与GI值的函数计算公式；(6)对待测面条的GI值进行预测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的对待测面条的GI值进行预测的方法为：1)待测面条食品基于步骤(1)(2)(3)(4)，获得系列体外消化试验参数；2)代入步骤(5)中GI值与体外消化试验参数的函数计算公式，即可得到面条食品预测GI值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的体外试验模拟面条烹饪的方法，包括如下步骤：1)将面条食品剪成小段，每段0.5～2cm；2)面条与水密封混合，水浴加热得到混合液。4.根据权利要求3所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：余稳稳，王怀槟，李旭盈，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：