利用体外模型预测4种营养粉的升糖波动情况

升糖指数即GI值，首先由加拿大科学家Jenkins等提出，用于描述人体对食物的消化吸收速率和由此引起的血糖应答。引起人体血糖波动的主要物质是碳水化合物，碳水化合物根据是否能被人体利用，分为可利用碳水化合物和不可利用碳水化合物，前者可被人体消化吸收，在体内水解为葡萄糖，促使血糖浓度升高。胰岛素分泌需要时间，当胰岛素分泌并达到靶点前，如果食物中的还原糖水解量较高，被人体快速吸收，容易造成血糖急速上升，对于糖尿病患者会产生不利影响。因此，食品中可消化吸收碳水化合物的含量以及还原糖的释放水解速度，成为高血糖患者能否食用该食品的关键。

本实验选取市面上常见的4款肾病（包含糖尿病）病人专用营养粉，分别为产品A、产品B、产品C、产品D，其中产品A声称低GI，B、C、D款未声称低GI。将4个产品作为测试样品，建立体外消化模型，测定4种营养粉的葡萄糖水解曲线，预测其被人体食用后2小时内的血糖升高情况，为肾病合并高血糖患者选择合适的营养补充剂提供依据。

一、材料和试剂

1.材料。恒温振荡器、涡旋仪、紫外分光光度计。

2.试剂。乙酸钠缓冲液、胰酶、糖化酶、无水乙醇、葡萄糖标准品、DNS试剂。

3.样品。4款不同品牌厂家的营养粉，分别为产品A、产品B、产品C、产品D。

二、实验与方法

1.标准曲线的测定。（1）试剂的制备：称取10mg葡萄糖标准品溶于10mL三级水中，即得1mg/mL葡萄糖标准贮备液。准确称量0.41g无水乙酸钠，加水溶解后定容至50mL，加入冰醋酸0.05mL，调节pH至5.7-6.1，即得乙酸钠缓冲液。准确称量0.1g胰酶（15000U/g），溶解于6mL三级水中，再加入35uL糖化酶（10万U/mL）液体，混合均匀即得酶液。

（2）标品测定：取6个离心管，依次加入体积为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL浓度为1mg/mL的葡萄糖标准液，用三级水补足至0.5mL，加入0.5mL DNS试剂，涡旋混匀后沸水浴5min。冷却后加入4mL三级水，涡旋混匀，在540nm波长下测定吸光度（见表1）。以葡萄糖含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

2.营养粉还原糖水解波动曲线的测定。称取40mg粉末状样品，再分别加入4mL乙酸钠缓冲液（pH=5.7-6.1）和1mL新鲜制备的酶液（3500U/mL糖化酶与300U/mL胰酶体积比为1：5），涡旋混匀，得混合液，置于恒温培养箱（温度37℃）中的水平振荡器上（转速200r/min）水解。分别在水解第0、15、30、45、60、90和120min时量取70μL混合液，置于新的10mL离心管中，各加入430μL无水乙醇灭酶活后，加入DNS试剂0.5mL，涡旋混匀后沸水浴5min，冷却后加入4mL三级水，涡旋混匀，即得样品水解液。在540nm波长下测定吸光度，代入葡萄糖标准曲线方程，计算得到还原糖量，根据稀释倍数和取样量得到样品中的还原糖水解量。样品制备两个平行样，并做1个空白和1个葡萄糖参照物（3组样品的测定方法见表2）。

3.数据处理。每组做2次平行实验，取平均值。表格用Excel制作，图用Origin 2018软件绘制。

三、结果与分析

1.标准曲线。图1为葡萄糖标准曲线，即y=1.73743x-0.01386，R2=0.99856。该标准曲线的线性良好，拟合度（R2）达到0.99以上，可以满足定量葡萄糖的目的。

2.营养粉还原糖水解波动曲线。根据4种营养粉的还原糖水解量（表3）和水解曲线（图2）可以看出，产品B、产品C、产品D这3种营养粉随着消化酶作用时间，还原糖的水解量呈现上升趋势，在2h时趋于平稳，产品B还原糖最大水解量为0.491g/g，产品C还原糖最大水解量为0.484g/g，产品D还原糖最大水解量为0.466g/g。产品A的水解量随消化酶作用时间呈现平稳波动，还原糖最大水解量为0.330g/g，表现出良好的碳水化合物缓释效果。由此可以预测，在摄入等量营养粉的前提下，产品A将会表现出平稳的血糖波动。

四、讨论

随着生活节奏的加快、饮食习惯和食物构成的改变，糖尿病、心血管疾病、肥胖症、高血脂症、高血压等患病人群的比例不断上升，已成为目前全球性重大的公共卫生问题。其中，尤以糖尿病增长最快，已成为影响我国居民健康水平的重要慢性非传染病。

GI是评价碳水化合物的一个生理学参数，在预防和治疗各种慢性疾病（如糖尿病、心脑血管疾病等）方面具有很大的应用价值和很强的可操作性。高GI的食物进入人体后，消化快、吸收率高，能迅速进入血液引起血糖波动；低GI食物则消化慢、吸收率低，对血糖影响小，有利于控制血糖。因此，糖尿病患者应经常食用低GI食物。

本研究通过体外消化模型测定了4种市面上用于肾病患者的营养粉剂产品的还原糖水解速率，在一定程度上能反映其进入人体后水解出还原糖的情况，并对血糖波动预测提供一定的依据。实验发现，产品A作为专为糖尿病患者设计的控血糖产品，表现出良好的还原糖水解缓释效果，预测其被人体食用后不会产生剧烈的血糖波动，与其官方给出的低GI实验结果相吻合。而另外3种未声称低GI的产品在短时间内还原糖水解速度较快，糖尿病患者或者高血糖患者在食用时需要注意观察自身情况。