低血糖生成指数馒头的研究进展

邓星星

（新疆塔城地区食品药品检验所，新疆塔城 834700）

0 引言

馒头是我国的传统主食，具有悠久的历史，深受消费者的喜爱，是北方人餐桌上必不可少的主食，是以小麦粉为主要原料，通过酵母发酵，再经汽蒸熟化的一种面制品[1]。随着小麦粉精细化加工程度的提高和淀粉的固有消化特性，馒头易消化吸收且含有很高的血糖生成指数（GI）。GI是1981年由加拿大多伦多大学的Jenkins博士首次提出的概念，可表示为含有50 g碳水化合物的食物，在食用后的一段时间内体内血糖水平应答增值曲线面积，与食用了含50 g碳水化合物的参考标准食物所引起的血糖应答曲线增值面积的比值，即GI代表食物与葡萄糖相比升高血糖的速度和能力，反映食物引起血糖生成的能力。很多慢性病的发生和人类的亚健康都与食物的GI有关，GI＜55的食物被认为是低GI的食物，55～70的为中GI的食物，70以上为高GI的食物[2]。长期食用高GI的食物会引发糖尿病、肥胖、心脑血管等疾病[3]。目前，中国人口的慢性病逐年增加。饮食是糖尿病等慢性疾病治疗的基础，部分轻型慢性病患者用饮食就可以控制病情。馒头是很容易被忽略的一种高GI食物，Yang Y X等人[4]以8～12位20～45岁的健康成年人为统计研究对象，得到小麦精细粉制作馒头的GI高达88.1。低GI馒头的研究是社会的迫切需求，通过降低主食馒头的GI有效控制和缓解慢性病的发生，是不可避免的趋势。综述了国内外馒头GI的研究进展，讨论了多种功能性原料制作低GI馒头，降低馒头GI的工艺，以及对低GI馒头发展的建议，以期进一步激发社会对健康食品的研究兴趣，以应对不断增加的慢性病风险。

1 馒头的主要营养成分和GI

馒头是小麦粉经酵母发酵后的蒸制品，主要成分为淀粉和蛋白质，其中淀粉含量较多。馒头中的淀粉以支链淀粉为主，含有少量直链淀粉，直链含量增高会导致馒头外观不平整、孔隙减小、黏度增大等品质问题[5]。馒头中的蛋白含量虽少但却对其品质有较大影响，主要麦谷蛋白和麦醇溶蛋白，占据总蛋白的80%，麦谷蛋白决定面团的黏弹性，麦醇溶蛋白决定面团的延伸性。赵亮等人[6]通过口服葡萄糖耐量试验筛选健康成人30名，让入选对象食用与75 g无水葡萄糖含糖量相等小麦粉馒头，测定并计算食用后血糖，得到馒头GI为97.31，馒头具有较高的GI与其成分息息相关。Liu W等人[7]研究表明，含有机三价铬、直链淀粉较高的小麦粉制得馒头的GI（75） 明显低于普通小麦粉（93），增加小麦粉中直链淀粉的含量所制馒头的（GI） 也低于普通小麦粉。馒头中蛋白质的种类和含量决定了面团的网络结构，为保证馒头的品质，蛋白质的建议含量为10%～11%[8]。淀粉中的蛋白质有利于面团三维网状的形成，形成壁垒作用降低淀粉的消化率，所以蛋白可以调控网络结构，影响馒头的血糖生成指数。

2 降低馒头GI的方法

2.1 小麦淀粉对馒头GI的影响

2.1.1 不同粒度小麦粉对馒头GI的影响

馒头制作的主要原料为小麦粉，为了追求馒头的口感和白度，制作馒头的小麦粉逐渐趋于精细化。淀粉的粒度与研磨参数、研磨道数、研磨力度、筛网配置等有关，粒度减小会引起淀粉颗粒的不同损伤，从而导致淀粉糊化特性的改变，进而对馒头的GI带来影响。有研究人员用平均粒度分别为358.54，82.19，59.36，43.09，28.73，16.66 μm 的小麦粉与粒度为63.59 μm的普通小麦粉做对比试验，通过基本理化指标测定和淀粉理化特性分析，得出小麦粉的粒度大小与淀粉的糊化温度呈正相关，小麦粉颗粒越大，越不容易发生糊化，358.54 μm时淀粉的糊化温度达到最高为90.35℃，这主要是因为小麦粉颗粒较大时，水分子不易进入小麦粉颗粒内部，不容易发生糊化。淀粉颗粒粒度越小，破损淀粉含量越高，面筋蛋白含量增高，而破损淀粉可以影响面团的吸水率和消化特性，其吸水量是普通淀粉的5倍，可在酸或酶的作用下分解为糊精、麦芽糖和葡萄糖，进而影响面制品的GI。总的来说，小麦粉粒度越小，越利于淀粉发生糊化，制作的馒头GI越高。

2.1.2 淀粉成分对馒头GI的影响

淀粉中直链淀粉、支链淀粉和抗消化淀粉的含量影响馒头的GI。直链淀粉由大葡萄糖单位构成，糖链为卷曲的螺旋式，无分支的链状结构。支链淀粉既有螺旋式的卷曲主链，也有螺旋卷曲的支链，通常支链长度相对较短。与支链淀粉相比，直链淀粉在大分子结构上葡萄糖分子排列整齐，不易受α-淀粉酶影响[9]。所以淀粉中直链淀粉的增加有助于降低馒头的GI。Su-Que L等人[10]以健康人和糖尿病患者为研究对象，在小麦面粉中添加富含三价有机铬和直链淀粉的紫粒小麦有助于降低餐后血糖，这可能是高的直链淀粉含量和三价有机铬共同作用减弱馒头的抗胰岛素性。直链淀粉含量的升高可导致馒头中抗消化淀粉的增加[11]，抗消化淀粉是指在小肠中不能被酶解，但是可以在肠胃道结肠中被利用的淀粉，具有较低的持水力和血糖生成指数，是糖尿病患者的一种优良的主食成分，可作为低GI馒头的理想配料。翟文奕[12]以健康小鼠为研究对象，饲喂抗性淀粉为3.31%的馒头，餐后血糖明显高于普通馒头（抗性淀粉含量为1.06%）和杂粮馒头（抗性淀粉含量为2.65%），在进食30min后，喂食高抗性淀粉馒头小鼠的血糖值为7.8±0.35，低于喂食普通馒头的血糖值8.95±0.46，喂食60，90，120 min后，高抗性淀粉馒头的血糖值比普通馒头低，这可归因于抗消化淀粉的低消化率和低血糖生成指数。Rosin P M等人[13]进行类似的研究通过冷冻贮藏增加面包中抗性淀粉的含量，降低其血糖生成指数。所以，适量增加直链淀粉和抗消化淀粉的含量有利于生产低GI馒头。

2.2 添加物对馒头GI的影响

不同添加物对馒头GI和餐后2 h血糖的影响见表1。

2.2.1 淀粉类添加物的影响

由表1可以得到，用土豆粉、苦荞粉、紫薯粉、山药粉、青稞粉替代部分小麦粉制的载量杂粮馒头可不同程度地降低馒头的GI（7.8%～36.9%） 和餐后2 h的血糖含量（10.2%～38.2%）。通过体外模拟试验，富含淀粉的谷物粉添加入小麦粉馒头中，可降低馒头的GI，根据Wenjun L等人[14]的研究，用荞麦粉替代15%的小麦精细粉制作的馒头，可降低23%的血糖反应。人体临床试验表明，青稞粉替代部分小麦精细粉得到的杂粮馒头无论对于健康人还是糖尿病患者都具有降低餐后血糖的功效[15-16]。这主要有2个原因，一方面其他谷物淀粉的加入可减小馒头的孔隙率和多孔性，降低馒头的疏松度，从而提高α-淀粉酶与淀粉的结合难度，减少相对结合率；另一方面其他淀粉的加入，可改变快消化淀粉和慢消化淀粉的比例，增加馒头中抗消化淀粉的含量，从而使得馒头的生物消化难度增加，降低馒头的消化率和消化速度。Fan Zhu等人[17]将紫薯粉替代50%的小麦粉加入馒头中，得到的紫薯馒头快消化淀粉和慢消化淀粉由原来的19%和15%分别降低到13%和10%，抗消化淀粉从36%增加到40%，通过体外消化模拟，得到紫薯馒头的GI为68，相较于小麦精细粉馒头（110） 降低了40%。LIU X L等人[18]研究报道了35%的土豆粉替代小麦粉加入馒头后，土豆杂粮馒头改变了馒头的吸水性，空隙体积和硬度等性质，这可能减少口腔中淀粉酶和馒头中淀粉的结合率，从而使得土豆杂粮馒头的GI只有60，与原小麦粉馒头相比减少了18.5%。

表1 不同添加物对馒头GI和餐后2 h血糖的影响

2.2.2 纤维类添加物的影响

当前，慢性疾病（如糖尿病、癌症、肥胖、心脑血管疾病等）严重威胁了人类健康，从营养饮食的角度来讲，膳食纤维摄入不足是引发这些慢性病的重要原因[19]。谷物杂粮中富含膳食纤维，将其加入馒头中，可减少馒头中淀粉的相对含量，降低馒头的GI，改变馒头的理化性质和感官品质。吕静[20]在普通小麦粉中加入10%的小米糠制的米糠馒头，相较于小麦粉馒头，米糠馒头中快消化淀粉和慢消化淀粉分别降低17.5%和36.0%，抗消化淀粉增加1倍，馒头GI降低18.0%。以健康的成年人为研究对象，食用加入适量高粱粉、麦麸粉等富含膳食纤维的膳食馒头后，餐后2 h血糖都有所降低[21-22]，总的来讲，馒头中加入膳食纤维可降低GI，减少慢性病的风险。膳食纤维馒头降低GI的主要原因是膳食纤维在体内不易被消化利用，产生的能量较少，膳食纤维进入胃肠后吸水膨胀，产生饱腹感，减少高GI食品的摄入，减轻胰岛的负担；膳食纤维在体内通过影响胃肠的酶代谢系统，调节人体血糖，提升机体对胰岛素的敏感性[23]。

2.2.3 混合类添加物的影响

多种有益添加物的混合物加入到馒头中制作低GI膳食馒头，可以综合利用多种添加物的功能成分，改善馒头的口感和降低血糖的效果。关倩倩等人[24]研究了用山药粉和土豆粉分别替代19%和37%的小麦粉得到的杂粮馒头GI为60，显著降低了小麦粉馒头的GI（78）。陈颖等人[25]认为南瓜中含有较多的铬含量和较高的果胶含量，可促进胰岛素的分泌和提升饱腹感，同时绿豆中直链淀粉和抗消化淀粉含量较高，所以用南瓜粉和绿豆粉分别替代30%和10%的小麦粉，得到低GI膳食馒头。12名健康成年人食用南瓜绿豆膳食馒头，测定餐后2 h血糖相较于普通小麦粉馒头降低11.3%。而且南瓜绿豆馒头表皮光滑，气孔均匀细腻、馒头弹性高、口感爽口、不黏牙，充满了南瓜和绿豆的清香味。

2.2.4 其他添加物的影响

通过合适的工艺，其他成分（如蛋白质、脂肪、多酚等）的添加也可生产低GI馒头。在馒头中添加30%富含膳食纤维、蛋白质和脂肪的奇亚籽粉，得到的杂粮馒头GI降低了25%，而且奇亚籽粉的添加对馒头的感官品质和理化性质不会产生较大的影响[26]。Goh R等人[27]研究认为，在馒头中添加2%的绿茶多分萃取物，可以降低馒头中淀粉的消化速度，降低人体的血糖。值得注意的是，现在药膳馒头也是减低馒头GI，辅助治疗糖尿病患者的有效手段，刘桠等人[28]在馒头中加入桑葚、黄精等中药成分制作药膳馒头，对101位糖尿病患者进行治疗，24周后服用药膳馒头的糖尿病患者餐后2 h血糖降低22.0%，这主要归功于中药中的有益成分。非淀粉有益成分的添加会降低馒头中淀粉的相对含量，增大淀粉分解的难度，减缓淀粉的分解速度，所以可以不同程度地减少馒头的GI。

2.3 制作工艺对馒头GI的影响

不同的加工方法和贮藏方法可以影响馒头的GI。在馒头成形之前，需要添加酵母发酵、揉搓、添加水和面粉等，减少酵母的添加量，适量改变加水量可减小馒头的孔隙率和空隙大小，增加馒头的硬度，降低馒头的柔软度，这样得到的馒头具有较低的GI[29]。馒头制作完成后，低温老化贮藏可以提升馒头中抗消化淀粉的含量，从而得到低GI馒头[30]。总的来说，改善馒头的理化质构性质，增加馒头中慢消化淀粉和抗消化淀粉的比例是降低馒头GI的可行方法。

3 结语

馒头的营养成分从根本上影响馒头的GI，普通小麦粉馒头由于淀粉含量高，直链淀粉和抗消化淀粉相对比例较低，因此具有较高的GI，可以通过添加淀粉类谷物、纤维类谷物，以及其他蛋白类、多酚类等有益成分降低馒头的GI，制作低GI杂粮馒头，除此之外，馒头的加工和贮藏方法也可影响GI。总的来说，降低馒头中快消化淀粉的含量，增加淀粉和淀粉酶的接触难度和接触速率是有效降低馒头GI的方法。

在未来的发展中，作为运动、保健、减肥和糖尿病患者专用食品，低GI馒头具有较大的市场。目前试验对于低GI馒头的研制不仅要解决消化的快慢问题，也要解决新型馒头的感官问题，改善低GI馒头的口味与口感将成为关键问题和主要挑战。多种有益成分协同作用改善感官品质，新型工艺的出现提升低GI馒头的理化性质可能是未来的发展方向。