小米食物的血糖反应

赵文祺 范志红

(中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083)

小米(Setariaitalica(L.) P. Beauv.)是禾本科黍亚科狗尾草属植物，是部分亚洲和非洲国家的传统粮食作物之一，具有抗旱耐贫瘠、生育期短、适应性强等特点[1]。我国是小米产量大国，2014年年产量已达174万t，在亚洲仅次于印度[2]。小米的蛋白质含量等同或高于大米、小麦、高粱等其他谷物，其氨基酸组成可以与豆类形成蛋白质营养互补，并且富含B族维生素和矿物质，其中矿物质含量较高[3, 4]，常以全谷物的形式食用。主食中增加全谷食物有利于降低肥胖、2型糖尿病、心脑血管疾病等慢性病患病风险[5]。

小米可以有效改善糖尿病患者和实验小鼠的血糖、血脂代谢参数[6,7]；小米水提物可降低动脉粥样硬化指数，进而有助于预防糖尿病并发症的发生[8]；小米谷糠油能有效降低高脂血症、动脉粥样硬化等疾病的患病风险[9]。有流行病学研究表明，在日常饮食中增加小米的摄入量可以改善血脂异常和降低2型糖尿病的患病风险[2]。

有关小米血糖特性的研究表明，小米食物的血糖指数(glycemic index, GI)差异较大，品种、加工和烹调方式都会对小米食物的血糖效应产生影响，从而可能影响到它对慢性疾病的预防效应。本文归纳了近年来有关小米血糖反应的研究内容，主要包括受试食物为小米或含小米食物的随机对照实验，并含有血糖相关的测量结果[空腹血糖、餐后血糖、胰岛素、糖耐量、糖化血红蛋白(HbA1c)]，并对相关影响因素和可能机制进行了探讨。

1 小米食物的血糖反应

全谷物对餐后葡萄糖和胰岛素稳态的改善作用已得到了大量证实[10, 11]。作为我国最常使用的全谷物食材之一，小米的血糖特性也得到了广泛关注。有动物实验表明，用小米部分替代基础饲料，可以明显抑制高血糖小白鼠空腹血糖的升高趋势。随着小米在饲料中所占比例的提高，抑制效果逐渐加强，当小米比例达到80%时，饲喂30 d小米饲料的小白鼠空腹血糖值下降4.6%，而基础对照组升高了7.1%[12]。同样的效果也在高血糖大鼠模型中得以证实，经过为期4个星期的小米饲料喂养，实验组大鼠的平均血糖值降低了81.34 mg/dl，抗氧化状态得以改善，并加速了皮肤伤口的愈合过程[13]。

多项人体干预实验表明，小米食物有助于平稳餐后血糖[7,14-17]。Shukla等[17]对一种含30%小米粉的面条进行了GI值测定，结果为45.13，显著低于全小麦粉面条的GI值62.59。Itagi等[7]招募了18名2型糖尿病患者和健康受试者，受试者每天食用87 g含80%小米的混合谷物作为日常谷物的替代，经过为期4周的干预，受试者空腹血糖下降了16%～19%，血脂水平也得到改善。另一项中长期干预研究也显示，经过为期90 d每天80 g小米的干预，2型糖尿病患者血液中的HbA1c浓度降低19.14%，空腹血糖降低13.5%，血浆脂质参数也有显著降低[15]。类似的效果同样呈现在糖耐量受损人群中，经过12周每天食用含50 g小米的馒头的干预，糖耐量受损者的空腹血糖降低了0.4 mmol/L，餐后两小时平均血糖降低0.8 mmol/L，血清瘦素水平显著增加，胰岛素指数和炎症反应显著降低[16]。

尽管多项干预研究显示小米食物有平稳餐后血糖的作用，但据目前文献数据，小米食物的GI值相差较大，从17.6到124.41不等，可能是品种、栽培、加工、烹调方式等方面的差异所造成。表1中列出了部分国内外小米食物GI值的文献测定数据。

表1 不同品种、烹调方式的小米食物GI值(表格顺序已进行调整)

2 影响小米血糖反应的因素

2.1 小米原料品种

由于基因型、育种等的不同，小米原料的淀粉组成、营养成分等也存在一定的差异[27, 28]。在淀粉组成上，支链淀粉的含量和链长分布都将直接影响到淀粉颗粒的糊化特性。一般而言，高支链淀粉含量的天然淀粉在标准烹调条件下更易膨胀和糊化，消化速度更快，从而引起更高的餐后血糖反应和胰岛素反应[29]。

刘辉等[30]对27个品种的小米进行直链淀粉含量测定，发现品种间存在显著差异。Sandhu[31]等对6种基因型的小米进行理化性质和体外消化探究，各品种小米的直链淀粉含量、溶胀力和溶解度范围分别为13.6～18.1 g/100 g，14.1～17.9 g/g和10.4～16.2 g/100 g，抗性淀粉含量为9.7～16.5 g/100 g。潘海坤等探究了相同烹调处理下的糯性小米和非糯小米的餐后血糖反应。非糯小米的血糖指数低于白米饭，但高支链淀粉的糯性小米在煮成饭之后，其血糖指数甚至与葡萄糖水相当[21]。

梁克红等[32]对市面常见的十种有机小米和普通小米进行营养成分测定，发现有机小米中脂肪含量(4.05 g/100 g)显著高于普通小米(2.91 g/100 g)，其他常规营养成分无显著差异。李娟等[33]研究发现，黑小米比黄小米具有更高的蛋白质、脂肪和灰分含量。Mohamed[34]测定结果表明，黄小米比白小米具有更高的蛋白质、碳水化合物和纤维含量。此外，小米蛋白质的含量和组成也受其生长的生态环境、萌发情况等的影响[35]。而蛋白质、脂肪、膳食纤维等成分的含量增加都可能有利于改善小米的血糖效应[36, 37]。

2.2 加工方式

小米加工过程中的物理(如碾磨、脱皮、烘烤、热烫、挤压和膨化)、化学(酸处理)和生物(发酵、发芽)过程都可能会对小米食物的血糖特性产生影响[38]。

首先，物理碾磨精制会降低全谷类小米中酚类等植物化学物的含量，进而影响其对α-葡萄糖苷酶的抑制效果。测定表明小米中植物化学物的含量排序是：谷壳>麸皮>全谷小米>去皮小米>碾碎谷物[39]。酸处理、干热处理和水焯处理均会不同程度的降低小米中多酚含量，进而可能对小米食物的血糖特性产生影响[40]。

Ren[20]等测定了小米和小米制品的体外淀粉消化率和体内血糖指数。根据测定结果，不含挤压粉的小米煎饼GI值为76.2，而75.0%小米粉和25.0%挤压粉制成的小米煎饼GI值为83.0。结果表明，挤压、脱蛋白和加热处理显著增加了样品中的快消化淀粉含量，降低了慢消化淀粉和抗性淀粉含量，并因此提高了餐后血糖反应。

发芽和发酵过程可能会促进小米中碳水化合物的消化，进而升高血糖反应。Kumari等[41]研究发现，发芽小米制得的多萨(dosa)和煎饼(roti)的血糖反应均高于未发芽小米制品，可能是萌发过程中淀粉转化为低分子质量糊精和麦芽糖所致。此外，与小米煎饼相比，小米多萨的血糖反应更高，可能归因于多萨制备前对面糊的湿磨和发酵，从而导致其淀粉糊化程度和淀粉消化率高于小米煎饼。也有研究发现，固态发酵的小米与非发酵组相比，α-淀粉酶、β-葡萄糖苷酶活性显著提高[42]。

2.3 烹调方式

小米经过不同的烹调处理可制成饭、粥和各种小吃零食。Ren[20]等对几款小米制品进行GI值测定的结果显示，小米粥(93.6±11.3)>小米馒头(89.6±8.8)>小米煎饼(含25.0%挤压粉，83.0±9.6)>小米煎饼(无挤压粉，76.2±10.7)>小米饭(64.4±8.5)。这项研究表明，酵母发酵(小米馒头)和加大量水久煮(小米稀饭)等处理会提高消化吸收速度，使其餐后血糖反应达到和精白米面相当的水平。也有研究显示，蒸制和煮制还可能会降低小米蛋白的消化率[43]。

小米烹调前的预浸泡处理可以一定程度上改善其口感，但同时也可能升高小米饭的餐后血糖反应。Ren等[20]测定的未经预浸泡的小米饭GI值为64；潘海坤等[21]测得经20 min预浸泡后蒸煮的小米饭GI值为79；Zhu等[19]测得经12 h预浸泡蒸煮30、60 min的小米饭GI值分别为9、89。预浸泡过程可能会增加小米中快消化淀粉含量进而增加随后的血糖反应。蒸煮时间似乎对小米的血糖效应的影响不大，但不排除此项研究中前期浸泡时间过长掩盖了后续蒸煮时间的影响。

冷藏处理对小米饭的餐后血糖反应似乎影响不大，但糯性和非糯性小米具有很大差异。潘海坤等[21]分别测定了鲜热(趁热食用)、冷藏(4 ℃冷藏24 h后平衡至室温后不加热食用)和回热(冷藏后蒸10 min趁热食用)条件下小米饭的GI值，结果非糯性小米分别为79、73、75，而糯性小米分别为108、105、124。此外，与小米同食的其他食物成分对含小米食物的GI值也有较大影响。在小米中添加其他低GI食材，如豆类、葫芦巴种子[14,24]或姜黄、肉桂等调料[14]均可有效改善小米食物的血糖效应。

3 小米影响血糖的可能作用

现有研究表明，小米中的膳食纤维、蛋白质、植物化学物等成分有助于抑制消化酶的活性，从而延缓淀粉消化。

马力等[44]测得小米直链淀粉质量分数为27%，与玉米淀粉相比，凝胶稳定性高、膨胀力大且糊化温度高。小米中淀粉-脂质复合物的种类也会影响淀粉对淀粉水解酶的敏感性，进而影响其消化速度[45]。油酸、棕榈酸和亚油酸是小米中主要存在的脂肪酸，约占小米总脂肪酸的85%[46]。Kawai等[47]研究表明，与天然淀粉相比，淀粉与油酸形成复合物可以有效降低淀粉的水解速率。此外，小米中的蛋白质也有助于平稳血糖、降低炎症反应。Choi等[6]的研究显示，与酪蛋白对照组相比，饲喂小米蛋白显著增加了2型糖尿病小鼠血浆高密度脂蛋白胆固醇和脂联素水平，胰岛素和血糖浓度均显著降低。

刘敬科等研究发现，小米糠膳食纤维可以有效改善糖尿病小鼠的空腹血糖水平和糖耐量[48]。Bangouraet等研究发现，小米中的膳食纤维具有与大豆不溶性纤维相似的理化特性，可以延迟葡萄糖的扩散并抑制其在胃肠道中的吸收。其中的不溶性膳食纤维还可以抑制α-淀粉酶的活性，延迟碳水化合物的消化并抑制葡萄糖的释放，进而有助于改善餐后血糖和胰岛素敏感性[49]。小米中还含有丰富的植物化学物和抗氧化物质，如酚酸、类黄酮和植酸等[50]。它们可能有助于抑制胃肠道α-淀粉酶等相关消化酶的活性[17, 51]。

由于植物化学物、膳食纤维等成分主要存在于小米的谷皮和糊粉层，碾磨过程会造成相应营养物质的损失，故碾磨程度低的全谷小米比精制小米具有更平稳的餐后血糖效应[39，40, 52]。

小米还可能通过延缓胃排空、调节相关激素水平、改善肠道菌群等机制调控血糖。Alyami等[13]招募了26名健康受试者分别食用等能量等体积的苏格兰燕麦粥和小米粥作为早餐，受试者2 h餐后血糖曲线下面积无显著差异。但与苏格兰燕麦粥组相比，食用小米粥的2 h胃容量曲线下面积显著更大，且葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP)浓度的餐后120 min曲线下面积显著降低。也有研究发现，稠小米粥和蒸小米粗粉的胃排空时间约为白米饭、马铃薯和小麦通心粉的两倍[53]。此外，有动物实验表明，小米饲料干预能一定程度上降低糖尿病大鼠肠道内拟杆菌门与厚壁菌门的比值，逆转2型糖尿病对大鼠肠道微生物组成及相对丰度的影响，从而起到降血糖的效果[54]。

4 总结

目前的研究证据表明，小米不仅营养价值较高，而且对血糖控制具有一定的积极作用，但该作用必须建立在合理的加工烹调基础上。较低的碾磨度和维持较高慢消化淀粉的加工烹调方式值得研究和推广。我国有以小米为主食的悠久传统，有必要从育种、加工、烹调等多个角度，为需要血糖控制的人群研发相应的小米产品，并在提供研究数据的基础上，教育国民合理食用小米食物，将其作为全谷食材纳入到每日主食当中。