食物昇糖指數之技術平台的介紹與運用

產學合作技術研發績優獎勵獲獎教師發表研究動態報導- 食物昇糖指數之技術平台的介紹與運用

    林口校區保健營養系劉珍芳老師,為本校績優的研究教師,獲得本年度 (107) 產學合作計畫減授授課時數獎勵。劉老師實驗室主要是進行食物昇(升)糖指數 (Glycemic index, GI) 之測定與應用之相關試驗,包括同學們之專題製作與研究及一些產學委託合作之計劃案。劉老師從 2004 年第一項國科會的小產學合作計畫案開始進行此項相關試驗,至今已完成將近 200食物(品)之測定,主要包括1.新鮮食物2.加工食品3.特殊營養食品等三大類。相關研究成果陸續發表於國內外相關期刊中(1-7),並曾受邀於各大專院校、相關專業學會之研討會及產業界分享經驗。

   食物中的碳水化合物,即醣類,在日常飲食中佔有重要的地位。當攝取的食物中含有愈多的可利用醣類時,餐後所造成血糖反應的變化愈劇烈,若體內長時間處於高血糖的狀態,對健康會造成不良的影響。在1981年,Jenkins等人依據碳水化合物在體內消化吸收的情況,提出食物昇糖指數 (glycemic index, GI) 之概念及其與疾病間關係的理論,尤其是期望能作為糖尿病患者選擇食物時的指南與參考 (8)。一般而言,是透過藥物、運動及飲食治療三種方法,來控制第2型糖尿病病情及降低併發症之發生。其中飲食治療是最主要的一環,建議攝取適量的醣類、充足的膳食纖維、低脂或富含不飽和脂肪酸的食物等,而近年來的研究也強調飲食的GI值對於第2型糖尿病的重要性,建議選擇較低GI值的食物(品)。所謂 GI 值的定義為,在攝食含25g或50g碳水化合物的食物後,2小時內血糖升高之曲線下的面積(area under the curve, AUC)對應相同狀況下攝食參考食物(純葡萄糖或白吐司)後所造成曲線下面積的比值。測定過程似一項小型的人體試驗,受試者經過一個晚上10~12小時空腹之後,隔天至實驗室後,先進行體位測量,再由專業醫護人員on上留置針,抽取3 mL空腹血之後,飲(食)用一定量之標準品或是試驗食物(品)之後於15、30、45、60、90及120分鐘時各抽取3 mL血,測定其血糖數值,計算其AUC並求得相對於參考食物之GI 值。數值以1-100排列,若GI值愈大,代表飯後血糖值愈容易上升,並依數值分為低 GI(≤55)、中 GI(56-69)以及高 GI(≥70)三類 (9,10)。一般而言,影響食物 GI 值的因子很多,包括1.食物的組成份,如三大熱量營養素之含量,當蛋白質及脂質含量愈高,GI 值愈低,例如巧克力糖比水果糖來得低;2.碳水化合物 (包括膳食纖維) 的組成、結構與含量,例如長糯米、圓糯米、蓬萊米、在來米之GI 值分別為78.4, 63.4, 51.8, 43.3;而水果中的總糖量與種類、膳食纖維的含量都會影響到水果之GI 值,以一項測定常見的18 種水果之研究結果為例,GI 值前5名為葡萄、西瓜、文旦、龍眼與芒果,後5名為小蕃茄、水梨、富士蘋果、木瓜、泰國芭樂;與其膳食纖維的含量成負向關係,但與其所含的總糖量成正向關係 (11)3.食物的加工、製備烹調方式等,加工程度越高的GI值越高,以馬鈴薯為例,馬鈴薯泥、煮馬鈴薯有較高GI值,然而油炸的則為中低GI。此外,因GI值適用於單一食物所造成的血糖反應,基本上屬於「質」的度量,若要考慮「量」的度量,則以昇糖負荷(glycemic load, GL) 呈現會較為完整,可兼顧食物的質與量,及了解整個飲食所造成之昇糖效應。GL值的計算方式為將所攝取的食物中之碳水化合物的含量乘以該食物之GI值得之。GL值依所計算之數值可分成低 GL(≤10)、中 GL(11-19)及高GL(≥20)食物;若計算整天的飲食,所攝取的GL ≤80為低GL飲食、81-119為中GL飲食、≥120則為高GL飲食(12, 13)。

   有關飲食(食物)之GI值近幾年已成為一個新觀念及新題材,世界上有許多國家,包括澳洲、日本(10, 14, 15)等已建立其自有的食物之GI相關數據,但因各國的文化、食物種類、飲食型態與習慣均不同,故日後有必要建立本土性的數據來提供消費者、臨床醫護人員及衛生單位制訂政策上的參考。

參考資料:

  1. 黃亦璉、邱俊傑、陳雅妍、顏敏恆、黃雋、劉珍芳*。2015. 低升糖指數飲食對於體重過重或肥胖女性體組成及脂質代謝之影響。長庚科技期刊 22:9-22.
  2. Chen YY, Lai MH, Hung HY, Liu JF*. 2013. Low-glycemic index sweet potato Ipomoea batatas (L.) Lam. “Tainong 57” starch improves insulin sensitivity in high-fructose diet-fed rats by ameliorating 2 adipocytokines, pro-inflammatory status and insulin signaling. J Nutr Sci Vitaminology 59: 272-280.
  3. Chen YY, Wu PC, Weng SF and Liu JF*. 2011. The glycemic index and peak incremental indices of six kinds of popular fruits in Taiwan: comparison of healthy and type 2 diabetes subjects. J Clin Bio Nutr 49: 195-199. 
  4. 林筱涵、劉珍芳*。2010. 食物昇糖指數之測定與應用。台灣膳食營養學雜誌 2:7-12.
  5. 林依婷、林勁帆、黃萾芬、葉姿劭、許美智、劉珍芳*。2009. 運動前攝取不同昇糖指數之飲食對耐力運動時呼吸及能量利用之影響。台灣營養學會雜誌 34:114-122.
  6. 黃萾芬、林依婷、張文心、陳巧明、劉珍芳*。2007. 常見本土性主食類之昇糖指數。台灣營養學會雜誌 32:46-53
  7. 林依婷、劉珍芳*。2007. 食物昇糖指數及其對耐力運動表現之影響。中華體育季刊 21:15-22.
  8. Jenkins DJ, Wolever TM, Taylor RH, Barker H, Fielden H, Baldwin JM, Bowling AC, Newman HC, Jenkins AL, Goff DV. 1981. Glycemic index of foods: a physiological basis for carbohydrate exchange. Am J Clin Nutr 34:362-366.
  9. Brand-Miller J, Wolever TM, Foster-Powell K, Colagiuri S. 2003. The New Glucose Revolution. New York, NY: Marlowe & Company.
  10. https://www.gisymbol.com/about-glycemic-index/
  11. 吳品青。2010. 探討影響水果昇糖指數之因子並運用於第 2 型糖尿病患者對水果的選擇。台北醫學大學保健營養學系 碩士論文。
  12. Venn BJ, Green TJ. Glycemic index and glycemic load: measurement issues and their effect on diet-disease relationships. Eur J Clin Nutr 2007; 61:122S-131S.
  13. Farvid MS, Homayouni F, Shokoohi M, Fallah A, Farvid MS. 2014. Glycemic index, glycemic load and their association with glycemic control among patients with type 2 diabetes. Eur J Clin Nutr 68:459-63. doi:http://dx.doi.org/10.1038/ejcn.2013.288.
  14. Kaye Foster-Powell, Susanna HA Holt, Janette C Brand-Miller. 2002. International table of glycemic index and glycemic load values. Am J Clin Nutri 76:5–56. https://doi.org/10.1093/ajcn/76.1.5.
  15. Wolever TM, Vorster HH, Björck I, Brand-Miller J, Brighenti F, Mann JI, Ramdath DD, Granfeldt Y, Holt S, Perry TL, Venter C, Xiaomei Wu. 2003. Determination of the glycaemic index of foods: interlaboratory study. Eur J Clin Nutr 57:475-482.