应用于食物升糖指数评估的快速测定方法技术

本发明专利技术提供一种快速测定方法用以测量食物中的升糖指数。首先将待测食物与本发明专利技术所公开的「转糖酵素反应剂」进行转糖反应，佐以食物的击碎与超声波震荡。此转糖反应可将食物中的淀粉、原生自由糖份与膳食纤维等进行类消化模拟反应，最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，可得到一转糖反应曲线。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升糖指数。本发明专利技术可大幅缩短传统以体外诊断方法(IVD)检测升糖指数所耗费的时间，并精简所需应用的高级科学仪器与人力。

A rapid method for the evaluation of glycemic index in foods

The present invention provides a rapid determination method for measuring the glycemic index in foods. Firstly, the reaction between the food to be tested and the sugar converting enzyme reaction disclosed by the invention is carried out with the crushing of the food and the ultrasonic vibration. This reaction can turn sugar in food, starch and sugar free primary dietary fiber for digestion reaction, and finally get the kind of like turn sugar production of chyme. According to the determination of glucose concentration in the product, a sugar conversion reaction curve can be obtained. The sugar index of the tested samples can be rapidly evaluated by the numerical method and the conversion of the sugar transfer function corresponding to the glycemic index. The invention can greatly shorten the time consumed by the traditional in vitro diagnostic method (IVD) for detecting the glycemic index, and streamline the advanced scientific instruments and manpower required for application.

【技术实现步骤摘要】
应用于食物升糖指数评估的快速测定方法
本专利技术涉及升糖指数的检测技术，特别是指一种可在短时间内模拟出对应人体对食物的消化过程系统的所造成的血糖变化对应升糖指数大小的模式，依据此模式可以体外诊断(in-vitrodiagnosis,IVD)的方法进行食物升糖指数定量/半定量的的快速测定或评估。本专利技术方法乃是结合对食物的物理性与化学性的解构、酵素反应、免疫测定学与数学统计推算等各个不同领域的技术建构而成。
技术介绍
近年来，由于大众对于饮食观念的增进与对于健康的重视，对食物的释放与吸收更加地注重。再者，由于国人在代谢症候群的人口逐年增加，对于饮食的重视非同日而语，而食品中的碳水化合物一直以来都是跟健康息息相关的。实际上，由碳水化合物所主导的血糖变化一直以来都是众所瞩目的焦点，尤其是糖尿病与肥胖症，更是国人常见的代谢性疾病。升糖指数(GlycemicIndex)是由多伦多大学的詹金斯教授等在研究糖尿病患者饮食中被发展出来的一种重要指标。在消化作用中，碳水化合物被分解为糖类并将可吸收的葡萄糖吸收后，会增加血糖含量，经过一连串作用使血糖趋于稳定，此法主要作用在于衡量食物中糖类对于血糖的影响。升糖指数会因为食物造成血糖波动而分成三大类，若食物中的碳水化合物能被迅速分解为糖类并将可吸收的葡萄糖快速吸收后，迅速的增加血糖含量，导致血糖急剧变化者是为高升糖食物。反之，食物中的碳水化合物较慢被分解吸收，造成血糖波动不大者为低升糖食物。若以葡萄糖为100为基准参考，低升糖食物是指数值小于55以下的食物，中升糖指数介于56-70间，而高升糖食物泛指指数大于71的食物。由于低升糖食物血糖变化不会急剧改变而是较为缓慢平稳，故为有利于血糖稳定的食物。血糖快速的波动会导致胰岛素需求量的改变，以调节人体血糖的恒定。哈佛大学公共卫生院已有研究指出饮食中高升糖指数食物与第二型糖尿病或是冠心病有强烈的正相关。而世界卫生组织WHO与联合国粮食及农业组织也建议工业化国家的人民以低升糖指数饮食为基础，以预防代谢性疾病如肥胖三高、心血管疾病、糖尿病及其并发症。因此，我国的国民健康署也曾在健康专栏请营养师详细解读升糖指数与订定国内常用食物的升糖指数以便民众查找。由此可知，血糖升糖指数可用于帮助消费者与健康管理人员选择适当的食物，并可能降低某些疾病的发生机率。升糖指数原始的测量是多位健康的成人受试者(6位以上)经过12小时禁食后，摄入50克待测食物，经过多次抽血检测(通常是取7组时间点抽血，每次间隔15-30分钟)，所得两小时内时间与血糖的关系的钟形曲线图，再将曲线下方积分除以标准食物(在亚洲区多以葡萄糖当作标准食物，而欧美多以白吐司当作标准食物，国民健康署以葡萄糖为本国升糖指数的标准食物)后得数值再乘以100即为升糖指数。为了降低受试者本身的差异或是其他个人特质的差异度，受测食物的使用需要经过严格的筛选。由于该方法的测定通常需要人当受试者以及费用昂贵费时，因此已经有相当的体外测试方法的发展。最有名的是1996年K.N.Englyst与其同事的研究，包括37℃下将食物和消化酶混合后定温分解食物，以比色法测定食物释放出的葡萄糖。1999年Englyst更将其方法改以高效能液相层析仪(HPLC)测定。其中，Englyst方法包含切碎已知定量的受测食物，加入10ml含有胃蛋白酶与瓜尔胶的HCl中混合后，经过37℃10分钟的反应后加入pH5.2的0.5M醋酸钠。接着将前述混合物加入事先混匀的淀粉酶、转化酶、胰淀粉酶中，经过37℃水浴震荡20分钟后，取出第一份样本并加入无水酒精终止反应，再以高效能液相层析仪(HPLC)测定(称为G20，即20分钟后释放的葡萄糖)。剩余样本继续作用100分钟后取出第二份样本，加入无水酒精终止反应后再以HPLC测得G120(即120分钟后所释放的葡萄糖含量)。取样两次后的残余试验混合物，将温度加至100℃促使完全水解，用以测定样品中的总葡萄糖含量。相较于使用体内测试方法测定血糖糖升指数，Englyst方法是利用葡萄糖值估算出受试食物的升糖指数数值。然而，Englyst方法也有其盲点，Brand-Miller等在2004年使用Englyst方法显示使用在低升糖指数的食品上会有误差过大的问题。Garsetti等在2005年的文章指出，某些食物(例如某些市售饼干)上面，此方法并没有预测价值。而由卡夫卡食品所持有的专利(中国专利字号：CN101784898B)改良Englyst方法，运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，模拟食品与酶的消化产生蛋白质、脂肪与糖醇的层次，最后使用HPLC测得样本糖类后，经由计算得到模拟的升糖指数，借以提高食品的升糖指数预测性。虽然提高了升糖指数预测性，但能需一天的时间处理并必须由高解析度的仪器(HPLC)分析计算后才能得到升糖指数。由前述技术可知，要测定升糖指数需要进行长时间与复杂的实验程序，耗用大量人力，并配合昂贵的精密仪器方能够进行。但面对于广大且又千变万化的饮食检测与预防医学保健的需求而言，如何缩短测试时间与大幅降低测试成本是当务之急。故本专利技术着重以创新方法提供一个以快速简便为目的的升糖指数测定方法，包含快速反应试剂配方，测定程序、快速测定仪器与数学方法来达到此目的。
技术实现思路
专利技术所欲解决的问题：本专利技术以创新方法提供一个以快速简便为目的的食物升糖指数测定方法，包含快速反应试剂配方，测定程序、快速测定仪器与数学方法来达到此目的。就现有的升糖指数测定技术而言，其一为“直接断食采血测定法”，必须进行大量的人体临床实验来采血测量后计算，其二为传统的体外诊断检测方法(in-vitrodiagnostictest,IVDtest)则需要进行长时间与复杂的实验程序，耗用大量人力，并配合昂贵的精密仪器(如高效能液相层析仪HPLC)方能够进行，更进一步，传统IVD方法大量使用强酸强碱提取食物中的转糖成分，所以必须借助大量前处理步骤，而且实验后的残留物质的清理也是一大问题。无论以上何种传统方法皆耗时、耗人力且高成本，更甚的还需要进行冗长的临床实验程序。为解决广大且又千变万化的饮食检测与预防医学保健的需求，依据本专利技术将提供一种新的检测方法用以大幅精简实验人力，缩短测试时间，不用强酸强碱、不须使用高成本的贵重仪器，即可进行对食物升糖指数的定量与半定量的快速评估。解决问题的技术手段：将欲检测升糖指数的食品样本定量采样后，与本专利技术所公开的「转糖酵素反应剂」进行转糖反应，佐以食物击碎与超声波震荡，可对食物进行类消化模拟反应的分解与成分转换，最终可得到相对应的葡萄糖浓度的时间变化曲线。其中「转糖酵素反应剂」的主要成分为消化酶、缓冲剂、噬糖物质、胶体与保存化学药品等，与食物中的淀粉与糖类(多糖与双糖)进行可控反应速率的葡萄糖转换与消耗反应。而食物击碎与超声波震荡方法，则是将可转糖物质不必通过强酸强碱的化学破坏，就可以将此转糖物质自组织中以物理方法提取出来，并可减少交互污染与处理程序。转糖反应后将生成“类食糜状”的转糖生成产物，此时依时序测定此产物的葡萄糖浓度对应时间的变化曲线。在适当的「转糖酵素反应剂」的成分配比、反应程序与条件控制的下所得到的生成物的葡萄糖浓度对应时间的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定食物的升糖指数的快速检验方法，以非侵入性的体外诊断检测方法，模拟真实消化反应后人体吸收与消耗造成血糖随时间变化的机制，其特征在于，所述测定食物的升糖指数的快速检验方法包括以下步骤：(1)定量的食物样品与转糖酵素反应剂的混合；(2)转糖酵素反应剂为消化酶与化学药品的混合试剂，用以模拟口腔消化液、胃液与肠液消化，将待测物糊化水解；(3)利用超声波震荡与间歇性打碎搅拌的方式，除研磨绞碎样品之外，并加速析出食物结构中的可转糖成分；(4)由上述步骤(2)与(3)使食物样品形成类食糜状态，以消化酶与超声波震荡的方式达到将碳水化合物分解转换成肠道主要吸收的葡萄糖类，过程中更进一步利用酵母菌或是可切割葡萄糖的方式来消耗由步骤(4)所转换过来的葡萄糖；(5)在步骤(4)的反应过程中测量单糖葡萄糖浓度对应时间的变化关系曲线；(6)由步骤(5)所取得的单糖葡萄糖浓度对应时间的变化曲线的目标为模拟消化系统在消化食物后所造成人体体内的血糖‑时间变化曲线，并以此模拟曲线须先进行图形重心法进行相似度的比对验证；及(7)由步骤(6)可得到转糖曲线具有可信赖度之后，据此开始推论演算未知待测食物的升糖指数，所使用的方法为以数学数值方法计算食物转糖曲线图形的积分面积后，借分析计算与相关资料库比对来推断升糖指数的大小。...

【技术特征摘要】
2016.01.18 TW 1051013611.一种测定食物的升糖指数的快速检验方法，以非侵入性的体外诊断检测方法，模拟真实消化反应后人体吸收与消耗造成血糖随时间变化的机制，其特征在于，所述测定食物的升糖指数的快速检验方法包括以下步骤：(1)定量的食物样品与转糖酵素反应剂的混合；(2)转糖酵素反应剂为消化酶与化学药品的混合试剂，用以模拟口腔消化液、胃液与肠液消化，将待测物糊化水解；(3)利用超声波震荡与间歇性打碎搅拌的方式，除研磨绞碎样品之外，并加速析出食物结构中的可转糖成分；(4)由上述步骤(2)与(3)使食物样品形成类食糜状态，以消化酶与超声波震荡的方式达到将碳水化合物分解转换成肠道主要吸收的葡萄糖类，过程中更进一步利用酵母菌或是可切割葡萄糖的方式来消耗由步骤(4)所转换过来的葡萄糖；(5)在步骤(4)的反应过程中测量单糖葡萄糖浓度对应时间的变化关系曲线；(6)由步骤(5)所取得的单糖葡萄糖浓度对应时间的变化曲线的目标为模拟消化系统在消化食物后所造成人体体内的血糖-时间变化曲线，并以此模拟曲线须先进行图形重心法进行相似度的比对验证；及(7)由步骤(6)可得到转糖曲线具有可信赖度之后，据此开始推论演算未知待测食物的升糖指数，所使用的方法为以数学数值方法计算食物转糖曲线图形的积分面积后，借分析计算与相关资料库比对来推断升糖指数的大小。2.如权利要求1所述的测定食物的升糖指数的快速检验方法，其中步骤(1)与(2)的秤重后的食品样品，需要加相对比例的转糖酵素反应试剂，使其达到相对应转糖反应作用的目标，转糖酵素反应试剂的组成成分包含消化酵素、缓冲剂与胶体物质、储存化学品、及噬糖物质。3.如权利要求1所述的测定食物的升糖指数的快速检验方法，其中步骤(3)与(4)使用机械方法将食物样品击碎后与转糖酵素反应试剂进行搅拌，并在30℃-50℃的温度下对经击碎后的食物样品与反应试剂的混合物施以超声波或机械波震荡，形成类食糜样品。4.如权利要求3所述的测定食物的升糖指数的快速检验方法，其中超声波或机械波震荡作用用以促使类食糜样品中多种不同特性的淀粉成分释出，并缩短...

【专利技术属性】
技术研发人员：史德芬，史德智，
申请(专利权)人：医博科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71