一种测定食品血糖生成指数的体外消化模型方法技术

本发明专利技术提供了一种测定食品血糖生成指数(GI)的体外消化模型方法。该体外消化模型方法用于测定各种食物成分和食品的GI，便捷、准确，并且可以同时测定多个样品。其中该体外消化模型方法涉及食品的组成成分分析、消化模型和葡萄糖含量的测定。该体外消化模型方法是体内测定方法的一个补充，有利于指导研究院所和食品企业前期不同GI产品，尤其是低GI产品的开发。

【技术实现步骤摘要】
一种测定食品血糖生成指数的体外消化模型方法本申请是申请日为2015年11月09日、申请号为201510760117.4、专利技术名称为“一种便捷的测定食品血糖生成指数的体外方法”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及测定各种食品血糖生成指数(GI)值的体外方法。本专利技术提供了便捷、廉价且准确的体外方法，该方法用于测定各种食物成分和制成食品的GI。
技术介绍
随着社会结构的变化、生活节奏的加快、饮食习惯和食物构成改变及社会老龄化，人类疾病谱发生了很大转变，胰岛素抵抗相关慢性疾病，如糖尿病、心血管疾病、肥胖症、高血脂症、高血压等比例不断上升，已成为目前全球性重大的公共卫生问题。在这些疾病中，尤以糖尿病发病率增长显著，据估计，全世界糖尿病病人约有3.47亿，我国有1.14亿，潜在或隐性糖尿病患者更多。预防和控制上述疾病发生的关键在于科学合理的膳食结构。为此，1981年加拿大科学家Jenkins等提出了GI，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。GI是评价碳水化合物(CHO)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。具有碳水化合物意识的消费者和健康护理人员能够使用GI或相关值选择适当的食物。GI最初的提出，主要用于糖尿病患者对富含淀粉食物的选择上，使膳食血糖指数维持在一定的合理范围内，以达到控制血糖的目的，提供糖尿病患者健康的饮食。而随着研究的不断深入，发现GI在预防和控制广泛的慢性病方面也具有很好的效果，为此，更多的科学工作者研究GI与慢性病之间的关系，并且利用GI的理论指导开发和生产适合慢性病患者食用的产品，GI已逐渐让更多人了解和接受。在澳大利亚、新西兰以及南非已有明确的低GI食品法律法规及检测标准，并允许生产企业使用低GI食品标签，在美国、英国、日本等国家，也相继出现了GI评价机构与低GI食品，并且发展势头强劲。而在我国，低GI研究也取得了较大成就，在最新的食物营养成分表中就有GI数据，便于消费者合理选择食物，但产业化相对落后，因此，消费者对此了解甚少。GI表示当食用含50g有价值的CHO的食物后，在一定时间内(一般为2h)体内血糖水平应答与食用相当量的葡萄糖或白面包引起的血糖应答水平的比值。餐后血糖应答一般用曲线下的面积(areaunderthecurve，AUC)表示，将50g葡萄糖或白面包在2h内的血糖应答曲线下面积(AUC)定义为100，其它食物的血糖指数则通过两者曲线下面积的比值乘以100计算。用公式表示为：GI＝含有50gCHO的餐后血糖应答曲线下面积/50g葡萄糖(或白面包)的餐后血糖应答曲线下面积×100。GI代表了一种食物的生理学参数，与传统的物理化学方法不同，它能确切地反映食物摄入后人体的生理状态，是衡量食物引起人体餐后血糖反应的一项有效指标，更能真实地反映含有等量CHO的不同食物其消化吸收率和引起的血糖反应，从“质”的新理论区分CHO，是对以往单靠测量膳食能量和CHO摄入量的饮食控制一个极好的补充和提高。根据GI值，科学家将食物分为不同等级。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峰值高，胰岛素快速升高，导致血糖下降速度快，血糖变化剧烈；而低GI食物则消化慢，吸收率低，对血糖影响小，有利于控制血糖。人体试验是计算GI的最主要方法，也是目前国内外测定食品GI的标准方法，主要是依据GI的概念，通过测定人体食用含有50g(根据食物含CHO的量及人体一次摄入量可适当调整)有价值的CHO的食物后血糖变化情况，目前，已发布的食物GI表中的数据全部采用该方法测定的。人体试验测定GI方法受到多个因素的影响，包括受试对象身体健康状况、受试人数、测试前用餐、运动及药物要求、参考食物、被测食物中有效CHO、测试程序中的频次、葡萄糖监测方法及数据处理等。因此，为获得有价值的GI值，就需要对其测定方法进行标准化。人体试验虽然精确，但测定过程繁琐，所需要的时间和成本比较高，要求也比较严谨，对于政府机构或是高校及科研院所来讲，为了保证试验数据的准确性需要严格按照人体试验方法进行测定。但对于一些大型企业在开发产品的前期时，由于需要缩短研发周期及配方的快速调整，人体试验测定方法就存在不足，因此有必要开发一种便捷、廉价和准确的测试方法。为此，一些国外科研工作者探究模拟人体消化模式建立体外消化模型，通过体外方法测定产品的GI值。中国尚未有关体外消化模型测定食品GI的方法。由于体外消化模型方法在测定食物GI方面能够很好的复制及所需要的时间短和成本低等优势，在企业开发产品前期比较实用。有鉴于此，本专利技术人结合实际操作，并借鉴国外相关的研究专利技术了该体外消化模型方法用于测定食物GI。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种模拟人体体内消化的体外分析方法，用于测定各种食物的GI。本专利技术方法能够在一天内，由一名分析人员测定多种食物样品的GI，相对于传统人体体内方法，显著的降低了成本，提高了效率。使用本专利技术方法测定的GI值显示与使用人受试者的传统测试获得的结果有非常高的相关性。同时，本专利技术方法可用于宽范围的食品，包括固体食品、半固体食品和液体食品。本专利技术提供用于测定试验食品GI的体外方法，所述方法包括：1)测定试验食品的组成成分含量；2)称取合适量的测试样品，将测试样品在人体口腔模型中进行消化；3)将步骤2)中样品在人体胃模型中进行消化；4)将步骤3)中样品在人体肠道模型中消化；5)将步骤4)中经过所述固定时间消化后，立即将模拟消化的样品取样处理，以停止酶反应；6)测定来自步骤5)的消化样品中不同消化时间的葡萄糖含量；7)使用预测方程，从步骤6)中得到的试验数据，计算该试验食品的GI，所述预测方程源自校准样品的校准数据分析，其中所述校准数据为相同类型，且以与步骤(1)至(6)中测定的试验食品的数据相同的方式获得，且其中所述校准样品具有已知的体内GI值。本专利技术体外方法可用于测定固体、半固体和液体食品的GI值，同目前可得到的体外方法相比，具有更接近人体体内消化环境，所采用的生物酶基本与人体酶特性类似，更有来自人体克隆的生物酶，显著提高了结果的准确度。由本专利技术方法获得的数据准确度与商业上可得到的体内方法相当，同时显著节约时间和成本。为了本专利技术的目的，“合适量的测试样品”表示通过测试样品中所含有的碳水化合物的量计算得到，使所测试样品中含有的有效碳水化合物的量为1g的测试样品量，即为“合适量的测试样品”。所采用的参照品为麦芽糖，麦芽糖的GI值为已知，同时食品中的有效碳水化合物多数为淀粉类物质，通过消化途径降解过程中有麦芽糖产生，而麦芽糖能被淀粉葡萄糖苷酶完全降解生成葡萄糖(即水解率为100)，进入血液，引起血糖升高。为了本专利技术的目的，口腔、胃和肠道模型的建立都是在250mL碘量瓶中进行的，通过水浴摇床模拟口腔、胃和肠道的温度，采用先粉碎机打碎，再筛网过筛，最后研钵敲打方法模拟口腔咀嚼过程，利用加入玻璃球和摇床模拟胃、肠蠕动，通过缓冲溶液以及盐酸和氢氧化钠调节口腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定食品血糖生成指数的体外消化模型方法，所述体外消化模型方法包括：/n1)测定待测试食品的组成成分含量；/n2)从所述待测试食品中称取测试样品，将所述测试样品在人体口腔模型中进行消化，其中所述人体口腔模型中使用的模拟唾液为克隆来源于人类唾液的α-淀粉酶配制；/n3)将步骤2)中在所述人体口腔模型中消化后的测试样品在人体胃模型中进行消化，在所述人体胃模型中通过瓜尔豆胶模拟胃液；/n4)将步骤3)中在所述人体胃模型中消化后的测试样品在人体肠道模型中消化，在人体肠道模型中使用的模拟胰液由以下四部分组成：MgCl

【技术特征摘要】
1.一种测定食品血糖生成指数的体外消化模型方法，所述体外消化模型方法包括：
1)测定待测试食品的组成成分含量；
2)从所述待测试食品中称取测试样品，将所述测试样品在人体口腔模型中进行消化，其中所述人体口腔模型中使用的模拟唾液为克隆来源于人类唾液的α-淀粉酶配制；
3)将步骤2)中在所述人体口腔模型中消化后的测试样品在人体胃模型中进行消化，在所述人体胃模型中通过瓜尔豆胶模拟胃液；
4)将步骤3)中在所述人体胃模型中消化后的测试样品在人体肠道模型中消化，在人体肠道模型中使用的模拟胰液由以下四部分组成：MgCl2-CaCl2溶液、胰液、淀粉转葡萄糖苷酶和蔗糖酶，其中所述模拟胰液中含有猪胆盐且通过所述猪胆盐模拟小肠消化中的胆盐；
5)将步骤4)中在所述人体肠道模型中的测试样品经过固定时间消化后，立即将模拟消化的测试样品取样处理，以停止酶反应；
6)测定来自步骤5)的消化的测试样品中不同消化时间的葡萄糖含量；
7)使用预测方程根据步骤6)中得到的试验数据，计算所述待测试食品的血糖生成指数。


2.根据权利要求1所述的测定食品血糖生成指数的体外消化模型方法，其中在步骤1)中所述待测试食品的组成成分含量包括：水分含量测定采用GB5009.3-2010中的烘干法；粗蛋白质采用GB5009.5-2010中的凯氏定氮法；灰分的测定采用GB5009.4-2010灼烧法；脂肪的测定采用GB5009.6-2003中的索氏抽提法；膳食纤维的测定采用GB5009.88-2014中的酶重量法；总碳水化合物的测定采用差减法。


3.根据权利要求1所述的测定食品血糖生成指数的体外消化模型方法，其中在步骤2)中称取测试的样品量依据步骤1)测定结果进行计算，使得称取的最终测试样品中有效碳水化合物含量为1g。


4.根据权利要求1所述的测定食品血糖生成指数的体外消化模型方法，其中在步骤2)中固体样品通过粉碎机常温粉碎后过60目筛网；半固体样品通过打浆机打碎至浆；液体样品直接吸取；
将一重量或体积的样品加入到250mL碘量瓶中，加入1mL在37℃预热的模拟唾液和3mL浓度为0.1mol/L的磷酸缓冲溶液，混匀后在37℃的环境中用研钵棒轻轻上下敲打15次或15s；
所述模拟唾液通过以下步骤配制：0.025g酶粉加入100mL蒸馏水，在35℃、150rpm中保持20min，然后在1500rpm，离心15min，上清液为所述模拟唾液。


5.根据权利要求1所述的测定食品血糖生成指数的体外消化模型方法，其中在步骤3)中用4mLpH6.9的磷酸缓冲液冲洗研钵棒，保证研钵棒上的测试样品都转移至碘量瓶中，加入6mL模拟胃液，利用2mol/LHCl溶液调到pH1....

【专利技术属性】
技术研发人员：范光森，李秀婷，杨然，滕超，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：北京;11