Risposta glicemica alle proteine di qualità Grane di mais

Abstract

Background. I carboidrati hanno vari tassi di digestione e assorbimento che induce diverse risposte ormonali e metaboliche nel corpo. Data l’abbondanza di fonti di carboidrati nelle Filippine, la determinazione dell’indice glicemico (GI) degli alimenti locali può rivelarsi utile nel promuovere la salute e diminuire il rischio di diabete nel paese. Metodo. Il GI di grane di mais proteico di qualità (QPM), riso macinato e la miscela di questi due prodotti alimentari sono stati determinati in dieci soggetti di sesso femminile., Utilizzando un design crossover randomizzato, il pane di controllo e tre alimenti di prova sono stati dati in occasioni separate dopo un digiuno notturno. I campioni di sangue sono stati raccolti attraverso la puntura delle dita a intervalli di tempo di 0, 15, 30, 45, 60, 90, e 120 min e analizzato per le concentrazioni di glucosio. Risultato. L’area incrementale calcolata sotto la curva di risposta del glucosio (IAUC) varia significativamente tra gli alimenti di prova () con le grane QPM pure che producono la IAUC più bassa rispetto al controllo di 46,38. I valori GI risultanti degli alimenti di prova (bootstrap) erano 80.36 (SEM 14.24), 119.78 (SEM 18.81) e 93.17 (SEM 27.,27) per semole pure QPM, riso macinato e miscela di semole riso-QPM, rispettivamente. Conclusione. Pure QPM corn grits ha una risposta glicemica inferiore rispetto al riso macinato e alla miscela riso-mais grits, che può essere correlata in parte alle differenze nella composizione delle fibre alimentari e nelle caratteristiche fisico-chimiche. Le grane pure del cereale di QPM possono essere un alimento più benefico per la salute per gli individui diabetici e hyperlipidemic.

1. Introduzione

I carboidrati sono la principale fonte di energia per il corpo umano., Tuttavia, il tasso di digestione e assorbimento dei carboidrati varia con i componenti chimici della fonte di cibo, le condizioni di lavorazione e conservazione a cui è stato sottoposto e gli altri alimenti che sono stati consumati in combinazione con il cibo ricco di carboidrati. Come mostrato in precedenza, anche attraverso una quantità costante di carboidrati disponibili, variazioni significative possono ancora essere osservate nella risposta del glucosio a diversi alimenti a base di carboidrati . Pertanto, l’indice glicemico (GI) è stato sviluppato per classificare gli alimenti a base di carboidrati in base al tasso di assorbimento dei carboidrati.,

I carboidrati che presentano una bassa risposta glicemica dopo l’ingestione hanno dimostrato di essere utili nella gestione del diabete e dell’ipelipidemia . Data l’abbondanza di alimenti ricchi di carboidrati nelle Filippine, la conoscenza del GI può rivelarsi utile nella prevenzione e nella gestione delle malattie metaboliche prevalenti, come il diabete, nel paese. Tuttavia, sono stati condotti solo pochi studi locali per determinare l’IG dei prodotti alimentari locali .

Il mais è considerato un fiocco secondario al riso nelle Filippine., Secondo il National Nutrition Survey condotto da FNRI-DOST lo scorso 2003, le regioni che mangiano mais nel paese di solito consumano questo cereale sotto forma di granella prodotta macinando mais bianco simile al riso. Sia il riso che il mais sono ricchi di carboidrati anche se le loro proprietà funzionali e fisico-chimiche differiscono. La preferenza verso il consumo di riso deriva da vari fattori culturali, economici e nutrizionali—uno dei quali è la qualità proteica inferiore delle varietà di mais comuni rispetto al riso., Lo sviluppo del mais proteico di qualità (QPM), una varietà di mais di selce di alta razza che contiene gli aminoacidi, lisina e triptofano, cambia questa “inadeguatezza” del mais. Il livellamento delle componenti proteiche di riso e mais potrebbe essere solo la soluzione alla ricerca di un’alternativa migliore all’importazione data la limitazione dell’offerta di riso nel paese. Studiare i possibili benefici del consumo di mais QPM può dare la spinta necessaria per promuovere il consumo e la produzione di questa coltura alimentare indigena.

2. Materiali e metodi

2.1., Soggetti

Dieci soggetti femminili apparentemente sani del College of Home Economics, University of the Philippines, Diliman, Quezon City, Filippine sono stati selezionati in base ai seguenti criteri: età 18-30 anni, nessuna assunzione di farmaci metabolici e non fumatori. I potenziali partecipanti sono stati contattati tramite telefono cellulare o contattati personalmente. Ogni individuo è stato dato un opuscolo di soggetti, che enumera l’obiettivo di ricerca, le procedure, il programma e altri dettagli dello studio., Uno staff di ricerca ha anche spiegato queste informazioni prima che a ciascun potenziale soggetto venissero richiesti i loro commenti e le loro preoccupazioni sullo studio. Ogni potenziale soggetto è stato anche intervistato per la valutazione dell’attività fisica ed è stato chiesto di compilare un modulo di richiamo di assunzione di cibo di tre giorni. Nello studio sono stati inclusi soggetti con normale assunzione di cibo e attività fisica. I soggetti hanno firmato moduli di consenso volontario approvati dal Dipartimento di Ethics Review Committee dell’Università di Santo Thomas, Manila, Filippine.

2.2., Alimenti di prova

I campioni di graniglia di mais QPM sono stati ottenuti dall’Istituto di allevamento vegetale (UP College of Agriculture, Los Baños, Filippine). Il mais utilizzato è stato raccolto dopo 65-70 giorni prima di essere decorticato e poi essiccato al sole per 2-3 giorni. Dopo aver asciugato i campioni di mais, i chicchi di mais essiccati sono stati rimossi meccanicamente dalla pannocchia e quindi essiccati al sole per un altro o due giorni per garantire che il contenuto di umidità fosse inferiore al 12 per cento per inibire la crescita fungina e la contaminazione da aflatossina., I chicchi di mais essiccati sono stati macinati utilizzando una fresatrice standard in modo che la quantità totale di particelle risultante ammontasse al 30% del peso totale dei chicchi di mais lavorati.

Campioni di riso della varietà PSB RC72H (riso Metizo1) sono stati ottenuti dal Philippine Rice Research Institute (Nueva Ecija, Filippine). Dopo l’invecchiamento per 123 giorni, i campioni sono stati raccolti e poi decorticati con un dehusker meccanico. Successivamente è stato macinato in un mulino a un solo passaggio per produrre il riso bianco.,

Venticinque grammi disponibili porzioni di carboidrati di semole QPM puro, riso macinato e miscela di semole QPM sono stati utilizzati nei test in vivo. Questi sono stati preparati facendo bollire centocinquanta grammi di campioni grezzi in acqua. Per le grane pure QPM, il campione è stato immerso per 60?minuti in 325 grammi di acqua e poi bolliti nell’acqua utilizzata per l’ammollo per un totale di 35?minuti su una stufa elettrica La Germania su impostazione media per 12?minuti, poi su impostazione bassa per 13?minuti e infine sull’impostazione simmer per 10?minuto. La resa di 359 grammi è stata divisa in 117.,4-grammo puro QPM grane porzioni. D’altra parte, il riso macinato è stato bollito in 240 grammi di acqua per un totale di 25?minuti su una stufa elettrica La Germania su impostazione media per 5?minuti, poi su impostazione bassa per 10?minuti e infine sull’impostazione simmer per 10?minuto. La resa di 350 grammi è stata divisa in porzioni di riso macinate da 119,7 grammi. Infine, la miscela di 87 grammi di semola di mais QPM e 58 grammi di varietà di riso macinato è stata imbevuta per 30?minuti utilizzando 325 grammi di acqua ed è stato poi bollito in acqua utilizzata per ammollo per un totale di 35?,minuti su una stufa elettrica La Germania su impostazione media per 11?minuti, su impostazione bassa per 14?minuti, e l’impostazione cuocere a fuoco lento per 10?minuto. La resa di 373 grammi è stata divisa in porzioni di 85,9 grammi della miscela. La stufa elettrica utilizzata è stata preriscaldata ad alta impostazione per 2?minuti prima della cottura entrambi gli alimenti di prova.

Il pane bianco, che è stato utilizzato come standard per il test dell’indice glicemico, è stato preparato sulla base della formulazione di Panlasigui e Thompson che consiste in farina bianca per tutti gli usi (250 grammi sbiancati, arricchiti, marchio Pilsbury, Pilsbury Co.,, Filippine), acqua tiepida (150?ml), zucchero bianco raffinato (7 grammi), sale iodato (1,25 grammi) e lievito secco attivo (8 grammi). Il pane è stato cotto con un metodo standard di miscelazione e poi impastare, fermentazione (30?minuti a C per la prima lievitazione dell’impasto e 1 ora e 340?minuti a temperatura ambiente per la seconda lievitazione dell’impasto), e infine cottura a C per 20?minuto. Il pane cotto è diviso in porzioni da 50 grammi.

2.3., Protocollo

Ogni soggetto è stato istruito a digiunare per 10-12 ore e ad astenersi da qualsiasi attività fisica faticosa un giorno prima del test in vivo. Durante il test corretto, i soggetti sono stati dati un 10-15?minuti di riposo dopo il loro arrivo prima che i campioni di sangue a digiuno sono stati ottenuti. Il campione di cibo assegnato per il giorno dato è stato prelevato entro un periodo di 15 minuti e l’ora esatta di consumo del soggetto è stata registrata. Ogni occasione pasto è stato accompagnato da 220-250?mL di acqua che viene reso costante per ogni soggetto durante le sessioni di alimentazione.,

I campioni di sangue della puntura delle dita sono stati ottenuti con una leggera pressione sulla punta delle dita, quindi perforando la pelle con un autolancet (MediSense, Abbott Laboratories, Illinois, USA) ad intervalli di tempo di 0 (FBG), 15, 30, 45, 60, 90, e 120?minuti attraverso l’assistenza di un tecnologo medico registrato dal servizio sanitario UP a Diliman, Quezon City, Filippine. Circa tre o cinque gocce di campioni di sangue intero sono stati raccolti e posti in 80?IU / ml microtubi di vetro di calce sodata che sono stati sodiumheparinized (Vitrex, Modulohm A / S, Vasekaer 6-8, DK 2730 Herlev, Danimarca)., I campioni sono stati centrifugati utilizzando una centrifuga a microtubo (Vernitron Medical products, Inc., Carlsladt, New Jersey, USA) per isolare la componente plasmatica del sangue. Dieci microlitri (10?) di campioni di plasma sanguigno isolati sono stati poi pipettati in provette precedentemente preparate ed etichettate contenenti 1,5?mL di reagenti blank (acqua distillata) e glucosio ossidasi standard (Mega diagnostics, LA, CA, USA 90012) che sono stati incubati in un incubatore a bagnomaria (Chicago surgical and electrical Co, Melrose Park, Illinois) per 5?verbale al C., Dopo che i campioni di plasma sanguigno isolati sono stati pipettati, le rispettive provette sono state mescolate e nuovamente incubate per dieci (10)?minuti al parametro plasma sanguigno C. è stato analizzato per la sua concentrazione di glucosio utilizzando un fotometro Dialab DTN 410 (Boehringer Mannheim GmbH, Germania) con assorbanza impostata a 500?nm.

L’area sotto la curva di risposta del glucosio per ogni alimento è stata calcolata geometricamente ., Il GI di ciascun alimento è stato espresso come % di risposta media del glucosio all’alimento in esame diviso per l’alimento standard assunto dallo stesso soggetto ed è stato determinato utilizzando la seguente formula: dove la IAUC è l’area incrementale sotto la curva di risposta del glucosio.

2.4. Analisi prossimale

Gli alimenti di prova sono stati analizzati per carboidrati totali disponibili (TAC), ceneri, umidità, grassi grezzi, proteine grezze e fibre alimentari totali (TDF). TAC è stato determinato utilizzando il metodo modificato Clegg Anthrone . Il contenuto di ceneri è stato determinato con il metodo di ossidazione a secco a C (AOAC No. 923.03)., Il contenuto di umidità è stato determinato utilizzando il metodo di pressione e temperatura ridotta (AOAC No. 934.01). Il grasso grezzo e la proteina grezza sono stati analizzati utilizzando il metodo di estrazione con solvente di campioni privi di umidità (AOAC No. 920.39 C) e il metodo Kjeldahl (AOAC No. 920.87), rispettivamente. Infine, il contenuto totale di fibre alimentari è stato determinato utilizzando il metodo gravimetrico enzimatico utilizzando il tampone MES-TRIS (AOAC No. 991.43).

2.5. Analisi statistica

Il significato è stato calcolato mediante analisi della varianza (ANOVA) utilizzando Stata ver.6.0 (Stata Corporation, Texas, USA)., La rianalisi dei valori GI del cibo di prova è stata effettuata mediante analisi di regressione e metodo bootstrap utilizzando Stata ver.6.0 (Stata Corporation, Texas, USA). La rianalisi è stata eseguita per ridurre il potenziale bias indotto da alcuni valori estremi nei dati raccolti.

3. Risultati

La tabella 1 mostra le caratteristiche dei soggetti. I dieci soggetti erano di sesso femminile di età compresa tra 19 e 22 anni e avevano un BMI medio di 19,4 (SEM 0,6)?kg / m al basale. Non ci sono stati cambiamenti significativi nelle misurazioni antropometriche dei soggetti al basale e dopo il test.

La concentrazione media di glucosio nel sangue ha raggiunto il picco del 30?,minuti postprandiale dopo l’ingestione delle grane pure QPM, e QPM grane miscela. D’altra parte, il picco medio di concentrazione di glucosio nel sangue è stato raggiunto a 45 postprandiale dopo l’ingestione di riso macinato. L’area incrementale calcolata al di sotto del livello della curva di risposta del glucosio (IAUC) variava significativamente tra gli alimenti in esame () (fare riferimento alla Tabella 3). La IAUC del riso bollito era superiore di 6,46 rispetto a quella del pane bianco (controllo). La miscela di riso bollito-QPM ha prodotto una IAUC inferiore rispetto al controllo di 44.89. Le grane pure QPM tuttavia, hanno prodotto il IAUC più basso rispetto al controllo di 46.38.,

L’indice glicemico medio per il riso macinato (119,89 (SEM 22,65)) era più alto mentre quello delle semole pure QPM (80,29 (SEM 17,11)) era inferiore al cibo di controllo. Le grane miste di riso-QPM avevano GI più alto (91,29 (SEM 33,61)) rispetto alle grane pure QPM, ma il suo valore GI era ancora inferiore a quello del cibo di controllo., I diversi soggetti, tuttavia, hanno mostrato una risposta glicemica variabile ai diversi alimenti in esame, con conseguente elevato standard di errori. Per risolvere questi errori standard elevati della risposta glicemica, sono stati applicati due metodi statistici affidabili alternativi (analisi di regressione e bootstrap).

Poiché la glicemia iniziale tra i soggetti variava ogni volta che consumavano i diversi alimenti in esame, è stata effettuata un’analisi di regressione con l’indice glicemico come variabile dipendente., Il glucosio ematico iniziale è stato considerato come regressore in aggiunta alle variabili fittizie che rappresentano i diversi alimenti di prova (con il cibo di controllo come linea di base). È stata inclusa anche l’interazione cibo-glucosio nel sangue iniziale. Il modello di regressione risultante era significativo () con un coefficiente di determinazione del 32%. L ‘ indice glicemico medio è stato calcolato a partire dalla regressione sulla glicemia iniziale tenendo conto della sua interazione con gli alimenti in esame (vedere Tabella 4).,

Il metodo di ricampionamento (bootstrap) è stato anche applicato per analizzare il possibile bias introdotto nell’indice glicemico medio causato da alcune risposte glicemiche estreme. Per ogni alimento testato, sono state effettuate 500 repliche, è stato calcolato il bias e l’indice glicemico medio è stato corretto per il bias., Le stime sono riassunte nella tabella 4.

Mentre il GI medio stimato per i diversi alimenti di prova non variava in modo significativo tra i diversi metodi di stima, le stime bootstrap hanno prodotto gli errori standard più bassi. Utilizzando il metodo bootstrap, i valori GI degli alimenti di prova (bootstrap) erano 80.36 (SEM 14.24), 119.78 (SEM 18.81) e 93.17 (SEM 27.27) per le grane pure QPM, il riso macinato e la miscela di grane rice-QPM, rispettivamente.

4., Discussione

Questo studio ha dimostrato che l’ingestione di semole di QPM puro ha comportato una risposta glicemica più bassa in soggetti sani rispetto al riso macinato e alla miscela di semole di riso e mais. Le differenze nella composizione chimica e nelle proprietà fisico-chimiche degli alimenti in esame possono aver contribuito alle differenze nella risposta glucosata osservata. Le grane QPM hanno endosperme vitree spesse e subiscono una rigorosa essiccazione nella conversione dei chicchi in grane che rende difficile la gelatinizzazione., Confrontando il tempo di cottura degli alimenti di prova, si può vedere che le semole QPM pure e la miscela di semole di riso e mais hanno richiesto più tempo per cucinare rispetto al riso macinato. Come mostrato in precedenza, il riso macinato ha avuto un tempo di cottura più breve e una maggiore espansione del volume rispetto al riso integrale. Il riso macinato ha anche dimostrato di avere un basso picco di viscosità e consistenza dell’amilografo, un’indicazione che può essere facilmente idratato e gelatinizzato durante la lavorazione degli alimenti .

L’analisi dell’amilosio degli alimenti di prova ha mostrato che le graniglie QPM pure e il riso macinato hanno contenuti di amilosio comparabili—25.04 e 23.,95 per riso macinato e grana QPM, rispettivamente. Questo supporta lo studio di Panlasigui et al. che gli alimenti con amilosio simile possono ancora presentare tassi variabili di digeribilità dell’amido e risposta glicemica.

Sebbene i grassi e le proteine possano ridurre la risposta del glucosio a un prodotto alimentare, le quantità trascurabili di questi nutrienti presenti in ciascun alimento esaminato non avrebbero influenzato fortemente le risposte osservate al glucosio. Come dimostrato da uno studio precedente, sono necessari circa 23 grammi di grasso affinché il contenuto di grassi influenzi significativamente la risposta del glucosio a un alimento ., D’altra parte, sono necessari 20-30 grammi di proteine per influenzare sufficientemente le risposte glicemiche .

Le grane QPM pure hanno il più alto contenuto di fibre alimentari (6,0 grammi/100,0 grammi di grane QPM) tra gli alimenti di prova (vedi Tabella 2). La fibra alimentare può aver contribuito alla più bassa risposta glicemica nelle grane pure QPM. Come precedentemente studiato, la variazione del contenuto di fibre degli alimenti può causare fluttuazioni nell’assorbimento dei carboidrati alimentari e, quindi, influenzare il GI ., La fibra alimentare, a seconda del suo tipo, agisce come una barriera fisica o aumenta la viscosità della miscela nel tratto digestivo in modo che la digestione e l’assorbimento siano rallentati . Dato che la maggior parte degli alimenti contiene più fibre insolubili, la fibra insolubile era più legata al GI che al contenuto di fibre solubili . Le graniglie pure di QPM hanno più alto contenuto insolubile della fibra che la fibra solubile .

Il GI della miscela riso-QPM è stato confrontato con il suo valore GI teorico calcolato utilizzando i valori GI delle semole QPM pure e del riso macinato., Il valore teorico GI della miscela riso-semola QPM è 95,94 simile al valore GI (93,17) ottenuto nel test in vivo, a sostegno del postulato che GI di pasti misti può essere calcolato determinando la quantità di carboidrati totali apportati da ciascun componente alimentare e i relativi valori IG corrispondenti .

In conclusione, le semole di mais puro QPM hanno una risposta glicemica inferiore rispetto al riso macinato e alla miscela di semole di riso e mais, che può essere correlata in parte alle differenze nella composizione delle fibre alimentari e nelle caratteristiche fisico-chimiche., Pure QPM corn grits may, therefore, be a more health beneficial food for diabetic and hyperlipidemic individuals.

NonStandard Abbreviations

Riconoscimenti

Gli autori desiderano ringraziare il Dipartimento dell’Agricoltura—Ufficio della Ricerca Agricola per il suo sostegno finanziario e Benelyn D. Dumelod del Collegio di Economia dell’Università delle Filippine, Diliman, Quezon City, Filippine e Felicito M. Rodriguez dell’Istituto di Allevamento Vegetale, facoltà di agraria, Università delle Filippine, Los Baños, Laguna, Filippine per la loro assistenza tecnica nella prossima analisi e di amilosio analisi del test alimenti, rispettivamente., Inoltre gli autori desiderano ringraziare Marietta H. Manila, Gemma A. F. Bolaños, Zenaida F. Cuachin, e Melissa C. de Jesus del Labortory Sezione, Università, servizi Sanitari, Università delle Filippine, Diliman, Quezon City, Filippine per il loro aiuto nell’analisi di campioni di sangue, e Victoria L. Alcantara, Karla V. Cruz Sarah M. Daroy, Isabelle M. Daroy, Darlene P. Jumawan, Giselle Y. Esguerra, Grazia M. Eugenio, Maybelle P. Inmenzo, Joanna C. Mosatalla, e Julia M., Lara del College of Home Economics, Università delle Filippine, Diliman, Quezon City, Filippine per la loro partecipazione allo studio. L. N. Panlasigui ha concettualizzato lo studio e il resto ha partecipato alla revisione del design dello studio. Gli studi sono stati condotti da L. N. Panlasigui, C. L. Bayaga e K. L. Cochon. E. B. Barrios ha eseguito le analisi statistiche. Tutti gli autori hanno partecipato alla stesura del documento. Tutti gli autori hanno letto e approvato il documento finale. Questo progetto è stato finanziato dal Bureau of Agricultural Research, Dipartimento dell’Agricoltura, Filippine., L’autore corrispondente era il leader del progetto, mentre gli altri erano membri del gruppo di ricerca. L’agenzia di finanziamento ha dato il permesso di presentare questo documento a una pubblicazione di riviste pertinenti. Nessuna agenzia privata ha fornito aiuti finanziari nel completamento di questo studio.