odpowiedź glikemiczna na jakościowe białko kaszy kukurydzianej

Streszczenie

Tło. Węglowodany mają zróżnicowane tempo trawienia i wchłaniania, które indukuje różne odpowiedzi hormonalne i metaboliczne w organizmie. Biorąc pod uwagę obfitość źródeł węglowodanów na Filipinach, określenie indeksu glikemicznego (IG) lokalnej żywności może okazać się korzystne w promowaniu zdrowia i zmniejszaniu ryzyka cukrzycy w tym kraju. Metody. Oznaczenie IG wysokiej jakości kaszy kukurydzianej (QPM), ryżu mielonego i mieszanki tych dwóch produktów spożywczych określono u dziesięciu kobiet., Przy użyciu randomizowanej konstrukcji zwrotnicy, chleb kontrolny i trzy pokarmy testowe podawano osobno po nocnym poście. Próbki krwi pobierano przez ukłucie palcem w odstępach czasowych 0, 15, 30, 45, 60, 90, i 120 min i analizowane pod kątem stężenia glukozy. Wyniki. Obliczony Przyrostowy obszar pod krzywą odpowiedzi glukozy (iauc) różni się znacząco w zależności od badanej żywności (), przy czym czysty kasza QPM daje najniższy IAUC w stosunku do kontroli o 46,38. Wynikowe wartości IG badanych pokarmów (bootstrapped) wynosiły 80,36 (sem 14,24), 119,78 (sem 18,81) i 93,17 (sem 27.,27) dla czystej kaszy QPM, ryżu mielonego i mieszanki kaszy ryżowej-QPM, odpowiednio. Wniosek. Czysta kasza kukurydziana QPM ma niższą odpowiedź glikemiczną w porównaniu z ryżem bielonym i mieszaniną kaszy ryżowo-kukurydzianej, co może być związane częściowo z różnicami w składzie błonnika pokarmowego i właściwościach fizykochemicznych. Czysta kasza kukurydziana QPM może być bardziej korzystnym dla zdrowia pokarmem dla osób z cukrzycą i hiperlipidemią.

1. Wprowadzenie

węglowodany są głównym źródłem energii dla ludzkiego organizmu., Jednak szybkość trawienia i wchłaniania węglowodanów różni się w zależności od składników chemicznych źródła żywności, Warunków Przetwarzania i przechowywania, którym została poddana oraz innych produktów spożywczych, które były spożywane w połączeniu z żywnością bogatą w węglowodany. Jak pokazano wcześniej, nawet dzięki stałej ilości dostępnych węglowodanów, nadal można zaobserwować znaczne różnice w odpowiedzi glukozy na różne pokarmy węglowodanowe . Tak więc indeks glikemiczny (gi) został opracowany w celu klasyfikacji żywności węglowodanowej na podstawie szybkości wchłaniania węglowodanów.,

wykazano, że węglowodany, które wykazują niską reakcję glukozy po spożyciu, są korzystne w leczeniu cukrzycy i hipelipidemii . Biorąc pod uwagę obfitość żywności bogatej w węglowodany na Filipinach, wiedza o IG może okazać się korzystna w zapobieganiu i zarządzaniu powszechnymi chorobami metabolicznymi, takimi jak cukrzyca, w kraju. Jednak tylko kilka lokalnych badań zostało przeprowadzonych w celu określenia IG lokalnych produktów spożywczych .

kukurydza jest uważana za drugorzędną podstawę ryżu na Filipinach., Według Narodowego badania żywieniowego przeprowadzonego przez FNRI-DOST w 2003 r., regiony spożywające kukurydzę w kraju zwykle spożywają to zboże w postaci kaszy, które są produkowane przez mielenie białej kukurydzy podobnej do ryżu. Zarówno ryż, jak i kukurydza są bogate w węglowodany, chociaż ich właściwości funkcjonalne i fizykochemiczne różnią się. Preferowanie spożycia ryżu wynika z różnych czynników kulturowych, ekonomicznych i odżywczych—jednym z nich jest gorsza jakość białka zwykłych odmian kukurydzy w porównaniu z ryżem., Rozwój quality Protein Maize (QPM), wysokiej klasy odmiany kukurydzy krzemiennej, która zawiera aminokwasy, lizynę i tryptofan, zmienia tę „nieadekwatność” kukurydzy. Wyrównanie w składnikach białkowych ryżu i kukurydzy może być po prostu rozwiązaniem dla poszukiwania lepszej alternatywy dla importu, biorąc pod uwagę ograniczenie w dostawach ryżu w kraju. Badanie możliwych korzyści ze spożywania kukurydzy QPM może dać niezbędny impuls do promowania konsumpcji i produkcji tej rodzimej uprawy żywności.

2. Materiały i metody

2.1., Przedmioty

dziesięć pozornie zdrowych kobiet z College Of Home Economics, University of the Philippines, Diliman, Quezon City, Filipiny zostało wybranych na podstawie następujących kryteriów: wiek 18-30 lat, brak przyjmowania leków metabolicznych i niepalących. Potencjalnym uczestnikom kontaktowano się za pośrednictwem telefonu komórkowego lub osobiście. Każda osoba otrzymała broszurę przedmiotu, w której wyszczególniono cel badań, procedury, harmonogram i inne szczegóły badania., Personel badawczy również wyjaśnił te informacje, zanim każdy potencjalny temat został poproszony o ich uwagi i obawy dotyczące badania. Każdy potencjalny podmiot został również przesłuchany w celu oceny aktywności fizycznej i został poproszony o wypełnienie trzydniowego formularza wycofania przyjęcia pokarmu. Do badania włączono osoby z prawidłowym przyjmowaniem pokarmu i aktywnością fizyczną. Uczestnicy podpisali dobrowolne formularze zgody zatwierdzone przez Komisję oceny etycznej Wydziału Uniwersytetu Santo Thomas, Manila, Filipiny.

2.2., Test Foods

QPM próbki kaszy kukurydzianej zostały uzyskane z Instytutu Hodowli Roślin (Up College of Agriculture, Los Baños, Filipiny). Zużyta kukurydza była zbierana po 65-70 dniach, zanim została obłuskana, a następnie suszona na słońcu przez 2-3 dni. Po wysuszeniu próbek kukurydzy suszone ziarna kukurydzy były mechanicznie usuwane z kolby, a następnie suszone na słońcu przez kolejny jeden do dwóch dni, aby zapewnić, że zawartość wilgoci była mniejsza niż 12 procent, aby zahamować wzrost grzybów i zanieczyszczenie aflatoksyną., Suszone ziarna kukurydzy były frezowane przy użyciu standardowej frezarki, tak aby całkowita ilość cząstek wynosiła 30% całkowitej masy przetworzonych ziaren kukurydzy.

próbki ryżu odmiany PSB RC72H (mestizo1 rice) otrzymano z Philippine Rice Research Institute (Nueva Ecija, Filipiny). Po starzeniu przez 123 dni próbki pobierano, a następnie obłuskiwano mechanicznym osuszaczem. Następnie był mielony w młynie jednoprzepustowym do produkcji białego ryżu.,

w badaniach in vivo wykorzystano dwadzieścia pięć gramów dostępnych porcji węglowodanów czystej kaszy QPM, ryżu mielonego i mieszaniny kaszy QPM. Zostały one przygotowane przez gotowanie stu pięćdziesięciu gramów surowych próbek w wodzie. Dla czystej kaszy QPM próbka była nasączona na 60?minut w 325 gramach wody, a następnie gotować w wodzie używanej do moczenia w sumie 35?minut na kuchence elektrycznej la Germania na średnim ustawieniu na 12?minut, a następnie na niskim ustawieniu na 13?minut, i wreszcie na wolnym ogniu ustawienie na 10?minut. Wydajność 359 gramów podzielono na 117.,4-gram czystej kaszy QPM porcje. Z drugiej strony ryż mielony gotowano w 240 gramach wody w sumie 25?minut na kuchence elektrycznej la Germania na średnim ustawieniu na 5?minut, a następnie na niskim ustawieniu na 10?minut, i wreszcie na wolnym ogniu ustawienie na 10?minut. Wydajność 350 gramów podzielono na 119,7-gramowe porcje ryżu mielonego. Na koniec mieszanka 87 gramów kaszy kukurydzianej QPM i 58 gramów ryżu mielonego została namoczona przez 30?minut przy użyciu 325 gramów wody, a następnie gotowane w wodzie używanej do moczenia w sumie 35?,minut na kuchence elektrycznej la Germania na średnim ustawieniu na 11?minut, przy niskim ustawieniu na 14?minut, a przy ustawieniu na wolnym ogniu na 10?minut. Wydajność 373 gramów została podzielona na 85,9-gramowe porcje mieszaniny. Zastosowana kuchenka elektryczna była podgrzewana na wysokim ustawieniu przez 2?minuty przed gotowaniem obu pokarmów testowych.

biały chleb, który był używany jako standard do badania indeksu glikemicznego, został przygotowany na bazie preparatu Panlasigui i Thompson, który składa się z uniwersalnej białej mąki (250 gramów bielonej, wzbogaconej, marki Pilsbury, Pilsbury Co.,, Filipiny), letniej wody (150?mL), rafinowany cukier biały (7 gramów), sól jodowana (1,25 grama) i aktywne suche drożdże (8 gramów). Chleb wypiekano standardową metodą mieszania, a następnie ugniatania, fermentacji (30?minut w C za pierwsze wyrośnięcie ciasta i 1 godzinę i 340?minut w temperaturze pokojowej na drugi wzrost ciasta), a na koniec pieczenie w C przez 20?minut. Gotowany chleb dzieli się na 50-gramowe porcje.

2.3., Protokół

każdy podmiot został poinstruowany, aby pościć przez 10-12 godzin i powstrzymać się od ciężkiej aktywności fizycznej na dzień przed badaniem in vivo. Podczas właściwego testu, testerom podano 10-15?minuty odpoczynku po ich przybyciu przed pobraniem próbek krwi na czczo. Próbka żywności przypisana do danego dnia została pobrana w ciągu 15 minut, a dokładny czas jedzenia testera został zarejestrowany. Każdemu posiłkowi towarzyszyło 220-250?mL wody, która jest stała dla każdego pacjenta podczas sesji karmienia.,

próbki krwi pobierano przez delikatny nacisk na końcówkę palca, a następnie przebijano skórę autolancetem (MediSense, Abbott Laboratories, Illinois, USA) w odstępach czasowych 0 (FBG), 15, 30, 45, 60, 90, i 120?protokół dzięki pomocy zarejestrowanego technologa medycznego ze służby zdrowia UP w Diliman, Quezon City, Filipiny. Pobrano około 3-5 kropli krwi pełnej i umieszczono w 80?Mikrotuby ze szkła sodowo-wapiennego, które zostały poddane sodiumheparinizacji (Vitrex, Modulohm A/S, Vasekaer 6-8, DK 2730 Herlev, Dania)., Próbki odwirowywano za pomocą wirówki z Mikrotube (Vernitron Medical products, Inc., Carlsladt, New Jersey, USA) w celu wyizolowania składnika osocza krwi. Dziesięć mikrolitrów (10?) z izolowanych próbek osocza krwi zostały następnie pipetowane do wcześniej przygotowanych i oznakowanych probówek zawierających 1,5?mL czystej wody destylowanej i standardowej oksydazy glukozowej (Mega diagnostics, LA, CA, USA 90012) odczynników inkubowanych w inkubatorze łaźni wodnej (Chicago surgical and electrical Co, Melrose Park, Illinois) dla 5?minuty na C., Po wyizolowaniu próbek osocza krwi, odpowiednie probówki zostały zmieszane i ponownie inkubowane przez dziesięć (10)?minut przy C. parametr osocza krwi analizowano pod kątem stężenia glukozy za pomocą fotometru Dialab DTN 410 (Boehringer Mannheim GmbH, Niemcy) z absorbancją ustawioną na 500?nm.

pole pod krzywą reakcji glukozy dla każdej żywności zostało obliczone geometrycznie ., IG każdej żywności wyrażono jako % średniej odpowiedzi glukozy na badaną żywność podzielonej przez standardową żywność pobraną przez tę samą osobę i oznaczono przy użyciu następującego wzoru: gdzie IAUC to Przyrostowy obszar pod krzywą odpowiedzi glukozy.

2.4. Analiza Proximate

badane pokarmy analizowano pod kątem całkowitej dostępności węglowodanów( Tac), popiołu, wilgoci, surowego tłuszczu, surowego białka i całkowitego błonnika pokarmowego (TDF). TAC określono przy użyciu zmodyfikowanej metody Clegga Anthrone ' a . Zawartość popiołu oznaczono metodą utleniania na sucho w temperaturze C (AOAC nr 923.03)., Zawartość wilgoci oznaczono metodą obniżonego ciśnienia i temperatury (AOAC nr 934.01). Tłuszcz surowy i białko surowe analizowano metodą ekstrakcji rozpuszczalnikowej próbek bez wilgoci (AOAC No.920.39 C) i metodą Kjeldahla (AOAC No. 920.87). Na koniec oznaczono całkowitą zawartość błonnika pokarmowego za pomocą enzymatycznej metody grawimetrycznej z wykorzystaniem bufora mes-TRIS (AOAC nr 991.43).

2.5. Analiza statystyczna

istotność została obliczona poprzez analizę wariancji (ANOVA) przy użyciu Stata ver.6.0 (stata Corporation, Teksas, USA)., Reanalizę wartości IG badanej żywności przeprowadzono metodą regresji i metodą bootstrapped przy użyciu Stata ver.6.0 (stata Corporation, Teksas, USA). Przeprowadzono reanalizę w celu zmniejszenia potencjalnego odchylenia wywołanego przez niektóre skrajne wartości w zebranych danych.

3. Wyniki

Tabela 1 przedstawia charakterystykę badanych. Dziesięć badanych to kobiety w wieku 19-22 lat i miało średnie BMI 19,4 (sem 0,6)?kg / m na początku badania. Nie stwierdzono istotnych zmian w pomiarach antropometrycznych badanych przed rozpoczęciem i po badaniu.

średnie stężenie glukozy we krwi osiągnęło 30?,minut po posiłku po spożyciu czystej kaszy QPM i mieszaniny kaszy QPM. Z drugiej strony, maksymalne średnie stężenie glukozy we krwi osiągano po spożyciu ryżu bielonego po 45 posiłkach. Obliczony Przyrostowy obszar pod poziomem krzywej odpowiedzi glukozy (iauc) różnił się znacząco w badanej żywności () (zob. tabela 3). IAUC gotowanego ryżu był wyższy o 6,46 niż biały chleb(Kontrola). Mieszanka gotowanego ryżu-QPM dawała niższe IAUC niż kontrola o 44,89. Czysty QPM grits jednak uzyskał najniższy IAUC w stosunku do kontroli o 46,38.,

średni indeks glikemiczny dla ryżu bielonego (119,89 (sem 22,65)) był wyższy, podczas gdy dla czystej kaszy QPM (80,29 (sem 17,11)) był niższy niż dla żywności kontrolnej. Mieszana kasza ryżowo-QPM miała wyższy IG (91,29 (sem 33,61)) niż czysta kasza QPM, ale jej wartość IG była nadal niższa niż w przypadku żywności kontrolnej., Różne osoby wykazywały jednak różną odpowiedź glikemiczną na różne badane pokarmy, co skutkowało wysokimi błędami wzorcowymi. Aby zaradzić tym wysokim standardowym błędom odpowiedzi glikemicznej, zastosowano dwie alternatywne solidne metody statystyczne (Analiza regresji i bootstrap).

ponieważ początkowy poziom glukozy we krwi u pacjentów zmieniał się za każdym razem, gdy spożywali różne badane pokarmy, przeprowadzono analizę regresji z indeksem glikemicznym jako zmienną zależną., Początkowy poziom glukozy we krwi był uważany za czynnik regresujący, oprócz zmiennych pozornych uwzględniających różne badane pokarmy (z pokarmem kontrolnym jako punktem wyjściowym). W badaniu uwzględniono również wstępną interakcję z glukozą we krwi. Uzyskany model regresji był znaczący () ze współczynnikiem determinacji wynoszącym 32%. Średni indeks glikemiczny obliczono na podstawie regresji początkowego poziomu glukozy we krwi z uwzględnieniem jego interakcji z badaną żywnością (patrz Tabela 4).,

metoda resamplingu (bootstrap) została również zastosowana do analizy możliwego biasu wprowadzonego do średniego indeksu glikemicznego spowodowanego kilkoma skrajnymi odpowiedziami glikemicznymi. Dla każdej badanej żywności wykonano 500 replikacji, obliczono bias i skorygowano średni indeks glikemiczny dla biasu., Dane szacunkowe podsumowano w tabeli 4.

chociaż szacowane średnie IG dla różnych badanych produktów spożywczych nie różniły się znacząco w zależności od różnych metod szacowania, szacunki bootstrapped dały najniższe błędy standardowe. Stosując metodę bootstrap, wartości IG badanych produktów spożywczych (bootstrapped) wynosiły odpowiednio 80,36 (sem 14,24), 119,78 (sem 18,81) i 93,17 (sem 27,27) dla czystej kaszy QPM, ryżu mielonego i mieszaniny kaszy ryżowej z QPM.

4., Dyskusja

badanie to wykazało, że spożycie czystej kaszy QPM spowodowało niższą reakcję glukozy we krwi u zdrowych osób w porównaniu z ryżem mielonym i mieszaniną kaszy ryżowo-kukurydzianej. Różnice w składzie chemicznym i właściwościach fizykochemicznych badanej żywności mogły przyczynić się do zaobserwowanych różnic w reakcji glukozy. Kasza QPM ma grube bielmo szkliste i poddawana jest rygorystycznemu suszeniu podczas przekształcania ziaren w kaszę, która utrudnia żelatynizację., Porównując czas gotowania testowych pokarmów, można zauważyć, że czysta kasza QPM i mieszanka kaszy ryżowo-kukurydzianej gotowały się dłużej niż ryż mielony. Jak pokazano wcześniej, ryż bielony miał krótszy czas gotowania i większy wzrost objętości w porównaniu z brązowym ryżem. Wykazano również, że ryż bielony ma niską lepkość i konsystencję amylografu, co wskazuje, że można go łatwo uwodnić i żelatynizować podczas przetwarzania żywności .

analiza amylozy badanych pokarmów wykazała, że czysta kasza QPM i ryż bielony mają porównywalną zawartość amylozy—25,04 i 23.,95 dla ryżu mielonego i kaszy QPM, odpowiednio. To wspiera badania Panlasigui et al. żywność o podobnej amylozie może nadal wykazywać zmienną strawność skrobi i reakcję glukozy we krwi.

chociaż tłuszcze i białka mogą obniżać reakcję glukozy na produkt spożywczy, znikome ilości tych składników odżywczych obecnych w każdej badanej żywności nie wpłynęłyby znacząco na obserwowaną reakcję glukozy. Jak wykazano w poprzednim badaniu, około 23 gramów tłuszczu jest potrzebne do zawartości tłuszczu, aby znacząco wpłynąć na reakcję glukozy na produkt spożywczy ., Z drugiej strony, 20-30 gramów białka jest potrzebne do wystarczającego wpływu na odpowiedzi glikemiczne .

Czysta kasza QPM ma najwyższą zawartość błonnika pokarmowego (6.0 gramów / 100.0 gramów kaszy QPM) wśród testowanych pokarmów (patrz Tabela 2). Błonnik pokarmowy mógł przyczynić się do zmniejszenia odpowiedzi glikemicznej w czystej kaszy QPM. Jak wcześniej zbadano, zróżnicowana zawartość błonnika w żywności może powodować wahania wchłaniania węglowodanów z pożywienia, a tym samym wpływać na IG ., Błonnik pokarmowy, w zależności od rodzaju, działa jako fizyczna bariera lub zwiększa lepkość mieszaniny w przewodzie pokarmowym, dzięki czemu trawienie i wchłanianie jest spowolnione . Biorąc pod uwagę, że większość żywności zawiera więcej błonnika nierozpuszczalnego, błonnik nierozpuszczalny był bardziej związany z IG niż z zawartością błonnika rozpuszczalnego . Czysta kasza QPM ma wyższą zawartość błonnika nierozpuszczalnego niż błonnik rozpuszczalny .

IG mieszanki ryż-QPM porównano z jego teoretyczną wartością IG obliczoną na podstawie wartości IG czystej kaszy QPM i ryżu mielonego., Teoretyczna wartość IG mieszaniny kaszy ryżowej z QPM jest 95,94 podobna do wartości IG (93,17) uzyskanej w badaniach in vivo, potwierdzając postulat, że IG mieszanych posiłków można obliczyć poprzez określenie ilości węglowodanów ogółem wnoszonych przez każdy składnik żywności i odpowiadających mu wartości IG .

podsumowując, czysta kasza kukurydziana QPM ma niższą odpowiedź glikemiczną w porównaniu z ryżem bielonym i mieszaniną kaszy ryżowo-kukurydzianej, co może być częściowo związane z różnicami w składzie błonnika pokarmowego i właściwościach fizykochemicznych., Pure QPM corn grits may, therefore, be a more health beneficial food for diabetic and hyperlipidemic individuals.

NonStandard Abbreviations

podziękowania

autorzy pragną podziękować Departamentowi Rolnictwa—Bureau of Agricultural Research za wsparcie finansowe oraz Benelyn D. Dumelod Z College Of Home Economics, University of the Philippines, Diliman, Quezon City, Filipiny i Felicito M. Rodriguez z Instytutu Hodowli Roślin, College of Agriculture, University of the Philippines, Los Baños, Laguna, Filipiny za ich wsparcie.pomoc techniczna w analizach zbliżonych i analizach amylozy badanej żywności, odpowiednio., Autorzy pragną również podziękować Marietcie H. Manila, Gemmie A. F. Bolaños, Zenaidzie F. Cuachin i Melissie C. de Jesus z sekcji Labortory, University Health Service, University of the Philippines, Diliman, Quezon City, Filipiny za pomoc w analizie próbek krwi oraz Victorii L. Alcantarze, Karli V. Cruz Sarah M. Daroy, Isabelle M. Daroy, Darlene P. Jumawan, Giselle Y. Esguerra, Grace M. Eugenio, Maybelle P. inmenzo, Joanna C. Mosatalla i Julia M., Lara Z College Of Home Economics, University of the Philippines, Diliman, Quezon City, Filipiny za udział w badaniu. L. N. Panlasigui konceptualizował badanie, a reszta uczestniczyła w rewizji projektu badania. Badania przeprowadzili L. N. Panlasigui, C. L. Bayaga i K. L. Cochon. Analizy statystyczne przeprowadził E. B. Barrios. Wszyscy autorzy brali udział w redagowaniu artykułu. Wszyscy autorzy przeczytali i zatwierdzili ostateczną pracę. Projekt ten został sfinansowany przez Bureau of Agricultural Research, Department of Agriculture, Filipiny., Autor korespondent był liderem projektu, podczas gdy reszta była członkami zespołu badawczego. Agencja finansująca udzieliła zgody na przekazanie tego artykułu do odpowiedniej publikacji w czasopiśmie. Żadna prywatna agencja nie udzieliła pomocy finansowej na ukończenie tego badania.