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全谷物大米：對(duì)淀粉消化率和糖脂代謝調(diào)控的最新認(rèn)識(shí)

導(dǎo) 讀

2022年6月10日， 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)程子航、趙思明、張賓佳*；湖北工業(yè)大學(xué)喬冬玲；中南林業(yè)科技大學(xué)林親錄；英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)Fangwei Xie*聯(lián)合在國(guó)際期刊 Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety （Q1，IF: 15.79）發(fā)表題為 “Whole grain rice: Updated understanding of starch digestibility and the regulation of glucose and lipid metabolism”的綜述性論文，2022年7月23日被選為封面論文。 該文第一作者為程子航，通訊作者為張賓佳和Fangwei Xie。

如今，由于葡萄糖和脂質(zhì)代謝紊亂，代謝性疾?。ㄈ绺哐?、2型糖尿病和肥胖癥）是全世界人類面臨的最嚴(yán)重的健康問(wèn)題之一。越來(lái)越多的證據(jù)證實(shí)，膳食干預(yù)（健康食品）可以有效地調(diào)節(jié)代謝綜合征。富含膳食纖維和多種生物活性化合物（如γ-氨基丁酸、γ-谷維素和多酚類）的全谷物大米（WGR）不僅可以抑制淀粉消化，防止血糖水平快速上升，還可以減少氧化應(yīng)激和對(duì)肝臟的損害，從而調(diào)節(jié)葡萄糖和脂質(zhì)代謝。攝入WGR后，淀粉消化的速度與機(jī)體的血糖水平直接相關(guān)。因此，本綜述研究了不同因素（如添加劑、烹飪、發(fā)芽和物理處理）對(duì)WGR淀粉消化率的影響。此外，還討論了人類和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中關(guān)于攝入WGR或其產(chǎn)品與降低血糖和血脂水平以及減少糖尿病和肥胖癥發(fā)病率之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制。此外，還提供了關(guān)于開(kāi)發(fā)具有健康益處的WGR產(chǎn)品的信息。

WGR含有膳食纖維和許多生物活性化合物，如γ-氨基丁酸、谷維素、生育三烯酚和多酚，它們?cè)谡{(diào)節(jié)淀粉消化率和糖脂代謝以及防治糖尿病、肥胖癥、高血糖癥、高膽固醇癥和其他代謝性疾病方面發(fā)揮了積極作用。特別是，WGR中高水平的蛋白質(zhì)和膳食纖維限制了淀粉的消化，而WGR中含有的多酚類物質(zhì)通過(guò)氫鍵與淀粉鏈相互作用，降低了淀粉的消化率。添加外源物質(zhì)（如麩皮、多酚提取物和酶）以及改變蒸煮方法、發(fā)芽程度和物理處理（如高壓、加濕和凍融循環(huán)）改變了WGR的淀粉消化率，從而改變了血糖生成指數(shù)；而且這些影響因素可以納入糙米加工成不同的食品。此外，WGR在調(diào)節(jié)葡萄糖和脂質(zhì)代謝方面發(fā)揮了積極作用，更好地控制了血糖水平以及血清和肝臟的脂質(zhì)水平；這些作用在發(fā)芽處理后變得更加突出，與γ-氨基丁酸和谷維素含量的明顯增加有關(guān)。

關(guān)于WGR對(duì)葡萄糖和脂質(zhì)代謝影響的機(jī)制研究，一般都是從體外實(shí)驗(yàn)或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)開(kāi)始來(lái)確定一種現(xiàn)象，然后設(shè)計(jì)合理的膳食方案供人類驗(yàn)證，并通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)探索其機(jī)制。 這些實(shí)驗(yàn)表明，食用WGR或麩皮提取物可以通過(guò)改善氧化應(yīng)激和胰島素抵抗，抑制葡萄糖生成，調(diào)節(jié)葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶來(lái)調(diào)節(jié)糖代謝。而對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)主要是通過(guò)減少脂質(zhì)積累和脂肪酶活性，改善肝臟氧化應(yīng)激，增加膽汁酸代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此外，富含膳食纖維和多酚的WGR對(duì)腸道菌群有益，進(jìn)而改善葡萄糖和脂質(zhì)代謝。這些改善效果對(duì)患有糖尿病和肥胖癥的病人尤其顯示出來(lái)。

因此，WGR有多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性化合物，影響WGR的淀粉消化率，并通過(guò)各種途徑調(diào)節(jié)體內(nèi)的葡萄糖和脂質(zhì)代謝。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，WGR食品對(duì)人類健康是有益的，但具體的激活機(jī)制還需要進(jìn)一步確定。利用WGR中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)開(kāi)發(fā)新的健康和美味的食品將大有可為。然而，WGR是多種物質(zhì)的集合體，要分離出WGR中的各種物質(zhì)并研究它們對(duì)人們健康的單獨(dú)和綜合影響，還需要做很多工作。此外，還需要確定一個(gè)人每天食用多少WGR產(chǎn)品才能達(dá)到預(yù)期的改善效果。攝入WGR中的活性物質(zhì)后，動(dòng)物和人直接灌服的效果是否有差異，也需要進(jìn)一步闡明。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中仍更多地使用生的WGR，而人體實(shí)驗(yàn)主要涉及煮熟的WGR，這一事實(shí)也需要在分析WGR的健康影響時(shí)加以考慮。此外， 盡管最近人們對(duì)WGR對(duì)與代謝疾病密切相關(guān)的葡萄糖和脂質(zhì)代謝的積極影響給予了很大關(guān)注，但仍然需要系統(tǒng)地努力研究如何通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)獲得平衡的感官屬性和健康益處。因此，開(kāi)發(fā)口味更好、營(yíng)養(yǎng)更豐富、保質(zhì)期更長(zhǎng)的各種WGR產(chǎn)品來(lái)更好地滿足未來(lái)消費(fèi)者的需求，是極為重要的。

圖文賞析

圖1. 稻米的結(jié)構(gòu)示意圖。例如，水稻含有大約20%的谷殼、70%的胚乳、8%的谷糠和2%的胚芽(Van Hoed等人，2006)

圖2 WGR及其發(fā)酵或發(fā)芽產(chǎn)品對(duì)葡萄糖和脂質(zhì)代謝的不同調(diào)節(jié)機(jī)制

圖3 糙米經(jīng)過(guò)不同程度的研磨和熱風(fēng)處理后的外觀。轉(zhuǎn)載自J. Wu等人(2016)

圖4 WGR通過(guò)基因表達(dá)對(duì)葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)：（a）糙米通過(guò)激活I(lǐng)RS1/PI3K/Akt信號(hào)通路對(duì)葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)；（b）PGBR通過(guò)基因表達(dá)對(duì)GLUT的調(diào)節(jié)。

圖5 米糠通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群的短鏈脂肪酸（SCFAs）的產(chǎn)生來(lái)調(diào)節(jié)葡萄糖代謝。經(jīng)許可轉(zhuǎn)載自Si等人（2018）

圖6 WGR對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)：（a）WGR通過(guò)多種途徑對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)，紅色代表促進(jìn)，綠色代表抑制；（b）黑米對(duì)HFD小鼠脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)。

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