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玫琳凯李敏杰博士:低GI 从好概念到好产品

在全民追求健康饮食的时代,GI值已经成为大众选择食品时的重要参考指标,但如何将低GI概念更好地融入到产品当中,将低GI食品搬上大众的餐桌?来自玫琳凯的营养品研发总监李敏杰博士在FBIF2023配料创新分论坛上做出了解答,用科学的实验和数据为低GI产品的发展道路提供了参考与建议。

内容来源:6月16日,FBIF2023食品饮料创新论坛,配料创新分论坛
分享嘉宾:李敏杰博士,营养品研发总监,玫琳凯

【下文根据现场分享内容整理,内容有删节】

大家好,我今天分享的内容涉及到两个部分。第一部分是关于血糖生成指数Glycemic Index(GI)和血糖负荷Glycemic Load(GL)的背景介绍,包含了膳食中碳水的重要性,与碳水相关的GI/GL定义、发展、科学举证、共识以及消费者的认知等;第二部分围绕与GI相关的研究和测试展开,并以“玫琳凯营养美丽低GI营养代餐粉”作为研发案例进行分享。

什么是GI和GL

低GI的食品和饮食习惯已经走进了我们的生活。我们注意到,现在很多女性白领在选择碳水食物时有意识地偏向“谷物碗”“全麦面包”“含有谷物的主食”“低GI配餐”甚至是有低GI食物标识或认证的产品。低GI的概念和产品在食品行业以及消费者当中逐渐升温,我们开始对低GI有了更多接触与了解,不再陌生。

首先,如何理解GI和GL?

碳水是膳食中提供能量的重要部分,GI/GL是评价食物中碳水化合物是否健康的一种方式。简单表达:GI定性评价食物中的碳水化合物对人体血糖的影响,讲的是可利用碳水化合物的“质”。单看GI还不够,还需要看GL,GL是定量评价可利用碳水化合物摄入“量”对人体血糖的影响。

提到女性“爱恨交织”的碳水,它在给人们带来愉悦的同时也引发人们对体重管理的担忧。然而,碳水化合物的摄入是必需的。碳水化合物作为宏量营养素,主要来源是淀粉和糖,它为人体每天供给能量占50%-60%(200-400克)。它是细胞壁的结构成分,更是我们大脑能量的唯一来源,合理摄入碳水化合物有助于提升情绪(血清素),为体内器官组织提供燃料。大脑在思维活跃的时候,葡萄糖的利用和代谢,消耗会急速增加,如果缺乏足够的碳水化合物摄入,会出现眩晕。因此,在日常生活中,我们应该保证碳水化合物平衡选择和适量摄入。

2015年至今,中国营养学会每年的“营养周”持续在教育和宣传平衡膳食,提倡“食物多样,多吃粗粮,少吃细粮”,尤其提倡来自谷、薯、豆等全谷物少加工的粗粮碳水化合物来源,同时强调要保证其他营养素的均衡。中国人自古就讲“五谷为养,五果为助”,提倡五谷的日常摄入,这在潜移默化中就已经关注到碳水化合物的来源以及GI/GL。当今随着食品加工精细化,人均粗粮摄入正逐渐减少,如何选择健康膳食中的碳水化合物就很重要了。

健康平衡膳食中碳水化合物谷薯最多

来源:嘉宾分享PPT

对于慢病管理,目前流行的膳食模式达到十几种之多,总体评分高的是DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension)和地中海式,这两种模式都提倡营养均衡,且在碳水选择上也都建议食用适量全谷物、五谷杂粮、豆类。美国糖尿病协会针对糖尿病人的饮食建议中指出,每日的碳水摄入不应少于130克,选择少加工或低GI食品可以大大减少糖化血红蛋白及其并发症。所以不论是健康人或有慢性病的人,碳水摄入都是必需的,碳水化合物的质与量都是健康饮食计划中的重点。

中国人更需要注重碳水化合物的质量,因为人种和代谢方式的差异,整体来说,亚洲人血糖升高幅度会高于西方人。目前中国人高GI食物摄入量逐年升高,正常的BMI下,亚洲人比白种人患糖尿病和超重的几率更高。高GI会引起能量重新分配,增加脂肪的储存和促进新脂肪的产生,引起胰岛素敏感性降低。

我们经过系统综述RCT文献的检索和总结,发现低GI饮食对于健康人群的体重和血糖管理是有益的,具体来说,它有助于降低体重、增强饱腹感、提高胰岛素敏感性、调节血压等。目前的科学文献表明,它的作用机制与能量分配、饱腹感增强、炎症改善、外周与中枢神经内分泌反馈等相关。低GI/GL的膳食模式也有助于皮肤健康(减少痤疮的发生)和运动耐力等,具体效用还有待持续研究。

低GI饮食是健康人群体重和血糖管理的循证推荐

来源:嘉宾分享PPT

今天,功能性食品、保健食品、营养素补充剂、中草药等行业不断交叉融合,我欣喜地看到探求食物作用机制和机理的研究越来越深入和广泛。

目前,低GI食物和饮食有益于血糖和体重管理的核心机制是提高饱腹感、促进脂肪的代谢和氧化。低GI膳食可以减缓葡萄糖进入小肠的速度,进而减缓胃酸的分泌和排空速度。小肠的消化吸收速度较慢,胃肠道中的营养受体受到较长时间刺激,导致反馈(通过胆囊收缩素:CCK和胰高血糖素样肽-1:GLP-1等)到大脑的饱腹感中枢时间变长。

相反,高GI膳食被摄入后,脂肪利用受限,脂肪氧化下降,底物利用从脂肪到碳水化合物的转变更大,能量消耗和血清瘦素浓度下降幅度更大,氮平衡趋于负,蛋白质潴留的程度减少,这些都导致人体自愿摄食量会更大。高GI促进肝糖原和新生脂肪生成,从而促进身体脂肪储存,同时小肠近端葡萄糖依赖胰岛素释放肽:GIP释放,增加葡萄糖吸收。GIP同时会刺激胰岛素抵抗相关的细胞因子骨桥蛋白的释放,影响到胰岛素的敏感性。餐后葡萄糖和胰岛素浓度的升高通过关键限速酶的快速激活,急剧增加碳水化合物的氧化(例如,丙二酰辅酶a,葡萄糖氧化的中间体,抑制脂肪酸转运到线粒体,导致脂肪酸氧化减少)。

低GI食物对能量分布和代谢的作用机制

来源:嘉宾分享PPT

低GI,不是以食物的化学成分作为指标,而是通过生理作用来描述食物的特性,这些作用包括延缓胃排空速度、降低消化速度和减缓小肠吸收。GI/GL的概念最早是加拿大的科学家Jenkins在1981年提出的,迄今20多年内,越来越多的科学举证不断发表。在Pubmed,GI/GL的科学文献逐年在增加,GI的测试和认证也在逐渐成熟、趋于完善。迄今为止相关的文章加起来有15000篇左右,且每年都在增加。

GI的标准在澳大利亚、新西兰以及南非等国家的标识体系已经基本完善了,澳新的标准中,低GI食品标识要求建立在符合营养标准的基础上。中国卫生健康委员会对于GI检测也有制定方法,此前,中国营养学会发起了预包装食品GI标识规范(征求意见稿),对八类食品进行GI宣称,目前还在征求意见稿的讨论过程中,我相信不久的未来就会发布。

GI/GL发展史

来源:嘉宾分享PPT

低GI,消除误解,科学看待

从《中国健康管理白皮书2022》中我们了解到,中国人的饮食认知已经越来越完善了。人们对GI有一定的认知,也会自主选择更好的碳水化合物来源。人们清楚地明白,调整饮食结构不在于吃得少或不吃碳水,而在于不同营养素之间的均衡。根据丁香2021的调查结果显示,消费者普遍认为低GI食物对体重、血糖、皮肤有健康益处,他们对低GI食物是有需求和购买意愿的。

然而,对于低GI食物,大众仍普遍存在一些误解。这里列举一些:

①所有食物都有GI值?
解答:只有含可利用碳水化合物且食用后会对升糖有影响的食物才有GI值。

②GI值就是糖或者膳食纤维的含量?
解答:对于食物的GI值要整体去评估,不能只看单一类别的营养素条件。

③低GI就是低热量?
解答:需要考虑其他因素,如脂肪含量。相同碳水化合物含量的食物,脂肪含量高,GI值会低,但热量会高。

④选择低GI食材就意味着低GI饮食?
解答:食物的烹饪方式、储藏条件、进食温度、进食方式等都会影响GI值。

⑤低GI就意味着健康?
解答:不能只看一个类别的营养素,要整体地平衡地去看。

⑥同一食物名称就是有一样的GI值?
解答:食物的品种、产地、气候、成熟度等均会影响GI值。

⑦每一餐都需要吃低GI食物吗?
解答:不一定,不需要每日每餐都吃低GI食物,可以将高GI与低GI混合在一起,达到平衡,低GI饮食具有“第二餐效应”。

总之,低GI在食物类别上有丰富的选择,只有建立在营养均衡基础上的“低GI”食物才是真正的健康食物。

低GI混合营养代餐粉开发实例

下面我会以玫琳凯研究开发的低GI混合营养代餐粉作为案例,讲述低GI食品的开发。

低GI的食物类型很多,可以是食物的单个成分,也可以是主食类食物等等,我们重点探究固体剂型配方食品的研发。配方类加工食品注重各类营养素的摄入均衡,考虑食物的质和量。Euromonitor的报告中将代餐食品归在体重管理类产品,2022年中国市场的体重管理品类销售额已接近216亿元,配方类营养餐和代餐类需求持续增长,这也映射着消费者在体重相关产品选择上的理性变化。

市场份额
来源:嘉宾分享PPT

那么,配方类营养代餐的市场机会在哪里?我们发现代餐品类的头部品牌宣称更多集中在:营养素均衡、支持肠道健康、注重其他营养素的补充,同时考虑产品的饱腹感、无糖和纤体等方面。而从产品宣称的角度和成分的使用来看,此类产品的消费趋于更营养均衡、健康、回归自然和理性,以及低GI健康营养的方向,而配方营养餐类食品在进行GI宣称和认证方面仍处于起步阶段,有待专业化和普及化。

中国上市的代餐类产品宣称也更加全面

来源:嘉宾分享PPT

带着这些思考,我们团队抓住了潜在的市场机会并结合玫琳凯关注爱美女性“内调外养”的需求,开发了增强饱腹感、持续供能且有助于改善身体机能的“低GI”健康食品,我们希望更多女性通过营养均衡的食品为自己打好营养基础,我们希望美丽和健康自然发生。

配方设计之初,我们首先关注“原料的遴选和组方的力量”。配方不是成分的简单叠加,而是一支“成分组合协同的团队”。因此,我们在科学举证和组方原则下考虑多个因素,比如:宏量营养素、微量营养素、植物营养素的均衡,每一个成分对卡路里的贡献,天然来源甜味剂的组合,原料对GI的影响,饱腹感的体感,抗炎的可能性,成分的交互和怎样达到低GI的配方(例如:蛋白质与碳水化合物两者的比例,不同碳水化合物来源的稳定性和GI值,不同长、中、短链可溶性和不可溶性膳食纤维的组合,多不饱和、饱和脂肪酸的含量,植物活性成分等影响)。在此基础上,进行单个不同营养成分、成分组合和配方组合的体外消化实验,以此预判配方低GI的可能性,进而开展人体测试以及饱腹感测试。

低GI代餐产品的开发思路

来源:嘉宾分享PPT

常规的体外消化实验方法有比色法(还原糖定量分析方法),葡萄糖试剂盒,葡萄糖高效液相色谱等。结合文献的报道和前期预实验,我们优化建立了内部实验室的方法,采用HPLC,用底物和酶模拟口腔、胃和肠道的体内消化过程,测试配方对麦芽糊精的水解是否会有抑制作用。整体技术路线上,我们先确定体外消化体系,测定单一和组合成分,优化不同组合比率进行配方测试。在酶和底物的配比上,我们期望在180分钟内麦芽糊精水解程度能够达到80%,在此标准下,我们分别测试了不同浓度的脂肪混合物、膳食纤维混合物、蛋白质、植物营养素和配方,并验证其是否对消化产生抑制作用。最后,我们根据体外实验优选出最佳组合的比例和互配,并在“功能主食创制与慢病营养干预北京市重点实验室”按照ISO26642:2010的国际标准对配方进行了人体GI测试。测试结果显示,不同口味的配方和推荐摄入量均达到了低GI和低GL食物标准。

我们后续进行的饱腹感测试使用的是视觉模拟评分法(Visual Analog Scales, VAS)量表。实验的4个小时内,每间隔30分钟测量一次,制作饱腹感及饱腹感相关评价数值的曲线,计算相关曲线下面积,以此考察饱腹感评价和饱腹感相关指标,评价指标包括继续进食本产品的意愿(喜好度)、对吃饭渴望的程度、预估摄入食物的程度。我们选择了同等能量和口味喜好度的同类产品进行交叉实验。实验结果证明玫琳凯低GI混合营养代餐粉在饱腹感和消费者喜好度方面,都优于对照产品。配方GI数据作为系统综述的一部分发表在AJCN 2021(The American Journal of Clinical Nutrition)上。低GI数据发表在ASN Nutrition online in 2022学术海报。

数据发表

来源:嘉宾分享PPT

结语
无论是GI还是GL,关注这些指标是我们走向健康生活的开始,如何更友好地让低GI理念普及化,继而让更多的消费者受益,需要上下游企业、学会和团体一起努力推进。

我们来自玫琳凯,玫琳凯健康营养食品的研究开发和应用正传递一种“玫”好的生活方式:让低GI理念融入生活,让我们一起更健康,更美丽,会烹会选,会看标签。低GI理念,传递健康与“玫”好。

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