糖尿病已成為威脅全球公共健康的重大問題，2型糖尿?。═2DM）以高血糖、胰島素抵抗及相對(duì)胰島素缺乏為特征，占糖尿病患者總數(shù)的90%以上。值得注意的是，飲食調(diào)控作為全程干預(yù)手段，被美國糖尿病協(xié)會(huì)推薦為T2DM防治的核心策略之一。血糖生成指數(shù)（GI）作為評(píng)估食物對(duì)血糖應(yīng)答影響的重要參數(shù)，低GI飲食已被證實(shí)可有效改善短期血糖控制及體重管理。

荷包豆（Phaseolus coccineus L.），又稱紅花菜豆、龍爪豆等，系豆科菜豆屬多年生草本植物。其干豆粒營養(yǎng)組成豐富，蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)17.3%～18.1%，淀粉為58%～63%，并富含B族維生素、鐵、鋅以及總酚類、黃酮類和花青素類等生物活性物質(zhì)，在抗氧化及血糖穩(wěn)態(tài)方面展現(xiàn)出潛在應(yīng)用價(jià)值。

燕麥作富含膳食纖維，尤其以獨(dú)有的β-葡聚糖而被人熟知，具有降低餐后血糖、改善胰島素抵抗的潛在功效。藜麥、薏苡仁和紅豆等雜糧亦被證實(shí)具有調(diào)節(jié)糖脂代謝的功能活性。此外，紅豆的高蛋白質(zhì)含量和慢消化淀粉特性，以及燕麥和藜麥的高膳食纖維含量均可以明顯增加飽腹感。

枸杞富含多糖、多酚和類胡蘿卜素，具有顯著的抗糖尿病作用。亞麻籽則含有α-亞麻酸、木酚素及膳食纖維，可以改善糖尿病前期和T2DM患者的血糖控制以及胰島素抵抗。

東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的嚴(yán)威、張振震、孫桂菊*等以云南省特色雜糧荷包豆為主要原料，科學(xué)配比燕麥、薏苡仁、藜麥、紅豆、枸杞及亞麻籽等原料，研制荷包豆雜糧代餐粉，測(cè)定其GI值，并評(píng)價(jià)其餐后血糖生成能力。以期為開發(fā)具有降血糖功能的新型低GI食品提供理論依據(jù)，同時(shí)為拓展雜糧資源在功能食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)參考。

01

模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)得分

由表4可知，感官評(píng)價(jià)因素權(quán)重集W＝（0.24，0.27，0.31，0.18）。

感官評(píng)價(jià)得分計(jì)算以荷包豆粉為例，不同荷包豆粉添加量的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)見表5，可建立5 個(gè)模糊評(píng)定矩陣 A 1 ～ A 5 。例：10 g荷包豆粉添加量的評(píng)定矩陣為：

同理，可得A2～A5的模糊評(píng)定矩陣。10 g荷包豆粉添加量的模糊感官評(píng)價(jià)結(jié)果為：

同理，可得Y2～Y5的模糊感官評(píng)價(jià)得分。10 g荷包豆粉添加量的模糊感官評(píng)價(jià)得分（Z1）為：

同理，可得Z2～Z5。每種添加量按上述步驟評(píng)價(jià)3 次，取平均值。同樣的，不同添加量的燕麥粉、薏苡仁粉、紅豆粉、藜麥粉、枸杞粉和亞麻籽粉按上述步驟評(píng)價(jià)得到其Z1～Z5。

02

單因素試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知，隨著各因素添加量的增加，代餐粉感官評(píng)價(jià)得分均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。當(dāng)荷包豆粉添加量為20 g、燕麥粉添加量為15 g、薏苡仁粉添加量為15 g、紅豆粉添加量為15 g、藜麥粉添加量為15 g、枸杞粉添加量為6 g、亞麻籽粉添加量為14 g時(shí)，感官評(píng)價(jià)得分達(dá)到峰值。因此，以這些添加量繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)。

03

Plackett-Burman試驗(yàn)結(jié)果

Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表7，結(jié)果分析見表8。共篩選出3 個(gè)對(duì)荷包豆雜糧代餐粉的感官評(píng)價(jià)得分具有顯著影響的因素，按影響由大到小依次為荷包豆粉、紅豆粉、枸杞粉（P＜0.05）。同時(shí)，得到回歸方程：Y＝62.54＋5.89A＋1.67B—1.16C＋4.28D—0.28E＋3.52F＋1.74G。

04

Box-Behnken響應(yīng)面法試驗(yàn)結(jié)果

4.1 顯著因素的最陡爬坡試驗(yàn)

根據(jù)Plackett-Burman試驗(yàn)所得回歸方程，荷包豆粉、紅豆粉、枸杞粉添加量即因素A、D、F均為正效應(yīng)。由于A是最顯著的因素，因此以A為爬坡單位設(shè)計(jì)最陡爬坡試驗(yàn)。

D、F步長根據(jù)實(shí)際分別取4 g和2 g。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表9所示。處理2的感官評(píng)價(jià)得分最大，因此以處理2作為中心點(diǎn)進(jìn)行響應(yīng)面法優(yōu)化。

4.2 Box-Behnken響應(yīng)面法試驗(yàn)

Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表10。響應(yīng)面法回歸模型方差分析結(jié)果見表11。模型極顯著（P＜0.01），失擬項(xiàng)不顯著（P＞0.05），決定系數(shù)R2＝0.994 7，校正決定系數(shù)R2adj＝0.987 8，表明該回歸方程對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有良好的擬合效果，可用于代餐粉感官品質(zhì)的分析與預(yù)測(cè)。單因素中A、D、F項(xiàng)對(duì)感官評(píng)價(jià)得分的影響顯著（P＜0.01）；交互項(xiàng)AF的影響顯著（P＜0.01）；二次項(xiàng)A2、D2、F2的效應(yīng)亦高度顯著（P＜0.01）。經(jīng)二次多元回歸擬合，得到二次多項(xiàng)方程：Y＝78.10—2.07A—1.00D＋2.48F—0.095 0AD—3.53AF—0.457 5DF—4.90A2—4.49D2—10.40F2。

基于Origin 2024繪制不同原料添加量對(duì)代餐粉感官評(píng)價(jià)得分影響的等高線圖和響應(yīng)面3D圖（圖1），結(jié)果顯示試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍涵蓋了響應(yīng)值的最大區(qū)域。根據(jù)模型預(yù)測(cè)值，荷包豆雜糧代餐粉最優(yōu)配方為荷包豆粉23.612 g、紅豆粉13.524 g、枸杞粉3.998 g，搭配固定量的燕麥粉15.0 g、薏苡仁粉15.0 g、藜麥粉15.0 g、亞麻籽粉14.0 g，對(duì)應(yīng)感官評(píng)價(jià)得分預(yù)測(cè)值為74.106。考慮實(shí)際生產(chǎn)操作便利性，將參數(shù)修正為荷包豆粉23.5 g，紅豆粉13.5 g，枸杞粉4.0 g，其余原料用量不變，經(jīng)3 次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)測(cè)感官評(píng)價(jià)得分為74.193±1.07，與預(yù)測(cè)值吻合度良好。上述結(jié)果表明，基于模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化的荷包豆雜糧代餐粉配方具有較好的重復(fù)性，可作為最優(yōu)配方。

05

血糖生成指數(shù)測(cè)試

5.1 營養(yǎng)成分測(cè)定

如表12所示，荷包豆雜糧代餐粉的碳水化合物含量為55.2 g/100 g，蛋白質(zhì)和膳食纖維含量較高，分別為17.3 g/100 g和13.8 g/100 g?？傸S酮和總多酚含量分別為2.91 mg/g和10.4 mg/g。

5.2 血糖應(yīng)答曲線

由表13可知，葡萄糖組和荷包豆雜糧代餐粉組的空腹血糖值（0 min）均在正常值范圍內(nèi)（3.9～6.1 mmol/L），且兩者之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。與葡萄糖組相比，代餐粉組餐后15、30、45 min和60 min的血糖水平均顯著降低，120 min的血糖水平顯著升高（P＜0.05）。兩種食物的餐后血糖均在30 min達(dá)到峰值，但代餐粉組的血糖應(yīng)答峰值明顯低于葡萄糖（P＜0.05）。

血糖應(yīng)答曲線是食用某種食物后血糖應(yīng)答的直觀表現(xiàn)，如圖2所示，葡萄糖組和代餐粉組的餐后2 h血糖應(yīng)答曲線均在前30 min內(nèi)逐步上升并達(dá)峰值，隨后逐步下降。與葡萄糖組相比，代餐粉組的餐后血糖波動(dòng)幅度明顯減少，具體表現(xiàn)為峰值濃度較低，且餐后血糖回落過程更為平緩，整體血糖波動(dòng)呈現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定的特征。

5.3 荷包豆雜糧代餐粉的GI值

對(duì)每個(gè)受試者分別計(jì)算后取均值，荷包豆雜糧代餐粉的GI值為51.84，屬于低GI食品，如表14所示。

06

食品感官特性是影響人們選擇食品的重要因素之一，傳統(tǒng)的感官評(píng)價(jià)法主要依靠人的感覺器官直接對(duì)產(chǎn)品的感官特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，易受感官評(píng)價(jià)者主觀因素影響，存在一定的局限性。模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性受評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的可靠性以及權(quán)重集設(shè)定等因素的影響，由于能有效減少感官評(píng)價(jià)指標(biāo)之間以及感官評(píng)價(jià)主體之間的主觀評(píng)定誤差，提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、合理性和客觀性。目前模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化在食品配方、工藝等的研究已有廣泛應(yīng)用。本研究通過模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化荷包豆雜糧代餐粉配方，從一定程度上提高了結(jié)果的可靠性。然而，在優(yōu)化過程中未充分考慮產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和加工工藝的可行性，這在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要意義。未來的研究應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)展優(yōu)化指標(biāo)，結(jié)合生產(chǎn)工藝參數(shù)，確保優(yōu)化配方在實(shí)際應(yīng)用中的可操作性和長期穩(wěn)定性。

從原料應(yīng)用維度分析，現(xiàn)有低GI食品普遍采用多元化原料體系，但核心組分仍集中于大豆、小麥等主糧及燕麥、綠豆、藜麥等常規(guī)雜糧。本研究突破傳統(tǒng)原料框架，以云南省特色雜糧作物荷包豆為核心原料，聯(lián)合燕麥、藜麥、紅豆和薏苡仁4 種常見雜糧，既豐富了膳食纖維、植物蛋白的協(xié)同作用，又通過枸杞和亞麻籽強(qiáng)化了抗氧化成分與不飽和脂肪酸，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)更為全面。然而，由于目前國內(nèi)荷包豆產(chǎn)業(yè)仍以鮮食與干制初級(jí)產(chǎn)品為主，深加工產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善，未來研究可聚焦于工藝優(yōu)化與技術(shù)創(chuàng)新，例如改進(jìn)粉碎與熟化工藝提升產(chǎn)品穩(wěn)定性，以此提升荷包豆原料的綜合利用效率與生產(chǎn)效益，為特色雜糧的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供新路徑。

此外，在GI值測(cè)定方法層面，多數(shù)低GI食品依賴體外消化試驗(yàn)進(jìn)行快速篩查，該類模型雖能反映淀粉水解速率，但僅聚焦消化階段，未整合腸道吸收動(dòng)力學(xué)及胰島素應(yīng)答機(jī)制，且忽略人體消化道的動(dòng)態(tài)生理環(huán)境，導(dǎo)致體外測(cè)定值與體內(nèi)真實(shí)GI值存在系統(tǒng)性偏差。影響食物血糖應(yīng)答的因素有很多，包括碳水化合物的種類、蛋白質(zhì)與淀粉的相互作用以及食物的形態(tài)和加工方式等。汪麗萍等研究發(fā)現(xiàn)，食品中蛋白質(zhì)、膳食纖維、直鏈淀粉和抗性淀粉等成分的含量與估計(jì)血糖生成指數(shù)（eGI）呈負(fù)相關(guān)?？稻а嗟妊芯堪l(fā)現(xiàn)，膳食纖維、脂肪和蛋白質(zhì)會(huì)抑制淀粉類食物的消化從而減緩葡萄糖釋放速率。本研究測(cè)定荷包豆雜糧代餐粉為低GI食物（GI＝51.84），可能是由于主要原料（如荷包豆和紅豆）富含碳水化合物，并且直鏈淀粉含量較高。而直鏈淀粉的結(jié)構(gòu)緊密，消化酶難以接觸，因此其水解速率較慢，導(dǎo)致葡萄糖釋放速度減緩，從而降低了GI值。膳食纖維能夠形成黏稠的膠狀物，延緩食物在胃中的排空速度，并減少淀粉與淀粉酶的接觸，從而影響血糖水平。Kurek等研究發(fā)現(xiàn)，加入燕麥、亞麻和蘋果膳食纖維的面包，其eGI顯著降低。本研究代餐粉膳食纖維含量為13.8 g/100 g，高膳食纖維含量有助于其較低的GI值。

餐后高血糖狀態(tài)的改善已被證實(shí)可以減少血糖峰值對(duì)胰島β細(xì)胞的急性刺激，降低胰島素分泌的脈沖式波動(dòng)，從而減輕β細(xì)胞的代償性負(fù)荷，延緩其功能衰退。同時(shí)，餐后血糖的穩(wěn)定還可以顯著減少活性氧生成，抑制白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子-α等炎癥因子的釋放，減輕慢性低度炎癥。研究發(fā)現(xiàn)降低食物的GI值可以顯著降低餐后血糖并改善胰島素血癥。然而，本研究僅驗(yàn)證了代餐粉短期餐后血糖的調(diào)控效果，但其長期食用的健康效益仍需深入驗(yàn)證。現(xiàn)有證據(jù)表明，連續(xù)8 周的低GI馬鈴薯餅干干預(yù)可改善T2DM大鼠的糖脂代謝，而6 個(gè)月低GI飲食干預(yù)能有效逆轉(zhuǎn)T2DM患者糖脂代謝紊亂及腸道菌群失調(diào)?；诖?，未來需通過動(dòng)物模型及多中心人群試驗(yàn)，進(jìn)一步探討長期食用該代餐粉對(duì)T2DM患者糖脂代謝、體成分分布及腸道菌群穩(wěn)態(tài)的影響。此外，本研究檢測(cè)到代餐粉總黃酮（2.91 mg/g）和總多酚（10.4 mg/g）含量可觀，提示其潛在抗氧化活性，后續(xù)可結(jié)合原料配比與抗氧化成分的量效關(guān)系分析，探究荷包豆與枸杞、亞麻籽等食材的協(xié)同作用對(duì)產(chǎn)品抗氧化能力的影響，為功能性成分強(qiáng)化提供理論依據(jù)。

結(jié)論

荷包豆雜糧代餐粉最優(yōu)配方為每100 g含荷包豆粉23.5 g、紅豆粉13.5 g、枸杞粉4.0 g、燕麥粉15.0 g、薏苡仁粉15.0 g、藜麥粉15.0 g、亞麻籽粉14.0 g。該代餐粉GI值為51.84，食用后餐后血糖峰值濃度較低，且餐后血糖回落過程更為平緩，整體血糖波動(dòng)呈現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定的特征。本研究可為開發(fā)具有營養(yǎng)強(qiáng)化功能的新型低GI食品提供理論依據(jù)，同時(shí)為拓展雜糧資源在功能食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)參考。

本文《荷包豆雜糧代餐粉的研制及其血糖生成指數(shù)值測(cè)定》來源于《食品科學(xué)》2025年46卷第17期22-30頁，作者：嚴(yán)威，張振震，任興遠(yuǎn)，夏惠，楊立剛，廖望，潘達(dá)，王少康，孫桂菊。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250320-161。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息。

實(shí)習(xí)編輯：南伊；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)