玫琳凱李敏杰博士:低GI,從“好概念”到“好產品”
在全民追求健康飲食的時代,GI值已經成為大眾選擇食品時的重要參考指標,但如何將低GI概念更好地融入到產品當中,將低GI食品搬上大眾的餐桌?來自玫琳凱的營養品研發總監李敏杰博士在FBIF2023配料創新分論壇上做出了解答,用科學的實驗和數據為低GI產品的發展道路提供了參考與建議。
內容來源:6月16日,FBIF2023食品飲料創新論壇,配料創新分論壇
分享嘉賓:李敏杰博士,營養品研發總監,玫琳凱
【下文根據現場分享內容整理,內容有刪節】
大家好,我今天分享的內容涉及到兩個部分。第一部分是關于血糖生成指數Glycemic Index(GI)和血糖負荷Glycemic Load(GL)的背景介紹,包含了膳食中碳水的重要性,與碳水相關的GI/GL定義、發展、科學舉證、共識以及消費者的認知等;第二部分圍繞與GI相關的研究和測試展開,并以“玫琳凱營養美麗低GI營養代餐粉”作為研發案例進行分享。
什么是GI和GL
低GI的食品和飲食習慣已經走進了我們的生活。我們注意到,現在很多女性白領在選擇碳水食物時有意識地偏向“谷物碗”“全麥面包”“含有谷物的主食”“低GI配餐”甚至是有低GI食物標識或認證的產品。低GI的概念和產品在食品行業以及消費者當中逐漸升溫,我們開始對低GI有了更多接觸與了解,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是評價食物中碳水化合物是否健康的一種方式。簡單表達:GI定性評價食物中的碳水化合物對人體血糖的影響,講的是可利用碳水化合物的“質”。單看GI還不夠,還需要看GL,GL是定量評價可利用碳水化合物攝入“量”對人體血糖的影響。
提到女性“愛恨交織”的碳水,它在給人們帶來愉悅的同時也引發人們對體重管理的擔憂。然而,碳水化合物的攝入是必需的。碳水化合物作為宏量營養素,主要來源是淀粉和糖,它為人體每天供給能量占50%-60%(200-400克)。它是細胞壁的結構成分,更是我們大腦能量的唯一來源,合理攝入碳水化合物有助于提升情緒(血清素),為體內器官組織提供燃料。大腦在思維活躍的時候,葡萄糖的利用和代謝,消耗會急速增加,如果缺乏足夠的碳水化合物攝入,會出現眩暈。因此,在日常生活中,我們應該保證碳水化合物平衡選擇和適量攝入。
2015年至今,中國營養學會每年的“營養周”持續在教育和宣傳平衡膳食,提倡“食物多樣,多吃粗糧,少吃細糧”,尤其提倡來自谷、薯、豆等全谷物少加工的粗糧碳水化合物來源,同時強調要保證其他營養素的均衡。中國人自古就講“五谷為養,五果為助”,提倡五谷的日常攝入,這在潛移默化中就已經關注到碳水化合物的來源以及GI/GL。當今隨著食品加工精細化,人均粗糧攝入正逐漸減少,如何選擇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
來源:嘉賓分享PPT
對于慢病管理,目前流行的膳食模式達到十幾種之多,總體評分高的是DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension)和地中海式,這兩種模式都提倡營養均衡,且在碳水選擇上也都建議食用適量全谷物、五谷雜糧、豆類。美國糖尿病協會針對糖尿病人的飲食建議中指出,每日的碳水攝入不應少于130克,選擇少加工或低GI食品可以大大減少糖化血紅蛋白及其并發癥。所以不論是健康人或有慢性病的人,碳水攝入都是必需的,碳水化合物的質與量都是健康飲食計劃中的重點。
中國人更需要注重碳水化合物的質量,因為人種和代謝方式的差異,整體來說,亞洲人血糖升高幅度會高于西方人。目前中國人高GI食物攝入量逐年升高,正常的BMI下,亞洲人比白種人患糖尿病和超重的幾率更高。高GI會引起能量重新分配,增加脂肪的儲存和促進新脂肪的產生,引起胰島素敏感性降低。
我們經過系統綜述RCT文獻的檢索和總結,發現低GI飲食對于健康人群的體重和血糖管理是有益的,具體來說,它有助于降低體重、增強飽腹感、提高胰島素敏感性、調節血壓等。目前的科學文獻表明,它的作用機制與能量分配、飽腹感增強、炎癥改善、外周與中樞神經內分泌反饋等相關。低GI/GL的膳食模式也有助于皮膚健康(減少痤瘡的發生)和運動耐力等,具體效用還有待持續研究。
低GI飲食是健康人群體重和血糖管理的循證推薦
來源:嘉賓分享PPT
今天,功能性食品、保健食品、營養素補充劑、中草藥等行業不斷交叉融合,我欣喜地看到探求食物作用機制和機理的研究越來越深入和廣泛。
目前,低GI食物和飲食有益于血糖和體重管理的核心機制是提高飽腹感、促進脂肪的代謝和氧化。低GI膳食可以減緩葡萄糖進入小腸的速度,進而減緩胃酸的分泌和排空速度。小腸的消化吸收速度較慢,胃腸道中的營養受體受到較長時間刺激,導致反饋(通過膽囊收縮素:CCK和胰高血糖素樣肽-1:GLP-1等)到大腦的飽腹感中樞時間變長。
相反,高GI膳食被攝入后,脂肪利用受限,脂肪氧化下降,底物利用從脂肪到碳水化合物的轉變更大,能量消耗和血清瘦素濃度下降幅度更大,氮平衡趨于負,蛋白質潴留的程度減少,這些都導致人體自愿攝食量會更大。高GI促進肝糖原和新生脂肪生成,從而促進身體脂肪儲存,同時小腸近端葡萄糖依賴胰島素釋放肽:GIP釋放,增加葡萄糖吸收。GIP同時會刺激胰島素抵抗相關的細胞因子骨橋蛋白的釋放,影響到胰島素的敏感性。餐后葡萄糖和胰島素濃度的升高通過關鍵限速酶的快速激活,急劇增加碳水化合物的氧化(例如,丙二酰輔酶a,葡萄糖氧化的中間體,抑制脂肪酸轉運到線粒體,導致脂肪酸氧化減少)。
低GI食物對能量分布和代謝的作用機制
來源:嘉賓分享PPT
低GI,不是以食物的化學成分作為指標,而是通過生理作用來描述食物的特性,這些作用包括延緩胃排空速度、降低消化速度和減緩小腸吸收。GI/GL的概念最早是加拿大的科學家Jenkins在1981年提出的,迄今20多年內,越來越多的科學舉證不斷發表。在Pubmed,GI/GL的科學文獻逐年在增加,GI的測試和認證也在逐漸成熟、趨于完善。迄今為止相關的文章加起來有15000篇左右,且每年都在增加。
GI的標準在澳大利亞、新西蘭以及南非等國家的標識體系已經基本完善了,澳新的標準中,低GI食品標識要求建立在符合營養標準的基礎上。中國衛生健康委員會對于GI檢測也有制定方法,此前,中國營養學會發起了預包裝食品GI標識規范(征求意見稿),對八類食品進行GI宣稱,目前還在征求意見稿的討論過程中,我相信不久的未來就會發布。
GI/GL發展史
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低GI,消除誤解,科學看待
從《中國健康管理白皮書2022》中我們了解到,中國人的飲食認知已經越來越完善了。人們對GI有一定的認知,也會自主選擇更好的碳水化合物來源。人們清楚地明白,調整飲食結構不在于吃得少或不吃碳水,而在于不同營養素之間的均衡。根據丁香2021的調查結果顯示,消費者普遍認為低GI食物對體重、血糖、皮膚有健康益處,他們對低GI食物是有需求和購買意愿的。
然而,對于低GI食物,大眾仍普遍存在一些誤解。這里列舉一些:
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會對升糖有影響的食物才有GI值。
②GI值就是糖或者膳食纖維的含量?
解答:對于食物的GI值要整體去評估,不能只看單一類別的營養素條件。
③低GI就是低熱量?
解答:需要考慮其他因素,如脂肪含量。相同碳水化合物含量的食物,脂肪含量高,GI值會低,但熱量會高。
④選擇低GI食材就意味著低GI飲食?
解答:食物的烹飪方式、儲藏條件、進食溫度、進食方式等都會影響GI值。
⑤低GI就意味著健康?
解答:不能只看一個類別的營養素,要整體地平衡地去看。
⑥同一食物名稱就是有一樣的GI值?
解答:食物的品種、產地、氣候、成熟度等均會影響GI值。
⑦每一餐都需要吃低GI食物嗎?
解答:不一定,不需要每日每餐都吃低GI食物,可以將高GI與低GI混合在一起,達到平衡,低GI飲食具有“第二餐效應”。
總之,低GI在食物類別上有豐富的選擇,只有建立在營養均衡基礎上的“低GI”食物才是真正的健康食物。
低GI混合營養代餐粉開發實例
下面我會以玫琳凱研究開發的低GI混合營養代餐粉作為案例,講述低GI食品的開發。
低GI的食物類型很多,可以是食物的單個成分,也可以是主食類食物等等,我們重點探究固體劑型配方食品的研發。配方類加工食品注重各類營養素的攝入均衡,考慮食物的質和量。Euromonitor的報告中將代餐食品歸在體重管理類產品,2022年中國市場的體重管理品類銷售額已接近216億元,配方類營養餐和代餐類需求持續增長,這也映射著消費者在體重相關產品選擇上的理性變化。
市場份額
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那么,配方類營養代餐的市場機會在哪里?我們發現代餐品類的頭部品牌宣稱更多集中在:營養素均衡、支持腸道健康、注重其他營養素的補充,同時考慮產品的飽腹感、無糖和纖體等方面。而從產品宣稱的角度和成分的使用來看,此類產品的消費趨于更營養均衡、健康、回歸自然和理性,以及低GI健康營養的方向,而配方營養餐類食品在進行GI宣稱和認證方面仍處于起步階段,有待專業化和普及化。
中國上市的代餐類產品宣稱也更加全面
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帶著這些思考,我們團隊抓住了潛在的市場機會并結合玫琳凱關注愛美女性“內調外養”的需求,開發了增強飽腹感、持續供能且有助于改善身體機能的“低GI”健康食品,我們希望更多女性通過營養均衡的食品為自己打好營養基礎,我們希望美麗和健康自然發生。
配方設計之初,我們首先關注“原料的遴選和組方的力量”。配方不是成分的簡單疊加,而是一支“成分組合協同的團隊”。因此,我們在科學舉證和組方原則下考慮多個因素,比如:宏量營養素、微量營養素、植物營養素的均衡,每一個成分對卡路里的貢獻,天然來源甜味劑的組合,原料對GI的影響,飽腹感的體感,抗炎的可能性,成分的交互和怎樣達到低GI的配方(例如:蛋白質與碳水化合物兩者的比例,不同碳水化合物來源的穩定性和GI值,不同長、中、短鏈可溶性和不可溶性膳食纖維的組合,多不飽和、飽和脂肪酸的含量,植物活性成分等影響)。在此基礎上,進行單個不同營養成分、成分組合和配方組合的體外消化實驗,以此預判配方低GI的可能性,進而開展人體測試以及飽腹感測試。
低GI代餐產品的開發思路
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常規的體外消化實驗方法有比色法(還原糖定量分析方法),葡萄糖試劑盒,葡萄糖高效液相色譜等。結合文獻的報道和前期預實驗,我們優化建立了內部實驗室的方法,采用HPLC,用底物和酶模擬口腔、胃和腸道的體內消化過程,測試配方對麥芽糊精的水解是否會有抑制作用。整體技術路線上,我們先確定體外消化體系,測定單一和組合成分,優化不同組合比率進行配方測試。在酶和底物的配比上,我們期望在180分鐘內麥芽糊精水解程度能夠達到80%,在此標準下,我們分別測試了不同濃度的脂肪混合物、膳食纖維混合物、蛋白質、植物營養素和配方,并驗證其是否對消化產生抑制作用。最后,我們根據體外實驗優選出最佳組合的比例和互配,并在“功能主食創制與慢病營養干預北京市重點實驗室”按照ISO26642:2010的國際標準對配方進行了人體GI測試。測試結果顯示,不同口味的配方和推薦攝入量均達到了低GI和低GL食物標準。
我們后續進行的飽腹感測試使用的是視覺模擬評分法(Visual Analog Scales, VAS)量表。實驗的4個小時內,每間隔30分鐘測量一次,制作飽腹感及飽腹感相關評價數值的曲線,計算相關曲線下面積,以此考察飽腹感評價和飽腹感相關指標,評價指標包括繼續進食本產品的意愿(喜好度)、對吃飯渴望的程度、預估攝入食物的程度。我們選擇了同等能量和口味喜好度的同類產品進行交叉實驗。實驗結果證明玫琳凱低GI混合營養代餐粉在飽腹感和消費者喜好度方面,都優于對照產品。配方GI數據作為系統綜述的一部分發表在AJCN 2021(The American Journal of Clinical Nutrition)上。低GI數據發表在ASN Nutrition online in 2022學術海報。
數據發表
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結語
無論是GI還是GL,關注這些指標是我們走向健康生活的開始,如何更友好地讓低GI理念普及化,繼而讓更多的消費者受益,需要上下游企業、學會和團體一起努力推進。
我們來自玫琳凱,玫琳凱健康營養食品的研究開發和應用正傳遞一種“玫”好的生活方式:讓低GI理念融入生活,讓我們一起更健康,更美麗,會烹會選,會看標簽。低GI理念,傳遞健康與“玫”好。