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血糖生成指数

血糖生成指数(别名:食物血糖生成指数、升糖指数,英文名:Glycemic Index,简称:GI),是某种食物升高血糖效应与标准食品(通常为葡萄糖)升高血糖效应之比,指的是人体食用一定食物后会引起多大的血糖反应。它通常反映了一个食物能够引起人体血糖升高多少的能力,GI是由人体试验而来的,而多数评价食物的方法是化学方法,因此也常说GI是一种生理学参数。

GI的概念由David J. Jenkins博士于1981年在多伦多大学研究何种食物最适合糖尿病人时提出,当GI在55以下时,可认为该食物为低GI食物;当GI在55-70之间时,该食物为中等GI食物;当GI在70以上时,该食物为高GI食物。GI有助于有效控制体重,还能指导糖尿病患者选择食物,并能控制慢性病发病率。在临床方面,GI对于控制血糖,尤其是控制餐后血糖具有重要意义。在食物选择、食材购买和烹调技巧方面,它都能提供针对性指导。

2010年,国际标准化组织(ISO)在ISO/FDIS26642:2010中首次对GI的测定进行了规范。中国GI检测方法采用的是WS/T 652-2019《食物血糖生成指数测定方法》。2023年6月,中国营养学会发布了团体标准T/CNSS 018-2023《预包装食品血糖生成指数标示规范》。这也是中国首次制定的自热食品GI标示标准,为低GI食品的判定提供了依据,填补了GI在预包装食品标识方面的空白。GI的测定方法主要分为三大类,包括人体试验方法、体外模拟法和计算法。人体试验方法试验程序复杂、周期长、成本高,体外模拟法和计算法具有简便和预测性,但是食物的GI值国际上只承认人体测量数据。

概念

血糖生成指数(全称:食物血糖生成指数,又称:升糖指数,英文名:glycemic index,简称:GI)是表示某种食物升高血糖效应与标准食品(通常为葡萄糖)升高血糖效应之比,指的是人体食用一定食物后会引起多大的血糖反应。它通常反映了一个食物能够引起人体血糖升高多少的能力,GI是由人体试验而来的,而多数评价食物的方法是化学方法,因此也常说GI是一种生理学参数。它被用来衡量食物中糖类对血糖浓度的影响。此概念由David J. Jenkins博士和他的同事在多伦多大学研究何种食物最适合糖尿病人时提出。

判断标准

GI常被用来衡量食物中碳水化合物对血糖浓度的影响。当GI在55以下时,可认为该食物为低GI食物;当GI在55-70之间时,该食物为中等GI食物;当GI在70以上时,该食物为高GI食物。

高GI食物,进入胃肠后消化快、吸收率高,葡萄糖释放快,葡萄糖进入血液后峰值高,也就是血糖升得快和高;低GI食物、在胃肠中停留时间长,吸收率低,葡萄糖释放缓慢,葡萄糖进入血液后的峰值低、下降速度也慢,简单说就是血糖浓度比较低。利用GI合理安排膳食,对于调节和控制体重有好处。一般来说,只要一半的食物从高GI替换成低GI,就能获得改善血糖的效果。

常见食物GI指数

作用

GI有助于有效控制体重,还能指导糖尿病患者选择食物,并能控制慢性病发病率。在临床方面,GI对于控制血糖,尤其是控制餐后血糖具有重要意义。它可以指导人们购买合适食材,指导食物烹调的技巧以及合理选择某一种具体食物。血糖指数是选择食物的一个参考,在选择低GI食物时,还需注意食物的总量不可过量。

测定标准及方法

测定标准

依据澳大利亚新西兰的食品标签等相关法规,已经将GI作为生产食品的一项重要营养指标。2010年,国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)在ISO/FDIS26642:2010中首次对GI的测定进行了规范;2016年1月,ISO组织专家重新对标准进行了审议,认为仍适合GI测定的方法,继续使用本标准。中国GI检测方法采用的是WS/T 652-2019《食物血糖生成指数测定方法》。随着GI概念的不断推广,为规范低GI食品标示,2023年6月,中国营养学会发布了团体标准T/CNSS 018-2023《预包装食品血糖生成指数标示规范》。这也是中国首次制定的自热食品GI标示标准,为低GI食品的判定提供了依据,填补了GI在预包装食品标识方面的空白,为食品企业在GI标识方面提供了规范,同时也帮助消费者做出更健康的食物选择,标志着我国的GI应用进入一个新的时代。

测定方法

GI是衡量食物引起餐后血糖反应的一项有效指标,它是指含50克糖类的食物与相当量的葡萄糖或白面包在一定时间内(一般为2小时)体内血糖反应水平百分比值,它是一个比较而言的数值,反映了食物与葡萄糖相比升高血糖的速度和能力,通常把葡萄糖的GI定为100。尽管各国都对GI测量的方法进行了严格的规定,但GI检测方法受众多因素的影响。主要包括受试者身体健康状况、受试者试验前用餐及药物食用情况、受试者人数、受试时间、受试食物中可利用碳水化合物的含量、采血方式的选择、参考食物、曲线下面积计算方法等。人体试验方法测定GI值,除了以上因素的影响,还与参与测试的人群有关。有研究显示,采用流行病学的方法测定GI值,在不同国家、不同地区、不同受试人群。检测出的GI值存在很大差异。

GI的测定方法主要分为3大类,包括人体试验方法、体外模拟法和计算法。人体试验方法试验程序复杂、周期长、成本高,体外模拟法和计算法具有简便和预测性,但是食物的GI值国际上只承认人体测量数据。

人体试验法

截至2025年,中国内外测定GI的方法主要为人体试验的方法,主要参考依据来自于GI的概念。GI检测方法的选择也会依据产品所处的阶段选择,一般科研院所、政府机构及高校,为了产品的低GI功能声称或科学研究,为保证产品GI值的准确度及重现性,需要严格按照统一的行业GI测定标准进行试验。但对于一些生产企业在产品前期研发阶段,需要缩短研发周期,尽快调整配方设计,节约成本,人体试验的方法就不适用于此种要求。

体外模拟法

体外模拟法主要是在生物体外以合适的时间条件模拟人体胃肠道的消化环境,对食物用酶进行消化,然后用半透膜透析,模拟吸收过程,最后在一定的时间测定体系中析出的成分,这种方法已经成为体外分析糖类对生理效果的主要途径。由李建文等通过参照AOAC 2002.02 RS测定法及国际标准法,完成了30种食物的GI值测定,经研究表明,通过测定食物的组成成分,建立体外消化的实验模型,可以预测食物的GI值。

体外消化模型的优势是通过对食物和膳食餐后血糖应答进行预测,复制人体试验的程序,可以预测食物营养吸收、生物成分有效利用率、食品摄入安全评价等方面,具有简捷易行的优势,并简化了试验过程,节约了试验时间及成本,适用于企业前期的研发阶段。

计算法

计算法是将混合膳食中各原料的GI值简单的加和,求平均数得到混合膳食GI值的方法。研究表明,混合膳食的GI值通过标准方法计算与食物所引起的血糖反应有很强的相关性,FAO/WHO专家委员会也表示GI值可以用于混合膳食,虽然人们食用的每一餐食物样品及种类丰富,GI值只能表示特定单一的GI数据,但还是可以根据单一食物的GI值推测并计算出整餐的GI值范围。截至2025年,中国内外对GI的主要研究方向侧重于在高GI的食品中添加GI值较低的辅料,或将GI值较低的几种原料进行配比来降低产品的GI值,让低GI食品兼具功能、营养和品质方面的特点。

GI计算公式为:GI值=(含50g糖类实验食物餐后2小时血糖曲线下面积)/(等量葡萄糖餐后2小时血糖曲线下面积)×100。

另外一种计算GI的方法是按照GI计算模型和产品配方中各成分的含量来计算。由于是经验基础制作的模型,所以更容易忽略产品在加工过程中对GI值的影响,建议可作为简单估算产品GI值的一种预测。

影响因素

食物中碳水化合物的类型

单糖是直接吸收的,GI值高于多糖支链淀粉直链淀粉消化快,GI值较高。富含游离葡萄糖、容易水解为葡萄糖的二糖和容易被消化的淀粉等食物GI相对较高。糯米等食物因支链淀粉含量高其GI较高,而豆类等含直链淀粉比例高其GI较低。

食物中其他成分含量的影响

豆类食品难消化,GI低;面粉易消化,故GI高。而可溶性黏性纤维由于增加了肠道内容物的黏性,从而降低了淀粉和消化酶的相互作用,如燕麦、豆类等含有大量黏性纤维,都是低GI食物。脂肪和蛋白质的增多,可以降低胃排空及小肠中食物的消化率,所以,高脂肪食物比等量低脂肪食物具有相对低的GI,但是应记住,任何类型脂肪食物不管它的GI高低,都应该在限量范围内使用。脂肪比例的增高可增加热量摄入,增加动脉粥样硬化风险,蛋白质比例的增高则增加肾脏负担,因此应按比例进行限制。增加食物中粗食纤维的含量则不仅有利于降低GI,还有改善肠道菌群等作用。食物经发酵后产生酸性物质,酸能延缓食物的胃排空率,延长进入小肠的时间,可使整个膳食的GI降低。在小菜中加醋或柠檬汁是简便易行的方法。在各类型的醋中发现红曲霉醋最好,同时柠檬汁的作用也不可忽视。

食物的形状和特征

较大颗粒的食物需经咀嚼和胃的机械磨碎过程,延长了消化和吸收的时间,血糖反应缓慢、温和。因此,从GI的概念出发,“粗”粮不要细作,控制粮食碾磨的精细程度非常关键。以面包为例,白面包GI为70,但掺入75%~80%大麦粒的面包GI为34,所以,提倡用粗制粉或带碎谷粒制成的面包代替精白面包。在厨房要“懒”点,蔬菜能不切就不切,豆类能整粒吃就不要磨。一般薯类、蔬菜等不要切得太小或呈泥状。宁愿多嚼几下,肠道多运动,对血糖控制有利。

食物的加工烹饪方法

不同的加工烹饪方法影响食物的消化率。一般来说,加工越细的食物,越容易被吸收,升糖作用也越大。另外,烹调的方法也很重要,同样的原料烹调时间越长,食物的GI也越高。在加工过程中,淀粉颗粒在水和热的作用下,有不同程度的膨胀,有些淀粉颗粒甚至破裂并分解,变得很容易消化,如熬粥时间越长,GI越高。

GI还会受多方面因素影响,如受食物中糖类的类型、结构、食物的化学成分和含量以及食物的物理状况和加工制作过程的影响等,如果忽视这些不同,会很难控制血糖平稳。首先在食物的烹调加工过程中,会对GI产生影响。如“淀粉糊化程度”———在加工过程中,淀粉颗粒在水和热的作用下,有不同程度的膨胀,有些淀粉颗粒甚至破裂并分解,变得很容易消化,如熬粥时间越长,GI越高,对血糖影响越大。又如“颗粒大小”也会对其产生影响———食物颗粒越小,越容易被水解吸收,其GI也越高,故食物不宜太精细。

其次,食物的成分也会对血糖有影响。如豆类食品难消化,GI低;面粉易消化,故GI高。而可溶性粘性纤维由于增加了肠道内容物的粘性,从而降低了淀粉和消化酶的相互作用,如燕麦、豆类等含有大量粘性纤维,都是低GI食物。另外,脂肪和蛋白质的增多,可以降低胃排空及小肠中食物的消化率,所以,高脂肪食物比等量低脂肪食物具有相对低的GI,但是应记住,任何类型脂肪食物不管它的GI高低,都应该在限量范围内使用。

另一方面,随着糖类摄入量的增加,人体内的胰岛素反应会随着碳水化合物摄入量增高而增高,血糖不会无限制地增加,长期高胰岛素反应加重胰腺负担,易引发胰岛素抵抗型糖尿病。因此,食用含高碳水化合物饮食时,选择低GI食物对降低胰岛素分泌相当重要。此外,酸能延缓食物的胃排空率,延长进入小肠的时间,故可以降血糖,在各类型的醋中发现红曲霉醋最好,同时柠檬汁的作用也不可忽视。

降低方法

“粗”粮不要细作

较大颗粒的食物需经咀嚼和胃的机械磨碎过程,延长了消化和吸收的时间,血糖反应是缓慢、温和的形式。从GI的概念出发,控制粮食碾磨的精细程度非常关键。以面包为例,浮小麦面包的GI约为70,但掺入75%~80%大麦粒的面包GI则为34,所以,提倡用粗制粉或带碎谷粒制成的面包代替精白面包。

讲究烹饪方法

食物的软硬、生熟、稀稠、颗粒大小对食物GI值均有影响。食物的加工精细程度、烹饪方法会影响食物的消化率。一般来说,加工越细的食物,越容易被吸收,升糖作用也越大。同样的原料烹调时间越长,温度越高,水分越多,糊化就越好,食物GI值就越高。例如大米经过熬煮形成粥之后里面的糊精增多,很容易消化,升血糖的速度也非常快。因此,除非营养治疗的特殊需要,谷类食物煮熟必须经过长时间高温外,可以提倡急火快煮少加水。做菜时,能不切的蔬菜就不切,能竖切的就竖切,能完整吃的就整吃,各种豆类能整粒吃就不要磨碎。薯类等食物不要切得太小或成泥状。食物完整一些、粗一些多嚼几下,肠道多运动,对血糖控制有利。

多吃富含膳食纤维的食物

纤维量越高,GI越低。例如,由于蔬菜的纤维质较高,GI普遍较低。由于水溶性纤维的黏性高,能有效延缓葡萄糖的消化和吸收的速度,所以一般高水溶性纤维的食物,例如麦片、豆类的GI较低。而非水溶性纤维的黏性虽低,但其粗糙纤维亦可阻挡酵素的消化作用,所以GI亦较低。因此,食物中增加膳食纤维的含量不仅有利于降低GI,还有改善肠道菌群等作用。应多选用天然膳食纤维丰富的蔬菜,如芹菜、竹笋、木耳、菇类等。可溶性粗食纤维有许多种,如麦片、豆类魔芋等。

主食中适量加入脂肪、蛋白质

食物中的脂肪和蛋白质可降低胃的排空率及消化率,所以含蛋白质和脂肪的食物GI较低。例如牛奶、乳酪等高蛋白质食物的GI较低,全脂牛奶的GI比脱脂奶为低。又如一般的小麦面条GI为81.6,强化蛋白质的意大利细面条GI为37,加鸡蛋的小麦扁面条为55。饺子是我国许多地区常用的食物,蛋白质、脂肪、纤维都较高,也是低GI的食品。但是需注意的是,脂肪比例的增高会增加热量摄入,增加动脉粥样硬化等心血管疾病风险,摄取过量脂肪还会引致超重及肥胖,更加会影响血糖的控制,所以应注意脂肪的分量,避免摄入含高饱和脂肪及反式脂肪的食物。蛋白质比例的增高则会增加肾脏负担,因此应按比例限制脂肪和蛋白质的摄入。

副食中常加点醋

醋能延缓食物的胃排空率,延长进入小肠的时间,因而可以降血糖。在各种类型的醋中发现红曲霉醋最好,食物经发酵后产生酸性物质,可使膳食的GI降低。pH较低的食物,GI也较低。还可在副食中加醋或柠檬汁。

GI高、中、低的食物合理搭配

GI高、中、低的食物搭配在一起,可以制成中等GI的膳食,而GI都高的食物混合在一起肯定成了高GI的食物,选择中、低GI的食物搭配在一起就能够制成低GI的膳食。因此,要减少GI高的食物,增加GI低的食物或注意GI高、中、低的食物合理搭配。

食物的选择可结合自己的饮食习惯和食物喜好,以GI值及营养特点等为参考,选择并交换食物。其中优选的食物包括低脂肪食物、高粗食纤维食物、低血糖指数值食物;需要限制性选择的食物包括中等GI的食物、较低膳食纤维的食物;不宜多选的食物包括高脂肪高胆固醇食物、高盐食物、精糖食物或者高GI食物以及低膳食纤维食物。世界卫生组织联合国粮食及农业组织向人们推荐:参照GI表,合理选择食物,控制饮食,并建议在食物标签上注明总糖类及GI值。

相关知识

GI与糖尿病

营养学认为,GI是一个比糖类的化学分类更有用的营养学概念,揭示了食物和健康之间的新关系。研究结果表明,GI与2型糖尿病的发生发展有一定关系。长期高GI饮食可使机体对胰岛素需求增加,增加糖尿病发病风险。动物实验显示,用高GI饲料喂养的小鼠比用低GI饲料喂养的小鼠更早产生胰岛素抵抗。

美国护士健康研究对65173名女性随访6年,结果显示,在校正了年龄、体质指数、运动量、能量和谷类纤维摄入量后,2型糖尿病发生危险随膳食GI的增加而增高,GI增加15单位和20单位时,2型糖尿病的相对危险分别为1.37(95%可信区间为1.09~1.71)和1.47(95%可信区间为1.16~1.86)。卫生专业人员随访研究对42759名正常人的饮食状况随访6年,统计分析显示食物GI与糖尿病发病危险呈正相关,其结果与护士健康研究结果相似。

研究表明,摄入低GI食物餐后血糖峰值低,有利于血糖控制。Heilbronn等对45例超重的2型糖尿病患者进行为期12周的饮食干预,结果发现与高GI饮食相比,低GI饮食可改善空腹血糖糖化血红蛋白(HbA1c)水平。Wolever等对34例糖耐量受损(IGT)患者进行为期4个月的饮食干预结果与此相似。Miller等对1988-2002年间14项糖尿病饮食控制试验进行分析显示,与高GI饮食相比,低GI饮食使HbA1c绝对值降低了0.43%,相对值平均降低了7.4%,降低餐后血糖、空腹血糖和血脂水平改善糖尿病人的胰岛素抵抗。中国关于低G膳食对2型糖尿病控制的研究发现:低GI膳食明显降低空腹和餐后血糖,明显降低体重和体重指数,减少降糖药物28.6%。

合理利用GI

世界卫生组织联合国粮食及农业组织建议:参照食物GI值表,合理选择食物,控制饮食,并建议在食物标签上注明其总糖类含量及GI值。2007年颁布的《IDF餐后血糖管理指南》也指出,使用GI值来评价饮食的餐后血糖负荷。高GI食物与2型糖尿病、妊娠糖尿病心血管疾病发病率增高独立相关。低GI饮食在人体内消化和吸收更为缓慢,有益于控制餐后血糖和减少心血管危险因素。

科学指导糖尿病患者饮食,首先应选择低GI和中GI的食物。糖尿病患者尽量不用或少用单糖和二糖类,严格限制纯糖食品、甜点等。其次,要合理搭配食物。选择高GI食物时,可以搭配低GI食物混合食用,如粗杂粮的GI值较低,但适口性较差,细粮GI值较高,粗细粮搭配,既可以改善口感,又可以降低GI。第三,选择科学的加工与烹调方法。粮食在精加工过程中,不仅会损失一些营养素,同时由于研磨颗粒变细,更利于吸收,GI值也增高,如糙米饭GI值为70,精米饭GI值为83.2。另外,α糖苷酶抑制剂等能通过抑制糖类在小肠上部的分解,对于以碳水化合物为主的中国饮食结构来说,可以直接降低食物GI值。

许多糖尿病患者的饮食尚存在误区:认为碳水化合物升糖速度快而过于严格限制主食,并过多食用高蛋白质及高脂肪食物。这种做法只注意到即时血糖效应,而忽略了总能量、脂肪摄入量增加的长期危害。要纠正这种认识,医生不仅应向患者解释三大营养素合理比例,更应告知如何克服碳水化合物相对GI值较高的缺点,引导患者合理选择GI值相对较低的碳水化合物类食物,使糖尿病患者将食物的GI值作为选择富含碳水化合物类食物的参考依据之一。

中国及其他国家有研究表明,与标准膳食指导和食物交换份法相比,用GI教育糖尿病患者更容易被理解和接受,对患者长期维持血糖水平有较好的作用。一些国家的糖尿病学会建议,在糖尿病饮食治疗方面应考虑食物的GI值,并用来教育患者。许多营养学教科书以及《2007年中国居民膳食指南》中都有关于GI的论述和数据,为GI的广泛应用提供了参考工具,对糖尿病患者的营养教育和指导饮食具有重要意义。

参考资料

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