测定人类摄入食物的血糖指数的方法与流程

文档序号:13349745阅读:389来源:国知局
本发明涉及用于诊断目的的测量领域,特别涉及一种用于评估营养摄入对人体影响的测量方法。它可以用于开发简单的个人装置,来根据人体对所摄入食物的反应监测食物摄入。技术背景血糖指数是通过显示在特定食物摄入期间血糖浓度增加多快和水平升高到什么程度来衡量血糖浓度变化的值。血糖指数显示某种食物转化为葡萄糖并进入血液的速率。特定食品的血糖指数是一个相对概念。它相对于设为100的纯葡萄糖的指数。其他食品的血糖指数根据人体的吸收率在0至100之间变化。具有高血糖指数的食品会引起血糖浓度的快速增加。它们容易被人体消化吸收。低血糖指数的食品会导致血糖浓度较缓慢的升高,因为它们含有的碳水化合物消化得更慢。血糖指数被定义为所谓的给定食物血糖反应曲线(它显示了食物从摄入一直到被人体完全吸收的时刻之间的血糖浓度的变化)下的面积与食物中含有的碳水化合物量相当的纯葡萄糖血糖反应曲线下面积的比例。血糖指数通常对应某一食品。对一个测试对象进行一系列测试以记录摄取含有已知量葡萄糖的食品时所观察到的血糖曲线。在另一个实验中,相同的测试对象消耗相等量的纯葡萄糖。对上述两种血糖曲线下的区域求得比率并求出平均值。血糖指数通常以百分比表示。为了实用,针对各种食品编制了血糖指数表。一个典型的表格显示在:kayefoster-powell,susannahaholt和janettecbrand-miller。internationaltableofglycemicindexandglycemicloadvalues:2002.amjclinnutr.2002,76,5-56。然而,关于特殊食物的血糖指数的这些信息对于人,特别是正在节食,需要检测葡萄糖摄入的人群来说可能是不够的。由于每个人对食物的吸收是独特的,他们想知道他们摄入特定食品的血糖指数,而不是各种产品的平均数据。此外,他们想知道他们消费的,包括多种食品在内的所有食物的血糖指数,而不是单个食品的血糖指数。最重要的是,一般消费者在食物被吸收后马上想知道血糖指数,而不是用食物和纯葡萄糖进行实验。最初,广泛使用的食物相关碳水化合物对消费者影响评估方法是基于实验研究结果的专门表格。使用特定食品的血糖指数表,消费者可以找到很多表征了人体对进食的碳水化合物反应的血糖指数值。可使用消费者移动设备传输的摄入食品图像加以识别的远程数据库来执行此计算。这种方法仅提供对血糖指数的粗略评估,因为它指的是特定的食品,而不是实际煮熟的食物;此外身体对这种食物的个体反应也不在考虑之内。申请号为us2005/0266385的美国专利申请(2005年12月1日公开,ipca23l1/29)公开了一种方法,用于监测加工食品的营养成分信息,并且旨在促进食谱制定。加工食品的血糖指数是使用特定食品的已知血糖指数测量。该方法不能对不同产品组成的食品的血糖指数进行评估。申请号为wo2008/009737的国际专利申请(2005年1月24日公开,ipca61b05/00)公开了一种基于特定食品的血糖指数的血糖指数评估方法,所述指数从远程数据库发送到消费者的个人设备。根据构成消费者膳食的各个食品的血糖指数及其量,计算整顿膳食的血糖指数。最接近所要求保护的发明的方法是测量摄入食物的血糖指数并产生反馈,记载于申请号为wo2002/005702的国际专利申请(2002年9月12日公开,ipca61b5/00)中。该方法的核心在于,饭前将食用的食物,包括其血糖指数和数量信息,预先送入电脑。餐后,使用已知方法之一测量血糖浓度。根据计算出的血糖浓度值,修正葡萄糖曲线,针对特定的受试者调整摄入食品的血糖指数。所得数据用于预测血糖浓度,并警告其不可接受的增加,及改变饮食行为或进行治疗的必要性。该方法的缺点包括需要运行多个实验以评估每种食品的血糖指数,这是不方便的,因为它需要在相同条件下多次计算和重复摄入某种产品。该方法不能保证对相同食品的血糖指数进行稳定,可重复的评估。因此,仍需要有一种足够快速和简单的,来评估包括复杂成分的膳食在内各种食品的血糖指数的方法。此外,这种方法需要考虑到某人对个体食物吸收特征,并且必须提供足够的准确性。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题是开发一种用于评估食用后立即产生效果的食物的血糖指数的方法,能够考虑到人的生理特征来评价实际的多组分食物的血糖指数。根据本发明,一种用于评估人所摄入食物的血糖指数的方法,其中包括以下步骤:至少从食物摄入导致血糖浓度增加开始起至血糖浓度达到峰值的时间段中,测定人的血糖浓度,基于上述测量,确定从血糖浓度增加开始到血糖浓度达到峰值的时间间隔δt,并确定时间间隔δt内血糖浓度的最大增加量δgmax,这里,所摄取食物的血糖指数定义为摄入该食物后血糖浓度的最大增加量与摄入与该食物的碳水化合物含量相当的纯葡萄糖后血糖浓度的最大增加量的比值;所述比值与δgmax以及δt的成比例。本发明人已经实验证实,在δgmax计算中不考虑葡萄糖浓度的初始值的情况下,并且在一些无关紧要的假设条件下,从食物相关血糖浓度升高时起至葡萄糖浓度峰值gmax之间范围内血糖响应曲线g(t)下的面积与食物中含有的碳水化合物的量csum成正比。考虑到在给定时间间隔δt内血糖浓度几乎线性上升的特征,在上述时间范围内的血糖反应曲线下面积,如前所述,在不考虑初始血糖浓度条件下,将等于:s=0.5·δt·δgmax其中δgmax是葡萄糖浓度在时间间隔δt内的最大增加量。换句话说,摄入食物中碳水化合物含量是:s=k·δt·δgmax,(1)其中k是比例因子,其大小和单位通过实验确定,实验中把用于δgmax与δt测定所采用的单位放入考虑。和消耗食物的碳水化合物含量csum相等的纯葡萄糖摄入(gi)引起的血糖浓度的最大增加量(此增加量表示为)可以基于已知的数据来估计。例如,在摄入纯葡萄糖后血糖浓度增加的数据可以在以下文献中找到:jenniecbrand-miller,karolastockmann,fionaatkinson,peterpetoczandgarethdenyer.glycemicindex,postprandialglycemia,andtheshapeofthecurveinhealthysubjects:analysisofadatabaseofmorethan1000foods.amjclinnutr.2009,89,97–105.r.m.elliott,l.m.morgan,j.a.tredger,s.deacon,j.wright,andv.marks.glucagon-likepeptide-1(7–36)amideandglucose-dependentinsulinotropicpolypeptidesecretioninresponsetonutrientingestioninman:acutepost-prandialand24-hsecretionpatterns.jendocrinol.–1993,138,159-166.最后,将人类消费者食物的血糖指数的目标值gi定义为δgmax和之比:即:这里,当乘以100时,所述比率将获得的血糖指数值转换成其常规形式。因此,所要求保护的发明中描述的方法可以(1)评估具有任意(多组分或复合)组合物即实际食物的食用食物的血糖指数,以及(2)需要单独评估摄入的食品所组成的食物,评估其中食品的血糖指数和整个摄入食物的血糖指数的总值时,避免复杂计算。与血糖浓度g(t)的测量相比较,本方法首先是非介入性的方法,(1)可以以一定的频率进行实时测量,在食物相关血糖浓度停止增加的时间点上提供可靠识别的机会,并且(2)对于用户来说相当舒服。实验表明,在测量血糖g(t)基础上确定的δgmax与δt评估出摄入食物碳水化合物含量csum,这样一个假设可能在血糖指数gi评估结果中引入百分之几的误差,对这样的测量来说这被认为是相当可接受的。在测量摄入食物的碳水化合物含量csum单位为克,所述时间间隔δt单位为分钟,以及所述的血糖浓度的最大增加量δgmax单位为mmol/l的特定情况下,公式(1)中的比例因子k选择在0.35g/min·mmol/l至0.60g/min·mmol/l范围内。上述值由本发明人实验获得。具体来说,当采用所述单位的测量值δgmax、δt和比例因子k来实施该方法时,可以使用图1中的曲线来确定与摄入食物的碳水化合物csum含量相等的纯葡萄糖摄入情况下的血糖浓度的最大增加这个曲线也是根据实验所得。如上所述,非介入性测量对于评估血糖浓度是更可取的。附图说明通过以下图形材料说明本发明。图1表示纯葡萄糖摄入gi与血糖浓度的最大增加量的相关性,所述相关性由发明人实验确定并用于实施所提出的方法。图2显示了本发明的第一实施方案的血糖浓度测定结果。图3示出了本发明的第二实施方式的血糖浓度测量结果。图4显示了本发明第三实施方案的血糖浓度测定结果。具体实施方式本发明的方法实施如下。当食物摄入开始时,开始测量血糖浓度g(t)。可以使用任何合适的方法和装置,但由于所要求保护的发明提出的方法涉及血糖浓度的重复测量,因此非介入性方法对人类来说最为合适。测量可以连续进行或在某段期间中进行,这可以足够可靠地评估血糖浓度随时间t的变化。由于食物的摄取,消费者的血糖浓度开始增长,并在一段时间后达到其最大值。此后,葡萄糖浓度开始下降,给出停止测量的信号。基于测量结果,评估从食物相关的血糖浓度升高开始直至血糖浓度达到峰值的时间间隔δt(以分钟为单位),以及给定的时间间隔δt内葡萄糖浓度(以mmol/l计)的最大增加量δgmax。此外,使用公式(1)计算就餐期间摄入食物的碳水化合物含量csum(克),比例因子k取0.525g/min·mmol/l,代表一个健康的成年人的平均值(见下面的例子)。基于具体的csum值并使用图1所示的曲线,确定由摄取相当csum量的纯葡萄糖gl导致的食物相关的最大血糖增加量这个曲线图是基于本发明发明人在其发展过程中所做的实验。该图可以用近似表述该曲线的数学关系或可获得的实验数据来代替。最后,从公式(2)以血糖浓度的最大增加量δgmax与值之比确定摄入食物的血糖指数gi,后者代表在纯葡萄糖摄入的情况下血糖浓度的最大增加量。如上所述,所要求保护的发明中提出的方法可用于评估特定食品的血糖指数以及它们在餐中的组合摄入,即组合餐的血糖指数。后者对于实际的血糖指数评估有重大意义,因为日常生活中消费的食物是由各种食品组成的。最佳实施方式的详细描述进行了许多实验以测试所提出的方法的可行性以及实现所述结果。在每个实验中,志愿者接受由不同食品组成的计量营养餐。根据要求保护的发明,从进食开始起到食物相关葡萄糖浓度增加量停止的时间间隔中测量血糖浓度。使用申请pct/ru2013/000144(国际公开号wo2013/125987)中描述的非介入性方法测量葡萄糖浓度。测量在1分钟的时间内进行,测量结果通过标准介入性方法证实,每15分钟采取血样一次。记录离散测量结果,并使用近似绘制显示时间t与血糖浓度g关系的曲线(参见图2-图4)。基于绘制的曲线,估测观察到血糖浓度g增加的时间间隔δt和在上述时间间隔内葡萄糖浓度的最大增加量δgmax。使用公式(1)计算摄取食物的碳水化合物含量csum,然后绘制在图1所示的曲线图1上,对应纯葡萄糖gl摄入,评估血糖浓度的最大增加量并用公式(2)计算食用食物的血糖指数。为了确认结果,使用用于计算混合食物总的(或累积)血糖指数的已知方法。这种方法在下述书中描述:theglucoserevolution:theauthoritativeguidetotheglycemicindex,thegroundbreakingmedicaldiscovery/byjenniebrand-milleratal.–marlow&company,newyork,1999,p.33.在该方法中,计算了食物的碳水化合物含量(克),并且基于此确定给定总营养餐各食品中碳水化合物含量的比例。此后,每个食品的血糖指数乘以它的碳水化合物含量比例,结果总结得出营养餐的总血糖指数gi,或其中:pj是第j种食品的碳水化合物含量;gij是所述食品的血糖指数;n是组成混合餐的各个食品数。单个食品的血糖指数取自发表于:kayefoster-powell,susannahaholt和janettecbrand-miller的表格,国际血糖指数表和血糖负荷值表:2002.amjclinnutr。-2002,76,5-56。在实验结束时,评估通过所提出的方法获得的营养负荷(消耗食物)的总血糖指数值与使用对照方法计算的相同营养负荷的累积血糖指数的偏差。实施例1志愿者:女性,50岁,身高164厘米,体重63公斤。营养餐的组成:奶油泡芙-65g(碳水化合物-39.0g,血糖指数(gi)-75);指状小饼-69g(碳水化合物-20.7g,gi-75);茶-200毫升,含有砂糖-10克(碳水化合物-10克,gi-70)。下表1.1显示了使用经验证方法获得的摄入食物血糖指数的初始数据和计算值。表1.1食品组成碳水混合物g碳水混合物含量产品对于混合营养餐gi的贡献奶油泡芙39.00.56750.56·75=42.0指状小饼20.70.30750.30·75=22.5加砂糖的茶10.00.14700.14·70=9.8总和69.71.074.3本发明的血糖指数计算产生以下结果。图2显示从食物摄入开始时测量的血糖浓度值g的曲线,从而能够评估:时间段δt=37分钟,在此期间观察到葡萄糖浓度的增加,并且所述时间段δt内葡萄糖浓度的最大增加量δgmax=3.4mmol/l。使用公式(1),计算膳食中摄取食物的碳水化合物含量csum为66.0g,其中k设为0.525g/min·mmol/l。由图1所示的曲线确定,如摄入纯葡萄糖,血糖浓度的最大增加量为使用公式(2)计算摄入食物总的血糖指数的最终值为gi=72.3。为了方便起见,根据要求保护的发明计算出的摄入食物血糖指数值总结在表1.2中。表1.2根据本发明计算的食品gi与通过使用经验证方法计算食品gi获得的结果相比的相对偏差为2.8%。实施例2志愿者:男,58岁,身高174厘米,体重84公斤。营养餐组成:碳酸盐-100g(碳水化合物-0.0g);小麦面包54g(碳水化合物-40.9g,gi-85);黄油-20g(碳水化合物0.18g,gi-70);咖啡-160ml,含糖-10g(碳水化合物-10g,gi-70)。下面的表2.1表示使用经验证方法求得的摄入食物血糖指数的原始数据和计算值。表2.1食物组成碳水化合物,g碳水化合物含量食物gi对混合营养餐的贡献gi小麦面包40.90.80850.80·85=68.0黄油0.180.005700.05·70=0.35咖啡加砂糖10.00.195700.195·70=13.65总和51.11.082.1本发明的血糖指数的计算产生以下结果。图3显示了从摄食开始起的血糖浓度g曲线,本发明确定的血糖指数值总结在表2.2中。表2.2本发明计算的食品gi与通过使用经验证方法计算所获食品gi相比相对偏差为7.7%。实施例3志愿者:女性,22岁,身高162厘米,体重53公斤。营养餐组成:kievskaya切片-117g(碳水化合物-30.4g,gi-85);煮过的荞麦-125g.(碳水化合物-31.2g,gi-40);咖啡加砂糖-160ml(碳水化合物-5g,gi-70)。下面的表3.1列出了使用经验证方法获得的摄入食物血糖指数的原始数据和计算值。表3.1本发明的血糖指数计算求得以下结果。图4表示从进食开始的血糖浓度曲线,求得本发明的血糖指数的结果总结在表3.2中。表3.2。本发明计算的食品gi与通过使用经验证方法计算食品gi获得的结果相比相对偏差为4.9%。测试证明,本发明提出的方法可以提供混合食品血糖指数的估计值,换句话说,可以提供由人体摄入实际食物血糖指数的估计值。使用这种方法所作的血糖指数评估考虑到了一个人在对特定食物同化中的特殊性。此外,在食物摄入结束后可立即获得所摄入食物的血糖指数。所提出的方法主要用于确定由健康人同化的混合食物的血糖指数,并可用于开发用于自动监测人类食物中碳水化合物含量的各种装置和系统。当前第1页12当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1