k1体育官方网站糙米不只是一种富含营养的主食糙米作为典型的粗粮，是稻谷去掉谷壳后，保留了米糠层和胚芽的米。精白米是在糙米基础上经过精磨加工，去掉了比较“粗”的麸皮层，只剩下中间的“胚乳”部分并变得白细的大米。虽然同为主食，糙米由于口感较差、质地坚硬因而并没有精白米食用广泛，但糙米中的表层麸皮富含植物甾醇、γ-谷维素、生育酚和多种膳食纤维素等多种有益于健康的成分。科学研究表明，糙米有助于调节肠道功能和血糖水平，促进肠道蠕动和心血管健康，提高人体免疫功能，并预防结肠癌，降低2型糖尿病风险等。但是，文献中对于糙米和精米在胃肠道内的消化和排空速率以及餐后血糖水平的研究结果仍有争议。有研究表明糙米在胃肠道内的消化速率低于精米，产生较低的餐后血糖水平，但也有研究表明二者的血糖指数相近k1体育官方网站，并没有显著差别。直链淀粉含量对水稻GI值和血糖反应的影响是目前研究最广泛、最常用的淀粉消化率和血液反应的预测指标k1体育官方网站。据报道，具有相似直链淀粉含量的水稻品种在人体中的淀粉消化率和血糖反应仍然不同，并且他们得出结论，单独的直链淀粉含量不是淀粉消化率或血糖反应的良好预测因子。米饭的理化性质，如化学成分，水分含量，流变学，质地和微观结构等，对水稻淀粉的消化率也有显着影响。鉴于此，苏州大学陈晓东教授课题组与澳大利亚昆士兰大学Dhital Sushil博士展开合作，应用自主研制的研究了具有相同直链淀粉含量的粳米饭和糙米饭在胃内的消化和排空行为，以及消化过程中米饭质地和微结构的变化，从而探究二者组分和结构的差异是否会导致不同的餐后血糖水平。该相关研究成果以“In vitro gastric digestion of cooked white and brown rice using a dynamic rat stomach model”为题，发表在《Food Chemistry》上。

　　研究了精白米饭和糙米饭在动态体外鼠胃消化系统（DIVRS）中的消化行为（包括消化物的pHk1体育官方网站、麦芽糖浓度、粒径分布和胃内容物残留率）和流变学性质（如模量和粘度），并应用静态浸泡方法考察了米饭在胃消化过程中胃液的吸收和质地的变化，比较了两种米饭在静态浸泡后形态学和组织学的显微结构差异，从而探究了米饭的质地和组织结构与胃内容物粘度、消化、排空和营养成分释放之间的相互联系。

　　精白米饭和糙米饭在DIVRS中消化物的pH随消化时间的变化曲线所示。由于食物的稀释效应，当加入米饭样品后，胃内容物的pH均迅速上升至6.6，随后由于胃液的持续分泌以及食糜的排空导致可供酸水解的食物减少，致使pH随消化时间逐渐下降，这种变化趋势与文献中相关的报道一致。

　　图2A显示了米饭样品在DIVRS中消化前（t=0 min）及消化结束后（t=180 min）分别分散于去离子水中的图像。图2B定量比较了二者的粒径分布。直接肉眼观察表明消化前两种米饭样品的颗粒大小很接近，但经DIVRS消化后，由于表层麸皮对糙米饭颗粒破碎过程的保护作用，有更多的精白米饭颗粒在物理研磨和化学消化的共同作用下破碎为小颗粒，说明在相同条件下精白米饭更容易破碎。

　　图2. A: 精白米饭和糙米饭在DIVRS中消化前（t=0 min）和消化后（t=180 min）的图像; B: 用投影面积累积百分比表示的粒径分布比较

　　图3A显示了精白米饭和糙米饭在DIVRS中消化180 min后消化产物的储能模量（G’）和损耗模量（G’’）与振荡频率之间的变化关系。消化物的动态粘度（复合粘度）和静态剪切粘度（表观粘度）分别随振荡频率和剪切速率的变化曲线B所示。精白米饭消化物的模量和粘度均显著高于糙米饭，这一方面是由于糙米饭颗粒表层麸皮中富含的膳食纤维增大了其粘度，另一方面糙米饭消化物中较大颗粒比例高于精白米饭，而颗粒越大其粘度一般也越高。胃肠道食糜粘度的增加不利于食糜的流动，致使较低的混合和消化效率，还会降低消化酶的活性和传质速率，最终影响营养物质的肠道吸收率。

　　图3. 精白米饭和糙米饭在DIVRS中消化180 min后消化产物的流变学变化。A-储存模量(G’)和损失模量(G’’); B-动态或静态剪切粘度

　　精白米饭消化产物麦芽糖的浓度在整个消化期间都高于糙米饭，并且麦芽糖浓度最高达74 mg/mL，是糙米饭的1.4倍，该结果表明精白米饭可以产生较高的胃血糖效应。此外，消化结束后糙米饭的胃残留率高达53%，显著高于精白米饭的32%，说明在相同消化环境和条件下，糙米饭的胃排空速率较低。其中一个原因可能是糙米饭的食糜粘度远高于精白米饭，不利于其食糜的流动和混合，也影响了淀粉的酶解效率。胃排空速率较低的食物一般也会增加饱腹感进而减少食物的摄入，因此摄入糙米饭有益于肥胖症患者的健康。

　　从形态上看，精白米饭和糙米饭都是椭圆形，只是前者略长。组织结构方面，与精白米饭相比，糙米饭的结构相对完整，只在中间区域产生较小的裂缝和孔洞，并且细胞的排列更加致密。此外，由于酶解作用，精白米饭中有大量细胞结构被破坏或溶解，相比之下糙米饭细胞结构破坏较少，尤其在边缘区域。这是因为在糙米饭的边缘区域附着有表层麸皮（图5B中箭头所指方向），阻止胃酸和消化酶向颗粒内部扩散进而导致较低的消化程度。随着胃液的持续吸收，表层麸皮和胚乳层之间的内聚结合力逐渐降低致使附着在米饭颗粒表面的表层麸皮与胚乳层剥离甚至脱落。进一步观察可发现由于糙米饭中表层麸皮的阻碍作用使得酶解反应主要由中间向边缘区域方向进行，而精白米饭可以从内到外或从外到内多个方向进行，这也可能是精白米饭在一定时间内的消化程度和营养成分释放速率要高于糙米饭的原因之一。

　　图5. 精白米饭（A）和糙米饭（B）在静态浸泡60 min后形态学(a1, b1)和组织学的显微结构（红色箭头所指方向为糙米饭的表层麸皮；图片a1/b1, a2/b2和a3/a4/b3/b4的标尺分别为1 mm, 200 µm和100 µm）

　　糙米饭之所以产生比精白米饭较低的血糖效应和较低的胃排空速率，主要是因为糙米饭的表层麸皮不仅增大了其胃内容物粘度和颗粒大小，从而不利于胃内容物的流动和混合，而且阻碍了胃酸和消化酶向米饭颗粒内部扩散，进而降低了酸水解和酶解效率。