Etude de la variation des index glycmiques du riz blanc selon le mode de prparation

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Etude de la variation des index glycmiques du riz blanc selon le mode de prparation

Shaen - Jean De La Tullaye

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Etude de la variation des indexStudying changes in glycemic index of glycémiques du riz blanc selon le modewhite rice according to how it is prepared de préparation(a) (b) (c) (d) (e) Serey Seng , Ky Kanary , Maurits H. van Pelt , Geneviève Cassanas , Jacqueline Dicquemare , (d, e) Jean de La Tullaye aPhnom Penh, Preah Kossamak Hospital, bNyemo Cambodia, NGO, cMoPoTsyo, NGO, dUniversité de Montpellier I, Faculté de Pharmacie, eMiCaDo, NGOIntroductionIntroduction i Le résultat paru dansThe Lancetdeux de The results of two epidemiological surveys études épidémiologiques portant sur leon diabetes, which appeared inThe diabète dans deux régions du Cambodge aLancet(i)have shown a surprisingly high montré la très forte prévalence de cetteprevalence of this chronic metabolic maladie métabolique chronique : 11% encondition: 11% in semiurban environment, semiurbain, 5% chez les habitants d'uneand 5% among residents of a rural area. région rurale. Il s'agit d'un diabète de type II,The figures relate to a type II diabetes, non insulinodépendant, qui a été mis enwhich is non insulindependent, and which évidence au sein d'une population dontwas found among a population whose Body l'index de masse corporelle estMass Index is mostly less than 24. The FAO 21 (ii) majoritairement inférieur à 24 kg.m . Lathat the nutritionalhas demonstrated ii FAO a montré que l'alimentation de cettehabits of the population contain an population comporte un % exceptionnelexceptionally high % intake of d'hydrates de carbone, près de 77 % decarbohydrates: almost 77% of the total l'apport énergétique total en 1996, apportésenergy intake in 1996, mainly resulting from principalement par une consommation trèswhite rice consumption. This high importante de riz blanc. Cette forteconsumption of white rice and the way it is consommation et le mode de préparationcommonly prepared could be factors that pourraient être des facteurs favorisantfavor the appearance of the disease. l'expression de cette maladie.ObjectifsObjectives: This study, which provides no benefits to the Cette étude, sans bénéfice thérapeutique volunteers, has as principal objective to pour les volontaires inclus, a pour objectif study the variation of the glycemic index (GI) principal l'étude de la variation des index of a commonly eaten type of white rice glycémiques d’un riz blanc khmer commun depending on different ways of preparation: en fonction de différents modes de washed 4 times or just once with cold plain préparation : rincé 4 fois ou une seule fois à water and brought to boil starting from cold l'eau froide et claire et cuit á partir d'eau water or boiling water. The GI ranks food froide ou bouillante. La mesure de l'index items according to their effect on blood glycémique (IG) sert à évaluer le pouvoir glucose levels compared with a reference hyperglycémiant d'un aliment donné par food, in general glucose (GI=100), by rapport à un aliment de référence, en comparing the areas under the curve, général le glucose (IG = 100), en comparant independent of their biochemical structure. les aires sous la courbe d’hyperglycémie,The results of this study, which are indépendamment de leur structure necessary for a better understanding of the biochimique. Les résultats de cette étude, Cambodian nutrition, should help to improve préalable à une meilleure connaissance de and validate nutrition advice given to l'alimentation des Cambodgiens, devraient diabetic patients; permettre d'améliorer et valider des conseils

nutritionnels donnés aux patients diabétiques. Audelà elle permettra d'émettre des recommandations destinées tant à la prévention primaire vers une population à risque que la prévention secondaire vers un sousgroupe de population atteint de perturbations du métabolisme du glucose. iii Matériel et méthodes L'étude a consisté à comparer les aires sous les courbes de glycémie obtenues à la suite de l'ingestion de quatre repas différents (R1, R2, R3 et R4) à celle obtenue par l'ingestion de 50 grammes de glucose (G). La composition de chacun des repas, calculée avec les tables de composition des aliments du Département Américain de iv l'Agriculture , était la suivante : G0 : absorption de 250 ml d'eau glucosée à une concentration de 20% R1 : 200 grammes de riz blanc, soit 50 grammes d'hydrates de carbone, de qualité « Phkaa Khnyey » dit « Fleur de Gingembre » lavé 4 fois, égoutté et mis á cuire á partir d'une eau froide, accompagné d'un verre d'eau de 150 ml qui devait être bu. : R2 : 200grammes de même riz blanc « Phkaa Khnyey » rincé 1 seule fois avec 1 litre d’eau froide, égoutté et mis á cuire à partir d'eau froide, accompagné d’un verre d’eau froide de 150 ml. : R3: 200 grammes du même riz blanc lavé 4 fois dans les mêmes conditions qu'en R1 et égoutté, mis á cuire dans de l’eau bouillante et accompagné d'un verre d'eau froide de 150 ml. R4 : 200grammes de même riz blanc rincé 1 fois avec 1 litre d’eau froide, égoutté et mis à cuisson dans l’eau bouillante, accompagné d’un verre d’eau froide de 150 ml. Déroulement de l'étude L'étude s'est déroulée sur 5 matinées non consécutives en juillet 2006. Les volontaires étaient convoqués à 7 h du matin avant toute prise alimentaire. Une glycémie à jeun, par micropuncture digitale et analyse à l'aided'un glucomètre « Glucotrend 2 » à

Besides, the study will allow to formulate recommendations for primary prevention for a population at risk, as well for secondary prevention for a sub section of the population affected by disorders of glucose metabolism. iii) Materials and Methods ( The study consisted of comparing the areas under the curves of blood sugar levels, resulting from four different meals (R1, R2, R3 and R4) with the one under the blood sugar curve resulting from the intake of 50 grams of glucose (G). The composition of each of the meals, calculated using nutrition data of the American Department of (iv) Agriculture , was as follows: G0 : absorption of 250 ml glucose water with a concentration of 20% R1: 200 grams of white rice, equalling 50 grams of carbohydrates, type “Phkaa Khnyey” translated as “Ginger Flower”, washed 4 times, dripped on the sieve, and cooked starting in cold water, accompanied with a glass of 150 ml cold water which had to be finished; R2: 200 grams of the same type of white rice “Phkaa Khnyey”,washed just oncewith 1 liter of cold water, dripped on the sieve, cooked starting in cold water, accompanied with a glass of 150 ml. cold water; R3: 200 grams of the same white rice washed 4 times in the same conditions as R1, dripped on the sieve, cookedstarting in boiling water, accompanied with a glass of 150 ml. cold water. R4: 200 grams of the same white rice washed once with 1 liter of cold water, dripped on the sieve, cooked starting in boiling water, accompanied with a glass of 150 ml. cold water Study’s practical organisation: The study took place on 5 nonconsecutive mornings in July 2006. The volunteers entered the study at 7hr in the morning before having eaten anything. Their fasting blood glucose was measured, through fingerprick, analysed with a blood

bandelette de marque Accu Chek, a été faite à chacun. Puis ils ont absorbé le premier jour le repas G (250ml d’eau glucosée à une concentration de 20%. Les autres jours les repas R1, R2, R3 et R4 dans l'ordre. Le riz avait été cuit la veille entre 16 et 17 heures, 23 minutes pour R1 et R2 (eau froide), et 18 minutes pour R3 et R4.(eau bouillante) Une glycémie faite selon la même méthode que précédemment a été réalisée toutes les quinze minutes pendant la première heure puis toutes les trente minutes jusque trois heures après la fin des repas. Ainsi pour chacun des repas a été obtenue une courbe de l'évolution de la glycémie en fonction du temps par sujet volontaire. Pour chacun des repas R et pour chacun des volontaires le rapport aire sous la courbe du repas (R1 ou R2....) sur aire sous la courbe du repas G a été calculé et exprimé en pourcentage. Soit un IG par repas et par volontaire. La moyenne de ces rapports par repas indiquera l'index glycémique (IG) de ce repas. Chaque volontaire avait été précisément informé des buts et objectifs de cette étude ainsi que du bénéfice à en attendre et avait signé un document d'information et de consentement rédigé en langue khmère. Chacun savait qu'il n’avait aucun bénéfice thérapeutique ou personnel à en attendre hormis la connaissance de sa glycémie à jeun qui lui a été communiquée et commentée. Des 12 volontaires de départ, 10 ont été évalués et leurs résultats, repas par repas, utilisés pour le calcul de l'index des différentes préparations proposées. L'un des volontaires (n° 12) a été exclu dès le repas glucosé pour intolérance glucidique marquée, le n° 11 n'a pas pu être retenu pour l'évaluation, vu ses résultats sortant du cadre normal.Résultats L'index glycémique (IG) d'un aliment se calcule en comparant pour chacun des sujets inclus l'aire sous la courbe des différentes glycémies à l'aire sous la courbe obtenue avec une solution glucosée de

glucose strip of the mark Accu Chek. Then, on the first study day they ate “meal G” (250 ml of glucose water with a concentration of 20%), and on the other study days the meals R1, R2, R3 and R4 in that order. The rice had been cooked between 16.00 and 17.00 of the afternoon before, in 23 minutes for R1 and R2 (cold water), and in 18 minutes for R3 and R4 (hot water). Using the same method, blood glucose was measured during the first hour every fifteen minutes, and during the second and third hours every thirty minutes. Thus for each of the meals a blood glucose curve was obtained showing the evolution of the blood glucose levels over time among each of the volunteers; For each of the meals R and for each volunteer the area under the curve of each meal (R1, or R2,...) was calculated as a percentage of G. This yields a Glycemic Index per meal per volunteer. The mean of these indexes gives the Glycemic Index (GI) of the meal; Every volunteer had been well briefed on the study objectives as well on the expected study benefits. Every volunteer had signed a document with study information as well as a consent form, both of which were written in khmer language. Every volunteer knew that there were no personal or therapeutic benefits to be obtained, besides learning the fasting blood sugar levels which were communicated and explained. From the 12 volunteers, the first 10 were evaluated and their blood glucose results were used to calculate the glycemic index of the different meals. One of the volunteers (nr 12) was excluded on the first morning because this volunteer showed glucose intolerance. Nr 11 had to be excluded as an outlyer, présenting abnormal blood sugars ; Results The glycemc index (GI) of a food item is calculated by comparing, for every included volunteer, the area under the curve of his/her blood glucose levels, with the area under the curve of blood glucose levels resulting from the reference Glucose water

référence. L'IG de chacun des repas est donc la comparaison en pourcentage de lacinétique d'absorption du glucose apporté en quantité identique par les différents vecteurs. La répartition des aires sous la courbe pour chacun des repas par volontaire (figures 1 et 2) a montré une relative homogénéité des profils à l'exclusion du n°11 qui de ce fait n'a pas été repris dans le calcul final.

112

102

intake by this volunteer. Therefore, the GI of each of the meals is in fact a comparison, expressed in a percentage, of glucose absorption kinetics as it arrives in identical quantities through different vectors. The repartition of surface areas under the curves for each meal for each volunteer (see figures1 and 2) showed a relative homogenity of the profiles except for nr 11 who for this reason has been excluded from the calculations;

Nuage de points par niveau

4 5 6 7 8 Volontaire

Figure 1

9 10 11

Moyennes et intervalles à 95.0% Intervalles de confiance

101 96

76 71

4 5 6 7 8 9 10 11 Volontaire

Figure 2

Moyennes et intervalles à 95.0% Intervalles de confiance

100 97

82 GluR1_COGLlDu_R1MWGlu_R2 Glu_R3 Glu_R4 glucose Figure 3 Le calcul de l'index glycémique de chacunThe calculation of GI of each of the meals, des repas, calculé à partir de la moyennemade from the means of the surfaces under des aires sous courbe de chacun desthe curves of each volunteer for each meal volontaires pour chacun des repas à donnéhas produced the following results: les résultats cidessous :Mode de préparation % IG% GIWay of preparing R1 eau froide 4 fois 91,2% 91R1 cold water 4 times 91,2% 91 R2 eau froide 1 fois 86,9% 87R2 cold water 1 time 86,9% 87 R3 eau chaude 4 fois 89,7% 90R3 boiling water 4 times 89,7% 90 R4 eau chaude 1 fois 96,5% 97R4 boiling water 1 time 96,5% 97 Le GI étant une valeur approximative, cesBecause the IG is an approximative value, résultats sont donc tous trop proches pourthe above differences are not significant. pouvoir démontrer une différencesignificative.Now that the IG’s have been calculated, we observe the numbers of volunteers among Les valeurs GI étant calculés, si nonthe 10 included individuals with peaks above cherchons maintenant le nombre de140 mg/dl: volontaires dont les glycémies piquent au dessus de 140 mg/dl parmi les 10 volontaires, nous constatons : G0 l’eau glucosée 7 pics > 140 mg/dlG0 Glucose water R1 lavé multi le fois eau froide 1 ic > 140 m /dlR1 multiple wash cold water R2 lavé 1 fois eau froide 0 pic > 140 mg/dlR2 one wash cold water R3 lavé multi le fois eau bouillante 2 ics > 140 m /dlR3 multiple wash boiling water R4 lavé 1 fois eau bouillante 3 pics > 140 m /dlR4 one wash boiling water

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

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V10 V9 V8 V7 V6 V5 V4 V2 V1 V3

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10

160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

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V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10

It seems that, although the GI’s do not show significant differences, the glucose absorption kinetics among all volunteers is most protracted over time with the rice washed just once and cooked starting from cold water (R2), compared with the rice washed multiple times. Given its larger number of peaks above 140 mg/dl, rice cooked in boiling water, does not produce any advantages. Also, if the rice is washed multiple times, the IG’s are almost the same (90 and 91) whether we cook the rice starting in cold water (R1) or put it in boiling water R3); But if the rice is washed just once, the respective IG’s of starting in cold water and boiling water are wider apart (87 to 97); R2 has more homogenous curves when compared to the 3 other meals who show a more dispersed pattern. It appears therefore that the rice wahsed once and cooked during 23 minutes starting from cold water is the one that should be preferred when carrying out further studies.

200

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Il semble que, bien que les index glycemique ne montrent pas de différence significative, la cinétique d’absorption du glucose chez tous les volontaires soit la plus étendue dans le temps chez le riz lavé une seule fois et mis à bouillir à partir de l’eau froide, c’est à dire le R2, comparé avec le riz lavé plusieurs fois. Avec plus de pics en glycémie au dessus de 140 mg/dl, la cuisson à l’eau bouillante ne parait pas donner des avantages. Si le riz est lavé multiple fois, les GI du riz cuit à partir de l’eau froide et l’eau bouillante sont pareils (90 et 91). Par contre, si le riz n’est lavé qu’une fois, leurs GI se distancent (87 et 97). Le R2 a des courbes très homogènes comparé avec celles des 3 autres qui montrent une plus grande dispersion. Il semble donc que le riz non lavé et cuit 23’ à partir d’eau froide devrait être préféré pour les études ultérieures

160 140 120 100 80 60 40 20 0

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10

Commentaires Ainsi le travail sur l’index glycemique ne montre pas une différence significative entre un lavage unique ou 4 lavages sur l'index glycémique, car à l'eau froide l'IG de R1 est supérieur à celui de R2, à l'inverse celui de R4 est supérieur à celui de R3 alors que le riz n'a été lavé qu'une seule fois au lieu de 4 Ainsi il est impossible de conclure à un effet du lavage sur l'augmentation de l'IG, ce qui était l'hypothèse de départ. En revanche il apparaît que quelque soit son mode de préparation, ce riz blanc, très communément consommé au Cambodge est très hyper glycémiant. Les diabétiques doivent être incités à le consommer modérément et associé à 4 nutriments différents (proteines, fibres, les bonnes lipides) au cours d’un même repas Conclusion Ce travail de sciences des aliments pratiqué sur des volontaires sains après soumission et acceptation par le comité d'éthique du Cambodge a montré que le mode de préparation d'un riz blanc ne semblait pas avoir d'impact significatif sur son index glycémique. Ce travail a permis aussi d’évaluer la méthodologie et de sélectionner le mode de préparation pour futur experiments. A cet égard il serait intéressant, selon cette même méthodologie de calculer l'impact que pourrait avoir sur l'IG du même riz l'incorporation de haricots de soja dans la préparation, sachant que ces haricots sont couramment consommés au Cambodge dans la confection de desserts sucrés.. !

Comments: Thus the study of the GI shows no signficant difference in Glycemic Index between washing one time or 4 times. In fact, while with cold water the GI of R1 is higher than R2, the reverse happens with boiling water as R4 is higher than R3 although the rice was washed only once. With these results we cannot conclude that “multiple washing” significantly increases the GI of white rice, which had been our starting hypothesis. On the other hand, it appears that whatever the way of preparation, this type of white rice, which is very commonly eaten in Cambodia is highly glycemic. The people who have diabetes should be encouraged to moderate its consumption and associate its consumption with other nutritients holding more proteins, fibres and the healthier types of lipids during their meal; Conclusion: This nutrition study using healthy volunteers, after having been approved by the Cambodian National Ethical Committee, has shown that the mode of preparation of a Cambodian white rice does not seem to have an impact on its glycemic index. This study has also enabled us to evaluate the methodology and select which way of cooking is most suitable for future experiments. In this respect, it will be interesting to calculate using the same acquired methodology, the impact of the same rice, when soyabeans are mixed into the meal, knowing that sweetened soyabeans are now often eaten in Cambodia as a sweetened dessert..!

end notes : i Hilary King, Lim Keuky, Serey Seng, Touch Khun, Gojka Roglic, Michel Pinget. Diabetes and associated disorders in Cambodia: two epidemiological surveys. Lancet 2005; ii Nutrition Country Profile  CAMBODIA 24 February 1999, FAO, Romeiii F. Brouns “Glycaemic index methodology” Nutrition Research Reviews (2005),18,145171 iv Gebhardt, Susan E., and Robin G. Thomas. 2002. Nutritive Value of Foods. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, Home and Garden Bulletin 72