ساختار ماتریکس غذایی و اثرات فراهمی زیستی

ماتریکس غذایی محیط فیزیکی و شیمیایی است که مواد مغذی در آن جای گرفته‌اند و ساختار آن به شدت بر میزان آزادسازی یک ماده مغذی در طول هضم و در نهایت در دسترس قرار گرفتن آن برای بدن تأثیر می‌گذارد. یک ماده مغذی یکسان می‌تواند بسته به ساختار غذایی که آن را حمل می‌کند، فراهمی زیستی بیشتر یا کمتری داشته باشد.

Definition

اثرات ماتریکس غذایی به تأثیر ساختار و ترکیب یک غذا بر آزادسازی، تبدیل و فراهمی زیستی مواد مغذی آن اشاره دارد، که در آن فراهمی زیستی، کسری از یک ماده مغذی بلعیده شده است که جذب شده و برای استفاده فیزیولوژیکی در دسترس قرار می‌گیرد.

Scope

این مدخل به بررسی چگونگی تأثیر دیواره‌های سلولی، ساختار بافتی و شبکه ماکرومولکولی اطراف بر آزادسازی و فراهمی زیستی مواد مغذی می‌پردازد و نشان می‌دهد که چگونه فرآوری که ماتریکس را مختل یا بازسازی می‌کند، می‌تواند این اثرات را تغییر دهد. این مدخل، اثرات ماتریکس و فراهمی زیستی را به عنوان یک موضوع مرجع و آموزشی بررسی می‌کند، نه به عنوان دستورالعمل رژیم غذایی.

Core questions

• چرا یک ماده مغذی یکسان در غذاهای مختلف، فراهمی زیستی متفاوتی دارد؟
• چگونه دیواره‌های سلولی گیاهی و ساختار بافتی آزادسازی مواد مغذی را محدود می‌کنند؟
• چگونه فرآوری، ماتریکس را تغییر می‌دهد و در نتیجه فراهمی زیستی را دگرگون می‌کند؟
• چگونه فراهمی زیستی زمانی که غذاهای کامل، نه مواد مغذی جدا شده، مصرف می‌شوند، مورد مطالعه قرار می‌گیرد؟

Key concepts

• ماتریکس غذایی و ریزساختار
• دسترسی زیستی و فراهمی زیستی
• کپسوله‌سازی دیواره سلولی گیاهی
• آزادسازی مواد مغذی در طول هضم
• اختلال ماتریکس ناشی از فرآوری
• انحلال مواد مغذی لیپوفیلیک
• قابلیت هضم نشاسته

Mechanisms

مواد مغذی جاسازی شده در ماتریکس غذایی باید قبل از جذب آزاد شوند و ماتریکس تعیین می‌کند که این اتفاق با چه سرعتی رخ می‌دهد. در غذاهای گیاهی، دیواره‌های سلولی دست‌نخورده می‌توانند مواد مغذی را محصور کرده و دسترسی آنزیم‌های گوارشی را محدود کنند، بنابراین یکپارچگی دیواره‌های سلولی و ساختار بافتی عامل اصلی تعیین‌کننده آزادسازی است. ماتریکس همچنین قابلیت هضم درشت‌مغذی‌ها را شکل می‌دهد، به عنوان مثال با کنترل دسترسی آنزیم‌ها به گرانول‌های نشاسته، و انحلال ترکیبات لیپوفیلیک مانند ویتامین‌های محلول در چربی. فرآوری یا اختلال مکانیکی که ماتریکس را تجزیه می‌کند، می‌تواند آزادسازی و فراهمی زیستی مواد مغذی را افزایش دهد، که نشان می‌دهد چگونه ساختار، و نه تنها محتوای مواد مغذی، میزان واقعی در دسترس را تعیین می‌کند.

Clinical relevance

از آنجا که فراهمی زیستی به ساختار غذا و نه تنها به محتوای مواد مغذی بستگی دارد، اثرات ماتریکس زمینه مرتبطی برای تفسیر داده‌های دریافت مواد مغذی و ترکیب غذا در علوم بهداشتی فراهم می‌کند. این مدخل توضیح می‌دهد که چگونه ساختار، دسترسی مواد مغذی را تعدیل می‌کند و مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های رژیم غذایی یا بالینی فردی نیست.

Evidence & guidelines

شواهد عمدتاً از تحقیقات علوم غذایی و گوارش، از جمله بررسی‌های یکپارچه در مورد چگونگی تأثیر ساختار غذای گیاهی بر فراهمی زیستی مواد مغذی و بررسی اثرات ماتریکس بر نشاسته و ویتامین‌های محلول در چربی، به دست می‌آید. یافته‌ها معمولاً خاص ماده مغذی و غذا هستند و به شدت به مدل‌های هضم آزمایشگاهی (in vitro) در کنار مطالعات انسانی متکی هستند، بنابراین نتایج وابسته به زمینه هستند.

History

شناخت این که تنها محتوای مواد مغذی اثر تغذیه‌ای را پیش‌بینی نمی‌کند، از طریق کارهای اواخر قرن بیستم و قرن بیست و یکم در زمینه هضم و فراهمی زیستی رشد کرد، زیرا محققان نشان دادند که ساختار غذا، و به ویژه دیواره‌های سلولی گیاهی، نحوه آزادسازی مواد مغذی را کنترل می‌کند. بررسی‌های یکپارچه متعاقباً ماتریکس غذایی را به عنوان یک مفهوم مرکزی که ساختار، فرآوری و فراهمی زیستی را به هم پیوند می‌دهد، چارچوب‌بندی کردند.

Debates

آیا مختل کردن ماتریکس، تغذیه را بهبود می‌بخشد؟

فرآوری که ماتریکس را تجزیه می‌کند، می‌تواند دسترسی زیستی برخی مواد مغذی را افزایش دهد، اما ممکن است قابلیت هضم نشاسته و آزادسازی قندها را نیز به گونه‌ای افزایش دهد که همیشه مطلوب نیست، بنابراین ارزش تغذیه‌ای اختلال ماتریکس به ماده مغذی و زمینه بستگی دارد.

Key figures

• Edoardo Capuano
• David Julian McClements

Seminal works

• capuano-2018
• miao-2021

Frequently asked questions

ماتریکس غذایی چیست؟

ساختار فیزیکی و شیمیایی یک غذا، شامل سلول‌ها، بافت‌ها و شبکه‌های ماکرومولکولی آن است که مواد مغذی را احاطه کرده و نگه می‌دارد و بر نحوه آزادسازی و جذب آنها تأثیر می‌گذارد.

چرا یک ماده مغذی یکسان ممکن است از یک غذا بیشتر از غذای دیگر در دسترس باشد؟

زیرا ماتریکس اطراف کنترل می‌کند که ماده مغذی در طول هضم با چه سهولتی آزاد می‌شود؛ به عنوان مثال، یک ماده مغذی که در داخل سلول‌های گیاهی دست‌نخورده محبوس شده است، ممکن است بسیار کمتر از همان ماده مغذی در یک ماتریکس مختل شده یا فرآوری شده، فراهمی زیستی داشته باشد.