Cấu trúc Ma trận Thực phẩm và Ảnh hưởng đến Khả dụng Sinh học

Ma trận thực phẩm là môi trường vật lý và hóa học mà trong đó các chất dinh dưỡng được nhúng, và cấu trúc của nó ảnh hưởng mạnh mẽ đến lượng chất dinh dưỡng được giải phóng trong quá trình tiêu hóa và cuối cùng trở nên khả dụng cho cơ thể. Cùng một chất dinh dưỡng có thể có khả dụng sinh học cao hơn hoặc thấp hơn tùy thuộc vào cấu trúc của thực phẩm mang nó.

Definition

Các tác động của ma trận thực phẩm đề cập đến ảnh hưởng của cấu trúc và thành phần của thực phẩm lên sự giải phóng, biến đổi và khả dụng sinh học của các chất dinh dưỡng, trong đó khả dụng sinh học là tỷ lệ chất dinh dưỡng được hấp thụ và sẵn sàng cho mục đích sinh lý sau khi được tiêu thụ.

Scope

Mục này đề cập đến cách thành tế bào, cấu trúc mô và mạng lưới đại phân tử xung quanh điều chỉnh sự giải phóng và khả dụng sinh học của chất dinh dưỡng, cũng như cách quá trình chế biến làm phá vỡ hoặc tái tổ chức ma trận có thể thay đổi các tác động đó. Nó coi các tác động của ma trận và khả dụng sinh học như một chủ đề tham khảo và giáo dục, không phải là hướng dẫn chế độ ăn uống.

Core questions

• Tại sao cùng một chất dinh dưỡng lại có khả dụng sinh học khác nhau giữa các loại thực phẩm?
• Thành tế bào thực vật và cấu trúc mô hạn chế sự giải phóng chất dinh dưỡng như thế nào?
• Quá trình chế biến làm thay đổi ma trận và do đó làm thay đổi khả dụng sinh học như thế nào?
• Khả dụng sinh học được nghiên cứu như thế nào khi thực phẩm toàn phần, chứ không phải chất dinh dưỡng cô lập, được tiêu thụ?

Key concepts

• Ma trận thực phẩm và cấu trúc vi mô
• Khả năng tiếp cận sinh học và khả dụng sinh học
• Bao bọc bởi thành tế bào thực vật
• Giải phóng chất dinh dưỡng trong quá trình tiêu hóa
• Phá vỡ ma trận do chế biến
• Hòa tan chất dinh dưỡng ưa béo
• Khả năng tiêu hóa tinh bột

Mechanisms

Các chất dinh dưỡng được nhúng trong ma trận thực phẩm phải được giải phóng trước khi chúng có thể được hấp thụ, và ma trận điều chỉnh mức độ dễ dàng xảy ra điều này. Trong thực phẩm thực vật, thành tế bào nguyên vẹn có thể bao bọc các chất dinh dưỡng và hạn chế khả năng tiếp cận của chúng với các enzyme tiêu hóa, do đó tính toàn vẹn của thành tế bào và cấu trúc mô là yếu tố quyết định chính của sự giải phóng. Ma trận cũng định hình khả năng tiêu hóa của các chất dinh dưỡng đa lượng, ví dụ bằng cách kiểm soát sự tiếp cận của enzyme với các hạt tinh bột, và sự hòa tan của các hợp chất ưa béo như vitamin tan trong dầu. Quá trình chế biến hoặc phá vỡ cơ học làm phân hủy ma trận có thể làm tăng sự giải phóng và khả dụng sinh học của chất dinh dưỡng, minh họa cách cấu trúc, chứ không chỉ riêng hàm lượng chất dinh dưỡng, quyết định lượng thực sự khả dụng.

Clinical relevance

Bởi vì khả dụng sinh học phụ thuộc vào cấu trúc thực phẩm chứ không chỉ vào hàm lượng chất dinh dưỡng, các tác động của ma trận là bối cảnh liên quan để giải thích dữ liệu về lượng chất dinh dưỡng và thành phần thực phẩm trong khoa học sức khỏe. Mục này mô tả cách cấu trúc điều chỉnh khả dụng của chất dinh dưỡng và không phải là cơ sở cho các quyết định chế độ ăn uống hoặc lâm sàng cá nhân.

Evidence & guidelines

Bằng chứng chủ yếu đến từ nghiên cứu khoa học thực phẩm và tiêu hóa, bao gồm các đánh giá tổng hợp về cách cấu trúc thực phẩm thực vật ảnh hưởng đến khả dụng sinh học của chất dinh dưỡng và các đánh giá về tác động của ma trận đối với tinh bột và vitamin tan trong dầu. Các phát hiện thường cụ thể theo chất dinh dưỡng và thực phẩm và phụ thuộc nhiều vào các mô hình tiêu hóa in vitro cùng với các nghiên cứu trên người, do đó các kết luận phụ thuộc vào ngữ cảnh.

History

Sự công nhận rằng hàm lượng chất dinh dưỡng đơn thuần không dự đoán được hiệu quả dinh dưỡng đã phát triển thông qua các công trình nghiên cứu về tiêu hóa và khả dụng sinh học vào cuối thế kỷ XX và thế kỷ XXI, khi các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng cấu trúc thực phẩm, đặc biệt là thành tế bào thực vật, điều chỉnh cách các chất dinh dưỡng được giải phóng. Các đánh giá tổng hợp sau đó đã định hình ma trận thực phẩm như một khái niệm trung tâm liên kết cấu trúc, chế biến và khả dụng sinh học.

Debates

Phá vỡ ma trận có cải thiện dinh dưỡng không?

Quá trình chế biến làm phân hủy ma trận có thể làm tăng khả năng tiếp cận sinh học của một số chất dinh dưỡng nhưng cũng có thể làm tăng khả năng tiêu hóa tinh bột và giải phóng đường theo những cách không phải lúc nào cũng mong muốn, do đó giá trị dinh dưỡng của việc phá vỡ ma trận phụ thuộc vào chất dinh dưỡng và ngữ cảnh.

Key figures

• Edoardo Capuano
• David Julian McClements

Seminal works

• capuano-2018
• miao-2021

Frequently asked questions

Ma trận thực phẩm là gì?

Đó là cấu trúc vật lý và hóa học của một loại thực phẩm, bao gồm các tế bào, mô và mạng lưới đại phân tử của nó, bao quanh và chứa các chất dinh dưỡng và ảnh hưởng đến cách chúng được giải phóng và hấp thụ.

Tại sao cùng một chất dinh dưỡng có thể khả dụng hơn từ loại thực phẩm này so với loại thực phẩm khác?

Bởi vì ma trận xung quanh kiểm soát mức độ dễ dàng chất dinh dưỡng được giải phóng trong quá trình tiêu hóa; ví dụ, một chất dinh dưỡng bị khóa bên trong các tế bào thực vật nguyên vẹn có thể có khả dụng sinh học thấp hơn nhiều so với cùng chất dinh dưỡng đó trong một ma trận bị phá vỡ hoặc đã qua chế biến.