食物基质结构与生物利用度效应

食物基质是营养物质所处的物理和化学环境，其结构强烈影响着营养物质在消化过程中释放的量以及最终被身体利用的程度。同一种营养物质，其生物利用度可能因其所载食物的结构而异。

Definition

食物基质效应是指食物的结构和组成对其营养物质的释放、转化和生物利用度的影响，其中生物利用度是指摄入营养物质中被吸收并可供生理利用的比例。

Scope

本条目涵盖细胞壁、组织结构和周围大分子网络如何控制营养物质的释放和生物利用度，以及破坏或重组基质的加工过程如何改变这些效应。它将基质和生物利用度效应作为参考和教育主题，而非饮食指导。

Core questions

• 为什么同一种营养物质在不同食物中的生物利用度不同？
• 植物细胞壁和组织结构如何限制营养物质的释放？
• 加工如何改变基质，从而改变生物利用度？
• 当食用的是完整食物而非分离的营养物质时，如何研究生物利用度？

Key concepts

• 食物基质和微观结构
• 生物可及性和生物利用度
• 植物细胞壁包裹
• 消化过程中营养物质的释放
• 加工引起的基质破坏
• 亲脂性营养物质的溶解
• 淀粉消化率

Mechanisms

嵌入食物基质中的营养物质必须先被释放才能被吸收，而基质决定了这一过程的难易程度。在植物性食物中，完整的细胞壁可以包裹营养物质，限制其与消化酶的接触，因此细胞壁和组织结构的完整性是营养物质释放的主要决定因素。基质还影响大分子营养物质的消化率，例如通过控制酶对淀粉颗粒的接触，以及脂溶性化合物（如油溶性维生素）的溶解。破坏基质的加工或机械处理可以增加营养物质的释放和生物利用度，这表明结构而非仅仅营养含量决定了实际可利用的量。

Clinical relevance

由于生物利用度取决于食物结构而不仅仅是营养含量，因此基质效应是健康科学中解释营养摄入和食物成分数据的相关背景。本条目描述了结构如何调节营养物质的利用度，并非个体饮食或临床决策的依据。

Evidence & guidelines

证据主要来自食品科学和消化研究，包括关于植物性食物结构如何影响营养生物利用度的综合评论，以及关于基质对淀粉和油溶性维生素影响的评论。研究结果通常具有营养物质和食物特异性，并严重依赖体外消化模型以及人体研究，因此结论具有情境依赖性。

History

对营养含量本身并不能预测营养效应的认识，是通过20世纪末和21世纪关于消化和生物利用度的研究逐渐形成的，研究人员表明食物结构，特别是植物细胞壁，决定了营养物质的释放方式。随后的综合评论将食物基质构建为一个核心概念，连接了结构、加工和生物利用度。

Debates

破坏基质是否能改善营养？

破坏基质的加工可以提高某些营养物质的生物可及性，但也可能以不总是理想的方式增加淀粉的消化率和糖的释放，因此基质破坏的营养价值取决于营养物质和具体情况。

Key figures

• Edoardo Capuano
• David Julian McClements

Seminal works

• capuano-2018
• miao-2021

Frequently asked questions

什么是食物基质？

它是食物的物理和化学结构，包括其细胞、组织和大分子网络，它包围并 удерживает营养物质，并影响它们的释放和吸收方式。

为什么同一种营养物质在一种食物中比在另一种食物中更容易被利用？

因为周围的基质控制着营养物质在消化过程中释放的难易程度；例如，被包裹在完整植物细胞内的营养物质，其生物利用度可能远低于在被破坏或加工过的基质中的相同营养物质。