消化是食物分解为较小的颗粒或分子的过程。吸收是将已被消化的营养素从消化系统转移到循环系统中,并最终分布到全身各种细胞中去的过程。
人们由于饥饿要吃东西。需要吃食物的原因一方面是由于认知反应,另一方面是由于消化系统的原因。消化系统反过来对消化吸收也起一定的调控作用,而某些食物本身也影响消化吸收的过程。
一、营养素的消化吸收
消化过程主要依靠一系列的消化酶完成。咀嚼类的机械作用也发挥一定的作用。许多消化酶都是以非活化形式储存的,这种状态的酶称作酶原。一旦被分泌到对消化有利的环境中,在一些激活剂如pH或另一些酶的作用下,这些钝化酶开始活化,履行它们特有的消化功能。
(一)碳水化合物
碳水化合物的消化吸收开始于口腔,但主要在小肠中进行,发生在小肠的十二指肠和空肠处。葡萄糖和半乳糖是通过主动运输的机制被吸收的,这种主动运输在某种程度上依赖于Na+的主动运输。肠内含物的Na+浓度对这个机制很重要。当Na+浓度高时可促使这些糖的迅速吸收,而Na+浓度低时吸收的速度就减慢了。某些戊糖与另外一些己糖的吸收则是通过扩散作用吸收的,这个过程比主动运输慢得多。
可被利用的碳水化合物约有98%能被消化吸收。由于人体缺乏能分解纤维素的酶,故对膳食纤维之类不可利用的碳水化合物不能消化吸收。
消化的全过程取决于酶,它对所催化的反应有特异性。有许多人由于缺乏能分解乳糖的乳糖酶,因此不能消化吸收乳糖,在摄取乳糖后就会出现腹泻、胀饱和肠胃气胀(气体)等症状,即乳糖不适症。因此他们需要摄入低乳糖乳制品。
(二)蛋白质
虽然蛋白质的消化在胃里就开始了,但主要仍是在小肠中进行的。胰脏和肠道分泌的许多酶能将蛋白质分解成、胨、肽及有关的氨基酸,进而被人体所吸收。据估计人类有50%的蛋白质来自膳食食品,约25%来自消化液中的蛋白质,剩下的25%来自胃肠道的脱落细胞。肠黏膜细胞的转换速度相当快,只需要1~3d,这样就为再循环的蛋白质提供了一个很好的来源。来自食品的蛋白质大约有92%能被消化,植物蛋白的消化率为80%~85%,而动物蛋白可高达97%左右。
对于氨基酸的吸收还不是很清楚,但已知它与葡萄糖吸收相似,与Na+参与的主动运输机制有关。在十二指肠与空肠部分氨基酸被迅速吸收,但在回肠处的吸收能力却很弱。
在新生儿中蛋白质的吸收能力很有限。这种吸收的机制(胞饮作用)能促进将母体初乳中的抗体传给幼儿。但也可能让婴儿在吃过某种食物后造成过敏反应。
肠道内也含有消化核酸(含核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸DNA)的酶。胰核酸酶能够分解核酸成为核苷酸,也能分解核苷酸成为核苷和磷酸。然后,这些核苷再被分解成戊糖、嘌呤(腺嘌呤或鸟嘌呤)和嘧啶(胞嘧啶、尿嘧啶或胸腺嘧啶)碱基,碱基以主动运输的方式被吸收。
(三)脂类
脂类主要是在小肠上部进行消化吸收的,但在回肠部位也有相当数量的吸收。脂肪不溶于水,但因体内存在酶促反应只有在水溶液中才能发生,所以脂肪必须首先乳化。从胆囊中来的胆盐能降低脂肪的表面张力,使肠的搅拌运动能将脂肪球打碎变成非常细小的乳化液颗粒,这样大大增加了颗粒的表面积,使得水溶性的脂肪酶能够进行反应。脂类由胆盐乳化之后,在十二指肠中与各种脂肪酶接触被分解成为甘油二酯、甘油单酯、脂肪酸和甘油。小于10~12个碳原子的短链脂肪酸直接被吸收进入小肠内层黏膜,并被传送到肝的门静脉循环。那些甘油单酯和不溶解的脂肪酸被胆盐乳化成为微胶粒,再通过与上皮细胞表面进行接触,使之再次被吸收入肠细胞。一旦进入细胞,长链脂肪酸酯化形成甘油三酯,然后与胆固醇、脂蛋白或磷脂结合形成乳糜微粒即微细的脂肪滴。这些乳糜微粒可经过绒毛的中心乳糜管进入淋巴循环系统,最终流入血液。在摄取含脂肪食物2~4h,血液中的乳糜微粒循环的水平达到最高点,血液呈现混浊状态,在2~3h内这种状态消失而沉淀在脂肪组织或肝中。
(四)维生素、矿物元素和水
维生素大多是在肠道的上部分吸收的,但维生素B12是在回肠中吸收的。水溶性的维生素吸收速度快,脂溶性维生素的吸收依赖于脂肪的吸收机理,在一般情况下吸收速度较慢。
小肠和大肠的各个部位都可以吸收矿物元素,吸收的速度取决于pH、载体和营养成分等。铁和钠是以主动运输的机制进行吸收的,维生素C和维生素E有利于铁的吸收。钙等的吸收则需要载体蛋白和扩散作用,且还需要维生素D。
水通过扩散和渗透作用,可以自由地穿过消化道的膜,从消化道内面到消化道的内层细胞里面。作为消化的产物,糖、氨基酸和矿物元素被主动运输到肠道之外,从而产生渗透梯度。同时也引起水从肠内出来进入细胞。在大肠里Na+会很快地被泵出,随着离子浓度梯度的变化,水也被转移出来。每个人一天所摄取食物中的水分和进入消化分泌物中的水分总量有10000~12000mL,而每天从粪便排出的水分量仅仅是150~200mL。
二、促进消化吸收功能性食品的开发(www.xing528.com)
消化是人体生长发育、补充营养、支持新陈代谢的最基本生理过程,人一旦出现消化不良就会引发各种疾病。研究表明,除机体的生理原因外,一些食物的自身因素,如性状、成分等也会严重影响消化吸收率,所以合理膳食对于改善消化吸收非常重要。
(一)碳水化合物
碳水化合物是人类必不可少的主要营养成分之一,其中糖类比蛋白质和脂肪更易被消化吸收,能帮助肌体放松肌肉,促进消化系统完全彻底地工作。而膳食纤维则能促进体内有益菌(如双歧杆菌)的发酵,具有改善消化吸收的功能。所以对于消化吸收不良的人群,碳水化合物是最好的能量来源。但是,需要注意的是没有经过精制的粮食及含有大量膳食纤维的食品会降低肌体对蛋白质的消化能力,并增加在粪便中丢失的蛋白质数量。
(二)酶
一些人,尤其是脑力劳动为主的人,常常食欲不振,消化不良,主要原因就是各种消化酶不足。所以许多改善消化不良的助消化药的主要成分是各种酶类:如胃蛋白酶,有促进蛋白质消化和吸收的作用,有利于消积去滞;胰酶和淀粉酶等,能改善因胰脏疾病引起的胰消化酶分泌不足而导致的食欲不佳,消化不良。
其实,这些消化酶也完全可以从食物中获取。淀粉酶分布于植物中,如萝卜、莴苣、豌豆、南瓜、豆芽菜中含量较多。蛋白酶除在动物胃、肠等器官中颇多外,在菠萝和木瓜中也极其丰富。脂肪酶在畜、禽、鱼等肉类中蕴藏较多,所以多食用上述食物,能摄入充足的酶,有利于消化吸收的过程。
(三)有益菌
肠道中的有益菌能抑制肠道腐败菌的繁殖和腐败,改善体内的微环境,其分解发酵食物产生的酸性物质还能刺激肠道分泌和促进肠道蠕动,改善消化吸收。如乳酸菌分解食物中的糖类生成乳酸,可使肠内酸度增高,从而抑制肠内病原菌的繁殖,防止蛋白质的异常发酵,促进消化吸收并减少肠内气体的产生而减轻腹胀症状。此外,有益菌还可合成多种维生素,有利于铁、钙的吸收的作用。
(四)有机酸
消化酶和胃酸不足,常导致胃肠pH高于酶活性和有益菌群适宜生长的环境,造成消化吸收不良,因此可以通过补充酸来调节消化道中的酸碱度环境。补充一定量的酸可使胃内容物的pH相对稳定,并具有改善消化道酶活性和营养物质消化率的作用,并能降低病原微生物的感染机会。使病原微生物的繁殖受到抑制,有利于益生菌繁殖。例如食醋,醋中有机酸成分可维持体内酸碱平衡,促进机体新陈代谢,且游离氨基酸与有机酸一起易被消化吸收,能改善消化功能。
(五)矿物元素
当矿物元素与某些有机分子相结合形成螯合物之后,在胃肠道内可能更容易被吸收,也可能更不容易被吸收。叶绿素、细胞色素、血红蛋白、维生素C、维生素B12和某些氨基酸是常见的几种天然螯合剂,而最常用的合成螯合剂是EDTA(乙二胺四乙酸)。植酸可与钙、镁等阳离子结合生成植酸钙镁,在成熟的植物种子中约50%以上的磷是以植酸钙镁的形式存在的。大量的研究表明,动物具有很强的吸收植酸钙镁的能力。羊在分解植酸钙镁和吸收磷方面没有什么困难,但在狗和人类中,植酸与钙结合后会使得钙不能被吸收。草酸广泛存在于某些多叶植物中,它可以妨碍钙的吸收。草酸与钙结合可形成不溶性沉淀,使得钙不能被吸收。菠菜中含有大量的草酸,会与大量的钙相结合。
(六)其他
乙醇与咖啡碱会对胃的内层起直接的作用从而刺激胃液的分泌,但对消化道也会有一定的损害。
食品的性状对于消化吸收也有很大影响,如咀嚼能够增加酶的作用表面积,因此为消化过程所必须,这就说明一种食品越精细,消化吸收率可能越高。另外,液体食品因容易通过消化系统故易被消化吸收。脂肪食物,特别是和蛋白质混合在一起并大块地进入消化道的食物,往往是很难被消化的,而且需要的时间很长。
(七)具有促进消化吸收功效的典型配料
具有促进消化吸收功效的典型配料,如表9-1所示。
表9-1 具有促进消化吸收功效的典型配料
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