Introduction
现代社会中，食物不仅仅是生存的基本需求，更是维持健康与促进生活质量的重要基石。然而，对于婴幼儿、老年人以及患有消化系统疾病（如慢性萎缩性胃炎、胰腺炎和囊性纤维化）的患者而言，食物的消化吸收能力却受到生理因素的显著影响。这些人群由于器官发育不完全或生理功能退化，导致胃肠道功能减弱，营养吸收效率降低，进而引发一系列健康问题。这种背景下，“预消化食物”的概念应运而生，成为提高特殊人群营养吸收能力的重要研究方向。
预消化技术是一种模拟自然消化过程的食品加工技术，通过体外手段将不可消化的大分子分解为更易吸收的小分子，从而提升食物的消化性、营养价值和生物活性。例如，蜘蛛在捕获猎物后，会通过吐出消化液体外分解猎物，再吸收液化后的营养物质。这种“体外消化”的自然现象为我们提供了启发。现代预消化技术结合了酶解、发酵和物理处理等手段，为改善食品的营养吸收提供了高效的解决方案，目前广泛应用于饲料加工、食品研发和药物研究等领域。
苏州大学化工与环境工程学院伍鹏副教授课题组综述了预消化技术的基本原理与应用，并详细分析了不同特殊人群的胃肠道生理特征，以及该技术如何有效改善他们的营养吸收能力，深入探讨了预消化技术在提高特殊人群食物消化性和营养利用率方面的潜力。
Results and Discussion
食物的消化、吸收和人体发酵过程概述
食品的消化、吸收和发酵是人体维持健康和功能的重要生物过程，涉及复杂的分解与转化机制。这一过程从口腔开始，通过咀嚼和唾液中的酶（如淀粉酶）初步分解食物，随后在胃中通过胃酸和酶（如胃蛋白酶）进一步分解大分子物质（图1）。食物颗粒在胃中研磨成小于2 mm的微粒后，进入小肠，在碱性环境下通过胰液、胆汁和肠液的作用完成主要的消化与吸收。未被消化的食物残渣则在结肠中经历微生物发酵，生成短链脂肪酸（SCFAs），如乙酸、丙酸和丁酸，这些物质为机体提供能量并促进肠道健康。上述过程不仅保证了营养素的有效利用，还对维持肠道微生物群、免疫功能和代谢平衡起到关键作用。
图1 人体胃肠道的解剖结构和主要消化过程
预消化技术和预消化食品的分类
预消化技术的分类及其在提高营养吸收中的应用价值如图2所示。预消化技术主要分为物理方法（如挤压、蒸煮）和化学方法（如酶解、发酵），旨在改善食物的消化性和营养利用率。根据加工程度的不同，预消化食品可分为简单预消化、基础预消化、深度预消化和完全预消化四类，适用于从普通人群到患有消化障碍的特殊人群。通过针对不同需求选择适宜的预消化技术，如为婴儿设计酶解蛋白配方，为老年人提供发酵食品，不仅能缓解胃肠道压力，还能优化营养吸收和健康支持。
图2 典型的预消化技术和相应的预消化食物
预消化对特殊人群消化吸收的影响
预消化技术对特殊人群的消化吸收具有显著的改善作用，尤其在婴幼儿、老年人和患有消化系统疾病的患者中。婴幼儿的胃肠道发育尚未成熟，胃液分泌、胃蛋白酶活性和胆盐浓度较低，导致其消化吸收能力有限（图3）。预消化技术，如水解蛋白和外源性脂肪酶处理，能显著提高营养物质的消化吸收率，减少过敏反应的风险，促进婴儿的生长发育。尽管目前关于婴儿预消化辅食的研究仍较少，但未来深入研究将有助于优化婴儿食品的配方。
图3 婴幼儿胃肠道生理特征
随着老龄化问题的加剧，老年人的胃肠功能逐渐衰退，胃液分泌减少、肠蠕动减缓和消化酶不足，使其消化吸收能力下降（图4）。研究表明，预消化技术可以有效改善老年人的消化吸收能力，特别是通过酶解和发酵技术提高蛋白质、多酚类物质的消化利用率，帮助老年人更好地吸收营养，缓解营养不良问题，并降低慢性疾病（如肌少症、心血管疾病等）风险，从而改善老年人的生活质量。
图4 老年人胃肠道生理特征
对于消化系统疾病患者，如胰腺炎、囊性纤维化等，预消化食品能通过生物酶处理提高营养物质的吸收效率。研究表明，术后患者接受水解蛋白饮食能够显著提高氨基酸浓度，促进更快恢复。总体而言，预消化技术为这些特殊人群提供了更高效的营养支持，帮助改善消化吸收功能，促进健康恢复。
Conclusion
预消化技术在提高食物营养成分、生物活性和抗氧化能力方面的显著作用。这些技术通过减少难消化物质和抗营养因子的含量，改善食物的消化性，大大提高了营养物质的吸收和利用效率。预消化技术特别适用于为消化不良或术后恢复的患者定制的特殊食品。此外，预消化技术与传统中医相结合，能够进一步提升食物的消化性和治疗潜力。中医的发酵、浸泡和蒸煮等方法，与现代预消化技术相结合，可以提高营养的生物利用度，促进消化健康，提供更加全面的膳食解决方案。
尽管这些优势明显，但目前关于专为特殊人群（如老年人、婴儿及消化系统疾病患者）设计的预消化食品的研究仍有限，尤其是对老年人消化吸收能力的影响。此外，还需探索将中医原则与预消化技术结合，提升不同人群食品配方的潜力。未来研究应重点关注为特殊人群开发预消化和发酵食品，利用体外仿生胃肠模型深入了解这些群体的消化过程。同时，增加公众对预消化食品的认识，确保这些技术的可持续性和规模化应用，将有助于提高整体营养吸收效率，推动公共卫生的改善。
作者简介
伍鹏，博士，现任苏州大学化工与环境工程学院副教授。厦门大学生物化工专业博士（硕博连读2011-2016），澳大利亚昆士兰大学联合培养博士（2014-2015）、博士后（2016-2018），法国国家农业食品与环境研究院（INRAE）访问学者（2023），中国食品科学技术学会全谷物分会委员，中国食品科学技术学会高级会员，江苏省科技副总，担任多个SCI期刊的编委及客座编辑，包括《Fermentation》编委、《eFood》副主编、《Food Biomacromolecules》副主编，《Journal of Future Foods》、《Food Science of Animal Products》、《Food and Medicine Homology》、《Food Innovation and Advances》青年编委，《Frontiers in Sustainable Food Systems》客座编辑等。研究方向包括体外仿生胃肠消化系统的开发与应用，特殊人群（如老年人、婴幼儿）食品消化与吸收特性，高活性益生菌颗粒的制备与消化活性评价，口服固体药物制剂的溶出/释放与吸收，淀粉/多糖的多尺度结构与功能性质等。作为主要完成人之一，基于仿生化工原理，设计并开发了集胃肠道形态学、生化环境和蠕动仿生于一体的体外动态仿生胃肠道消化系统，并对其体外-体内相关性及在食品消化领域的应用进行了系统研究。目前主持江苏省自然科学基金、江苏省高等学校自然科学基金面上项目、企业横向项目等，作为项目骨干参与国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项等。获2024 年度河南省教育厅科技成果奖优秀科技论文奖一等奖。截至2024年11月，累计发表SCI论文80余篇，其中第一或通讯作者论文52篇，ESI高被引论文3篇，引用2100余次，H-index 29（谷歌学术数据）。参编英文书籍《Advances in Food and Nutrition Research》，中文溶出度技术专著1部，授权国家发明专利2项，担任《Food Chemistry》、《Food Hydrocolloids》等多个食品领域主流期刊审稿人。主讲本科生课程《化学反应工程》、《化工基础》和《化工原理》，参与讲授研究生课程《化工前沿》。获苏州大学教师教学创新大赛一等奖，指导本科生获全国“互联网+化学反应工程”课模设计大赛三等奖、江苏省大学生化工设计竞赛特等奖等。
论文网址： https://www.sciopen.com/article/10.26599/FMH.2025.9420069