类胡萝卜素是一类广泛存在于果蔬中，具有8 个类异戊二烯基本结构的脂溶性天然色素，具有VA原活性、抗氧化、预防心血管疾病、保护视网膜等功效。由于类胡萝卜素的脂溶特性和其特殊的胞内存在形式，类胡萝卜素被人体利用前必须从植物组织细胞中释放出来，然后在消化过程中进入油相并形成脂滴，进而形成可被小肠吸收的微胶束。因此，大部分果蔬食品中类胡萝卜素的生物利用度通常很低，不到10%。胡萝卜中富含类胡萝卜素，其中β-胡萝卜素含量较高。
来自中国农业科学院农产品加工研究所、农业农村部农产品加工重点实验室的候春辉、易建勇、毕金峰和新疆农垦科学院农产品加工研究所的金新文*等人以前期研究得到的感官品质较佳的胡萝卜鲜样、热风联合压差闪蒸干燥胡萝卜脆片（以下简称AD-DIC脆片）、热风联合压差闪蒸干燥再造型胡萝卜复合脆片（以下简称R-AD-DIC脆片）、真空冷冻干燥联合压差闪蒸干燥再造型胡萝卜复合脆片（以下简称R-FD-DIC脆片）为对象，将人体口腔咀嚼与胃、小肠的体外模拟消化结合，探究不同加工方式和口腔咀嚼程度对胡萝卜产品消化特性以及类胡萝卜素生物利用度的影响，为开发品质优良且具有较高类胡萝卜素吸收率的再造型复合果蔬休闲产品提供理论支撑。
1、胡萝卜鲜样与脆片的微观结构变化
胡萝卜鲜样的结构紧凑致密，孔隙小且数量较多，由于胡萝卜中的细胞小且形状不规则，细胞壁厚且坚固紧密，所以胡萝卜鲜样有较大的硬度，使其不易咀嚼，类胡萝卜素不易释放出来，而且在消化过程中，消化酶也不易进入鲜样的细胞内，可能会降低样品的消化率。AD-DIC脆片经过热风联合压差闪蒸干燥后，体积较鲜样略微皱缩，但口感比较硬脆，可能由于细胞受到破坏，细胞间隙变大，从而使微观结构受到破坏，孔隙数量变少，体积变大，孔隙壁变厚，与鲜样相比，这种微观结构可能较容易释放出类胡萝卜素。再造型胡萝卜复合脆片是经过质构重组后压差闪蒸联合干燥而成的产品，所以与原有胡萝卜样品的微观结构有很大的差异，尤其是经过真空冷冻联合压差闪蒸干燥的再造型胡萝卜脆片（R-FD-DIC脆片）。
R-AD-DIC脆片外观平整、薄而脆，由于在热风预干燥阶段皱缩较严重，所以微观结构明显塌陷，孔隙数量少、大小不均匀，排列松散，较易咀嚼； R-FD-DIC脆片由于进行了预冻和真空冷冻预干燥，保持了脆片原始的外观形态，在冷冻干燥期间样品的微观结构基本没有受到破坏，但经过压差闪蒸后，使得脆片的微观结构受到轻微破坏，所以R-FD-DIC脆片的孔隙大小、排列均不规律，容易受到咀嚼力的破坏。
2、加工方式和咀嚼程度对胡萝卜样品消化过程中消化液粒径的影响
在不同的消化阶段，4 种胡萝卜产品的消化液平均粒径都分布在7～90 μm之间。因粒径分析时所取样品为消化液上部溶液，因此上述粒径范围不包括消化液底部的大颗粒沉淀。在同一消化阶段中，鲜样和AD-DIC脆片的消化液平均粒径较小，而再造型胡萝卜脆片的消化液平均粒径较大。在不同的消化过程中，鲜样的消化液平均粒径在胃消化阶段明显变小（P＜0.05），而在小肠消化阶段变大；AD-DIC脆片消化液的平均粒径呈现出与新鲜胡萝卜样品一样的变化趋势，即消化液粒径经胃消化变小后又在小肠消化阶段显着增加，表明样品中的颗粒在胃消化阶段被消化分解后，其中的悬浮物质在小肠阶段由于絮凝作用又逐渐聚集到一起。与鲜样和胡萝卜脆片不同的是，再造型胡萝卜脆片消化液的平均粒径在胃和小肠阶段都显着增加。再造型胡萝卜脆片在加工过程中经历了蒸煮和打浆破碎等环节，其细胞结构完全破坏，导致淀粉糊化和细胞壁中的果胶等物质大量溶出，进入胃消化阶段，在机械力的作用下淀粉和果胶等大分子可能逐渐聚集形成凝胶，这可能是再造型脆片消化液在胃消化阶段粒径增大的原因。此外，由于在胃和小肠消化过程中加入的消化液中含有大量蛋白酶、脂肪酶等物质，它们可能与消化液中的悬浮颗粒发生絮凝作用，进一步增大消化液的平均粒径。
在口腔阶段，AD-DIC脆片的消化液平均粒径随着咀嚼程度的增加而增大；在胃和小肠阶段，消化液的平均粒径也随着咀嚼程度增高而增大，但是咀嚼程度对平均粒径的影响明显体现在胃和小肠消化阶段，可能是由于随着咀嚼程度的提高，样品的破碎程度越高，分散在消化液中的样品颗粒数量越多，更容易产生絮凝与聚集作用，所以消化液粒径增大。鲜样和AD-DIC脆片在口腔阶段消化液的粒径较小，随着消化过程的进行，粒径分布向大粒径方向移动，即在胃和小肠消化阶段粒径变大，这可能是因为经过胃和小肠阶段的振荡、消化酶的作用，消化液中的颗粒逐渐聚集且可能与溶液中的蛋白等大分子物质发生了絮凝作用，所以粒径逐渐变大。对于再造型复合脆片，在口腔、胃和小肠消化过程的粒径分布未发生显着性变化（P＞0.05），可能消化液的粒径在胃和小肠阶段存在变大的情况，但是由于只有小部分颗粒凝聚变为大颗粒，所以并没有影响到整体分布。
3、加工方式和咀嚼程度对胡萝卜样品消化过程中消化液微观结构的影响
鲜样和胡萝卜脆片在消化过程中消化液的油滴分布状态变化是一致的，即在口腔消化阶段均可观察到较大样品颗粒或呈聚集状态的油脂滴；经过胃消化后，脂滴被分散开成为小脂滴，游离地分散在消化液中并包裹在样品周围；经过小肠阶段胆盐和脂肪酶的作用，脂滴被水解，与类胡萝卜素形成胶束，所以一些大的脂滴消失，只能看到被分解的脂质小颗粒和许多微型胶束。胡萝卜鲜样在小肠消化阶段仍有少量的大脂滴存在，说明油脂消化不彻底，同时也没有较多的类胡萝卜素参与形成胶束，这可能导致类胡萝卜素生物利用率降低；AD-DIC脆片与R-AD-DIC脆片在小肠消化阶段的消化液状态没有显着性差别；与R-AD-DIC脆片比较，R-FD-DIC脆片在口腔和胃消化阶段有大的凝聚团块出现，这种聚合行为将不利于小肠消化阶段形成类胡萝卜素胶束。随着咀嚼程度变高AD-DIC脆片在小肠消化阶段的消化状态越好，即油脂分解程度高、微型胶束也较多，可能随着咀嚼程度增高类胡萝卜素的生物利用度也会提高。但是共聚焦荧光显微镜与激光粒度仪所测得的结果略有不同，激光粒度仪显示最大的颗粒聚集体在小肠阶段，而共聚焦荧光显微镜显示最大的颗粒聚集体在口腔阶段。
4、加工方式和咀嚼程度对胡萝卜样品中类胡萝卜素生物利用度的影响
由于胡萝卜鲜样被打浆机破碎导致细胞破碎释放出类胡萝卜素，鲜样的类胡萝卜素含量（以干基计）最高，大约是胡萝卜脆片含量的3 倍。胡萝卜鲜样的类胡萝卜素生物利用度最低，原因可能是鲜样咀嚼后破碎程度不高。本研究中，再造型脆片是经过加热、打浆破碎后干燥而成，所以其细胞破碎程度高，易咀嚼，利于消化，从而类胡萝卜素的生物利用度最高；而R-FD-DIC脆片的生物利用度降低，可能是因为脆片的微观结构不均匀以及在小肠消化阶段形成的胶束较少，从而降低了类胡萝卜素的生物利用度。总体上，胡萝卜鲜样与胡萝卜脆片的类胡萝卜素生物利用度随着咀嚼程度增加也呈现升高的趋势，但不同咀嚼程度的再造型胡萝卜复合脆片的类胡萝卜素生物利用度并没有显着性差异（P＞0.05）。由此可见，再造型胡萝卜复合脆片无需精细咀嚼即可实现较高的类胡萝卜素生物利用度，这符合现代人们进食节奏快的特点。
结 论
在消化过程中，胡萝卜鲜样和脆片的消化液平均粒径大小均有显着性差异（P＜0.05）；随着咀嚼程度增大，胡萝卜脆片的消化液平均粒径逐渐变大，说明咀嚼后悬浮于消化液中的颗粒数量越多，越容易产生絮凝作用。共聚焦显微镜观察发现，在口腔阶段，消化液中的油脂与样品结合形成较大的聚集体；经过胃消化后，脂滴逐渐分散到消化液中；经过小肠消化后油脂被消化分解，与类胡萝卜素形成胶束，胶束的数量多少决定着类胡萝卜素生物利用度的高低。胡萝卜鲜样的类胡萝卜素含量最高，但生物利用度最低；再造型胡萝卜复合脆片的类胡萝卜素含量较低，但其生物利用度较高，且咀嚼程度对再造型胡萝卜复合脆片的生物利用度无显着影响（P＞0.05）。综上所述，再造型胡萝卜复合脆片消化特性较好，并且具有较高的类胡萝卜素生物利用度，可作为一种有效补充类胡萝卜素的果蔬休闲食品。
