易建勇 侯春輝，2 畢金峰* 劉 璇

（1中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100193

2天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院 天津 300457）

類胡蘿卜素是一類廣泛存在于果蔬中的具有8個(gè)類異戊二烯基本結(jié)構(gòu)的脂溶性天然色素，具有VA原活性、抗氧化、預(yù)防心血管疾病、保護(hù)視網(wǎng)膜、增強(qiáng)免疫力等功效。眾所周知，生物利用度是實(shí)現(xiàn)類胡蘿卜素上述生理功效發(fā)揮的決定因素，而不是食品中類胡蘿卜素的絕對(duì)含量[2]。在植物組織中，類胡蘿卜素主要存在于細(xì)胞內(nèi)的有色體中，在有色體的發(fā)育過程中，形成由脂類、蛋白質(zhì)和類胡蘿卜素組成的特殊亞結(jié)構(gòu)單元。常見的有色體結(jié)構(gòu)形態(tài)有晶體狀、球狀、纖維狀、膜狀或管束狀等。

1 類胡蘿卜素的生物利用度

近年來，類胡蘿卜素的生物有效性（bioaccessibility）和生物利用度（bioavailability）在食品科學(xué)研究領(lǐng)域受到的關(guān)注逐漸提高。類胡蘿卜素的生物利用度指可以被人體吸收、貯藏或利用的那部分類胡蘿卜素。實(shí)現(xiàn)類胡蘿卜素的生物利用的前提是類胡蘿卜素在小腸中的生物有效性，即食物經(jīng)胃腸道消化后釋放出來的，可被小腸吸收的那部分類胡蘿卜素。由于利用人體或動(dòng)物研究類胡蘿卜素生物利用度一方面涉及到倫理問題，一方面不同個(gè)體差異帶來的試驗(yàn)誤差也使試驗(yàn)的客觀性受到影響。采用體外消化模型研究生物利用度可有效解決上述問題。當(dāng)然這種方法也存在自身的一些缺陷[3]。自從Garrett等[4]首次采用體外消化模型評(píng)價(jià)類胡蘿卜素生物利用度以來，該方法逐漸成為一種常用的研究手段。一般而言，利用體外消化模型獲得的生物利用度，實(shí)質(zhì)上是指類胡蘿卜素的生物有效性。本文也采用這一表述習(xí)慣，即用生物利用度泛指類胡蘿卜素生物有效性。由于類胡蘿卜素的脂溶特性和其特殊的胞內(nèi)存在形式，類胡蘿卜素被人體利用前必須從植物組織細(xì)胞中釋放出來，然后在消化過程中進(jìn)入油相并形成脂滴，進(jìn)而形成可被小腸吸收的微膠束（micelles）。大部分果蔬食品中類胡蘿卜素的生物利用度通常很低，常常不到10%。目前，無論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，都未能較好解決如何提高果蔬食品中類胡蘿卜素生物利用度這一難題。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用了多種方法和技術(shù)研究影響類胡蘿卜素生物利用度的因素，遺憾的是，目前獲得的研究結(jié)果尚未就此問題形成明確和系統(tǒng)的結(jié)論。

有研究表明，類胡蘿卜素的生物利用度受到眾多因素的影響，歸結(jié)起來可以用英文縮寫“SLAMENGHI”表示，即類胡蘿卜素種類、分子間作用、類胡蘿卜素含量、食品體系、外源化學(xué)物質(zhì)、人體的營(yíng)養(yǎng)狀況、基因型和與機(jī)體相關(guān)的其它影響因素，以及上述因素間的相互影響[5]?？梢钥吹剑@其中主要包括兩類因素，一類是食品物料自身理化特性，另一類是影響消化吸收的個(gè)體生理生化因素，后者則偏重營(yíng)養(yǎng)學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。針對(duì)食品自身理化特性，研究表明類胡蘿卜素在食品中的存在形式和種類，以及物料微觀結(jié)構(gòu)特征是影響生物利用度的重要因素，決定著類胡蘿卜素的釋放率。此外，雖然果蔬中的脂類物質(zhì)含量一般較低，但為了增加飽腹感和改善口感，加工過程中常常加入油脂或油脂乳化液。由于類胡蘿卜素是典型的脂溶性物質(zhì)，油脂的存在對(duì)于類胡蘿卜素的溶出和微膠束的形成，以及進(jìn)一步被人體吸收等過程中起到重要作用。此外，食品的微觀結(jié)構(gòu)特征與加工過程息息相關(guān)，例如機(jī)械破碎、均質(zhì)、熱處理等加工操作單元。本文主要從食品自身理化特性的角度綜述其對(duì)類胡蘿卜素生物利用度的影響，包括影響在消化過程中類胡蘿卜素傳遞過程的因素等，并且對(duì)果蔬類胡蘿卜素生物利用度相關(guān)研究進(jìn)行了展望。

2 果蔬食品中影響類胡蘿卜素生物利用度的主要因素

2.1 類胡蘿卜素的種類及結(jié)構(gòu)

從果蔬中釋放出來的類胡蘿卜素，依次經(jīng)過口腔、胃和小腸消化，只有進(jìn)入膠束的那一部分才能被小腸吸收利用。研究表明，不同種類的類胡蘿卜素的生物利用度存在明顯差異。相對(duì)于親脂性較強(qiáng)的胡蘿卜素，親脂性較弱的葉黃素經(jīng)消化后更容易形成膠束[6-7]。Panozzo等[8]研究也表明，葉黃素（60%～90%）的生物利用度高于番茄紅素、ζ-胡蘿卜素（7%～30%），表明類胡蘿卜素分子極性是影響生物利用度的重要因素。但是，Caco-2細(xì)胞體外模擬小腸吸收試驗(yàn)卻表明，β-胡蘿卜素的吸收率卻高于葉黃素，這可能是親脂性強(qiáng)的β-胡蘿卜素的膠束更穩(wěn)定，較易轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞中，或者可能是不同類型類胡蘿卜素相互競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果[9]。此外，不同類胡蘿卜素異構(gòu)體的生物利用度也存在差異。研究發(fā)現(xiàn)，順式異構(gòu)體比天然存在的反式異構(gòu)體更容易形成膠束[10]。因此，要闡明果蔬制品中類胡蘿卜素生物利用度，必須明確加工（如高溫殺菌、高壓均質(zhì)、瞬時(shí)壓差等處理）對(duì)類胡蘿卜素組分、結(jié)構(gòu)的影響。

2.2 果蔬食品的微觀組織結(jié)構(gòu)

考慮到類胡蘿卜素在植物中的天然存在形式，果蔬原料的組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器或其組成單元的結(jié)構(gòu)都將成為影響類胡蘿卜素溶出和消化吸收的屏障。表1是近年來部分關(guān)于果蔬組織結(jié)構(gòu)和類胡蘿卜素相關(guān)性的研究。由表可見，大多相關(guān)研究都是2010年以后完成的，原料主要集中在胡蘿卜和番茄，重點(diǎn)關(guān)注β-胡蘿卜素、番茄紅素和葉黃素等幾種類胡蘿卜素。部分已有的研究[11-13]也總結(jié)了一些規(guī)律，即存在較大的細(xì)胞、較薄的細(xì)胞壁以及較多的類胡蘿卜素質(zhì)體特征的果蔬原料，其生物利用度一般較高，反之亦然。換句話說，類胡蘿卜生物利用度與其包埋程度高低呈相反的關(guān)系。Palmero等[14]以胡蘿卜和番茄為原料，系統(tǒng)研究了果蔬物料微觀結(jié)構(gòu)對(duì)生物利用度的影響。值得一提的是，該項(xiàng)研究采用了較為簡(jiǎn)單的體系，即通過從果蔬漿復(fù)雜體系中分離出來一系列具有不同生物包埋（bio-encapsulation）程度的類胡蘿卜素組分，即載油的類胡蘿卜素乳液、含有色體組分、僅含單細(xì)胞結(jié)構(gòu)的小細(xì)胞簇，以及含多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組織顆粒這4種組分。結(jié)果表明，類胡蘿卜素的生物包埋程度與其生物利用度呈現(xiàn)相反的規(guī)律，即隨著包埋程度的提高，阻礙類胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)屏障越明顯。

此外，針對(duì)不同果蔬原料，影響其生物利用度的首要結(jié)構(gòu)屏障存在差異。對(duì)于胡蘿卜，Moelants等[11]將胡蘿卜破碎為不同粒徑大小的顆粒，發(fā)現(xiàn)當(dāng)顆粒平均粒徑小于125μm（單細(xì)胞平均直徑）這一臨界值時(shí)，類胡蘿卜素生物利用度顯著提高，表明細(xì)胞壁是阻礙類胡蘿卜素釋放的首要物理屏障。Jeffery等[15]研究也表明，細(xì)胞壁和有色體結(jié)構(gòu)是影響類胡蘿卜素消化吸收的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)屏障。但是，不同于胡蘿卜這類具有相對(duì)厚實(shí)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的果蔬原料（硬度較高），影響番茄中類胡蘿卜素釋放的首要限制因素則是有色體結(jié)構(gòu)屏障[14]。Low等[16]也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象：鮮芒果經(jīng)咀嚼后的粒徑大?。ù志捉?2.8 mm、精細(xì)咀嚼 75 μm～1 mm）對(duì)其類胡蘿卜素生物利用度無顯著影響，證明對(duì)于芒果這類具較柔軟細(xì)胞壁的水果（硬度較低），細(xì)胞壁屏障并不是影響其類胡蘿卜素生物利用度的最主要因素。在此之后，許多學(xué)者就不同果蔬原料中的類胡蘿卜素生物利用度開展了研究。

從加工角度看，被鮮食的果蔬首先經(jīng)歷的階段是口腔咀嚼過程中的物料破碎，加工制品則需經(jīng)歷破碎、再造型、脫水、殺菌等操作單位。這些過程與果蔬及其制品的質(zhì)構(gòu)特征或組織微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，是影響類胡蘿卜素釋放的重要因素。表1中所列的相關(guān)研究均強(qiáng)調(diào)為了提高果蔬中類胡蘿卜素的釋放率，機(jī)械處理或熱處理等是必不可少的加工環(huán)節(jié)。因?yàn)橐话闱闆r下，熱處理或者機(jī)械破碎等加工單元可打破限制類胡蘿卜素生物利用的結(jié)構(gòu)性屏障，進(jìn)而可提高消化過程中類胡蘿卜素的釋放率。然而，也要認(rèn)識(shí)到，一些加工方式可能會(huì)給類胡蘿卜素生物利用度帶來負(fù)面影響[8]。例如，打漿等加工單元引入的額外結(jié)構(gòu)屏障或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也可能降低類胡蘿卜素的生物利用度[12]。高壓均質(zhì)和超聲波處理可能使番茄漿形成較強(qiáng)的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低番茄紅素的生物利用度[17]。Panozzo等[8]研究表明，隨著均質(zhì)壓力的提高，類胡蘿卜素生物利用度呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。一些研究[18-19]還發(fā)現(xiàn)熱加工處理并未增加消化液中類胡蘿卜素的微膠束化，其原因可能是熱處理后的植物組織在消化過程中僅僅發(fā)生了細(xì)胞分離而非細(xì)胞破裂，這限制了類胡蘿卜素的釋放。此外，還必須注意到熱處理可導(dǎo)致果膠等細(xì)胞壁物質(zhì)降解，進(jìn)而也會(huì)引起細(xì)胞瓦解和提高類胡蘿卜素的釋放和溶解[20]。

（續(xù)表1）

2.3 脂類、膳食纖維、金屬離子等與類胡蘿卜素的交互作用

在細(xì)胞層面上，細(xì)胞壁完整性和細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是決定類胡蘿卜素生物利用度的關(guān)鍵因素，有色體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步?jīng)Q定類胡蘿卜素的生物利用度。然而，要實(shí)現(xiàn)類胡蘿卜素的生物利用，其必須在口腔-胃消化階段釋放并溶解到油相中，同時(shí)形成較好的乳化液形態(tài)。進(jìn)一步，溶解于脂滴乳化液中的類胡蘿卜素在小腸消化階段，與游離脂肪酸、單甘酯和膽鹽共同形成微膠束，這是實(shí)現(xiàn)類胡蘿卜素生物利用度的前提條件。因此，上述傳遞過程也是影響類胡蘿卜素的重要因素，這些過程對(duì)脂溶性物質(zhì)生物利用度的影響常常是一個(gè)限速步驟。由于大多數(shù)果蔬含有的脂類物質(zhì)較少，因此在加工或消化過程中添加外源脂類物質(zhì)可顯著提高類胡蘿卜素的生物利用度。這主要是因?yàn)橛椭?jīng)消化水解成游離脂肪酸后，有助于形成膠束來攜帶類胡蘿卜素進(jìn)入小腸細(xì)胞[34-35]。

基于類胡蘿卜素的親脂性特征，消化過程中脂溶性物質(zhì)與類胡蘿卜素生物利用度關(guān)系密切。表2總結(jié)了近年來關(guān)于脂類物質(zhì)對(duì)類胡蘿卜生物利用度的影響。針對(duì)大多數(shù)果蔬及其含有的不同種類胡蘿卜素，例如胡蘿卜、綠葉蔬菜、芒果、紫薯、木瓜、番茄，添加外源脂類物質(zhì)可明顯提高類胡蘿卜素的生物利用度[36-38]。針對(duì)油脂的種類，學(xué)者們主要考察了橄欖油、棕櫚油、花生油、菜籽油、葵花油、大豆油等。一些研究還通過添加雞肉、牛奶等含油脂的食材來提高果蔬食品中類胡蘿卜素的生物利用度。在這些研究中，體外消化方法中與油脂消化相關(guān)的因素都被作為一個(gè)重要影響因素考慮，比如消化過程中的機(jī)械力、脂肪酶含量、以及膽鹽含量等[39]。因此，如果拋開體外消化過程中上述影響因素來考慮載油體系中類胡蘿卜素的生物利用度是不可取的。基于此，建議多從試驗(yàn)結(jié)果中類胡蘿卜素生物利用度的變化趨勢(shì)而不是絕對(duì)數(shù)值來分析數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?duì)比研究時(shí)采用的消化吸收條件很難完全一致。此外，評(píng)價(jià)油脂對(duì)類胡蘿卜素生物利用度的影響，需要考慮到添加油脂的方式和時(shí)機(jī)。一方面，可以在果蔬加工過程中就加入油脂，使其成為食品的組成部分（如曲奇餅干），這之后油脂在加工和消化過程中可以攜帶類胡蘿卜素；另一方面，也可以在進(jìn)入消化過程前加入油脂，這種引入油脂的方式和實(shí)際攝食過程中引入油脂的情況類似（如果蔬沙拉）。此外，考察外源油脂對(duì)生物利用度的影響，還要區(qū)分引入油脂的自身特性，例如，在消化吸收階段加入的是液體油脂還是油脂乳化液。如果是直接加入油脂，就意味著其必須在消化階段被乳化；如果加入的是油脂乳化液，則要關(guān)注乳化液中油脂的粒徑大小和乳化劑的類型。

分析表2中的研究結(jié)果可以獲得一些結(jié)論。首先，載油對(duì)胡蘿卜素生物利用度的影響大于對(duì)葉黃素的影響。Victoria-Campos等[18]研究表明，辣椒中葉黃素的生物利用度是其胡蘿卜素的8倍，但載油以后葉黃素的生物利用度下降為胡蘿卜素的2.5倍。這種變化是因?yàn)楹}卜素的極性大于葉黃素，其更易進(jìn)入到脂滴中。其次，許多學(xué)者研究了油脂種類以及添加量對(duì)生物利用度的影響。針對(duì)油脂種類，主要考察了其不飽和度和脂肪酸鏈長(zhǎng)短。Hornero-Méndez等[40]研究發(fā)現(xiàn)β-胡蘿卜素生物利用度隨著橄欖油（0%～10%）添加量提高而升高。Colle等[36]發(fā)現(xiàn)番茄漿中番茄紅素的生物利用度在特定載油量下達(dá)到最高值，而不是一直隨著載油量的增加而升高；這一最佳載油量與油脂種類相關(guān)。脂肪鏈的長(zhǎng)度是油脂的重要特征，也是影響類胡蘿卜素的重要因素。橄欖油、葵花油和大豆油是西方飲食中常用的油脂，其中橄欖油主要含有油酸，是一種單不飽和長(zhǎng)鏈脂肪酸（C18∶1）。Hou等[41]研究表明隨著脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)（C18∶1＞C8∶1＞C4∶0），沙拉中番茄紅素的生物利用度逐漸提高。然而，由于長(zhǎng)鏈脂肪酸酯的水解速率相對(duì)較慢[42]，添加這類脂肪酸并未較大地提高類胡蘿卜素的生物利用度[43]。再者，類胡蘿卜素生物利用度的實(shí)現(xiàn)需要形成微膠束，而微膠束體積的膨脹能力也是一個(gè)重要因素。通常情況下，水解具有較長(zhǎng)碳鏈的甘油三酯有利于微膠束體積的增長(zhǎng)，而這可提高類胡蘿卜素的生物利用度；短鏈甘油三酯的水解則對(duì)微膠束的膨脹作用有限，限制了其對(duì)生物利用度的提高作用。當(dāng)然，上述作用與載油量相關(guān)。此外，學(xué)者們還研究了脂肪酸的不飽和程度對(duì)類胡蘿卜素生物利用度的影響，但目前未獲得較為明確的結(jié)論。Huo等[41]的研究顯示脂肪酸的不飽和程度對(duì)類胡蘿卜素生物利用度無明顯影響，但Nagao等[43]則發(fā)現(xiàn)添加多不飽和酸對(duì)提高生物利用度的效果遠(yuǎn)不如加入單不飽和脂肪酸。然而，也有研究表明，如果食品在加入油脂后經(jīng)歷了熱處理，載油對(duì)生物利用度的影響將大幅減小[44]。通過將番茄漿進(jìn)行不同程度的熱處理，考察加入5%不同類型油脂對(duì)其番茄紅素生物利用度的影響（橄欖油、椰子油、魚油）發(fā)現(xiàn)，僅較劇烈的熱處理（120℃處理20 min）可以顯著加速番茄紅素的釋放并提高其生物利用度，表明劇烈的熱處理顯然縮小了添加不同油脂對(duì)類胡蘿卜素生物利用度影響的區(qū)別。

綜上所述，消化過程中類胡蘿卜素從食品中擴(kuò)散到油相中可能是實(shí)現(xiàn)其生物利用度的限速步驟，但很多相關(guān)研究并未對(duì)此因素形成足夠的認(rèn)識(shí)。Degrou等[29]發(fā)現(xiàn)，番茄紅素在消化過程中進(jìn)入油相還受到油相比例（飽和度）的限制，如果油相比例過低，很可能會(huì)低估番茄紅素?cái)U(kuò)散速率及其生物利用度。因此，在分析生物利用度結(jié)果時(shí)要充分考慮這一問題。此外，類胡蘿卜素還可與其它食品組分相互作用，例如與細(xì)胞壁物質(zhì)、蛋白質(zhì)、乳化劑等化學(xué)組分的作用，而這些情況恰恰是真實(shí)狀態(tài)下常常發(fā)生的。通常這些相互作用會(huì)限制類胡蘿卜素進(jìn)入油脂的速率，進(jìn)而降低類胡蘿卜素的生物利用度。這一認(rèn)識(shí)就進(jìn)一步解釋了載油狀態(tài)下類胡蘿卜素生物利用度還與攝入食品的組分密切相關(guān)的研究結(jié)果。

表2 脂類物質(zhì)對(duì)類胡蘿卜素生物利用度影響Table 2 Influences of lipids on the carotenoid bioavailability of fruit-and vegetable-based foods

近年來，以果膠、纖維素、半纖維素為代表的細(xì)胞壁大分子對(duì)類胡蘿卜素生物利用度的影響成為研究熱點(diǎn)。膳食纖維對(duì)類胡蘿卜素生物利用度可能存在正反兩方面作用，主要?dú)w納為以下方面：一方面通過包埋提高類胡蘿卜素在消化過程中的穩(wěn)定性，且水溶性果膠可通過提高消化液黏度來延長(zhǎng)消化吸收時(shí)間，提升其生物利用度。另一方面，膳食纖維與脂肪酶結(jié)合后降低其水解催化活性；包裹脂滴并限制其被催化水解；包裹類胡蘿卜素后將阻礙其溶出和進(jìn)一步形成膠束，降低其消化吸收率；直接螯合類胡蘿卜素微膠束[51]；增加消化液黏度導(dǎo)致胃腸消化進(jìn)程減緩進(jìn)而降低其被消化吸收的速度，這些因素都可能導(dǎo)致類胡蘿卜素生物利用度降低。近期，Verrijssen等[52]研究發(fā)現(xiàn)，果膠可通過與膽鹽結(jié)合來抑制類胡蘿卜素進(jìn)入膠束，同時(shí)也可充當(dāng)油脂的乳化劑。特別是低酯化度的果膠，因其在消化過程中易形成凝膠，可阻礙β-胡蘿卜素的膠束化[53]；此外，因果膠具有一定的乳化性能[54]，在消化過程中實(shí)際上還有可能對(duì)類胡蘿卜素起到包埋、穩(wěn)態(tài)和促進(jìn)傳遞的作用。綜上所述，果膠等膳食纖維對(duì)類胡蘿卜素從原料釋放、加工、消化和吸收全過程的影響，及其與類胡蘿卜素的相互作用機(jī)制仍不明確，需進(jìn)一步研究。

最新研究表明，二價(jià)金屬離子（特別是Ca2+）可顯著降低葉黃素、隱黃質(zhì)、番茄紅素和β-胡蘿卜素的生物利用度[55]。Borel等[56]也發(fā)現(xiàn)，膳食中進(jìn)行鈣離子營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充可導(dǎo)致番茄紅素的生物利用度顯著降低。這些新的研究結(jié)果雖然初步揭示了金屬離子對(duì)類胡蘿卜素生物利用度的影響，但仍需更系統(tǒng)和深入的研究來確證。

3 加工對(duì)類胡蘿卜素生物利用度的影響

綜合已有研究報(bào)道，加工對(duì)類胡蘿卜素生物利用度的影響主要總結(jié)有以下幾個(gè)方面：①利用破碎、打漿、榨汁等機(jī)械手段直接破壞阻礙類胡蘿卜素釋放的各級(jí)物理屏障；②煮制、漂燙、凍融等操作可破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，損傷細(xì)胞和有色體質(zhì)膜，促進(jìn)物質(zhì)釋放[56]；③利用高壓均質(zhì)、高壓微射流等手段對(duì)類胡蘿卜素進(jìn)行穩(wěn)態(tài)化處理，構(gòu)建物質(zhì)傳遞體系[58]；④通過煎炒、油浴等加工方式引入外源油脂[59]；⑤利用擠壓膨化等質(zhì)構(gòu)重組技術(shù)[30]，上述加工操作均可提高類胡蘿卜素消化吸收效率。此外，常見的加工過程（如煮制）會(huì)不同程度引起類胡蘿卜素降解或異構(gòu)化[45，60]，同時(shí)也引起果膠結(jié)構(gòu)和功能特性的改變[61]，這些也將影響類胡蘿卜素的生物利用度。

4 展望

本文綜述了近年來關(guān)于果蔬食品中類胡蘿卜素存在形式、體系微觀組織結(jié)構(gòu)以及添加外源油脂對(duì)類胡蘿卜素生物利用度的影響。顯而易見，人們對(duì)在該領(lǐng)域的科學(xué)問題的認(rèn)識(shí)大幅提高了，然而，還存在一些挑戰(zhàn)和未來需要攻克的問題。基于果蔬中類胡蘿卜素的存在形式、溶解性特征和消化吸收特性，涉及類胡蘿卜素生物利用的關(guān)鍵傳遞過程和未來的重點(diǎn)研究方向如圖1所示。已有的研究可確證，人體要吸收利用果蔬中類胡蘿卜素必須突破釋放、溶解、形成微膠束、轉(zhuǎn)運(yùn)、小腸吸收等幾個(gè)關(guān)鍵階段[5，13-14，62]。要深入了解類胡蘿卜素經(jīng)歷的復(fù)雜消化過程，可以進(jìn)一步以加工的視角去有針對(duì)性的設(shè)計(jì)消化過程的每個(gè)環(huán)節(jié)，逐步明確果蔬食品中類胡蘿卜素“加工-結(jié)構(gòu)-功能”這三者的關(guān)系，探討加工過程對(duì)類胡蘿卜素生物利用多重影響的主導(dǎo)因素。首先，如前面所述，由于類胡蘿卜素需要從細(xì)胞質(zhì)水相環(huán)境轉(zhuǎn)移到油滴中，物質(zhì)傳遞在實(shí)現(xiàn)類胡蘿卜素生物利用度的過程中扮演了重要角色。圖1中，箭頭的粗細(xì)與類胡蘿卜素轉(zhuǎn)移難易程度成反比，即當(dāng)存在較多的結(jié)構(gòu)屏障時(shí)，類胡蘿卜素就較難進(jìn)入油相中。近期，這一系列傳遞現(xiàn)象被認(rèn)為是類胡蘿卜素消化過程的限速步驟。因此，研究類胡蘿卜素的生物利用必須高度重視這一過程。其次，油脂是和類胡蘿卜素一起被消化的，深入研究油脂消化與類胡蘿卜素消化之間的關(guān)系將有利于進(jìn)一步了解消化過程中兩者的相互影響。再者，必須明確類胡蘿卜素在消化的不同階段中的分布、存在狀態(tài)和穩(wěn)定性，特別是類胡蘿卜素與膳食纖維、酚類等化學(xué)物質(zhì)的交互作用本質(zhì)。此外，口腔消化對(duì)類胡蘿卜素生物利用度的影響研究很少，這是需要完善的一方面。一些新的技術(shù)手段，如仿生咀嚼機(jī)器人、標(biāo)準(zhǔn)化的全自動(dòng)體外消化模擬系統(tǒng)、相干反斯托克斯-拉曼散射（Coherent anti-strokes raman scattering，CARS）、掃描電鏡-拉曼光譜聯(lián)用（Combined scanning electron microscopy with Raman spectroscopy，Cryo In-SEM Raman）等將是開展該領(lǐng)域工作的有力助推。

圖1 影響果蔬中類胡蘿卜素生物利用度的關(guān)鍵傳遞過程Fig.1 Important phenomena and future directions of carotenoid bioavailability of fruit and vegetable based foods