體外模擬消化技術(shù)研究進(jìn)展

李 諾 張東杰,2 張桂芳 鹿保鑫

(1. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2. 黑龍江省農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163319；3. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)國家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319)

人體消化道包括口腔、咽、食管、胃、小腸和大腸等部位，消化道與消化腺共同組成體內(nèi)完整的消化系統(tǒng)。隨著消費(fèi)者對食品健康與營養(yǎng)重視程度的不斷上升，有關(guān)人體攝入成分在體內(nèi)的作用效果研究也逐漸深入。體外模擬消化技術(shù)是利用仿生原理，選用合適的藥品試劑高度模擬體內(nèi)消化環(huán)境，最大程度地模擬食物在體內(nèi)消化、吸收過程，是測定食物消化吸收過程中營養(yǎng)成分含量、消化吸收率、目標(biāo)成分釋放率等變化的一種檢測手段。相比于體內(nèi)消化試驗(yàn)，體外消化能反映食物攝入后的消化利用情況，具有耗時短、成本低、可重復(fù)性強(qiáng)且不受道德倫理約束等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。文章擬對體外模擬消化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，列舉常用的體外消化模型，并主要介紹口腔、胃、腸道消化模型，旨在為食物中某種功能性成分在消化前后含量、結(jié)構(gòu)等變化的進(jìn)一步檢測提供依據(jù)。

1 體外模擬消化概述

消化是動物或人的消化系統(tǒng)將食物變成可以被機(jī)體消化吸收的營養(yǎng)成分的過程，其原理是營養(yǎng)物質(zhì)被機(jī)體攝入后，經(jīng)消化管的運(yùn)動和消化酶的作用，將大塊的、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的攝入成分分解成能被吸收的、分子結(jié)構(gòu)簡單的成分，然后再將其吸入體內(nèi)。例如食物中的蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等生物大分子，在消化酶的作用下被分解成水溶性小分子物質(zhì)的過程被稱為消化。體外模擬消化是指根據(jù)機(jī)體消化生理特點(diǎn)，在體外環(huán)境中建立消化模型，用于模擬孵化攝入物在體內(nèi)消化、分解過程的一種技術(shù)手段，一般包括口腔消化、胃消化和腸消化過程，其原理是在體外環(huán)境下，選擇生物學(xué)pH、溫度條件和消化酶系，創(chuàng)建與體內(nèi)相近的消化環(huán)境，模仿口腔、胃和腸道階段對食物在體內(nèi)經(jīng)過一系列酶的分解作用過程；考察攝入物在體內(nèi)的消化吸收情況，對攝入物的消化中間產(chǎn)物或終端產(chǎn)物的消化吸收情況進(jìn)行評價。

2 體外模擬消化模型分類

根據(jù)消化狀態(tài)的不同，體外模擬胃腸消化系統(tǒng)可分為靜態(tài)模擬消化和動態(tài)模擬消化兩大類；動態(tài)模擬能更準(zhǔn)確地表達(dá)消化過程中功能成分量的變化，且周期性取樣檢測具有實(shí)時觀察量變的特點(diǎn)。靜態(tài)、動態(tài)模擬消化又包括單相靜態(tài)胃腸模擬系統(tǒng)、半連續(xù)穩(wěn)態(tài)胃腸模擬系統(tǒng)和連續(xù)動態(tài)胃腸模擬系統(tǒng)[3-5]，其中最常用的是單相靜態(tài)胃腸模擬系統(tǒng)。按照消化物成分的不同，又可將體外模擬消化分為蛋白質(zhì)體外消化模型、糖類體外消化模型、酚類體外消化模型、維生素體外消化模型等。按照模擬消化部位的不同可分為口腔消化模型、胃消化模型和腸道消化模型。

2.1 靜態(tài)消化模型

靜態(tài)消化模型目前使用最為廣泛，通常是將燒杯或三角瓶放置于37 ℃的恒溫振蕩水浴槽中振蕩，振蕩頻率60～250 r/min，其主要適用范圍是簡單的食物樣品或者是經(jīng)分離、純化后的待測樣品，在局部進(jìn)行的營養(yǎng)物質(zhì)體外模擬消化研究，具有操作簡單，省時方便的特點(diǎn),但不能模擬消化物消化吸收的過程，無法模擬體內(nèi)消化過程中發(fā)生的剪切、混合等物理變化，且消化產(chǎn)物不會被吸收。靜態(tài)消化模型通常被用于評估食品中蛋白質(zhì)潛在的過敏源風(fēng)險(xiǎn)[6]，如獼猴桃過敏源和鯉魚過敏源的研究[7-8]，非過敏源蛋白質(zhì)在15 s內(nèi)被降解，致敏性蛋白質(zhì)不易被胃蛋白酶消化，如花生、大豆和牛奶中的蛋白質(zhì)[9]，這些蛋白質(zhì)或者未被消化，或者需經(jīng)過1 h被降解成小分子肽，因此根據(jù)其消化特性，常使用靜態(tài)消化模型進(jìn)行過敏源試驗(yàn)研究。

2.2 動態(tài)消化模型

體內(nèi)腸道消化是一個動態(tài)的過程，包括胃的排空、蠕動以及消化過程中pH值、酶的分泌等變化，由于靜態(tài)消化模型不具備這些特點(diǎn)，因此與實(shí)際的消化情況相差較大。研究[10]發(fā)現(xiàn)，在增加了用于模擬胃腸蠕動的機(jī)械裝置后，動態(tài)消化模型能夠更加準(zhǔn)確地模擬體內(nèi)消化過程。其優(yōu)點(diǎn)是能夠模擬胃腸道消化過程中的物理變化過程，例如通過動態(tài)模型可以觀察消化物在消化過程中不同時間下的黏度、破碎粒度等物理形態(tài)，也可以觀察膠體的產(chǎn)生、擴(kuò)散等，以檢測不同消化階段的營養(yǎng)成分變化[1]。而動態(tài)消化模型又分為單室動態(tài)消化模型、雙室和多室動態(tài)消化模型，其中多室動態(tài)消化模型是目前最全面、最為接近體內(nèi)胃腸消化系統(tǒng)的模型，共分為5個區(qū)間，分別代表消化道胃、十二指腸、空腸、回腸和結(jié)腸的5個不同組成部分，此模型能夠模擬體內(nèi)消化的大部分參數(shù)，如人體溫度、胃消化pH 值變化、胃液和胰液自動分泌、胃排空、胃和腸的消化時間、蠕動混合以及蛋白酶的連續(xù)增加量等[1,11]。此外，動態(tài)消化過程的模型還包括胃腸道模型(TNO)、IFR單室動態(tài)模型(DGM) 模型和人體胃模擬器(HGS)等[3,12]。

2.3 口腔消化模型

體外模擬消化試驗(yàn)中，口腔消化模型即唾液消化模型?？谇幌悄M食物在口腔內(nèi)經(jīng)咀嚼后被唾液淀粉酶分解的過程，其基本流程是將食物樣品提純后加入至pH值為6～7(常用磷酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)溶液pH)的α-淀粉酶溶液中，于37 ℃下振蕩孵育。若固體樣品不經(jīng)口腔消化過程，僅用簡單的剪切方式對食物進(jìn)行粉碎處理，會導(dǎo)致食物樣品變?yōu)閮?nèi)部凝聚力較強(qiáng)的食團(tuán)，這種食團(tuán)在胃腸環(huán)境中不易被分散以至于難以被消化。若是液體樣品或是單一成分樣品，因其顆粒較小，無需咀嚼過程，只需添加唾液淀粉酶進(jìn)行水解[1]；若食物樣品中所含碳水化合物成分幾乎不影響試驗(yàn)結(jié)果，可不經(jīng)過口腔模擬消化，直接進(jìn)行胃腸環(huán)境模擬消化。

許芳溢等[13]在苦蕎芽粉饅頭體外消化試驗(yàn)中采用口腔(即唾液)模擬消化，用NaCl和α-淀粉酶配制成唾液模擬液，用磷酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)溶液pH至6.75后，加入適量的樣品均質(zhì)混勻后，37 ℃下水浴振蕩10 min，得到口腔消化后溶液。李占明等[2]模擬了pH值為7的口腔消化液，選用在竹葉黃酮提取物溶液中加入適量的α-淀粉酶，經(jīng)旋渦混勻后37 ℃下孵育10 min，將口腔消化液pH值調(diào)至2，滅酶后進(jìn)行了相關(guān)指標(biāo)的測定。熊文等[14]在pH 7的條件下向藜蒿葉多酚純化物中加入α-淀粉酶，經(jīng)37 ℃水浴振蕩后，進(jìn)行下一階段消化。以上3種方法都可用于含有多酚類物質(zhì)的體外消化試驗(yàn)，且消化情況較好。

口腔消化階段是胃腸消化的基礎(chǔ)，盡管與胃腸消化階段相比，口腔消化因吸收時間短、吸收濃度低等消化特性，導(dǎo)致口腔消化過程中生物利用率最低，但作為完整的體外模擬消化系統(tǒng)，口腔消化是不可缺少的過程。而多個口腔消化模型存在細(xì)微差別，原因可能是口腔消化環(huán)境是動態(tài)過程，且體內(nèi)消化水平也會因人而異，試驗(yàn)時應(yīng)盡可能地仿照消化常態(tài)進(jìn)行。

2.4 胃消化模型

胃腸消化模型能夠有效解決胃腸道消化研究中存在的倫理問題，高相似度的模擬生物體內(nèi)胃腸消化情況。隨著研究領(lǐng)域的深入，近年來胃環(huán)境消化模擬在機(jī)體胃腸道對食物或藥物的消化性研究中應(yīng)用廣泛，通常使用HCl調(diào)節(jié)模擬胃液pH值至2.0左右，選用胃蛋白酶進(jìn)行消化，可將其溶于NaCl溶液，也可以選擇KCl、CaCl2溶液進(jìn)行溶解[15-16]，再于37 ℃下水浴振蕩，得到胃消化液。

許芳溢等[13]選用苦蕎芽粉饅頭進(jìn)行體外模擬胃消化，將適量的胃蛋白酶溶于NaCl中，用HCl調(diào)節(jié)溶液pH值至1.2得到模擬胃液。將口腔消化后的溶液用HCl調(diào)節(jié)溶液pH值為1.5，而后加入適量的模擬胃液，經(jīng)水浴振蕩進(jìn)行消化，待反應(yīng)結(jié)束后取適量樣液，于70 ℃水浴鍋中滅酶，取樣待進(jìn)一步檢測。而李占明等[2]在檢測竹葉黃酮提取物經(jīng)胃環(huán)境體外消化模擬試驗(yàn)中，將胃蛋白酶加入至pH值為2.0的口腔消化后的樣品溶液中，37 ℃孵育90 min，將溶液pH值調(diào)至7.0±0.1進(jìn)行取樣，即為胃消化后的樣品待測液。陸俊等[17]對黑色食品進(jìn)行體外消化試驗(yàn)，采用連續(xù)的、周期的取樣測定以更加準(zhǔn)確地模擬體內(nèi)消化過程：將處理后的樣品懸濁液用HCl溶液將pH值調(diào)至2.0，再加入適量的胃蛋白酶和HCl混合溶液，此時得到胃模擬消化液，分別于反應(yīng)0，1，2 h時取樣檢測；同時用去離子水作空白對照，用0.01 mol/L鹽酸溶液作對照組，試驗(yàn)組與對照組均避光并充入氮?dú)猓?7 ℃水浴搖床消化2 h，取上清液進(jìn)行測定。靳志強(qiáng)等[18]在小米粉體外模擬消化試驗(yàn)中進(jìn)行了模擬胃消化階段，在模擬胃液中加入HCl使溶液pH保持在2.5以下，加入胃蛋白酶和樣品混合液，繼續(xù)孵育2 h，得到胃模擬消化液。綜上，用HCl將消化環(huán)境pH調(diào)至2左右，胃蛋白酶添加量根據(jù)不同原料而不同；體外模擬消化盡可能達(dá)到與體內(nèi)消化一致，就胃消化模型結(jié)果而言，在多個體外模擬消化試驗(yàn)中，胃消化液中目標(biāo)成分含量出現(xiàn)峰值，且胃消化液的生物利用率最高，但是在胃消化過程中酶促反應(yīng)變化以及多種酶共同作用對消化產(chǎn)生的影響無法模擬，是目前難以解決的問題。

2.5 腸消化模型

一般而言，腸環(huán)境消化是先經(jīng)過胃環(huán)境消化后再進(jìn)行的，常用NaHCO3中和溶液pH至6.5左右后，將胰酶和膽汁加入到胃消化后的樣品溶液中，37 ℃水浴振蕩，此時得到腸環(huán)境模擬液。

許芳溢等[13]在模擬腸環(huán)境消化過程中，用NaHCO3溶液將胃消化液pH調(diào)為6，加入膽汁—胰酶復(fù)合物模擬腸液，再分別加入適量的NaCl溶液和KCl溶液，37 ℃水浴震蕩2 h進(jìn)行模擬腸道消化過程，再于70 ℃水浴滅酶。李占明等[2]在腸消化過程中使用膽汁鹽和胰酶混合液得到腸道模擬液，具體操作為將膽汁鹽—胰酶混合液置于37 ℃下孵育90 min后，于95 ℃水浴滅酶10 min，此時得到模擬腸道消化后的樣品。陸俊等[17]將胃模擬消化液pH值調(diào)至7.0，加入膽汁鹽、胰酶配置成模擬腸液，得到腸模擬消化液，并且用NaHCO3溶液作空白對照組，試驗(yàn)組與對照組均避光充入氮?dú)猓?7 ℃恒溫水浴搖床中消化2 h，取上清液進(jìn)行測定；與對照組相比，胰酶和膽汁可以促進(jìn)多酚類物質(zhì)的釋放，提高其釋放量的增長率。

腸道消化過程中，也可使用透析原理模擬小腸吸收過程，其大體流程：將透析袋用NaCl和NaHCO3無泡沫填充并系緊，待胃消化結(jié)束后迅速將透析袋完全浸入胃消化液中，混合溶液于37 ℃水浴振蕩45 min，調(diào)節(jié)pH至6.5左右[19-20]，此時進(jìn)行腸道消化、吸收過程。使用透析袋的優(yōu)勢是：在封閉體系內(nèi)進(jìn)行體外消化，隨著消化時間的延長，消化產(chǎn)物會不斷積累，因而會對酶解產(chǎn)生抑制作用，而選用透析袋，利用透析袋的透析作用模擬小腸的吸收，避免了產(chǎn)物的抑制作用，可用來考察目標(biāo)成分的生物利用率，能夠更為準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)成分從進(jìn)入口腔最終到腸道消化、吸收后其最終含量，更為完整地模擬體內(nèi)消化吸收過程，增加試驗(yàn)的可信度與準(zhǔn)確性。

對于口腔、胃腸消化過程而言，設(shè)計(jì)從口腔經(jīng)過胃而后到達(dá)腸道的一個連續(xù)消化的、較為完整的消化系統(tǒng)，其干擾性更小，更有說服力，更貼近生物體的消化系統(tǒng)。胃腸消化過程中，周期性地取樣檢測能夠更加直觀地檢測出目標(biāo)成分在胃腸環(huán)境消化過程中含量的變化，以動態(tài)的形式更貼切地反映消化過程。不同樣品目標(biāo)成分的存在形式不同，導(dǎo)致胃、腸消化階段中目標(biāo)成分釋放量不同，胃消化和腸消化通常先后進(jìn)行，對于不同的消化過程，胃腸道消化液的生物利用率最高。

3 體外模擬消化的應(yīng)用領(lǐng)域

目前體外消化系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于考察食品消化過程中的物理化學(xué)變化以及功能活性物質(zhì)的代謝研究，考察其生物利用率、腸道運(yùn)輸和代謝、脂質(zhì)體等功能活性物質(zhì)釋放與代謝、益生菌和益生元代謝分析、藥物緩釋釋放研究、重金屬污染物、真菌毒素等有毒物質(zhì)的代謝研究、動物營養(yǎng)及代謝特性分析等多個領(lǐng)域。文章主要對食品中幾種常見的功能性成分的體外模擬消化檢測其生物利用情況進(jìn)行概述。

3.1 體外模擬消化技術(shù)在淀粉中的應(yīng)用

淀粉作為第二大可再生碳水化合物資源，在自然界分布廣泛。目前有研究將體外模擬消化技術(shù)應(yīng)用于餐后血糖指標(biāo)的考察，其中，在低食物血糖生成指數(shù)(GI值)的食物篩選中應(yīng)用較多。徐箐等[21]將體外模擬消化技術(shù)應(yīng)用于低GI值淀粉原料的篩選方面，運(yùn)用體外模擬胃腸道消化對不同種淀粉消化前后水解率進(jìn)行測定，分析了不同淀粉體外消化特征，得到豆類及豆類制品GI值較低，大米谷物類GI值較高，其中豌豆淀粉、鷹嘴豆淀粉預(yù)測血糖生成指數(shù)(eGI值)顯著低于白面包的，屬于低eGI淀粉。柳芳偉等[22]以高筋面粉、黃豆等為主要原料并添加一定量的膳食多糖制作面包，考察不同含量多糖的面包體外消化情況，比較不同樣品經(jīng)體外模擬消化后的淀粉含量，通過測定淀粉水解率，進(jìn)而探究其GI值和血糖負(fù)荷指數(shù)(GL值) 。黃強(qiáng)等[23]對玉米淀粉進(jìn)行了體外消化，檢測了玉米體外消化后葡萄糖含量，并分析了淀粉熱力學(xué)性質(zhì)與消化性的關(guān)系。

3.2 體外模擬消化技術(shù)在多酚類物質(zhì)中的應(yīng)用

多酚是以苯酚為基本骨架的具有多元酚羥基結(jié)構(gòu)的一類活性物質(zhì)[24]，具有抗氧化性、抗菌消炎等多種功能特性。倪香艷等[25]研究表明，體外消化能夠顯著增加糙米中酚類物質(zhì)的釋放，其中口腔消化過程中多酚類物質(zhì)增加量較少，胃消化階段多酚類物質(zhì)增加量最多，腸道消化階段中其含量呈緩慢增加趨勢。Maiara等[26]考察了咖啡中酚類化合物的消化變化，將樣品溶液分別置于模擬人體口服、胃腸道消化階段，揭示了多酚類化合物的生物可及性和抗氧化特性。Ma等[27]分別采用口腔、胃、腸道3種連續(xù)消化模型對豌豆殼進(jìn)行體外消化研究，闡述了多酚類物質(zhì)在體外消化過程中的釋放過程及其主要影響因素。

3.3 體外模擬消化技術(shù)在維生素中的應(yīng)用

維生素是體內(nèi)發(fā)揮重要作用的一類活性物質(zhì)，通過體外模擬消化研究其活性變化的實(shí)例較多。Liu等[28]對添加了蝦青素的長鏈甘油三酯油進(jìn)行了消化后脂肪酸含量測定，通過模擬人體口腔、胃腸消化過程，考察消化前后脂肪酸含量的變化，初步評估了蝦青素在食品和營養(yǎng)保健品的作用效果。在類胡蘿卜素消化研究中，大多數(shù)類胡蘿卜素的體外消化模型都忽略了口腔消化，只模擬了胃、腸兩個消化過程，可能是因?yàn)榭谇粚︻惡}卜素消化的影響較小。Garrett等[29]分析了葉黃素、α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素在胃、腸消化過程中的膠束化率。研究[30]表明：胃環(huán)境對類胡蘿卜素的消化影響較小，腸環(huán)境是其主要的消化階段。杜佳等[31]選用粗壯脈紋孢菌的類胡蘿卜素，經(jīng)體外模擬消化測定其釋放率，采用口腔消化、胃模擬和小腸模擬消化過程，觀察消化前后孢子的形態(tài)并檢測其抗氧化能力。此外， Perez-Vicente等[32]研究了石榴汁中維生素C在模擬的胃、腸中的消化狀況，確立了用濃鹽酸和碳酸氫鈉調(diào)節(jié)消化環(huán)境的pH值，選用胃蛋白酶、胰液素和膽汁鹽為消化酶系的消化模型，經(jīng)紫外分光光度法和高效液相法檢測，結(jié)果顯示經(jīng)模擬的胃腸道消化后在胃腸液中存有一部分具有生物活性的維生素C[33]。

3.4 體外模擬消化技術(shù)在蛋白質(zhì)中的應(yīng)用

蛋白質(zhì)也是人體重要的營養(yǎng)物質(zhì)之一。Abdel-Aal等[34]研究表明，蛋白酶的種類及酶作用順序與過程會對蛋白質(zhì)的消化率產(chǎn)生影響。選用胰蛋白酶、糜蛋白酶和肽酶同時消化蛋白質(zhì)，與采用胃蛋白酶和胰液素分兩步消化蛋白質(zhì)試驗(yàn)組進(jìn)行對比，就蛋白質(zhì)的消化率而言，前者比后者高了39%～66%。Wang等[35]采用體外模擬消化技術(shù)對大麻蛋白質(zhì)消化前后成分變化進(jìn)行了測定，該方法也適合于燕麥全粉蛋白質(zhì)體外消化的測定[36]。Marcela等[37]發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽大豆蛋白經(jīng)體外模擬消化后產(chǎn)生了具有抗炎、抗癌效果的活性肽。體外模擬消化也適用于純品的消化情況分析，岳穎等[38]對提取得到的小麥蛋白肽進(jìn)行了體外模擬消化試驗(yàn)，檢測其消化前后分子質(zhì)量分布情況。

3.5 體外模擬消化技術(shù)在食品和土壤污染物檢測中的應(yīng)用

隨著時代的快節(jié)奏發(fā)展，在工業(yè)和農(nóng)作物中相繼出現(xiàn)不同程度的重金屬含量超標(biāo)造成的食品污染問題。中國在場地健康風(fēng)險(xiǎn)評估和管理方面起步較晚，但隨著《污染場地風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)導(dǎo)則》等標(biāo)準(zhǔn)的出臺[39]，健康風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)體系日益完善，在各種暴露途徑中，經(jīng)口攝入是人體重金屬暴露的重要途徑[40]，目前該途徑的評估基本以重金屬總量為依據(jù)，采用人體生物有效性為參數(shù)可以提高評估的準(zhǔn)確性，污染物人體生物有效性的測定可借助于動物試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)，但動物試驗(yàn)存在費(fèi)用高、周期長、重復(fù)性差和倫理方面等問題而未被廣泛應(yīng)用。目前優(yōu)選的替代方法是采用體外消化方法測定胃腸液中可溶出的重金屬部分的生物可給性[41-43]，進(jìn)而用于土壤重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評估分析。

陳廷廷等[44-48]應(yīng)用PBET、DIN、IVG和UBM 4 種體外消化方法對土壤中重金屬含量進(jìn)行了分析，多數(shù)重金屬生物可給性均是胃階段顯著高于小腸階段，但各種典型重金屬的生物可給性在不同體外方法中均沒有相對一致的規(guī)則。吳小飛[49]通過比較4種體外提取方法(UBM、PBET、SBET和IVG)對土壤重金屬的生物可給性發(fā)現(xiàn)，同一土壤的某種金屬的提取方法不同，其生物可給性不同；同一金屬選用同一方法提取時，由于主壤性質(zhì)不同，其生物可給性也存在差異。因此，在評價重金屬對人體潛在危害時，必須綜合考慮土壤性質(zhì)和金屬種類等因素，選擇合適的提取方法。利用SBET和PBET法分析食物對土壤重金屬生物可給性時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)胃中有面粉類食物和茶多酚時，重金屬鉛、銅、鎳和鋅的生物可利用率明顯降低；故考察富含重金屬的消化物時，其生物利用率與食物的化學(xué)性質(zhì)、重金屬種類有關(guān)。Kiomars等[50]將體外消化模型應(yīng)用于食用大米中砷、鎘、鉛等有毒金屬的生物利用率檢測，分析比較了生大米、熟大米和消化大米中有毒金屬含量，發(fā)現(xiàn)胃消化對毒性金屬的生物可給性顯著高于口腔和小腸消化過程。呂倩等[51]使用體外模擬消化技術(shù)對含有污染物鎘的大米和米線中鉻元素釋放情況進(jìn)行了考察，不同的大米主食制品在不同的消化時間，鎘釋放量有顯著差異。綜上，體外模擬消化模型在金屬離子生物利用率測定方面已發(fā)揮著重要作用。

4 總結(jié)與展望

使用體外消化模型時，有些功能性成分如酚類物質(zhì)的傳統(tǒng)提取方法采用有機(jī)溶劑浸提，但在食品應(yīng)用中不可能加入有機(jī)溶劑，選用體內(nèi)消化又有悖于倫理要求，因此體外消化模擬技術(shù)尤為重要，且其具有耗時短、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于檢測食物消化吸收情況。同時，體外消化模型的建立也存在著不可忽視的問題：① 體外消化模型是高度模擬體內(nèi)消化過程，對比體外模擬消化過程與體內(nèi)消化的一致性和準(zhǔn)確性仍需進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。② 體外消化模型的通用性和兼顧性有待考察，多種樣品消化和純品消化所建立的消化模型不同，因此，不同的消化樣品需要改進(jìn)模型各消化階段所用試劑的種類與用量，以達(dá)到更相近于體內(nèi)消化過程。

關(guān)于體外模擬消化，除使用試劑模擬消化環(huán)境外，還可使用體外模擬儀器，如采用動態(tài)消化模式，優(yōu)點(diǎn)是能夠較為系統(tǒng)地模擬口腔、胃、腸道消化過程，獲得中產(chǎn)物和終端代謝物，可連接高效液相色譜儀、分光光度計(jì)等對食物中分解物進(jìn)行分析檢測。目前，體外消化模型在食品、藥品以及保健品等行業(yè)有著至關(guān)重要的作用，后續(xù)可結(jié)合體外模擬消化技術(shù)與設(shè)備的共同作用，不斷完善體外消化模型的各項(xiàng)參數(shù)，將體外模擬消化技術(shù)推向更廣闊的發(fā)展空間。