第二节　食品的消化吸收

食物中的各种营养素被充分地消化后，就开始被小肠黏膜吸收，最后都通过血液循环，运输到全身各个组织细胞。消化道不同部位的吸收能力和吸收速度是不同的，这主要取决于各部分消化道的组织结构，以及食物在各部位被消化的程度和停留的时间。在口腔和食管内，食物实际上是不被吸收的。在胃内，食物的吸收也很少，胃只能吸收酒精、某些药物（阿司匹林）和少量水分。小肠是吸收的主要部位，一般认为，糖类、蛋白质和脂肪的消化产物大部分是在十二指肠和空肠吸收的，回肠有其独特的功能，即主动吸收胆盐和维生素B₁₂。小肠内容物进入大肠时已经不含多少可被吸收的物质了。大肠主要吸收水分和盐类，一般认为，结肠可吸收进入其内的80%的水及90%的Na⁺和Cl^-。营养素吸收的方式主要有以下三种。

（1）被动扩散　物质透过细胞膜时从浓度高的一侧向浓度低的一侧透过（顺浓度梯度），这个过程不需要消耗能量，不需要载体协助。被动扩散的速度取决于该物质与细胞膜脂双层分子的溶解度和自身分子的大小。

（2）主动运输　物质透过细胞膜时逆浓度梯度，该过程需要载体蛋白质，是一个耗能过程。例如当血液和肠腔中的葡萄糖比例为200∶1时，其吸收仍可进行，而且吸收的速度还很快。

（3）易化扩散　易化扩散是被动扩散的一种，顺浓度梯度透过，而且不需要消耗能量，但对于非脂溶性物质或亲水物质，如K⁺、Na⁺、氨基酸等，不能透过细胞膜的双层脂质，需要膜上有特殊的蛋白质载体，它和某种进入细胞的离子或物质有特殊的亲和力，当这些物质与载体结合后，可以使膜上蛋白质载体的空间构型改变，形成离子通道。

一、碳水化合物的消化与吸收

1.碳水化合物的消化

食品中的碳水化合物主要是淀粉，淀粉的消化从口腔开始，口腔内有3对大唾液腺及无数散在的小唾液腺，分泌唾液，内含α-淀粉酶，可使淀粉水解成糊精和麦芽糖，因为食物在口腔中停留的时间较短，淀粉的水解程度不大。食物进入胃后因胃酸的作用，唾液淀粉酶很快失去活性，淀粉的消化也立即停止。

淀粉的消化主要在小肠进行。来自胰液的α-淀粉酶可将淀粉的α-1，4-糖苷水解成α-糊精及麦芽糖，肠黏膜上皮细胞也有同样的酶，以进一步消化，将α-糊精中的α-1，6-糖苷键及α-1，4-糖苷键水解，最后将糊精和麦芽糖等水解为葡萄糖（图2-4）。此外，蔗糖酶、乳糖酶也可将食品中的蔗糖、乳糖水解为果糖、葡萄糖和半乳糖。

由于人体没有β-1，4-糖苷键的水解酶，故不能消化由β-1，4-糖苷键组成的纤维素、半纤维素等。此外，还有一些多糖物质如琼脂、果胶、植物胶、海藻胶等也不能被消化，在现代食品工业中常用作减肥食品。

2.碳水化合物的吸收

食物中的碳水化合物被消化成单糖后，在小肠几乎全部被吸收。各种单糖的吸收速率不同，己糖的吸收速率比戊糖的快，若以葡萄糖的吸收速率为100，则各种单糖的吸收速率依次为：D-半乳糖（110）＞D-葡萄糖（100）＞D-果糖（70）＞木糖醇（36）＞山梨醇（29）。半乳糖和葡萄糖的吸收是主动转运，戊糖和多元醇则以单纯扩散的方式吸收，果糖以易化扩散的方式吸收。

二、脂类的消化与吸收

脂类的消化主要在小肠，胃虽也含有少量的脂肪酶，但此酶的最适pH为6.3～7，而胃是酸性环境，pH为1～2，不利于脂肪酶作用，所以一般认为脂肪在胃里不易消化。脂肪到小肠后，通过小肠蠕动，由胆汁中的胆汁酸盐使食物脂类乳化，使不溶于水的脂类分散成水包油的小胶体颗粒，提高溶解度，增加了酶与脂类的接触面积，有利于脂类的消化及吸收。在形成的水油界面上，分泌入小肠的胰液中包含的酶类（这些酶包括胰脂肪酶、辅脂酶、胆固醇酯酶和磷脂酶）开始对食物中的脂类进行消化，将脂肪分解，分解的产物是甘油二酯、甘油一酯、脂肪酸和甘油。

脂类的吸收主要是在十二指肠的下部和空肠的上部。低于12个碳原子的中、短链脂肪酸和甘油分子直接被小肠黏膜内壁吸收，直接通过血液循环经门静脉进入肝脏，在所有食物的脂类中只有牛奶的脂类是富含短链脂肪酸的，因而奶油的消化率最高。而长链脂肪酸的吸收是通过小肠黏膜进入到肠黏膜的末端淋巴管，与淋巴管中的甘油再进行酯化，重新合成具有机体自身特性的甘油三酯，并与胆固醇、蛋白质、磷脂等结合形成乳糜微粒，由淋巴系统进入血液循环。血中的乳糜微粒是一种颗粒最大、密度最低的脂蛋白，是食物脂肪的主要运输形式。乳糜微粒随血流流遍全身，以满足机体对脂肪和能量的需要，最终被肝脏吸收。脂肪在肝脏中进一步裂解和再合成，积存于脂肪组织中，作为能量和合成材料的储备。

脂肪的消化吸收会受到某些因素的影响，如不饱和脂肪酸双键含量越多，熔点较低时，其消化吸收率也越高。常温下为液态的植物性油脂能很好地被消化吸收，利用率也高，而且不易产生饱腹感；而动物性油脂由于其熔点较高，消化率较低，另外，当脂肪乳化剂不足时，可降低其吸收率。摄入过量的钙会影响高熔点脂肪的吸收，但不影响多不饱和脂肪酸的吸收，可能是钙离子与饱和脂肪酸形成不溶性的钙盐所致。

大部分油脂都可完全被吸收与利用，但是当大量进食脂肪或过于油腻的食物时，油脂来不及消化，吸收也会减慢，并有部分从粪便中排出。一般脂肪的消化率为95%，豆油、玉米油、奶油及猪油等油脂均可在6～8h内完全被人体消化，消化吸收率随时间的延长有如下规律：2h吸收约24%～41%，4h为53%～71%，6h为68%～85%，8h为85%～96%。

三、蛋白质的消化与吸收

1.蛋白质的消化

唾液中虽有少量唾液蛋白质酶能分解蛋白质，但在整个消化过程中，其作用不大。蛋白质主要是在胃和小肠中进行消化的，受多种蛋白水解酶的催化而水解成氨基酸和少量寡肽，然后再吸收。

在胃内，胃黏膜分泌胃蛋白酶原，经胃液中盐酸或已有活性的胃蛋白作用和自我催化，经N端切除几个多肽片段以后，被转化为胃蛋白酶，它能分别催化水解芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸的羧基侧肽键，使食物蛋白质水解为肛示、胨以及少量的多肽和氨基酸。

小肠里，由胰腺分泌的胰液含有多种能水解蛋白质的酶原，这些酶原经过肠致活酶激活分别被转化成具有活性的胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶和羧肽酶。前三者催化断裂肽链内部肽键，称为内肽酶，而羧肽酶以及氨肽酶分别催化断裂羧基末端和氨基末端肽键，称为外肽酶。它们特异地作用于不同的肽键。

胰蛋白酶催化断裂碱性氨基酸，如精氨酸、赖氨酸残基羧基侧肽键。

糜蛋白酶催化断裂芳香族氨基酸，如苯丙氨酸、酪氨酸或色氨酸残基羧基侧肽键。

弹性蛋白酶特异性较差，作用于各种脂肪族氨基酸，如缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸等残基所参与组成的肽键。

羧肽酶A、羧肽酶B分别作用于带有游离羧基的中性氨基酸和碱性氨基酸残基所形成的肽键。胰蛋白酶作用后产生的肽可被羧肽酶B进一步水解，而糜蛋白酶和弹性蛋白酶水解产生的肽可被羧肽酶A进一步水解。

大豆、棉籽、花生、油菜籽、菜豆等含有能抑制胰蛋白酶、糜蛋白酶等多种蛋白酶的物质，统称为蛋白酶抑制剂，它们的存在妨碍了蛋白质的消化吸收。但它们可以通过加热被除去，常压蒸汽加热半小时，即可被破坏。

胰液水解蛋白质所得的产物仅1/3为氨基酸，其余为寡肽。在肠黏膜细胞中含寡肽酶，寡肽酶从肽链的氨基末端或羧基末端逐步水解得到二肽化合物，再经二肽酶催化水解，最后完全水解成为氨基酸。食物中的蛋白质在消化道内的水解过程见图2-5。

2.蛋白质消化产物的吸收

食物蛋白质被水解成氨基酸后立即被小肠黏膜吸收，同单糖的吸收一样，氨基酸的吸收也是主动转运过程，需要转运载体以及消耗能量。正常情况下，只有氨基酸及少量二肽、三肽能被小肠绒毛内的毛细血管吸收而进入血液循环。四肽以上的氨基酸需要进一步水解才能被吸收。

各种氨基酸的吸收速度也不同，取决于主动转运过程的不同转运系统，中性转运系统可转运芳香族氨基酸、脂肪族氨基酸、含硫氨基酸以及组氨酸、谷氨酰胺等，它的转运速率最快；碱性转运系统主要转运赖氨酸、精氨酸，其转运速率较慢，仅为中性氨基酸载体转运速率的10%；酸性转运系统转运天冬氨酸和谷氨酸，转运速率最慢。

由于氨基酸是动物蛋白和植物蛋白的基本单位，可被人体吸收利用，重新合成人体蛋白质。但是外界天然蛋白质具有其本身的特异性，进入体内不能直接被利用，甚至产生过敏反应。

四、维生素的消化与吸收

人体消化道没有分解维生素的酶，胃液的酸性、肠液的碱性以及氧气的存在都会影响维生素的稳定性。水溶性维生素在动植物型食品的细胞中以结合蛋白质的形式存在，在细胞崩解过程和蛋白质消化过程中，这些结合物被分解，从而释放出维生素。水溶性维生素一般以简单扩散方式被充分吸收，特别是分子量小的维生素更易被吸收，分子量较大的如维生素B₁₂则必须与胃分泌的内因子相结合形成复合物后才能被吸收，而且吸收部位在回肠。

脂溶性维生素溶解于脂肪中，可随脂肪的乳化与分散而同时被消化。其吸收机理可能与油脂相同，也属于被动转运的扩散作用，吸收部位仍在小肠上端。因此脂溶性维生素的消化吸收受脂肪消化吸收的影响，脂肪消化吸收不好时，脂溶性维生素的消化吸收亦不好。另外，由于脂溶性维生素能在体内积聚，故长期超量服用，易引起过量中毒。

五、水和矿物质的消化吸收

成人每天进入小肠的水分约有8L之多，这些水分不仅来自食品，还来自消化液，而且主要来自消化液。成人每日尿量平均约1.5L，粪便中可排出少量（约150ml），其余大部分水分都由消化道重吸收。

水分的吸收主要在小肠，水可以自由地穿过消化道的膜，从肠腔面通过黏膜细胞进入体内，水的这种流动主要通过渗透作用和过滤作用，而且以渗透作用为主，小肠吸收其他物质的渗透压可促使水分吸收。此外小肠蠕动收缩时肠道内流体静压增高，也可使水分滤过黏膜细胞。

水的吸收也可在大肠，主要是通过小肠后未被吸收的剩余部分，这时各种溶质特别是NaCl的主动吸收所产生的渗透压梯度是水分吸收的主要动力。因此，若不及时排便，粪便在结肠内停留时间过久，粪便中的水分会被吸收，粪便变干变硬，引起排便困难。

很多矿物质在食品中如果以离子状态即溶解状态存在，如钾、钠、氯等可以直接被机体吸收。但如果以结合状态存在时，如乳酪蛋白中的钙结合在磷酸根上，铁存在于血红蛋白之中，许多微量元素存在于酶内时，胃肠中没有从这些化合物中分解矿物质的酶，它们往往在上述食品有机成分的消化过程中被释放出来。矿物质可由单纯扩散被动吸收，也可通过特殊转运途径主动吸收。

1.钠、钾的吸收

在无机盐中，钠盐靠钠泵吸收，成人每日摄入约250～300mmol的钠，但从粪便中排出的钠不到4mmol，说明肠内容物中95%～99%的钠都被吸收了。一般认为，成人每天约需要食盐2～3g，最多不要超过6g。食盐过多，会增加心、肾功能负担，科学研究还证实，食盐过量与高血压有密切关系。正常人每天摄入钾2～4g，绝大部分可以被吸收。

2.钙的吸收

食物中的钙仅有一小部分被吸收，大部分随粪便排出。促进钙吸收的因素主要是维生素D和机体对钙的需要。维生素D有促进小肠对钙吸收的作用，儿童和乳母对钙的吸收率由于需要量增加而加大。此外，钙盐只有在水溶液状态，如氯化钙、葡萄糖酸钙溶液，而且在不被肠腔中任何其他物质沉淀的情况下，才能被吸收。肠腔中草酸、植酸、磷酸盐过多，会形成不溶解的磷酸钙，降低钙的吸收率。因此，含草酸、植酸高的食物烹调时应先用水焯一下，去除大部分水溶性的草酸、植酸。此外，脂肪消化不良时，钙可与未被消化吸收的脂肪酸，特别是饱和脂肪酸形成难溶性的钙皂乳化物，也会影响钙的吸收。

钙的吸收机制：钙主要在十二指肠吸收，属于主动转运，肠黏膜细胞的微绒毛有一种与钙有高度亲和性的钙结合蛋白，它参与钙的转运而促进钙的吸收。

3.铁的吸收

铁主要在小肠上部被吸收，铁的吸收与其存在的形式和机体的机能状态密切相关。肠黏膜吸收铁的能力取决于黏膜细胞内的含铁量。当黏膜细胞刚刚吸收铁而尚未能转移至血浆中时，则暂时失去其由肠腔内吸收铁的能力。这样，积存在肠黏膜细胞内的铁量，就成为再吸收铁的抑制因素。但铁的吸收与机体对铁的需要有关，当服用相同剂量的铁后，缺铁的患者可比正常人的铁吸收量大1～4倍。

食品中铁主要以三价铁和其他物质络合在一起，三价铁和有机铁在肠道不容易吸收，必须变成游离的二价铁才能被吸收。胃酸和维生素C可以促进三价铁还原为二价铁，有利于铁的吸收，所以在服铁制剂时，可同时服用维生素C、稀盐酸。但抗酸药、浓茶和中药煎剂不能与铁剂同服，因为抗酸药能中和胃酸，浓茶和中药煎剂中含有鞣酸，与铁结合形成鞣酸铁沉淀，影响铁的吸收。胃大部切除的病人，常常会伴发缺铁性贫血。

4.负离子的吸收

在小肠内吸收的负离子主要是Cl^-和HC，由钠泵产生的电位差可促进肠腔负离子向细胞内移动，故氯离子至少有一部分是随钠离子一起吸收的。负离子也可以独立地移动。

思考题

1.简述消化系统的组成及其活动特点。

2.营养素吸收的方式主要有哪三种？

3.为什么说小肠是吸收的重要场所？

4.脂类的消化部位主要在哪里？脂类的消化液有哪些？