劉 倩，陳 勇，陳建設(shè)

（浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院 食品口腔加工實驗室 杭州 310018）

特殊人群飲食的安全風險，具體表現(xiàn)為特殊人群的飲食能力與食品質(zhì)構(gòu)特性的不匹配，容易導(dǎo)致進食過程發(fā)生嗆咳、誤吸，甚至窒息等飲食安全問題，且在嬰幼兒、老年人以及術(shù)后康復(fù)病人中頻發(fā)。這一方面由于特殊人群在飲食能力上存在缺陷或尚未發(fā)育完全，導(dǎo)致無法正常、有效地處理食品，使其達到可安全吞咽的狀態(tài)；另一方面，針對特殊人群的飲食能力設(shè)計符合其質(zhì)構(gòu)需求的特殊食品也嚴重匱乏。本文依據(jù)口腔生理學(xué)和食品物理學(xué)原理，從特殊人群飲食的安全風險、特殊人群的飲食能力及其評測方法以及特殊食品的質(zhì)構(gòu)設(shè)計3 個方面展開論述，著重闡述特殊人群飲食能力及其評價方法，闡明飲食能力與食品質(zhì)構(gòu)的關(guān)系，為特殊食品的質(zhì)構(gòu)設(shè)計提供參考。

1 特殊人群飲食的安全風險

傳統(tǒng)的食品安全問題研究主要是基于“食品”的材料學(xué)特性，在食品成分、結(jié)構(gòu)以及食品加工、儲藏方式等方面開展科學(xué)研究，研究食品從生產(chǎn)到消費整個過程可能存在的生物、物理、化學(xué)等食品安全風險，以保障消費者的身體健康和生命安全。2009年，Chen[1]首次提出的食品口腔加工概念，強調(diào)了飲食過程中口腔生理功能的重要性。2015年，Laguna 等[2]進一步提出了“飲食能力”的概念，用于表達在處理和享用食物過程中身體、生理和認知方面的綜合能力表現(xiàn)，以達到量化測量個體在食品處理和口腔加工中的能力。研究表明，特殊人群由于個體的生理能力和營養(yǎng)需求不同于普通人群，在進食過程中可能會出現(xiàn)嗆咳窒息等飲食風險[3]。

1.1 嬰幼兒的飲食安全

嬰幼兒的口腔以及消化道尚未發(fā)育完全，在進食過程存在飲食風險，特別是高危早產(chǎn)兒，由于其面臨呼吸衰竭、肺出血及敗血癥等健康風險，可直接或間接地導(dǎo)致嬰兒在喂養(yǎng)的過程中出現(xiàn)無法進食的問題[4]。據(jù)統(tǒng)計，正常出生的嬰幼兒發(fā)生喂養(yǎng)和吞咽困難的概率為25%～54%，而發(fā)育異常的高危早產(chǎn)兒的出現(xiàn)喂養(yǎng)困難的概率高達80%，并且概率持續(xù)攀升[5]。因此，針對嬰幼兒的飲食安全需要提供合適的喂養(yǎng)指導(dǎo)，從傳統(tǒng)的醫(yī)療照顧模式到以嬰幼兒為主導(dǎo)的喂養(yǎng)模式，例如根據(jù)以嬰幼兒為主導(dǎo)的喂養(yǎng)量表[6]來判斷其進食行為，進而采用合理的喂養(yǎng)模式，以降低嬰幼兒的飲食安全風險。

1.2 老年人群的飲食安全

根據(jù)我國最新的人口普查數(shù)據(jù)，60 歲及以上的老年人口高達2.6 億，占總?cè)丝诘?8.7%，預(yù)測2050年我國老年人口將會達到4.98 億[7]。目前各國人口老齡化現(xiàn)象十分嚴峻，老年人受到牙齒脫落，咬合力下降，唾液分泌量減少，口腔面部肌肉力量的不足，肌肉束之間協(xié)調(diào)協(xié)同能力下降等因素的影響[8]，在其進食過程中可能會出現(xiàn)嗆食、噎食的現(xiàn)象，甚至會導(dǎo)致吸入性肺炎等，嚴重影響老年人群身心健康。研究表明，養(yǎng)老院老年人吞咽障礙的發(fā)生率高達32.5%，且發(fā)生率與老年人的年齡有顯著的正相關(guān)性[9]。此外，通過對居家老年人進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)居家老年人群中發(fā)生吞咽障礙的概率亦達到10.63%[10]。因此，老年人群的飲食能力衰退過程帶來的飲食風險應(yīng)當引起足夠重視。

1.3 吞咽障礙人群的飲食安全

由于疾病（腦卒中和老年癡呆）或術(shù)后（口咽部癌癥），導(dǎo)致進食受限的人群存在嚴重的飲食安全風險。據(jù)統(tǒng)計，在國外腦卒中引起吞咽障礙的發(fā)生率為37%～78%[11]，而在國內(nèi)一般為26%～65%[12]。吞咽障礙患者飲食過程面臨的主要風險是吸入和窒息，吸入是由食物殘渣意外進入喉管引起的，窒息是由于吞咽的食團過大，大食物顆粒堵塞氣道引起導(dǎo)致窒息等致命后果。對于術(shù)后康復(fù)人群，進食嚴重受限，基本上只能通過插管的方式攝入營養(yǎng)。此外，術(shù)后康復(fù)人群由于身體虛弱，生理機能尚未完全恢復(fù)，進食受限的同時，心理上也面臨較大的健康問題。Shimizu 等[13]從心里健康角度出發(fā)對因各種疾病居住在醫(yī)院并且處于康復(fù)中的老年人進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)食物質(zhì)構(gòu)的改變可在一定程度上提升患者術(shù)后的進食愉悅感，非常規(guī)飲食過程嚴重影響康復(fù)人群對食物的享受。特殊人群長期存在的飲食安全風險，會造成食品攝入減少，營養(yǎng)弱化，體重降低等生理現(xiàn)象，亦會造成情緒低落，不愿參加社交活動，以至產(chǎn)生嚴重的心理健康風險。

2 特殊人群的飲食能力及其評測

“食品口腔加工”概念的提出，把看似簡單的飲食過程擴展為第一口咀嚼至吞咽的系列口腔行為，成為涉及到食品物理學(xué)、口腔生理學(xué)、感官心理學(xué)、大腦神經(jīng)科學(xué)等多學(xué)科交叉研究[1]。飲食能力是保障飲食安全的必要條件，Laguna 等[2]將飲食能力系統(tǒng)性的概括為4 個可量化的參數(shù)：食品體外操控（手動能力）、口腔加工能力、感官能力以及認知能力，其中口腔加工是特殊人群飲食能力研究的重點。食物的口腔加工主要涉及到口腔面部肌肉、嘴唇、臉頰、牙齒、舌頭和上顎的協(xié)調(diào)運動，并受到中樞神經(jīng)系統(tǒng)的嚴密控制，從而產(chǎn)生有效的咀嚼運動[14]。其過程（圖1）涉及嘴唇、牙齒、唾液分泌、舌頭以及其它口腔肌肉的相互合作，研究表明，除了牙齒狀況，咬合力、舌肌力和唇封力均是影響口腔操縱能力的關(guān)鍵因素[15]。因此，采用適當?shù)姆椒ɑ騼x器來測量個體的飲食能力生理參數(shù)，從而對其飲食能力進行評估，尤其是在老年人飲食能力的研究中，可盡早發(fā)現(xiàn)其存在的吞咽障礙風險，減少嗆食、噎食的發(fā)生，保障老年人的飲食安全。

圖1 口腔加工示意圖[16]Fig.1 Schematic diagram of oral processing[16]

2.1 咬合力

咀嚼在進食過程中對食物的破碎起著重要作用，咀嚼能力受損嚴重影響個體的飲食能力，進而影響飲食過程的感官愉悅，甚至導(dǎo)致營養(yǎng)不良。研究指出，牙齒狀況以及咬合力是影響老年人進食困難的主要因素，由于牙齒的脫落或松動，造成老年人無法咀嚼質(zhì)地較硬的食品或延長了食物的咀嚼時間，導(dǎo)致進食量減少，最終導(dǎo)致營養(yǎng)不良[15]。因此，咬合力的測量在飲食能力評估中具有重要意義，而選擇合適的測量方法/裝置是精確測量的關(guān)鍵。本文根據(jù)已報道的文獻，將咬合力的測量方法及其原理總結(jié)于表1，其中由薄膜制成的傳感器例如Flexiforce 在測量咬合力時具有較優(yōu)的抗干擾特性，是目前較為常用的咬合力測量傳感器。

表1 咬合力測量方法及其原理Table 1 Bite force measurement method and principle

2.2 舌肌力

舌頭具有很強的靈活度，在口腔加工過程起到操縱和運輸食物的機械作用，在形成可吞咽食團中發(fā)揮重要作用[27]。舌肌力是評估飲食能力的主要指標之一，可通過測量舌腭擠壓氣囊傳感器所產(chǎn)生的壓力值來定量表示。愛荷華口腔測試儀器（IOPI 舌壓儀），是最早用于舌肌力測量的商業(yè)產(chǎn)品（圖2a）。隨后開發(fā)出了一款與IOPI 相似的裝置——JMS 自動增壓系統(tǒng)（圖2b）。Yoshikawa 等[28]通過對比分析發(fā)現(xiàn)IOPI 測量的最大舌壓值要顯著大于JMS 測得的結(jié)果，究其原因可能與氣囊形狀有關(guān)[28]。在最新的研究中，Liu 等[29]基于氣囊壓力傳感器設(shè)計的新型舌壓測量儀（TPWA），采用可視化界面和藍牙功能可調(diào)節(jié)和準確定位氣囊位置（如圖2c），彌補了IOPI 和JMS 存在的氣囊球移位的問題。然而，上述裝置均存在測試裝置較大，在一定程度上影響舌頭的活動以及舒適度的問題。傳感器片（圖2d）由5 個測量點組成，這些測量點用義齒黏附片直接附著在上腭黏膜上，由于傳感片極薄，對舌頭的運動以及進食影響較小，可用于測量咀嚼和吞咽過程的舌壓變化以及舌頭的運動情況[30]。舌壓測量原理基本都是利用壓力傳感器，使液體或氣體壓力轉(zhuǎn)換為電信號輸出。Wang 等[31]采用壓阻式傳感器設(shè)計了一款微型舌壓儀（圖2e），但測量穩(wěn)定性有待考究，后續(xù)需通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)，設(shè)計更小體積和高精度的傳感器。

圖2 舌壓測量方法[28-31]Fig.2 Tongue pressure measurement method[28-31]

2.3 唇封力

嘴唇在攝取食物后的咀嚼和吞咽過程中起著關(guān)鍵作用。例如，在正常咀嚼時，口腔內(nèi)的壓力升高，需要通過封閉嘴唇防止下頜骨向下運動時食物從口腔漏出，而且在吞咽時要保持嘴唇緊密閉合。研究表明，唇壓較低可能會導(dǎo)致進食過程中噎食的情況[32]。Trotman 等[33]研究指出唇封力可通過上、下唇的閉合力大小來衡量。唇封力的測定廣泛應(yīng)用于唇裂手術(shù)和正頜外科術(shù)后恢復(fù)情況觀察，而隨著食品口腔加工研究的發(fā)展，唇封力的測試也被應(yīng)用于評估飲食能力。目前已有的唇封力測量設(shè)備和方法以及應(yīng)用見表2 所述。

表2 唇封力測量設(shè)備及方法Table 2 Lip sealing force measuring equipment and methods

2.4 咀嚼能力

良好的咀嚼功能不僅對固體食物的充分破碎十分重要，且是安全吞咽的重要保障?！熬捉滥芰Α保欢x為個體感知或主觀評估的咀嚼功能[37]。咀嚼能力通常采用問卷的形式進行評估和量化，達到咀嚼障礙篩查或食物攝取能力的分析。目前已有的咀嚼能力主觀評估方法見表3。咀嚼功能的主觀評價是一種非客觀的測量手段，主要從患者自身心理上對咀嚼過程的感知和適應(yīng)的角度出發(fā)，節(jié)省評估咀嚼功能的成本和時間。然而，該方法存在一定的局限性，由于問卷設(shè)計的強制性，導(dǎo)致其回答在受試者之間可能不存在顯著性差異，此外，需考慮在不同的國家和不同的社會經(jīng)濟背景下設(shè)計適合的特定食物類型的問卷。

表3 咀嚼能力主觀評估方法Table 3 Subjective evaluation method of masticatory ability

2.5 食團吞咽能力

吞咽是指將可吞咽食團從口腔通過口腔-咽-食道運送到胃的運輸過程，其中形成可吞咽食團的關(guān)鍵因素已在前部分內(nèi)容闡述，本節(jié)主要講述吞咽能力的評估方法。臨床研究中常使用視頻透視[43]、纖維內(nèi)窺鏡[44]以及超聲波診斷法[45]來客觀評估吞咽能力。視頻透視法雖可以作為吞咽形態(tài)動力學(xué)研究的參考檢查，但由于其暴露在輻射之下，存在安全性問題。纖維內(nèi)窺鏡法是將鼻喉鏡放置在口咽部深處，來實時獲取進食過程的食團吞咽路徑，但該方法存在的異物感會影響正常吞咽。超聲波診斷法通過頸部超聲掃描評估檢測吸入和咽部殘留物，雖對舌頭以及其它肌肉的力量，還有食團的運動均不會造成影響，但是圖像的獲取及評估需要較長時間。此外，通過吞咽不同濃度的增稠液體判斷其吞咽能力，被稱為體積-黏度法（Vol ume-viscosity swallow test），是臨床較簡便的方法[46-47]。洼田飲水試驗是測量吞咽能力的經(jīng)典方法[48]，通過觀察患者在飲水吞咽的狀態(tài)進行吞咽能力分級，便于快速檢測，但僅適用于有自主意識的人群，其結(jié)果主觀性較強。

3 特殊食品的質(zhì)構(gòu)設(shè)計

3.1 建立特殊食品的質(zhì)構(gòu)標準

特殊食品的概念起源于西方發(fā)達國家，我國對特殊食品的設(shè)計研發(fā)起步較晚。隨著我國人口老齡化問題的日趨突顯，近年來特殊食品在我國的市場需求激增，尤其是康復(fù)病人和老年人群對特殊食品的需求非常大，進而得到了廣泛的研究關(guān)注。研究指出，特殊食品的標準（圖3）主要分為營養(yǎng)需求方面的標準以及質(zhì)構(gòu)特性需求的標準[49]。相較而言，特殊食品應(yīng)滿足的營養(yǎng)需求已有明確規(guī)定，而特殊食品的質(zhì)構(gòu)參考范圍仍缺乏相應(yīng)的標準。因此，食品工業(yè)在設(shè)計開發(fā)特殊食品時由于沒有科學(xué)且合理的質(zhì)構(gòu)標準作為參考，特殊食品的發(fā)展受到阻礙。

圖3 特殊食品標準主要考慮參數(shù)[49]Fig.3 Main parameters considered in special food standards[49]

2013年，Cichero 等[50]對比研究了不同國家使用的膳食質(zhì)構(gòu)分類術(shù)語的相似性和差異性，發(fā)現(xiàn)不同國家對固體/液體食品質(zhì)構(gòu)分級存在較大差別，多數(shù)國家都有3～5 不同的級別，只有少數(shù)國家對于固體和液體食物分級較為簡單。例如，澳大利亞的液體食品分類標準將其分為4 類：常規(guī)液體，100 等級：普稠型液體，400 等級：高稠型液體和900 等級：極稠型液體。瑞典只分為低稠度液體和高稠度液體。以牛奶和酸奶為例，在澳大利亞的食品分類標準中可以準確將其區(qū)分為常規(guī)液體和普稠型液體，而在瑞典均統(tǒng)稱為低稠度液體，因此粗略的食品質(zhì)構(gòu)分類在某種程度上無法對特殊食品進行詳細完整的描述與分類。此外，由于質(zhì)構(gòu)分類術(shù)語的差異，導(dǎo)致不同國家對特殊食品的質(zhì)構(gòu)標準不一致，一定程度上影響了特殊食品在不同國家間的適用性。鑒于此，2016年國際吞咽障礙者膳食標準行動委員會（IDDSI），以吞咽障礙患者為主要關(guān)注的特殊人群，制定并公布了首個適用于吞咽障礙者的特殊食品的國際質(zhì)構(gòu)標準（簡稱IDDSI 國際標準），該標準已經(jīng)過三年多的全球?qū)嵺`與推廣。IDDSI 于2019年推出了IDDSI 質(zhì)構(gòu)框架2.0 版[51]（圖4），該框架結(jié)合各國的食品分類標準將吞咽困難飲食應(yīng)分為8 個級別（0～7），液體食物從0～4 級別衡量，而固體食物從3～7 級別衡量。一項基于IDDSI 質(zhì)構(gòu)框架的研究表明，4～7 級的食物被認為是最適合吞咽困難患者的產(chǎn)品[52]。另一方面，IDDSI 框架根據(jù)吞咽障礙患者在咀嚼和吞咽過程可能出現(xiàn)的風險，在為其提供合理的膳食質(zhì)構(gòu)指導(dǎo)建議的同時，也為食品工業(yè)設(shè)計特殊食品提供了科學(xué)指導(dǎo)與理論基礎(chǔ)。2021年2月22日，中國營養(yǎng)學(xué)會采納了IDDSI 中對食物性狀的檢測方法，并發(fā)布了《易食食品》團體標準，以引導(dǎo)和規(guī)范咀嚼吞咽人群食用食品市場的發(fā)展。綜上，建立科學(xué)、合理的特殊食品質(zhì)構(gòu)標準對研發(fā)設(shè)計特殊食品具有非常重要的指導(dǎo)意義，而目前我國針對特殊食品的質(zhì)構(gòu)標準仍需進一步研究和發(fā)展。

圖4 IDDSI 質(zhì)構(gòu)框架2.0 版[51]Fig.4 IDDSI texture framework version 2.0[51]

3.2 合理調(diào)整特殊食品的質(zhì)構(gòu)

雖然目前特殊食品缺乏明確的質(zhì)構(gòu)標準，但相關(guān)領(lǐng)域的專家，尤其是康復(fù)醫(yī)學(xué)方面的臨床醫(yī)師，已在如何合理調(diào)整特殊食品質(zhì)構(gòu)特性方面開展了許多研究和探索，本節(jié)基于最新的研究進展，總結(jié)特殊食品質(zhì)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)構(gòu)學(xué)依據(jù)及原則，為合理調(diào)整特殊食品的質(zhì)構(gòu)提供參考。

國際標準機構(gòu)（Interational Organization for Standardization）把質(zhì)構(gòu)定義為: 通過機械的觸覺的、有時包含視覺和聽覺感受到的所有有關(guān)一個產(chǎn)品的機械的、幾何的和表面的性質(zhì)特征[53]。最早用于描述材料的質(zhì)地感官特性?；谫|(zhì)構(gòu)的定義，食品質(zhì)構(gòu)可描述為消費者通過嗅覺、視覺、聽覺等一系列方法感知食物的質(zhì)地和功能性特征。對于特殊食品而言，由于質(zhì)構(gòu)特性直接影響到特殊人群的吞咽安全問題，使得合理調(diào)整特殊食品的質(zhì)構(gòu)特性對特殊人群的飲食安全具有重要意義。

Szczesniak 將食品的質(zhì)構(gòu)特性分為機械特性、幾何特性和其它特性（表4）[54]。一般對特殊食品質(zhì)構(gòu)屬性的修飾語主要包括：硬度、黏度、黏附性以及內(nèi)聚性等[55]，特殊食品質(zhì)構(gòu)特性的常用術(shù)語多為軟、糊狀、黏等。這些性質(zhì)特征也已經(jīng)用于某些國家的特殊食品質(zhì)構(gòu)標準。食品質(zhì)構(gòu)屬性的修飾語調(diào)整和細化，是合理調(diào)整/設(shè)計特殊食品質(zhì)構(gòu)的重要參考依據(jù)。新西蘭的養(yǎng)老機構(gòu)，根據(jù)不同老年人的身體狀況合理調(diào)整膳食的質(zhì)構(gòu)特性已經(jīng)成為一種必要的措施，該措施不僅能夠保障老年人的膳食質(zhì)構(gòu)需求，而且能夠很大程度上保證老年人的營養(yǎng)攝入[56]。目前國內(nèi)的養(yǎng)老院，老年人對于膳食質(zhì)構(gòu)幾乎沒得選擇，養(yǎng)老院提供的膳食質(zhì)構(gòu)單一，且通常是“就低”原則，即膳食質(zhì)構(gòu)的設(shè)計是以飲食能力較弱的人群為主，而無法滿足飲食能力較優(yōu)的老年人的膳食質(zhì)構(gòu)需求。

表4 食品質(zhì)構(gòu)性質(zhì)分類[54]Table 4 Classification of textural characteristics[54]

根據(jù)中國居民膳食指南，我國老年人的膳食主要分為軟食，半流質(zhì)和糊狀3 大類（表5）。對于老年人而言，不正常的咀嚼和吞咽過程使得其對食品的質(zhì)構(gòu)有特殊需求，主要是改善固體食物質(zhì)地和液體食物的黏稠度，確保滿足老年人營養(yǎng)需求以及飲食安全[57]。因此在開發(fā)設(shè)計特殊人群食品例如老年人食品時，需要遵循幾點原則[49]：1）調(diào)整固體食物硬度以及脆性，使其適應(yīng)老年人的口腔肌肉和舌肌力量達到安全咀嚼，且需要避免固體食物的顆粒過大，造成給后期的吞咽困難；2）增加液體食物的黏稠度，避免因食物流動過快造成嗆食；3）減少纖維產(chǎn)品的應(yīng)用，提高食物在口腔中的消化速度。

表5 我國老年人膳食分類Table 5 Dietary classification of the elderly in China

4 總結(jié)與展望

隨著人口老齡化等問題日趨凸顯，飲食能力存在問題的特殊人群也逐漸攀升，飲食安全風險不僅影響特殊人群的營養(yǎng)攝入，也對其心理健康造成嚴重影響。本文提出的飲食安全概念，并非是傳統(tǒng)食品安全領(lǐng)域的化學(xué)、重金屬、微生物等造成的安全問題，而是強調(diào)個體飲食能力與食品物理特性不匹配導(dǎo)致的飲食安全風險。特殊人群的飲食安全風險，主要源于個體飲食能力無法正常處理普通食品，以至于吞咽過程易出現(xiàn)飲食安全問題。針對特殊人群的飲食能力，設(shè)計適合其食用的特殊食品已成為食品工業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)和新機遇。特殊食品的質(zhì)構(gòu)合理設(shè)計，關(guān)鍵點在于建立合理的特殊食品質(zhì)構(gòu)標準，難點在于如何實現(xiàn)飲食能力與質(zhì)構(gòu)等級的合理匹配。因此，特殊食品的開發(fā)仍需食品科學(xué)的科研工作者和食品工業(yè)的共同努力，來保障特殊人群的飲食安全。