中國老年專用食品需求及其質構分級與測試方法分析

王 鷗，嚴俊安，黃 建

(1中國疾病預防控制中心營養與健康所/國家衛生健康委員會微量元素與營養重點實驗室，北京 100050；2深圳市慢性病防治中心，廣東深圳 518020)

據預測，2050年我國60歲及以上老年人口數將占總人口的30%以上，成為全球人口老齡化問題最為嚴重的國家之一。《國民營養計劃(2017—2030)》中明確提出，將“老年人群營養改善行動”列為六大重要行動之一，健康老齡化將成為我們要迎接一個重大挑戰。因此，本研究以現行食品標準、指南及科研報告為基礎，綜合整理老年食品發展現狀及食品質構特征分級情況，以期為老年食品相關標準的制定與實施奠定基礎，推動老年食品的產業發展。

1 我國老年專用食品的需求分析

衰老會導致人體的生理機能出現退化，其中飲食能力受到嚴重影響[1]，感官能力與吞咽能力會出現不同程度的下降。統計顯示，吞咽功能障礙影響著半數以上的需護理老人及30%以上的住院或獨居老人[2]。當吞咽障礙發生時，老年人難以獲得進食的愉悅感，生活質量和營養健康狀況受到極大影響。因此，未來社會對于老年人專用食品將有極大的需求。老年食品應同時滿足營養性與安全性。營養性即食物設計應符合老年人群特殊營養需求，提供充足且均衡的營養素。安全性則包括食品質量安全及進食安全2個層面，即老年食品不僅應滿足常規的食品質量與衛生安全要求，同時，基于老年人生理功能退化這一特征，還應在進食與吞咽上具有安全性。這也就意味著與普通食品相比，老年食品應在保證營養供給的基礎上，降低固體食品硬度并增加液體食品的黏稠度，以保證食品在安全吞咽的質構范圍。臨床研究中，老年人的吞咽能力可劃分為不同等級，因此老年食品的質構也應根據不同吞咽等級進行針對的調整。

2 食品質構特征標準指南的制定情況與存在問題分析

2.1 標準指南制定情況

目前，國內外對于老年食品和吞咽障礙食品尚未進行嚴格的定義與區分，二者在產品的質構特征上具有很大的交叉與重疊。在食品質構分級方面，對于固體食物，美國、澳大利亞、愛爾蘭等將其分為細泥型、細碎型、軟質型等，瑞典則將其分為碎丁型、泥醬型、凝膠型；對于液體食物，美國將其分為稀薄型、花蜜型、蜂蜜型和布丁型；澳大利亞、愛爾蘭、日本等國則將其分為低稠型、高稠型、極稠型等[3]。近年來，我國啟動了老年人及吞咽障礙患者食物與膳食管理相關標準的制定工作。《食品安全國家標準—老年食品通則》(征求意見稿)中將易食食品列為老年食品類型之一，并按照質構特點將液體食物劃分為低稠、中稠、高稠，將固體食物劃分為細泥型、細碎型和軟質型。《中國營養學會團體標準—咀嚼吞咽障礙膳食營養管理規范》(征求意見稿)中對食品質構也進行了基本一致的劃分。

盡管多個國家對于食品質構已建立了相關的分級標準，但標準間看似相同卻并不通用，導致相關食品的生產、標識、流通與管理仍存在一定的困難。針對這一問題，國際吞咽障礙食物標準行動委員會(IDDSI)整合了大量臨床研究證據、調查報告及數十個國家對于食品質構等級的相關劃分方法，最終確立了由8個連續等級(0～7級)組成的適合于吞咽障礙人士的食物框架，即0級稀薄型、1級輕微稠型、2級稍微稠型、3級中度稠型、4級高度稠型或細泥型、5級細餡型、6級軟質型、7級常規型以及過度型食品[4]。該內容的制定首次在全球范圍內提出了食品質構的統一劃分標準，為相關食品設計與生產提供了理論指導與技術支持。目前，該標準已經在德國開始進行臨床測試，未來將推動國際間食品質構調整的規范與一致[4]。

2.2 存在問題

盡管我國老年食品或吞咽障礙食品質構分級相關標準已逐步建立，但其在具體應用中面臨的一些問題仍不容忽視。首先，臨床研究中對于人體吞咽困難程度有相關的測試與評估分級方法，但食品質構分級尚未與臨床吞咽困難等級之間進行明確的關聯與匹配，導致相關食品在醫院、護理院、養老機構、家庭等不同場所中的選擇與使用仍存在一定的不確定性。其次，家庭養老與養老院是目前我國主要的養老形式，其飲食多為自己制作，看護人員對于食品質構調整方法的理解與掌握程度不同會導致其所制作的老年食品存在較大差異，目前食品質構僅有相關分級標準，尚無據此建立的制作標準或操作規范，具體實操運用仍不盡理想。第三，我國飲食傳統與習慣與西方國家截然不同，質構調整應在遵循國際標準的同時充分考慮結合本國飲食文化特點，做到求同存異。最后，食品質構分級標準仍有待進一步下沉，目前仍缺乏據此確定的產品生產標準，相關產業化產品在質構指標方面仍缺乏科學嚴謹的參數與測定方法。

3 老年專用食品質構特征的定量評價方法

3.1 液體食物質構指標與測定方法

針對老年人或吞咽障礙患者，增稠處理通常為液體食物的質構調整內容，其可以降低液體食物的流速，從而減緩吞咽速度，延長咽部處理食物的時間，降低咳嗆等進食風險[5]。剪切黏度、拉伸黏度、內聚力等是可以體現液體食物質構特征的重要指標，其與口腔對食物的加工處理過程密切相關[6]。注射器流動測試是IDDSI推薦的測定液體食物流動性的方法，被認為可以反應液體食物的剪切黏度[6]。該方法根據液體在10 s內經10 mL注射器流出后的殘余量判斷流動性。利用該方法，可以對IDDSI分級中的0～4級進行區分與確定。該方法操作簡便、測試成本低，目前使用較為廣泛。《中國營養學會團體標準—咀嚼吞咽障礙膳食營養管理規范—編制說明》(征求意見稿)中同樣推薦利用這一測試方法測試液體食物的稠度。

Bostwick稠度計常用于番茄醬、水果醬、酸乳酪等食品的黏稠度測定。該儀器通常由鋼板制成，配有標準容積的樣品罐與帶刻度的底板。測試時，將待測樣品裝入樣品槽，彈開樣品槽與底板之間連接的彈簧門，通過記錄固定時間內樣品在儀器底板上流至的刻度衡量樣品的黏稠度。該測試方法成本低、操作簡便，可在實驗室或生產現場快速檢測樣品是否符合黏稠度標準。

圈線板擴散試驗是評估食物黏稠度的另一方法，其與稠度計基本原理相似，但測試是在刻度板上進行。該方法使用的刻度板在6個方向均有刻度，通過6個點讀數的平均值反應液體黏稠度。日本老年食品相關研究中利用該方法測試稠度時，以平均刻度36～43表示低稠、32～36表示中稠、30～32表示高稠[7]。

流變儀是研究液體質構特征的重要設備，其中旋轉流變儀通過旋轉運動產生剪切力，從而快速測定材料的黏性、彈性等流變學特性，其在使用時可根據樣品特性選擇不同夾具進行測量，剪切速率恒定，測試結果重復性好。此外，拉伸流變儀是測試流體拉伸形變的設備，其通過流體隨平板分離產生的形變測試計算相關指標。近年來，有學者利用質構儀開發了測定流體內聚力的方法，在該方法中，流體從注射器中以特定的速率被擠出，儀器捕捉流體擠出至滴落過程中液體的形變情況，通過計算液滴的縱橫比反應其內聚力，該方法又被稱為注射器擠出流動行為測試。報道顯示，不同剪切黏度和拉伸黏度的流體其液體形變行為呈現較大差異，流體擠出時的伸長行為主要受拉伸黏度的影響，同時該技術分析結果與視覺感知的流體內聚性顯著相關，因此有望成為生產中進行流體內聚性評估的標準化方法[8]。

3.2 固體/半固體食物質構指標與測定方法

固體/半固體食物在進食后不能被直接吞咽，而是需要通過一系列的口腔加工破壞其原有結構，形成可吞咽的食團。因此，一方面要求食物可以被充分破碎以減少窒息風險，另一方面破碎后的食物應足夠潤滑以方便吞咽。通常認為，成年人在吞咽前會將食物咀嚼為2～4 mm的顆粒。在IDDSI的分級標準中，對第5級細餡型食物提出了相似的粒度大小要求，并提出用餐叉測試衡量食物粒度的方法。標準餐叉的叉齒縫隙寬度約為4 mm，叉子寬度約為1.5 cm，可以作為評價固體食物顆粒度大小的簡便方法[4]。

前期研究發現，使拇指指甲發白的壓力大約為17 kPa，這種壓力和吞咽過程中使用舌肌肌力的大小相似。因此IDDSI建議，可以利用餐叉對食物施加壓力來觀察食物形態變化，施加壓力的大小可由拇指指甲明顯發白予以量化，從而分析食物的硬度[4]。測試時，拇指應于餐叉的底部施加壓力直至食物出現分叉。對于不使用餐叉的地區可用勺子作為替代。質構儀是一種可以定量檢測食品樣品物性指標的儀器，在實驗室等研究領域廣泛應用。質構儀利用不同的尺寸、質地與形狀的探頭測試食物的硬度、彈性、韌性、延展性等特征，并通過模擬計算得出量化評估結果。但該方法的使用受樣品尺寸、成分及測試環境等因素影響較大，不同測試間的結果可比性不盡理想。

3.3 仿生學測試方法

當人體進食后，口腔對于食物不僅是產生味覺感知，同時還有系列的加工處理過程，并伴隨質構的變化，這對于老年人或吞咽障礙患者進食尤為重要。因此，一些借助仿生學手段研究口腔加工過程與質構變化關系的技術應運而生。

3.3.1 模擬咀嚼技術 目前，仿生咀嚼技術主要是模擬了口腔牙齒對食物的破碎力度與咀嚼次數，同時參照口腔溫度和唾液分泌情況進行加工溫度調整與人工唾液的混合。法國學者模擬口腔咀嚼過程設計了AM2咀嚼機，并將機器咀嚼后食團粒徑與人體咀嚼做對比。經過該機器模擬咀嚼后，花生和胡蘿卜的食團粒徑分布中位數與人體實際咀嚼無顯著差異[9]。該設備可以收集咀嚼過程中任一階段的樣品，有利于研究口腔加工過程中食團的形成與流變學特性，未來有望用于老年食品的質構調整加工。此外，口腔仿生技術不僅可以模擬咀嚼動作，同時對于口腔的環境可以進行更為真實的模擬。有研究利用生物相容性材料模擬了牙齒、上下顎等結構，其可以精準的再現食物剪切、壓縮及舌頭的功能，并將口腔加工的信息進行信號傳導與收集。同時，該設備可以通過氣壓電離質譜和高效液相色譜技術進行口腔食物模擬加工過程中風味釋放的在線監測[10]。我國學者模擬口腔環境和運動系統搭建了仿口腔平臺，以花生作為試驗樣品，分別通過仿口腔平臺和測試人員進行咀嚼實驗，收集食團進行咀嚼效率指數測定和比較。結果發現，體外咀嚼測試得到的食團樣品與測試者口腔中收集的樣品的咀嚼效率評定指標具有高度的一致性[11]。

3.3.2 仿生舌技術 舌頭是輔助實現口腔食物破碎的主要器官。日本有研究利用硫化橡膠與硅油經成型和固化后制得具有一定彈性的人工舌[12]，并通過其與傳統質構儀結合，模擬舌頭與上顎對凝膠食物的擠壓破碎過程。經對比發現，當人工舌的表觀彈性模量為5.5×104Pa時，測試凝膠的斷裂剖面與人體試驗結果吻合[13]。

隨著3D打印技術的興起與應用，生物仿生舌技術有了更新的發展。英國學者從健康人口腔中獲得了舌頭表面紋理的硅樹脂印模，使用數字光處理技術對模型進行3D打印得到仿生軟舌狀表面[14]。該方法得到的仿生舌與真實舌頭在結構和機械功能上具有高度的一致性，為測試食品口腔加工特性的研究提供了新的可能性。

3.3.3 模擬吞咽技術 我國學者通過模擬人體食道的蠕動運動建立了食團物理性質和蠕動力學性能的量化關系，利用四腔層疊式氣動軟體結構設計了模擬人體食道蠕動的裝置。結果發現，在食團黏度0.8～16.0 Pa·s的區間內，裝置樣機的蠕動動力學特性與人體食道蠕動動力學特性相符，滿足模擬食道的技術需求[15]。口腔的咀嚼與吞咽過程是連續進行的，因此不同過程的有機結合更能真實地模擬和反映口腔對食物的處理過程。我國學者通過分析人體吞咽機制建立了食物在食道中運輸的數學模型，并設計了氣體驅動的仿生食道，并將其與仿生咀嚼平臺聯用，實現了食物的可吞咽性檢測，開發成為了咀嚼吞咽一體化仿生機器人[16]。

4 老年專用食品質構分級產業化技術難點分析

日本的老年專用食品被稱為“介護食品”或“微笑食品”，其發展于1994年，目前已實現產業化生產，其根據食品的顆粒大小、軟硬度和黏稠度對應設立了不同的吞咽標準和咀嚼標準，并將食品質構分級在產品外包裝進行了清晰標注，方便消費者選擇。參照日本的經驗，我國老年專用食品在逐步走向產業化的同時，最先需要的就是清晰可行的質量標準。因此，這需要我們在掌握食品質構特征與測試方法的基礎上，提出一套切實可行的食品質構考量指標及規范的測試方法。基于上述文獻綜述，盡管目前有關食品質構的研究不斷深入，相關檢測技術不斷進步，但距離落地為可指導生產的標準或操作規范仍有一定距離，具體體現為：第一，食品的制作工藝與原輔料使用種類差異較大，同樣適合于老年人食用的食品可能看似質構相似，但具體質構參數又有所不同，這導致質構考核依據無法統一；第二，臨床測試可以對老年人的吞咽能力進行分級，但不同吞咽等級適合何種質構特征的食物，如何進行相應的質構調整等問題仍待研究；第三，目前不同國家及IDDSI等組織提出了食品質構分級和相應的測試方法，但這些方法的判定偏向主觀，更適合于在家庭或養老院這種自制食物的場所使用，尚無法很好地指導產業進行嚴格的質量控制；第四，目前借助一些仿生學等精密技術可以實現質構特征的較為準確的分析測定，但不同機構和不同設備間由于條件參數不同，結果往往無法匹配和對比，同時目前這些技術多為實驗室研究使用，受成本、人員等限制無法用于生產指導；第五，老年食品的專用包裝、標識機制等尚屬空白。基于此，食品科學、營養學、老年醫學等領域迫切需要進行學科交叉互通，針對上述問題開展聯合研究，為老年食品的產業化發展解決技術性難題。