背景：在自由获取食物的环境下,人们可能倾向于选择食用自身偏好的食物,形成较稳定并反复出现的膳食行为特征,使所摄入的食物种类及其数量的相对构成基本稳定,这种稳定的饮食结构即饮食模式。饮食模式既包括了能量摄入和各种物质摄入的结构信息,也包括摄食时间等时间特征信息。在大量的饮食信息中,对其中最重要的特征信息进行提取和区分,即饮食模式识别,它能够从整体角度更深入地了解某些特定人群的饮食营养特征,目前尚未见到通过模式识别技术研究运动员食物摄入结构特征的文献,因此,有必要将模式识别技术引入运动营养学研究。目的：(1)第一章通过模式识别,分析优秀运动员是否存在相对稳定的饮食模式,以及这些饮食模式中特征性的信息；(2)第二章探讨可能影响运动员饮食模式的因素；(3)第三章进一步将运动员的饮食模式与其身体形态和营养生化指标建立关联,探讨饮食模式可能对运动员身体机能的影响。方法：选取68名专业运动员,准确称量3天的膳食摄入,通过软件计算每日及每餐的能量摄入量,并计算所有摄入食物中三大能源物质、维生素、矿物质以及氨基酸的摄入量。检测身体形态指标,并取清晨空腹血检测与运动机能相关的生化指标。通过模式识别技术,如主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA),对运动员的饮食模式进行识别,并找出其主要的特征参数,随后通过单变量分析方法对特征参数进行差异分析和相关分析。结果：第一章研究中,PCA模型显示,运动员自身3天的饮食模式无法区分,具有相对稳定性,但是不同运动员之间饮食模式存在差异,体现在谷类和蔬菜类食物摄入习惯相对稳定,而肉类和水产类食物摄入较不稳定,此外摄入的食物种类单一、早餐摄入不够是运动员饮食模式中特征性的因素。第二章研究了性别和运动项目两个因素对运动员饮食模式的影响。多变量分析结果显示,区分不同项目运动员饮食模式的重要变量是碳水化合物和蛋白质等巨量营养素和总能量,以及一些微量营养素和矿物质(钾、镁、维生素B2、铁、锰、锌等),进一步的单变量分析证实了不同项目的运动员谷类和畜类摄入量的差异具有显著性意义。此外,影响不同性别运动员饮食模式的关键变量是部分氨基酸(缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、组氨酸)和蛋白质,以及一些微量营养素和矿物质(尼克酸、Fe、Mg、Zn、Ca)。第三章中,分别以身体形态、身体机能相关的营养生化指标为因变量,饮食各指标为自变量,建立二者之间的OPLS-DA模型,通过模型中变量的载荷和VIP值结合相关分析,分别找到了影响优秀运动员身体形态和身体机能的重要营养素和食物种类等饮食模式中的重要信息,如动植物油脂、谷类、水果、高糖淀粉、蔬菜、畜类、碳水化合物等食物种类,以及锌、钾、维生素C、尼克酸和组氨酸等营养素均是影响运动员身体形态的主要因素,而食物种类和某些血液生化指标之间存在相关关系,如动物性蛋白摄入与血红蛋白相关指标正相关,提示动物性蛋白摄入可能影响运动员的氧运输能力等。结论：(1)优秀运动员具有自身相对稳定的饮食模式,并且具有个体差异；(2)运动项目和性别是影响运动员饮食模式的重要因素,不同运动项目和性别的运动员的饮食模式存在差异,并且呈现各自的特征。(3)饮食模式对运动员的身体机能指标有一定相关,饮食模式对优秀运动员运动能力的影响值得进一步进行深入研究。总之,研究首次通过模式识别技术对大量饮食相关信息进行分析,为今后的运动营养学研究提供了新的证据和新的方法。