粒子間相互作用に着目したゲル状食品のテクスチャーが胃消化に与える影響の解析

分析凝胶状食品的质地对胃消化的影响，重点关注颗粒间相互作用

基本信息

批准号：
16K16260
负责人：
神津博幸
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

胃ぜん動運動（胃壁の収縮運動）による固形食品の胃内微細化現象は、胃における消化の重要な要素の一つである。固形食品のテクスチャー（硬さなどの食感）は、咀嚼時に限らず、胃での消化にも影響している可能性がある。本研究グループでは、胃ぜん動運動を生体外で再現した装置、ヒト胃消化シミュレーターを開発してきた。本課題ではヒト胃消化シミュレーターを用いて、固形食品のテクスチャーが胃内微細化に与える影響を定量解析することを目的とした。テクスチャーのうち、破断応力（硬さを表す指標）および、破断歪率（変形しやすさを表す指標）の2種類の力学特性に着目した。力学特性の調節が容易なゲル状食品をモデル固形食品とした。ゲルを咀嚼後の食品粒子の最大サイズ（5 mm）にカットし、人工消化液と共にヒト胃消化シミュレーターで消化試験を行った。試験の結果、破断歪率が小さい領域（約30%）ではゲルが顕著に微細化された。この領域では、破断応力が閾値（約40 kPa）以下で微細化が促進された。このことから、ぜん動運動によりゲル粒子かかる力がゲルの崩壊までの抵抗力（破断応力）を上回ると、顕著に微細化が進行することが示唆された。一方、破断歪率が大きい領域（約40%以上）のゲルでは、ほとんど微細化が起きず、破断応力の影響はほとんど見られなかった。ぜん動運動発生時にゲル粒子間にかかる圧力を、デモ機を含む圧力測定器（タクタイルセンサシステム）で測定した結果、変形しやすい破断歪率の大きいゲルでは、ぜん動運動によりゲルが圧縮されても、ゲルが大変形を起こすことで力が分散することにより、ゲルの崩壊が大きく抑制されることが示唆された。本研究により得られた成果は、固形食品の胃消化を理解し、制御するための基礎的知見として有用である。なお、本課題にて購入したタクタイルセンサシステムは、本課題終了後も筑波大学の共用機器として使用する。

由于胃蠕动（胃壁的收缩运动）而产生的胃内微观固体食物的现象，是胃内消化的重要要素之一。固体食物的质地（质地，例如硬度）不仅会影响咀嚼过程，还会影响胃中的消化过程。该研究小组开发了一种人体胃消化模拟器，一种在体外再现胃蠕动的装置。该项目的目的是使用人体胃消化模拟器定量分析固体食物质地对胃微粉化的影响。我们关注纹理的两种机械性能：断裂应力（硬度指标）和断裂应变率（变形难易度指标）。使用机械性能易于调节的凝胶状食品作为固体食品模型。将凝胶切割成咀嚼后食物颗粒的最大尺寸（5毫米），并使用人胃消化模拟器和人工消化液进行消化测试。试验结果表明，在断裂应变率较小（约30%）的区域，凝胶显着细化。在此区域中，当断裂应力低于阈值（约 40 kPa）时，会促进细化。这表明，当由于蠕动运动而施加在凝胶颗粒上的力超过阻力（断裂应力）直至凝胶崩溃时，微粉化显着进展。另一方面，在断裂应变率较大（约40%或更高）的凝胶中，几乎没有发生细化，并且几乎没有观察到断裂应力的影响。使用压力测量装置（触觉传感器系统）（包括演示装置）测量发生蠕动运动时施加在凝胶颗粒之间的压力，结果发现，对于容易变形且断裂应变较大的凝胶，即使凝胶通过蠕动运动被压缩，这表明通过分散凝胶的大变形所产生的力，极大地抑制了凝胶的崩解。本研究获得的结果可作为理解和控制固体食物的胃消化的基础知识。为该项目购买的触觉传感器系统即使在该项目结束后也将用作筑波大学的共享设备。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

連続型ヒト胃消化シミュレーターによる液状胃内容物の混合特性の解析

使用连续人体胃消化模拟器分析液体胃内容物的混合特性

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
神津博幸;小林功;植村邦彦;礒田博子;市川創作
通讯作者：
市川創作

胃消化シミュレーターを利用したゲル状食品の胃内微細化挙動と力学的特性との相関解明

使用胃消化模拟器阐明胃雾化行为与凝胶状食品的机械特性之间的相关性

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
王在天;神津博幸;礒田博子;植村邦彦;小林功;市川創作
通讯作者：
市川創作

胃消化シミュレーターを利用したハイドロゲルの力学特性が胃内微細化挙動に与える影響

使用胃消化模拟器研究水凝胶机械性能对胃微观行为的影响

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
王在天;神津博幸;礒田博子;植村邦彦;小林功;市川創作
通讯作者：
市川創作

Mixing characterization of liquid contents in human gastric digestion simulator equipped with gastric secretion and emptying

配备胃分泌和排空功能的人胃消化模拟器中液体内容物的混合特性

DOI：
10.1016/j.bej.2016.10.013
发表时间：
2017
期刊：
Biochemical Engineering Journal
影响因子：
3.9
作者：
Hiroyuki Kozu;Isao Kobayashi;Mitsutoshi Nakajima;Marcos A. Neves;Kunihiko Uemura;Hiroko Isoda;Sosaku Ichikawa
通讯作者：
Sosaku Ichikawa