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）引起的固体食物的胃内微刺激是胃消化的重要因素之一。固体食物的质地（例如硬度）不仅限于咀嚼，而且还可能影响胃的消化。该研究小组开发了一种人类胃消化模拟器，该模拟器在体外重现胃蠕动的设备。该目标是定量分析固体食物纹理对使用人类胃消化模拟器的胃内微渗透的影响。在纹理中，我们集中在两种类型的机械性能上：断裂时的应力（代表硬度的指数）和断裂时应变（表示易于变形的索引）。具有易于调节机械性能的凝胶状食物被用作模型固体食品。咀嚼后，将凝胶切成食物颗粒的最大尺寸（5 mm），并使用人工消化液与人类胃消化模拟器一起进行消化测试。测试结果表明，在休息时的应变很小（约30％）的区域中，凝胶明显更细。在该区域，当断裂应力低于阈值（约40 kPa）时，促进了微型化。这表明，当由于蠕动运动而施加到凝胶颗粒上的力超过了耐药性（断裂应力），直到凝胶塌陷时，微型化就会显着发展。另一方面，断裂时应变率较高的区域（约40％或更高）几乎看不到任何微粒化，裂缝应激的影响很小。使用压力测量仪器（触觉传感器系统）测量蠕动运动过程中凝胶颗粒之间施加的压力，这表明，即使具有较大的断裂应变速率的凝胶，即使凝胶被蠕动的运动被蠕动运动压缩，凝胶会通过凝胶导致大量变形，从而导致大量降低，从而导致大量降低，从而导致质量降低，从而导致了导致的导致凝胶量，从而导致凝胶造成的凝胶，从而导致凝胶降低。从这项研究中获得的结果是理解和控制固体食品中胃消化的基本知识。完成该任务后，在此任务中购买的触觉传感器系统将用作Tsukuba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