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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16K16260/
• 关键词: 胃消化; 胃ぜん動運動; テクスチャー; ゲル状食品; 粒子間相互作用; 胃内微細化

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。

Stomach movement (contraction of stomach wall) is an important factor in stomach digestion. Solid food is hard to eat, chewing time is limited, stomach digestion is affected. In this study, the development of an in vitro reproduction device for gastric motility was investigated. The purpose of this study is to quantitatively analyze the effects of solid foods on gastric microminiaturization. Two types of mechanical properties are noted: breaking force (hardness index) and breaking rate (shape index). It is easy to adjust the mechanical properties of solid foods. The maximum size of food particles after chewing (5 mm), artificial digestive juice and total stomach digestion test As a result of the experiment, the fracture rate is small in the middle area (about 30%), but it must be refined. This field is opposite to the breaking force threshold value (about 40 kPa) below which miniaturization is promoted. The resistance of the particles to the collapse (breaking force) is increased and the miniaturization is carried out. A square, break rate is large in the field (about 40% or more), and the impact of breaking force is small. When dynamic motion occurs, the pressure between particles is measured by a pressure measuring device (including a pressure measuring system). The measurement results, shape and fracture rate are large. When dynamic motion occurs, the pressure is reduced, the shape is large, the force is dispersed, and the collapse is suppressed. The results of this study are useful for understanding and controlling the basis of solid food digestion. This project is aimed at purchasing and using the common equipment of the University of Tsukuba after the completion of this project

项目成果

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

• 发表时间: 2016
• 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

• 发表时间: 2016
• 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

• 发表时间: 2016
• 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