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Development of a predictive method for digestion kinetics of food nutrients using a gastrointestinal digestion simulator

Research Project

Project/Area Number 20H01612
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

Ichikawa Sosaku  筑波大学, 生命環境系, 教授 (00292516)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 功  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, 上級研究員 (70425552)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords食品 / 消化 / 胃腸消化シミュレーター / 栄養成分 / タンパク質 / 糖質 / 消化動態
Outline of Research at the Start

食品の消化過程では、栄養成分の消化酵素や酸による化学的消化と共に、咀嚼や消化管運動により食品粒子が微細化される物理的消化が行われる。テクスチャーが多様な固形食品では、物理的な消化特性や食品に含まれる栄養成分の存在状態により、同量の栄養成分を含む食品であっても、その化学的消化性および小腸での吸収性が異なると予想される。本研究では物理的及び化学的消化が評価できるin vitroヒト胃消化腸消化シミュレーターを使用し、食品に含まれる栄養成分の存在状態、及びテクスチャーと栄養成分の消化動態の相関を明らかにすると共に、その予測技術を開発する。得られる知見から消化・吸収性が制御された食品開発の指針を示す。

Outline of Final Research Achievements

The digestion behaviors of the nutrients in solid foods were systematically evaluated using a gastrointestinal digestion simulator, including a human gastric digestion simulator. It was revealed that the texture of solid foods and the present states of starch or protein contained in solid foods affect their digestion kinetics. In vitro gastrointestinal digestion experiments using a continuous-type gastric digestion simulator have also revealed that the structure of solid foods affects the digestion kinetics of nutrients. Based on these research findings, a fundamental technology for evaluating and predicting the digestion kinetics of food nutrients contained in solid foods has been developed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

胃腸における固形食品の連続的な消化動態を、連続型ヒト胃消化シミュレーターなどを利用した一連のin vitro連続消化試験により評価・予測する基礎技術を開発した点において、本研究により得られた成果は学術的に有意義である。また、固形食品のテクスチャー、固形食品に含まれる栄養成分の存在状態、及び固形食品の構造により、栄養成分の消化動態が異なることを明らかにした成果は、消化性が制御された食品の開発に有用な基礎的指針となり、社会的に有意義である。一連の研究により得られた成果は、消化・吸収性が制御された食品の設計・製造の有用な基礎的指針になり得ると期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Effect of mechanical properties on in vitro dynamic digestion of starch contained in hydrogels2024

    • Author(s)
      Wang Zaitian、Kozu Hiroyuki、Uemura Kunihiko、Kobayashi Isao、Ichikawa Sosaku
    • Journal Title

      Journal of the Science of Food and Agriculture

      Volume: 104 Issue: 6 Pages: 3498-3506

    • DOI

      10.1002/jsfa.13235

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of type of azuki bean based-foods on their in vitro digestibility using a Gastric Digestion Simulator2023

    • Author(s)
      Xincheng Mao, Hiroyuki Kozu, Isao Kobayashi
    • Organizer
      日本食品科学工学会 第70回記念大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コオロギ粉に含まれるタンパク質のin vitro消化性評価2023

    • Author(s)
      市原 由芽,髙田 琉菜,小林 功, 市川 創作
    • Organizer
      日本食品工学会第24回(2023年次)大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトにおける物理的消化作用と連続的な消化・排出を模擬したin vitroによる炊飯米の消化挙動の評価2022

    • Author(s)
      髙田 琉菜,王 在天,岡崎 由季乃, 小林 功, 市川 創作
    • Organizer
      日本食品工学会第23回(2022年次)大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of in vitro gastric digestibility of processed soy foods using a Gastric Digestion Simulator2022

    • Author(s)
      Qiuan Huang, Tatsuro Maeda, Takayoshi Tanaka, Motomi Shibasaki, Isao Kobayashi
    • Organizer
      日本食品科学工学会第69回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトにおける物理的消化作用と連続的な消化・排出を模擬したin vitroによる炊飯米の消化挙動の評価2022

    • Author(s)
      髙田 琉菜,王 在天,岡崎 由季乃, 小林 功, 市川 創作
    • Organizer
      日本食品工学会第23回(2022年度)年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Gastric digestion simulator for visualizing and analyzing in vitro digestibility of foods2020

    • Author(s)
      Isao Kobayashi, Hiroyuki Kozu, Zheng Wang, Zaitian Wang, Sosaku Ichikawa
    • Organizer
      American Chemical Society Fall 2020 National Meeting
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of in vitro gastric digestibility of natural and processed cheeses using a continuous-type GDS2020

    • Author(s)
      Shengjie Du, Zaitian Wang, Mitsutoshi Nakajima, Marcos A. Neves, Kunihiko Uemura, Sosaku Ichikawa, Isao Kobayashi
    • Organizer
      日本食品工学会第21回年次大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト胃消化シミュレーターを用いたハム等の消化挙動の解析2020

    • Author(s)
      千田 南,小林 功,植村 邦彦,市川 創作,庄野 厚
    • Organizer
      日本食品工学会第21回年次大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] タンパク質の変性・凝集状態とタンパク質含有固形食品の力学的強度による胃消化性制御2020

    • Author(s)
      三平 浩人,神津 博幸,小林 功,市川 創作
    • Organizer
      日本食品工学会第21回年次大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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