2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a predictive method for digestion kinetics of food nutrients using a gastrointestinal digestion simulator
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20H01612
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
市川 創作 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00292516)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 食品 / 消化動態 / 栄養成分 / 胃腸消化シミュレーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
食品の消化過程では、消化酵素や酸による栄養成分の化学的消化と共に、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。本課題では、物理的及び化学的消化が評価できるin vitroヒト胃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系統的に明らかにすることを目的として研究を進めている。
初年度（2020年度）は、食品の三大栄養素の一つである炭水化物をテクスチャーを制御したゲル粒子に包含させて消化挙動を評価した。その結果、同量の炭水化物を包含するゲル粒子でも、そのテクスチャーにより胃消化シミュレーターから小腸への経時的な排出挙動、ならびに、加水分解挙動が異なることがわかった。この結果は、同量の炭水化物を含む固形食品を摂食した場合でも、固形食品のテクスチャーによりその消化・吸収挙動が異なることを示唆している。また、三大栄養素の一つであるタンパク質のモデルとしてアルブミンを使用し、加熱および塩濃度の条件により変性・凝集状態を制御できることを明らかにした。得られた知見を活用し、次年度にタンパク質の変性・凝集状態と、これを包含したモデル固形食品のテクスチャーの消化挙動に対する影響を系統的に評価する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度（2020年度）に実施を計画したがコロナ禍により実験研究の期間が短くなったため、予定していた検討が行えなかった事項がある。具体的には、栄養成分であるタンパク質の固形食品中の存在状態とその消化性の関係について検討を行う計画であったが、消化性の系統的な評価にまでは至らなかった。しかし、タンパク質栄養成分のモデルとしてアルブミンを選択し、その加熱および塩濃度の条件により変性・凝集状態を制御できることを初年度に明らかにすることができた。また、限られた条件ではあるが消化性についても、その評価方法を検討できた。次年度（2021年度）は、この知見を活かして、変性・凝集状態を変化させたアルブミンをテクスチャーの異なるゲル粒子に包含させて消化挙動の系統的な評価を進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度（2021年度）は、固形の実食品から代表的な固形食品を選び、ヒト胃小腸消化シミュレーターで消化試験を行うことで、実食品のテクスチャーと、栄養成分の消化動態の関係を検討する。はじめに、実験で使用する適切な実食品を文献調査ならびに予備消化実験により選定する。一般に広く摂食されており、また、in vivoにおける消化試験が報告されている食品が適切であると考えている。次に、ヒト胃小腸消化シミュレーターにより、食品自体の物理的消化、ならびに、包含される栄養成分の消化挙動を評価する手法を確立し、食品のテクスチャーと消化動態の関係を系統的に評価する。
また、初年度（2020年度）に実施を計画したがコロナ禍により十分な検討が行えなかった、固形食品中の栄養成分の存在状態とその消化性の関係についても引き続き研究を進める。初年度の検討により変性・凝集状態が制御できることを明らかにしたアルブミンをタンパク質栄養成分のモデルとして使用し、変性・凝集状態を変化させたアルブミンをテクスチャーの異なるゲル粒子に包含させて消化挙動を評価する。
以上の研究により、固形食品のテクスチャーならびに栄養成分の存在状態と、消化動態の関係を系統的に評価し、これらの関係性を明らかにする解析を進める。また、得られる知見をもとに胃腸消化シミュレーターを利用した食品栄養成分の消化動態予測技術を開発し、消化・吸収性が制御された食品開発の指針を示す。
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