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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の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H01612
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分08030:家政学および生活科学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

市川 創作  筑波大学, 生命環境系, 教授 (00292516)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード食品 / 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
研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

ヒト胃消化シミュレーターを含む胃腸消化シミュレーターを利用して、固形食品に含まれる主要栄養成分の消化動態を系統的に評価した。固形食品のテクスチャーや固形食品に含まれるデンプンもしくはタンパク質の存在状態が、その消化挙動に影響を与えることを明らかにした。また、連続型胃消化シミュレーターなどを利用したin vitro胃腸消化試験により、固形食品の構造が栄養成分の消化速度に影響することを明らかにした。これらの研究成果を基にして、固形食品に含まれる栄養成分の消化動態を評価・予測する基礎技術を開発することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effect of mechanical properties on in vitro dynamic digestion of starch contained in hydrogels2024

    • 著者名/発表者名
      Wang Zaitian、Kozu Hiroyuki、Uemura Kunihiko、Kobayashi Isao、Ichikawa Sosaku
    • 雑誌名

      Journal of the Science of Food and Agriculture

      巻: 104 号: 6 ページ: 3498-3506

    • DOI

      10.1002/jsfa.13235

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of type of azuki bean based-foods on their in vitro digestibility using a Gastric Digestion Simulator2023

    • 著者名/発表者名
      Xincheng Mao, Hiroyuki Kozu, Isao Kobayashi
    • 学会等名
      日本食品科学工学会 第70回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] コオロギ粉に含まれるタンパク質のin vitro消化性評価2023

    • 著者名/発表者名
      市原 由芽,髙田 琉菜,小林 功, 市川 創作
    • 学会等名
      日本食品工学会第24回(2023年次)大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      髙田 琉菜,王 在天,岡崎 由季乃, 小林 功, 市川 創作
    • 学会等名
      日本食品工学会第23回(2022年次)大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of in vitro gastric digestibility of processed soy foods using a Gastric Digestion Simulator2022

    • 著者名/発表者名
      Qiuan Huang, Tatsuro Maeda, Takayoshi Tanaka, Motomi Shibasaki, Isao Kobayashi
    • 学会等名
      日本食品科学工学会第69回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      髙田 琉菜,王 在天,岡崎 由季乃, 小林 功, 市川 創作
    • 学会等名
      日本食品工学会第23回(2022年度)年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Gastric digestion simulator for visualizing and analyzing in vitro digestibility of foods2020

    • 著者名/発表者名
      Isao Kobayashi, Hiroyuki Kozu, Zheng Wang, Zaitian Wang, Sosaku Ichikawa
    • 学会等名
      American Chemical Society Fall 2020 National Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of in vitro gastric digestibility of natural and processed cheeses using a continuous-type GDS2020

    • 著者名/発表者名
      Shengjie Du, Zaitian Wang, Mitsutoshi Nakajima, Marcos A. Neves, Kunihiko Uemura, Sosaku Ichikawa, Isao Kobayashi
    • 学会等名
      日本食品工学会第21回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      千田 南,小林 功,植村 邦彦,市川 創作,庄野 厚
    • 学会等名
      日本食品工学会第21回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      三平 浩人,神津 博幸,小林 功,市川 創作
    • 学会等名
      日本食品工学会第21回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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