ヒト胃消化シミュレーターを利用した食品粒子の微細化プロセスの可視化および評価  [in Japanese] Visualization and Evaluation of Disintegration of Food Particles Using a Human Gastric Digestion Simulator  [in Japanese]

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Author(s)

    • 小林 功 Kobayashi Isao
    • 農業・食品産業技術総合研究機構 食品研究部門 Food Research Institute, National Agriculture and Food Research Organization
    • 王 政 Wang Zheng
    • 農業・食品産業技術総合研究機構 野菜花き研究部門 Institute of Vegetable and Floriculture Science, National Agriculture and Food Research Organization

Abstract

ヒトの消化管は,複数の消化器官から構成されており,食品中の栄養成分等を吸収可能な状態へと変化させる役割を担っている。摂食後の消化プロセスは,咀嚼やぜん動運動による物理的消化,消化液(唾液,胃液等)による化学的消化,および腸内細菌による生物的消化に大別される。胃消化性の評価は,消化性が適切に制御された食品の設計・開発に有用である。ところが,従来の胃消化試験では,化学的消化の評価に重きが置かれているため,物理的消化を重視した研究手法や知見は依然として不足している。食品の胃消化試験手法には,生体を用いるin vivo手法,実験装置を用いるin vitro手法,およびコンピューターを用いるin silico手法がある。核磁気共鳴画像法(MRI)に代表されるin vivo手法では,生体内の情報を直接得られるが,倫理面への配慮や被験者数等の制約が求められる。In silico手法では,食品のような複雑系への対応が原理上困難である。ゆえに,適用可能な食品,倫理面,および試験規模等の制約が少ないin vitro手法の必要性が高まっている。ぜん動運動に駆動される物理的消化に着目したin vitro胃消化試験装置が,欧米等の研究グループから提案されてきた。筆者らは,ぜん動運動が活発に起きる幽門部の構造と機能を単純化したin vitro胃消化試験装置として「ヒト胃消化シミュレーター(human Gastric Digestion Simulator; GDS)」を提案した。本装置の主な特徴は,胃壁で発生し,進行するぜん動運動の定量的な模擬,および模擬されたぜん動運動に駆動される食品粒子の消化挙動の直接観測である。特に,後者は,他の装置では見られない優れた特徴である。本総説では,まず,食品のin vitro胃消化試験手法について,ガラス容器等を用いた従来法およびぜん動運動や胃液の分泌等を考慮可能な胃消化試験装置に関する現状を概説する。次に,ヒト胃消化シミュレーター(GDS)の開発経緯およびGDSを用いたin vitro胃消化試験方法について紹介する。その後,GDSを利用した食品(モデル)の胃消化挙動の観測に関する研究成果を紹介する。

<p>There has been a great deal of interest in adequately controlling digestibility of the ingested foods in the human digestive tract. Gastric digestion plays an important role in the process of food digestion, being strongly affected by both physical and chemical digestion processes. Over the last decade, the importance of <i>in vitro </i>gastric digestion models has been increasing, which is mainly attributed to superior applicability to various conditions as well as better reproducibility of experimental data. The authors developed a human gastric digestion simulator (GDS) that simplifies the antrum geometry and function. The major advantages of the GDS include quantitatively simulated gastric peristalsis and direct observation of the digestion behaviors of food particles in the gastric contents. In this review, we provide a brief overview of the findings obtained through a series of studies using the GDS. First, the current progress of <i>in vitro </i>gastric digestion studies is described. We next introduce the history and development of the GDS and findings on the digestion characteristics of representative foods and food models using the GDS. Further improvement of the GDS could potentially make it a useful tool for designing novel functional foods for which digestibility and release of nutrients and bioactives are well controlled.</p>

Journal

  • Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi

    Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi 65(12), 543-551, 2018

    Japanese Society for Food Science and Technology

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130007546136
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN10467499
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    journal article
  • ISSN
    1341-027X
  • NDL Article ID
    029388421
  • NDL Call No.
    Z17-126
  • Data Source
    NDL  J-STAGE  JASI 
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