Йонг Жу

1 Катедра по наука за храните и храненето на човека, Държавен университет в Айова, Еймс, Айова, Съединени американски щати,

Уолтър Х. Хсу

2 Катедра по биомедицински науки, Държавен университет в Айова, Еймс, Айова, Съединени американски щати,

Джеймс Х. Холис

1 Департамент по наука за храните и храненето на човека, Държавен университет в Айова, Еймс, Айова, Съединени американски щати,

Замисля и проектира експериментите: YZ JHH. Извършва експериментите: YZ WHH JHH. Анализирани данни: YZ WHH JHH. Реактиви/материали/инструменти за анализ, допринесени: YZ WHH JHH. Написа хартията: YZ WHH JHH.

Резюме

Тествайте ястието

Стандартното вискозитетно хранене (SV) се състои от 318 g шоколадов пудинг (Kozy Shack Inc, Hicksville, NY, USA), 30 g тежка сметана за разбиване (Anderson Erickson Dairy, Des Moines, IA, USA) и 1000 mg ацетаминофен, който се използва като маркер за скоростта на изпразване на стомаха [30]. Ястието с висок вискозитет (HV) е направено с използване на същите съставки като SV, но с добавка на 3.3 g гума гуар (Frontier Natural Products, Норвегия, IA, САЩ). Всички ястия бяха приготвени по стандартни процедури и съставките бяха смесени старателно. Хранителният състав на ястията се определя с помощта на софтуер за анализ на хранителни вещества (Nutritionist Pro, версия 4.6, Axxya Systems, Stafford, TX, USA), който съобщава, че тестовото хранене осигурява 1690 kJ (404 kcal) енергия с 12% от общата енергия от протеини, 57% от въглехидрати и 31% от мазнини. Храната се сервира при 4 ° C.

И двете хранения бяха в полутвърда форма. Вискозитетът на тестваните храни се измерва с помощта на главен вискозиметър DV-I (Brookfield Engineering, Middleboro, MA, USA) с вретено # 6, като се използва чаша от 250 ml при стайна температура (Фигура 1). Сравнението на оценките за вкус разкри, че няма разлика в вкуса на тестовите ястия (P = 0,11).

вискозитета

Ястията с паста са приготвени на порции от 3766 kJ (900 kcal), направени от 150 g спагети Barilla (Barilla America Inc., Bannockburn, IL, USA), 375 g доматен сос (Barilla America Inc., Bannockburn, IL, USA), 37,5 g настърган пармезан (Wal-Mart Stores Inc., Bentonville, AR, USA) и 5,1 g сол, използвайки стандартен протокол за готвене. Анализът на хранителните вещества разкрива, че 17% от енергията е от протеини, 65% от въглехидрати и 18% от мазнини. Това ястие се сервира при 60 ° C.

Обща процедура

Измерване на скоростта на изпразване на стомаха

Скоростта на изпразване на стомаха се оценява с помощта на теста за абсорбция на ацетаминофен [30]. За този анализ, кръв се изтегля в вакуунерни епруветки, покрити с литиев хепарин, във всяка точка от времето и се центрофугира при 3000 g при 4 ° С за 15 минути. Концентрацията на ацетаминофен в плазмата се анализира чрез HPLC, използвайки метода, описан от Jensen et al. [31]. Подвижната фаза се състои от 0,1 М калиев дихидроген ортофосфат, изопропанол и тетрахидрофуран (обем/обем: 100∶1,5∶0,1, рН 3,7).

Измерване на глюкоза, инсулин и GIP

Тези анализи са проведени по същия протокол, както е описан в по-ранно проучване [32]. Накратко, кръв се изтегля в епруветки за вакууантър с 4 ml покритие с EDTA и се смесва с 400 uL 10000 KIU/ml апротинин и се центрофугира при 3000 g при 4 ° С в продължение на 15 минути. Плазмата се разделя на аликвотни части и се съхранява при -80 ° C до анализ. Глюкозата се анализира с биохимичен анализатор (YSI Life Sciences, Model 2700 select, Yellow Springs, OH, USA). Радиоимуноанализът се използва за анализ на концентрациите на инсулин и GIP. За инсулиновия анализ CV в рамките на анализа е 8%, а CV в междинния анализ е 8% при 20 µU/mL. CV за интра-анализ за GIP анализ е 3%, а неговата CV за междинна проба е 5% при 0,5 ng/ml.

Статистически анализ

Всички данни са представени като средна стойност ± стандартна грешка на средната стойност. Изчислението на размера на извадката показва, че 15 участници ще осигурят 80% мощност за откриване на разлика от 8% в измервателните резултати при ниво на значимост от 0,05. SAS v9.2 (SAS Institute, Cary, NC, USA) е използван за извършване на статистически анализ. Смесен модел на повторни мерки ANOVA (Proc Mixed, SAS) беше използван за тестване на цялостния ефект от лечението, времевия ефект и взаимодействието × време на субективния апетит, хормоните и метаболитите, измерени от кръвни проби. Изходните стойности бяха включени като ковариати, докато участниците бяха добавени като случайна променлива в модела. Анализът post-hoc беше извършен, използвайки коригирано по двойки сравнение на отговорите на Bonferroni от една и съща времева точка. Разликите в продължителността на храненето, скоростта на хранене и приема на храна при хранене ad libitum бяха тествани с помощта на сдвоен t-тест.

Резултати

Характеристики на участника, продължителност на хранене и скорост на хранене

Участниците (n = 15) са имали средна възраст 27 ± 2 години (диапазон: 19–37) и среден ИТМ 24,2 ± 0,5 kg/m 2 (диапазон: 21,4–28,0 kg/m 2). Продължителността на храненето е значително по-кратка за SV хранене (SV 234 ± 20 секунди срещу HV 391 ± 51 секунди, P = 0,008). Общата скорост на хранене за две хранения, изчислена чрез разделяне на теглото на храната на продължителността на храненето, е значително различна (HV 1,19 ± 0,18 g/s срещу SV 1,74 ± 1,16 g/s, P = 0,020).

Субективен апетит

Фигура 2 илюстрира субективния отговор на апетита към SV и HV. Установен е значителен основен ефект от времето за всички параметри (P 0,05).

Основният ефект от лечението е значителен върху глада, ситостта и желанието за ядене (P = 0,019, P Фигура 2А). В сравнение със SV гладът е по-нисък, когато се консумира HV. Основният ефект на вискозитета върху пълнотата е значителен (P Фигура 2B), като пълнотата след прандиал е по-висока след консумация на HV. Няма съществен основен ефект на вискозитета върху заетостта с храна (P = 0,739, фигура 2C), но е важен за желанието за ядене (P Фигура 2D), като желанието за ядене е по-ниско след консумацията на HV.

Глюкоза, инсулин и GIP

Фигура 3A-C илюстрира плазмената концентрация на глюкоза, инсулин, GIP след консумация на SV и HV. Имаше значителен основен ефект на времето върху всички тези параметри (P Фигура 3D). Плазмената концентрация на ацетаминофен е по-ниска след консумация на HV, което показва, че скоростта на изпразване на стомаха е по-бавна след консумация на HV.

Прием на храна

Никой участник не поиска допълнителни тестени изделия при последвалото ядене, консумирано три часа по-късно. Не е имало разлика в приема на храна при това хранене ad libitum (HV 493,5 ± 51,8 g срещу SV 494,5 ± 50,0 g, P = 0,971).

Дискусия

Настоящото проучване установи, че увеличаването на вискозитета на полутвърда храна води до по-бавна скорост на хранене, намален глад и желание за ядене след хранене и повишена пълнота. Повишаването на вискозитета на храната също води до по-бавна скорост на изпразване на стомаха и по-ниска плазмена концентрация на GIP след хранене. Концентрацията на глюкоза след хранене е по-висока след HV хранене. Въпреки това, няма ефект върху плазмената концентрация на инсулин или приема на храна при последващо хранене.

Предполага се, че по-бавната скорост на хранене може да допринесе за потиснат апетит [5], [16], [17], [39]. Докато резултатите от нашето проучване показват, че HV е довело до по-бавна скорост на хранене и намален апетит, разликата в продължителността на храненето, която наблюдаваме, е значително по-кратка (по-малко от четири минути) от тези проучвания на скоростта на хранене, където разликата е до 25 минути [5], [16], [17], [39]. Изглежда малко вероятно такава малка разлика в продължителността на храненето да повлияе на ситостта в продължение на няколко часа. Независимо от това, тъй като сензорната експозиция зависи от продължителността на експозицията и интензивността на стимула, по-бавната скорост на хранене би удължила времето на орално излагане, което може да увеличи общото излагане на сензорна стимулация в устната и ретро-носната кухина, което води до потиснат апетит или намален прием на храна [40], [41], [42].

Настоящото проучване установи, че увеличаването на вискозитета на храната забавя изпразването на стомаха, което е в съответствие с резултатите от повечето изследвания, които изследват въздействието на вискозитета върху изпразването на стомаха [13], [18], [19]. Това намаляване на скоростта на изпразване на стомаха може да допринесе за ситост, като удължи стомашното раздуване [22]. Трябва обаче да се отбележи, че степента, до която вискозитетът на храната влияе върху изпразването на стомаха, може да бъде значително намалена чрез бързо разреждане от стомашния сок или повишена двигателна функция [43], [44]. Това е илюстрирано от проучване на Marciani et al. [43], който съобщава, че когато участниците консумират ястия, вариращи 1000 пъти вискозитет, степента на изпразване на стомаха се различава само с коефициент 1,3. Необходими са допълнителни изследвания, за да се определи как характеристиките на храната влияят на разграждането на храната в стомашно-чревния тракт.

Въпреки че няма ефект на вискозитета на храната върху инсулина, установихме, че консумацията на HV хранене води до значително по-нисък GIP отговор с по-висока концентрация на глюкоза след хранене с по-късна поява на пика на глюкозата. Все още няма последователна картина по отношение на ролята на вискозитета на храната върху гликемичния отговор с проучвания, които предполагат, че храненията с по-висок вискозитет водят до по-нисък гликемичен отговор [19], [23], [25] без разлика [24] или по-висока гликемия отговор [20]. Тези несъответстващи резултати може да се дължат на различия в методите, използвани за увеличаване на вискозитета на храната, или на разликите в характеристиките на участниците (напр. Диабетици или недиабетници). По отношение на гумата гуар, добавената доза към храната може също да промени гликемичния отговор. Torsdottir et al. [45] са показали, че докато ниските или средните количества гуарова гума намаляват плазмените концентрации на глюкоза, по-голямото количество води до по-високи плазмени концентрации на глюкоза [45].

В заключение, настоящото проучване предполага, че вискозитетът на полутвърдата храна модулира гликемичния отговор и влияе върху ситостта след хранене, като променя скоростта на хранене и скоростта на изпразване на стомаха. Трябва да се извърши бъдеща работа за пълно изясняване на това как реологичните свойства на храната влияят върху метаболизма след хранене и бионаличността на хранителните вещества и как дългосрочното модифициране на реологичните свойства на диетата влияе върху риска от хронични заболявания.

Благодарности

Благодарим на Виша Арумугам за нейната техническа помощ.