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《食品科学》:苑鹏正高级工程师、韩晓峰高级工程师等:食物饱腹感研究及其测试技术进展

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食欲由胃肠道和大脑结合形成的脑肠轴调节,是导致食物摄入一系列主观感受和行为的总称,是调节食物和能量摄入的重要因素。食欲可以通过饱腹感级联(SCS)进行概念化,饱足感和饱腹感是SCS中的两个不同术语。其中饱足感是即时性的,发生在食欲被满足时,是在进食过程中逐步积累的一种感觉,它往往导致用餐终止,决定每顿饭的食物和能量摄入量,受到多种感官和生理信号的影响,包括食物的味道、质地、气味以及胃扩张和激素的释放。而饱腹感是延续性的,它指用餐结束后的一种持续的满足感,决定了进食多久后感到饥饿,可以调节用餐频率,它与食物的营养成分、餐后激素反应等相关。相较于饱足感,饱腹感更关注于进食后的长期饱腹感,这对于制定长期的饮食计划更为关键,同时饱腹感个体差异和复杂性更强,受到营养能量代谢、激素等多种因素影响,更能够为个性化饮食提供参考意义。

中国食品发酵工业研究院的姚孟丽、韩晓峰*、苑鹏*等介绍饱腹感的调控机制和影响因素(食物成分、食物物理特性如食物感官特征和能量密度、心理和行为等)。其次综述饱腹感测试技术的现状与新进展,包括饱腹感评估量表、生化指标测定和其他新测量技术等。最后阐述饱腹感及其测试技术的研究意义与展望,以期理解饱腹感对体质量管理和肥胖预防的重要意义,为高饱腹感食品的研发与评测提供参考。


01

饱腹感调控机制及相关胃肠道激素


在用餐过程中,随着食物进入胃部,胃的扩张和食物的刺激会增强饱足感,并伴随着胃肠道激素的释放,这些信号通过迷走神经传递到下丘脑,促使机体感到饱足并停止进食;用餐结束后,饥饿感消失,饱足感达到最大后迅速下降,饱腹感在进食后逐渐增加并维持一段时间;随着时间推移,饥饿感恢复和饱腹感消退,循环重新开始。


这些信号的调节主要通过如图1所示的脑肠轴进行。脑肠轴是中枢神经系统(CNS)和胃肠道之间的双向通信系统,通过胃肠道激素激素和神经通路共同协调肠道功能并影响进食行为和饱腹感。在胃肠道激素中,一类是食欲刺激因子,如胃饥饿素(GHRL)等可以通过增加食欲和饥饿感来促进进食,另一类是饱腹刺激因子,如胰高血糖素样肽-1(GLP-1)等可以通过减少饥饿并促进停餐。神经通路包含了CNS和迷走神经,CNS中的下丘脑主要负责整合外周激素信号,是调节饥饿和进食的主要脑区。其他脑区如脑干的孤束核(NTS)和室旁丘脑等也参与摄食调节。而迷走神经是脑肠轴中的重要通道,负责将肠道信息到传递至下丘脑和脑干。在餐前阶段,胃分泌高水平的饥饿素,通过血脑循环将信号传递至下丘脑,或者通过迷走神经传递饥饿信号至脑干的NTS,进一步作用于下丘脑,整合饥饿和饱腹信息,促进食欲。在进食阶段,食物进入胃和小肠,刺激肠道细胞分泌胆囊收缩素(CCK)、GLP-1、酪酪肽(PYY)等,这些信号向下丘脑和脑干发送饱腹信号。在餐后阶段,脂肪组织和胰腺的分泌的瘦素(LEP)和胰岛素(INS)水平升高,抑制下丘脑的饥饿通路,同时会激活下丘脑的Proopiomelanocortin(POMC)或Cocaine- and amphetamineregulated transcript(CRAT)神经元,促进饱腹感。


表1进一步详细列举了在脑肠轴调节食欲和食物摄入过程中发挥作用的胃肠道激素及它们的作用机制。GHRL是一种多功能肠道激素,在调节食物摄入、脂质和葡萄糖代谢中发挥重要作用。GHRL在空腹时上升,在进食时下降,是餐前饥饿感上升和开始进食的重要信号。CCK对胆囊收缩性、胃肠道分泌和运动的影响主要由迷走神经上的CCK-1受体介导,能诱导胆囊收缩,从而从十二指肠中释放胆汁,同时它被认为对胃肠道运动特别是胃排空具有抑制作用。INS除了能够有效降低血糖水平,也被认为与饱腹感调节有关,较高的INS水平能通过中枢神经信号调节降低食物摄入量。PYY通过抑制胃排空减少食物摄入,主要与热量摄入相关,可以通过禁食而减少PYY释放量。PP同样与摄入的热量成比例地释放到血液循环中。PP能通过与下丘脑和脑干中的响应受体结合来延迟胃排空、抑制食物摄入。PP在喂食后6 h内保持升高,同时会受到昼夜节律的影响。GLP-1的分泌细胞通过合成前胰高血糖蛋白的大前体蛋白,再将其进一步加工产生生物活性肽,包括GLP-1、OXM和GCG等。其中GLP-1在饭后释放,在健康人体对照中,以生理或超生理水平输注GLP-1可剂量依赖性地增加胃容量并抑制胃排空率。OXM与GLP-1一样在饭后释放,能减少食物摄入。GCG主要负责通过糖异生刺激葡萄糖产生,能延缓胃排空,引起用餐结束。LEP是由白色脂肪组织分泌的肽类激素,主要与肥胖的预防有关。LEP能够减少用餐量而不会改变用餐频率,对食欲和能量的调节有更为长期的作用,但是LEP水平更多取决于身体中的脂肪含量、长期的饮食和作息方式,而不是一餐中的食物摄入量。

02

饱腹感影响因素以及机制研究


2.1 食物成分

2.1.1 碳水化合物

1)可利用碳水化合物

可利用碳水化合物是可被人体消化、吸收、利用的各种糖类,它们对饱腹感的影响取决于其结构种类和消化吸收速度,并主要通过调节血糖水平来进一步影响饱腹感。单糖和双糖,因其分子结构简单,能够快速被消化和吸收,饱腹感持续时间短。而淀粉类可能需要较长的消化和吸收时间,并与其直链淀粉和支链淀粉含量相关,一般来说含直链淀粉高的膳食比支链淀粉高的膳食能在6 h内诱导更大的饱腹感。摄入可利用碳水化合物后,机体血糖水平通常在60 min左右达到峰值,并在2~3 h恢复到基线水平。这和Anderson等关于可利用碳水化合物60 min内的血糖反应与食物摄入量和主观食欲摄入的相关性研究结果相一致。目前针对摄入可利用碳水化合物对饱腹感的调节机制的研究相较于其他食物成分还较少。有研究认为摄入可利用碳水化合物后血糖浓度的增加会刺激多种胃肠激素的释放,下丘脑、中枢和肠神经系统的葡萄糖受体可以根据机体的血糖水平发出信号,调节食欲和食物摄入。同时,血糖浓度的变化也会影响胃排空速率,高血糖浓度会通过刺激幽门收缩和近端胃放松,减少胃窦和小肠活动等延缓胃排空,从而延长饱腹感。

2)不可利用碳水化合物

膳食纤维属于不可利用碳水化合物,是一类在人体小肠中不被消化吸收,但能在大肠内全部或者部分发酵的营养物质,包括非淀粉多糖、水胶体、抗性低聚糖、抗性淀粉以及木质素等物质。膳食纤维的健康益处已经被广泛证明,除了调节肠道微生物、改善糖尿病和心血管疾病外,膳食纤维还可以增加食物的饱腹感。

富含膳食纤维的食物会增加口腔加工和咀嚼时间,进而促进大脑饱腹信号的产生,减少饥饿感和食欲评级等。膳食纤维到达胃部后吸水溶胀导致胃膨胀,胃膨胀一方面会向大脑传递神经信号,产生饱腹感,另一方面会通过抑制GHRL的分泌,降低食欲。同时,膳食纤维会增加食物黏度,降低胃排空率和食物在肠道的流动性。二者可以通过迷走神经触发饱腹感信号,也可以通过改变肠道激素的分泌影响饱腹感。Dong Honglin等比较了添加橙子渣纤维的橙汁和整个橙子切碎制成的橙汁的饱腹感,指出橙子渣纤维的加入增加了橙汁的黏度,可通过降低胃排空率,触发饱腹感信号等机制促进饱腹感,同时证明了与含有相同卡路里但不含膳食纤维的对照组相比,膳食纤维对饱腹感的影响有剂量依赖性趋势。膳食纤维到达结肠后,部分会被结肠微生物发酵产生短链脂肪酸,如乙酸、丙酸和丁酸等,这些短链脂肪酸通过影响肠道内分泌细胞产生相关胃肠道激素或直接通过CNS调节食欲和饱腹感。

2.1.2 脂质

脂质是机体能量、必需营养物质和活性生物成分的重要来源和载体,其主要成分为甘油三酯、甘油二酯、单甘酯、游离脂肪酸以及少量的磷脂和胆固醇等。脂质的结构,例如脂质链长、饱和度、酯化度和特定脂肪分子的功能等会产生不同的饱腹感反应,其中最重要的是脂质的链长和不饱和度。一般来说,脂肪酸链长越短(<12 个碳),氧化速度就越快。Maher等研究了长链甘油三酯(菜籽油)和中链甘油三酯造成的饱腹感差异,结果证明当膳食纤维混合了中链和短链甘油三酯时都会增加饱腹感,摄入中链甘油三酯可以更好地促进饱腹感和减少随后的能量摄入。关于脂肪的不饱和度,已经有诸多研究证明ω-3和ω-6等多不饱和脂肪酸(PUFA)的PYY增加明显大于单不饱和脂肪酸(MUFA)。Kozimor等通过对正常体质量女性进行饮食干预,发现膳食脂质刺激PYY急性反应的排名为:PUFA>饱和脂肪酸(SFA)>MUFA。但是有研究发现,MUFA和PUFA的饱腹感能力的结果取决于研究测定的饱腹感激素类型,Thomsen等的研究中,MUFA对GLP-1刺激的影响比PUFA和SFA的影响大,这与通过测定血清PYY水平得到的结论相反。

2.1.3 蛋白质

蛋白质是机体细胞和器官保持正常生理功能的必要成分,广泛存在于日常食物中,包括鸡蛋、牛奶、大豆、鸡鸭鱼肉等。蛋白质对饱腹感的影响包括其氨基酸组成、消化和吸收过程、胃肠道激素的分泌和对CNS的影响。联合国粮食及农业组织建议成年人每日摄入0.66 g/kg体质量的蛋白质。越来越多的证据证明,高蛋白饮食可以促进饱腹感和控制体质量,并且与等能量的脂肪和碳水化合物相比,蛋白质是具有最高饱腹感的常量营养素。这可能是由于蛋白质在胃中经过胃酸和胃蛋白酶的初步消化后进入小肠被进一步分解为小分子肽和氨基酸,这个过程较碳水化合物和脂质更为缓慢,从而延长了胃容物的停留时间,增加了饱腹感。

不同来源的蛋白质饱腹效果不同,一方面是由于不同的氨基酸组成和结构特征使蛋白质消化速度不同,例如酪蛋白在胃中可能由于酸性环境而变性凝固,延迟胃排空,而乳清蛋白则能在胃部环境下保持可溶状态,迅速从胃中排出,能更快地被消化吸收。另一方面,已有研究证明蛋白质产生的不同氨基酸被胃肠道细胞的特异性受体感知,通过分泌肠道激素以此来促进饱腹感,并且不同来源的蛋白质由于其氨基酸组成不同可能导致不同的饱腹感。Batterham等通过研究证明了在正常体质量和肥胖人群中,高蛋白饮食皆能通过诱导饱腹类激素如PYY等释放,促进饱腹感。

2.2 食物物理特性

2.2.1 感官特征

食物的感官特征如味道、气味、食物质地和外观等影响享乐反应和食物的选择,也是控制饱腹感和每日能量摄入的重要因素。这些特征会影响食物的吸引力和满意度,从而间接影响饱腹感,已有大量研究证明在短时间内反复食用相同感官特征的食物,会降低对这种食物的喜好和渴望。Wilkinson等研究了多样性感官特征对食物预期饱腹感的影响,两组受试者被要求想象已经吃完第一张图片所展示的固定分量的食物,然后分别提供不同的第二张食物的图片并预估该食物的喜好度和理想分量,结果证明当第二张食物图片与第一张实物图片具有较大感官差异时,受试者对该食物有更多的愉悦感和更大的理想分量。

在食物的感官特征中,食物质地是对饱腹感最重要的影响因素。食物质地通过影响食物的感官复杂性如质地丰富程度和口感多样性、不同食物的硬度和密度、口腔加工时间、胃排空时间等途径影响饱腹感。一般来说,具有较高质地特征如较大硬度、较高黏度、较高润滑性、较高异质性的食品往往会导致更大的饱腹感和更少的食物摄入量。与液体食物相比,固体食物的饥饿感显著降低,与低黏性食物相比,高黏性食物饱腹感显著增加。例如,当在奶酪馅饼中添加不同种类的可见颗粒如麦麸、椰子粉、亚麻籽和燕麦粉时,增加了食物的纹理复杂性和对食物的复杂性感知,并且这种复杂性感知越高,对饱腹感的影响越大。

2.2.2 能量密度

食物的能量密度是指单位质量或单位体积食物中含有的热量(kcal/g或mL/g),例如1 g蛋白质或碳水化合物能产生4 kcal的热量,而等量的脂质能产生9 kcal的热量,摄入的食物能量密度越大,总能量越高,相较于高能量密度产品,低能量密度产品能够在提供较少能量的前提下在胃中占据更多空间,延长饱腹感时间。研究表明,不同的食物成分引起的饱腹感差异与能量密度直接相关,并且能量密度的影响可能要大于其他食物成分的影响。Williams等研究了改变实验餐的能量密度对受试者饱腹感的影响,实验通过调整奶酪、奶油、蔬菜泥等的比例获得两份不同能量密度的实验餐,结果证明,食用能量密度更高的意大利面会使实验餐的摄入量增加40 kcal。因此,通过改变常量营养素的分布(如增加蔬菜、水果以及全麦、瘦肉等低能量密度的食物成分)可有效降低食物能量密度,从而减少能量摄入,但需要注意适口性和可接受性。

2.3 心理和行为

人类的心理和行为对饱腹感的影响主要集中在以下几个方面:对食物的认知和记忆、饮食偏好、饮食行为模式以及认知和神经系统之间的关系等。Brunstrom等研究了18 种不同食物的预期饱腹程度,结果显示,不同类别食物的预期饱腹感差异很大,这些差异仅限于视觉线索,即观察图片中食物的特性和物理状态。研究结果表明熟悉的食物感觉更饱腹,而新颖的或者不熟悉的食物往往会被认为其饱腹能力较低。Conner等调查了人格特质差异对年轻人植食性食物消费的影响,包括受试者的性别、外向性和开放性等方面。研究结果显示成年女性比成年男性摄入更多的蔬菜和水果,开放性和外向性较高的年轻人比不够开放、外向度较低的同伴摄入更多的水果和蔬菜。另外Bioque等证明了情绪会对食物的喜好、消费欲望产生影响,并提出这可能和心理学的认知、食物享乐行为以及饱腹感相关激素有关。

03

饱腹感评估方法


3.1 模拟视觉量表(VAS)的研究应用

VAS是评估食用食物时饥饿感和饱腹感的可靠工具,通常使用长度不等的线段对受试者在食物摄入前后不同时间的饱腹感指标进行评分,可用于比较和评价不同食物对饱腹感的影响。其中使用100 mm线段描述饥饿感、满意度和进食欲望的VAS测量已被大量研究验证。卢家灿等使用该长度线段的视觉模拟评分方法评估了不同烹调方式淀粉食材的血糖反应和饱腹感反应。通常线段两端代表受试者感觉最积极和最消极的评级,线段左端(0刻度)描述词为“我非常非常饿”,右端(100刻度)为“我非常非常饱”,以0刻度到受试者标记处的距离(mm)作为受试者的饱腹感刻度。而在Fillon等关于饱腹感指数在儿童肥胖临床研究中的作用的研究中则使用了150 mm的VAS对食欲进行了评估。

VAS数据可以通过饱感、饥饿感、对食物的渴望程度、预估摄入食物程度4 项指标将食物的饱腹感量化。饱腹感测试时间在不同的研究中有不同的应用,例如75、120、150 min,4 h等。通常以时间为横坐标,分别以上述4 项指标为纵坐标得到不同的饱腹感曲线和曲线下积分面积(AUC)。通过计算每个时间点的平均AUC可以得到总食欲得分(OAS)和饱腹感指数(SI),进而将食欲感觉整合到一个指数中。OSA和SI的计算公式分别为:


在Kendall等关于摄入含蔗糖和异麦芽酮糖乳脂松糕的饱腹感测试中,将血糖数据和4 项指标的AUC和OAS结合,对饱腹感进行了评估。虽然两种食物只产生了血糖差异,饱腹感和随后的能量摄入并无差异,但是使用该方法得到的数据新颖,有望进一步研究此类糖的饱腹特性。Merrill等研究了军用口粮的SI,通过计算SI比较了19 种食物的饱腹感,发现不同成分和感官特性的食物SI存在显著差异。

饱腹商数(SQ)建立在VAS之上,它与个体的食物摄入量和身体成分有关,常被用于衡量个人对一顿饭感知的饱腹程度,可以测量固定能量餐后主观食欲的变化。SQ计算公式为:


其中评分可通过VAS衡量,食物摄入量可以表示为摄入食物的能量或质量。根据SQ,可以将个体分为低饱腹感或高饱腹感表型(LSP或HSP),不同饱腹感表型在心理、代谢和行为结果上不同,LSP往往难以在餐前或者餐后正确识别食欲变化,更容易过度消费。Buckland等通过SQ将受试者分成HSP和LSP后进行了14 周的减肥计划,比较了测试期间的食物摄入和偏好,结果证明与HSP试者相比,LSP受试者的体质量和体脂等减少较少,并表现出较弱的食欲控制,这说明较高的SQ分数与较低的能量摄入相对应。

除了VAS外,Macintosh等使用7点模拟评分量表评估了含有不同类型脂肪酸的碳水化合物食物的饱腹感,要求在食用测试食物的-10、0、15、30、45、60、90 min和120 min进行饱腹感得分评估。该评分量表范围从-3“非常饥饿”到+3“令人不快的饱腹”之间,0点表示饱腹程度和饥饿程度没有明显感觉。除此之外,6 分的Likert量表也被用于描述受试者的饥饿感,分别是饱(0 分)、满足(1 分)、有点饿(2 分)、饿(3 分)非常饿(4 分)以及饥饿(5 分)。

饱腹感标记强度幅度量表也被应用于评估饱腹感,它是沿着垂直线放置特定短语,这些词语用于评估对应饥饿和饱腹程度。量表底部为“可以想象的最大饥饿感”,顶部为“可想象的最饱腹感”,中间为“既不饿也不饱”,其他短语“轻度饥饿”“中度饥饿、非常饥饿”“极度饥饿”位于所表达的饱腹程度相对应的点上。它相较于VAS更针对饥饿和饱腹感的测量,使受试者可以陈述饱腹感为其他感觉的一半、两倍等,同时避免了量表终点使用不足的问题,在极端情况下有更好的灵敏度。但是需要注意最大饱腹感或饥饿感相关的感官体验在不同个体之间不同,例如肥胖和非肥胖人群。

总之,不分级的VAS是目前应用最广泛的方法,研究认为其具有较好的可重复性和可靠性。VAS测试成本低,简单易操作,除了传统的纸笔标记方法外,也发展了电子化的VAS量尺系统。但作为主观评估量表,它仍具有一些局限性,这些局限性包括受试者是否会使用到量表全部范围和受试者描述的饥饿感和实际饥饿感是否相同等。大量研究在使用VAS进行饱腹感评估结束后,往往需要记录受试者的下一餐能量摄入,通过下一餐的自由能量摄入值验证饱腹感评估结果,下一餐进食量越小说明食物饱腹感越强。针对量表文字的理解问题,Lesdéma等建立了一种快速培训的方法,对感官小组成员进行使用VAS评估食欲的培训,使小组成员可以理解食欲相关词汇,并评估各种富含碳水化合物产品的食欲变化。结果证明经过快速培训可以将食欲感受集中在生理线索上,进而提升感知饱腹感的敏感性。

3.2 生理指标测定

3.2.1 激素水平测定

如前所述,胃肠道作为人体最大的分泌器官,许多胃肠道激素的分泌受到肠道内容物的影响,它在食欲控制与能量平衡方面发挥了关键作用,已经被广泛应用于饱腹感评价中。例如Barakat等重点综述了GLP-1、肠道微生物以及神经递质的不同作用和它们相互之间的联系,以及在调节饱腹感稳态中的作用。Zanchi等结合脑功能成像和神经化学成像技术的研究进展,综述了GLP-1、PYY、CCK、LEP、INS等对健康和肥胖受试者食欲和饱腹感调节的影响。

总之,胃肠道激素作为高精确性和高特异性的生理指标,在饱腹感评价中有重要应用,但是它也存在一些缺点,例如研究对象之间存在较大差异、激素测定实验成本较高、食物营养结构多样性的影响、采血取样会给受试者带来负担。之后的研究在使用胃肠道激素评价食物的饱腹感时可以选取多种激素综合考虑,进一步优化激素测定技术,并且可以与主观量表或其他新途径结合进行更加全面的评估。

3.2.2 胃容积测量

个体差异、主观自我评价以及有限的生物标志物会对食物饱腹感的评价造成限制,因此,传统评价方式与无损传感技术相结合的方法可能有助于更好地将饱腹感在食品研发和个性化营养中应用。大量研究通过扫描技术将胃排空和饱腹感评定相结合,如胃排空闪烁扫描技术、胃部超声、功能性核磁共振成像技术(fMRI)等。其中闪烁扫描技术是测定胃排空的金标准,它是通过进食固体的标记餐后定时使用放射性核素扫描仪扫描胃容量反映胃内残留的食物量。在Gonzalez-Izundegui等的研究中,受试者进食包含有两个99mTc放射性元素标记的鸡蛋的标准早餐后,通过闪烁扫描法评估胃排空,并结合100 mm VAS进行验证,得出胃排空与食欲相关且快速胃排空与食欲增加相关的结论。

超声波技术利用了胃的扩张、收缩和排空速率与饱腹感的关系,能够通过观察胃的运动和收缩情况,评估胃的动力学特性。在Nagell等关于GLP-1和GLP-2抑制胃排空效果的研究中,通过超声波扫描和VAS结合的手段,证明了这两种激素都能抑制胃排空,但是GLP-1更有效。fMRI在胃排空测定中具有高分辨率的优点,能够详细提供胃部结构和功能信息,有助于深入理解饱腹感的生理机制。在Camps等关于能量密度和食物黏度对胃排空影响的研究中,使用fMRI和VAS结合的方法,完成了对受试者的饱腹程度和食欲的评估。

3.2.3 新兴技术

饱腹感不仅与胃排空相关,还涉及胃扩张、CNS反应和其他相关生物标志物的分泌等,更多的新型测试手段也在逐渐应用于饱腹感的测定中。例如便携式胃传感器也可以通过非侵入性的手段提供关于胃部活动、排空速率和饱腹感的详细数据,包括动态胃电图、无线运动传感器、无线智能胶囊技术等。在Suzuki等关于碳酸饮料对年轻女性的饥饿感和胃肌电活动影响的研究中,将胃电图和100 mm的VAS相结合,评估了受试者的食欲随时间的变化,得出了碳酸饮料的口腔刺激能够引起饱腹感上升的结论。利用fMRI,还可以研究进食前后大脑中与饱腹感相关区域(如下丘脑、前额叶皮层)的变化,从而探究食物如何通过神经系统影响饱腹感。Gobbi等利用fMRI研究了健康、超重或肥胖女性受试者对高热量和低热量奶昔的愉悦度和神经反应强度。结果证明肥胖与受试者对于食物的享乐反应以及饱腹感降低相关。近红外光谱(NIR)、中红外光谱(MIR)等作为光谱分析方法可以用于无损和无标记地评估生物样本中(如身体成分、唾液等)的生物化学和分子结构等信息。例如NIR可以通过监测含氧血红蛋白的变化,监测食物的香气、味道和享乐程度对大脑皮层的激活。Ni Dongdong等将MIR与化学计量学相结合分析唾液分泌变化,将唾液分泌与食物摄入及食欲相互联系起来,以此预测受试者的饱腹感变化,同时用20 cm标记量表进行饱腹程度的自我评估。该研究证明了唾液和饱腹感之间存在相关性,同时证明MIR可以用于食欲相关研究受试者的筛选,从而节约研究时间和成本。

总之,饱腹感测试不仅包括传统的自我报告和生理测量,还融合了先进的技术和综合评估方法。通过多模态整合上述手段,如结合主观报告、生理测量等,可以使饱腹感测试更加精确和全面。

04

结 语


近年来,随着全球超重和肥胖问题的日益严重,健康饮食在预防代谢紊乱和慢性疾病中的作用愈发凸显,开发具有高饱腹感的功能性食品已经成为全球食品开发的研究热点。因此,了解食物与饱感、饱腹感等的关系,相互作用机制以及测试方法对于精准营养和膳食营养与能量设计至关重要。本文通过系统梳理饱腹感的形成机制,介绍了食欲的调控这一复杂的过程,涉及胃肠道、大脑以及多种激素的相互作用,并清晰地阐明了食物成分、感官特征、能量密度等因素对饱腹感的影响,总结了饱腹感评估量表、生化指标测定、胃排空、胃扩张、CNS成像等先进的饱腹感评估方法。饱腹感研究和测试技术的不断进步将有助于显著提升人民的健康水平,同时也为大健康产业带来更加广阔的发展前景。

一方面,随着科研人员对饱腹感影响因素及机制的深入研究,将能够更精确地解析食物成分、感官特征等因素对饱腹感的作用,从而开发出更具饱腹感的健康食品。通过深入研究不同食物成分、感官特征等对饱腹感的影响因素,可以更加准确地评估产品的饱腹感效果,发现新的食品原料和食品组织形态,优化产品配方和加工技术,这不仅有助于推动食品科学的创新发展,还能为食品产品开发提供新的思路和方法,提高产品的市场竞争力,同时也有助于设计与开发可以调节饱腹感与控制食物和能量摄入的新的健康饮食模式,进而推动大健康产业的蓬勃发展。具体来说,针对碳水化合物、脂质和蛋白质对饱腹感的不同作用机制,在食品开发过程中可以重点关注配方的平衡即平衡三者的添加比例,以提供持续的能量和长时间的饱腹感。另外,应该关注功能性成分的添加,例如膳食纤维(燕麦纤维、瓜尔胶、菊粉、低聚果糖等)、MUFA(橄榄油等)、PUFA(鱼油、亚麻籽油等)、中链甘油三酯,以及高质量的蛋白质(乳清蛋白、大豆蛋白等)或蛋白质水解物。最后还可以通过食品标签和宣传强调食物组成的高纤维、高蛋白、健康脂肪等特点,吸引注重健康和体质量管理的消费者。另外,分析食物的物理特性如食物外观、硬度、质地、能量密度等对饱腹感的影响机制在食品开发中至关重要,理解和优化各影响因素之间的关系能够帮助开发出既满足消费者口感,又能有效控制能量摄入和延长饱腹感的健康产品。最后,可以通过理解消费心理和行为对饱腹感的影响机制帮助消费者选择更健康、饱腹感更持久的食物,同时有助于健康饮食行为和习惯的推广。

另一方面,饱腹感测试技术的不断创新也将为产品研发和评测提供更为准确、便捷的工具。例如,通过采用生化指标测定方法,可以更加精确地评估不同营养结构的食品对饱腹感的影响。同时,利用现代科技手段,如利用中红外光谱分析食品组成并预测其饱腹感效果,利用虚拟现实可以模拟不同场景下的饮食体验,从而更全面地评估食品的饱腹感效果,利用人工智能和机器学习分析大量饱腹感数据,识别饱腹感复杂调控模式和个体差异,预测不同食物的饱腹效果,为饱腹感研究提供更准确和全面的数据。这些技术的应用可以为高饱腹感的食品研发和营养学研究提供重要的技术支持,这些技术的进步将为食品科学和大健康产业带来更多的创新点和增长点。

通讯作者:


苑鹏,博士/正高级工程师,毕业于中国农业科学院。现任中国食品发酵工业研究院食品工程研发部主任,功能主食创制与慢病营养干预北京市重点实验室(北京协和医院共建)学术带头人。兼任国际食品法典委员会中国食品法典专家咨询委员会委员、北京工商大学/中国农业科学院/中国农业大学兼职硕士生导师、中国农业科技导报副理事长、中国临床营养产业创新联盟副秘书长、中国药膳研究会膳用药材与食材委员会秘书长、北京食品学会青年工作委员会副主任、北京健康文化促进会儿童和青少年健康发展专业委员会副主任委员等职。

主要工作包括开展食品智能感官分析、营养功能食品等新产品研发与慢病人群营养干预研究,负责水苏糖等核心原料产业化业务和新型食品原料生物合成研究等。获得中国食品工业协会特等奖、中国商业联合会科技进步奖、中国轻工业联合会科学技术进步奖、中轻集团科技进步奖等10余项;获得国际先进、国内领先等中国轻工业联合会成果鉴定13 项;主持申报并获得北京市重点新技术、新产品2 项;获中国保利集团青年岗位能手1 项,中国保利优秀青年人才1 项,获全国食品工业科技创新杰出人才1 项。主持十四五国家重点研发计划课题、北京市科技服务业专项等10余项,参与省部级项目20余项。迄今发表40余篇SCI与核心期刊文章、申请和授权国内外专利40余项,参编研究生教材1 部、获批软件著作权1 项。


韩晓峰,男,工学博士,注册营养师。中国食品发酵工业研究院高级工程师,中国健康管理协会膳食营养健康分会理事,河北省工业和信息化厅专家库专家。

主要从事功能食品的研发和评价,慢病膳食营养干预解决方案研究和食品消费行为研究等工作。参与国家科技重大专项(重大新药创制)1项,主持或参与营养功能食品开发及评价类科技项目课题10余项,获得省部级科技进步奖6 项,获得中国发明专利5 项,国际专利1 项,发表学术论文20余篇,参与撰写《中国超重/肥胖医学营养减重指南2021》,主持或参与撰写食品类产业发展规划4 部。

第一作者:


姚孟丽,硕士,中国食品发酵工业研究院在读研究生。拥有食品科学和生物化学等多学科背景。主要研究方向为功能性主食的创制与慢病营养干预,重点针对糖尿病和超重人群的特定营养需求,着力突破血糖调控等功能性原料的制备与筛选、营养健康食品的开发以及相关的临床评估,为满足特殊人群的营养需求提供科学依据和技术支持。

本文《食物饱腹感研究及其测试技术进展》来源于《食品科学》2025年46卷第2期299-307页,作者:姚孟丽,韩晓峰,王若永,韩小伟,韩忠,曾新安,黄京美,刘义凤,苑鹏,柳嘉,段盛林。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240415-130。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑:李雄;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网


为进一步促进动物源食品科学理论的完善与创新,加速科研成果向实际生产力的转化,助力产业实现高质量、可持续发展,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、中国食品杂志社将与江西农业大学、江西科技师范大学、 南昌师范学院、 家禽遗传改良江西省重点实验室 共同举办的“ 2025年动物源食品科学与人类健康国际研讨会 ”,将于 2025年10月25-26日 在 中国 江西 南昌 召开。

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北京食品科学研究院、中国食品杂志社和全国糖酒会组委会将于2025年10月16-18日在江苏省南京市南京国际博览中心举办第113 届全国糖酒会食品科技成果交流会。食品科技成果交流会期间举办食品科技成果展,本届科技成果展以我国当前食品产业科技需求为导向,重点邀请“十四五”以来获得国家和省部级重要科研项目支持产出的食品科技新成果、新技术、新产品参展,并针对企业技术需要开展精准对接服务。

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