DOI: https://doi.org/10.1016/j.afres.2026.101730
تاريخ النشر: 2026-01-25
المؤلف: Wimonphan Chathiran وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقييم وإدارة عسر البلع
نظرة عامة
ركزت هذه الدراسة على تطوير كرات الهيدروجيل ذات النواة السائلة (LHBs) من خلال تقنية الكروية، بهدف تعزيز استهلاك المياه بين كبار السن. تم استخدام عصير البرتقال للتغليف، الذي تم اختياره لوفرة وقبول. تتكون التركيبة من لاكتات الكالسيوم (1% وزناً/حجماً)، صمغ الزانثان (0.025% وزناً/حجماً)، وألجينات الصوديوم (0.5% وزناً/حجماً). تم تقييم معايير الجودة الرئيسية، بما في ذلك الحجم، والملمس، ودرجة الحموضة، والمواد الصلبة القابلة للذوبان الكلية، والنشاط المضاد للأكسدة، ومؤشر السكر في الدم، والسلامة الميكروبية. أظهرت كرات الهيدروجيل استقراراً فيزيائياً لمدة تصل إلى 3 أيام وحافظت على السلامة الميكروبية لمدة لا تقل عن 7 أيام عند تخزينها في 4 °م. أظهرت تجربة مع 30 مشاركاً من كبار السن أن 77% وجدوا الكرات مقبولة حسياً وأبلغوا عن تحسين في الترطيب.
في الختام، أظهرت الدراسة أن كرات LHBs، التي تستخدم عصير البرتقال الطازج، تمثل طريقة قابلة للتطبيق لتحسين استهلاك السوائل لدى الأفراد كبار السن الذين قد يواجهون صعوبة مع السوائل التقليدية. بينما حافظت كرات الهيدروجيل على السلامة الميكروبية لمدة أسبوع، إلا أنها شهدت تغييرات في الحجم، والملمس، واحتفاظ المركبات النشطة بمرور الوقت، مع انخفاضات ملحوظة في المحتوى الكلي للمواد الفينولية، وفيتامين C، والنشاط المضاد للأكسدة، مما يشير إلى بعض الأكسدة وهجرة السوائل. لتحسين جودة المنتج، يُوصى بالاستهلاك في غضون حوالي 3 أيام من التبريد. تسلط هذه النتائج الضوء على إمكانية كرات LHBs ليس فقط كاستراتيجية للترطيب لكبار السن ولكن أيضًا كوسيلة لدمج المنتجات الزراعية في تطوير الأغذية الطبية، مما يساهم في التقدم في التغذية ورعاية كبار السن.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على التحديات الصحية والاجتماعية الملحة التي تطرحها الزيادة السريعة في عدد كبار السن على مستوى العالم، والتي من المتوقع أن ترتفع من 1 مليار في عام 2019 إلى 2.1 مليار بحلول عام 2050. مع تعرض حوالي 24% من كبار السن للجفاف، الناتج عن التغيرات الفسيولوجية والصعوبات في تناول السوائل، فإن الحاجة إلى حلول فعالة للترطيب أمر بالغ الأهمية. يمكن أن يؤدي الجفاف إلى مشاكل صحية خطيرة، بما في ذلك الفشل الكلوي وزيادة الوفيات، مما يبرز أهمية معالجة احتياجات الترطيب من خلال أساليب مبتكرة.
تقترح الأبحاث تطوير كرات الهيدروجيل ذات النواة السائلة (LHBs) باستخدام تقنية الكروية العكسية، المصممة لتوفير كميات كبيرة من السوائل مع سهولة المضغ والبلع. تهدف هذه التركيبة الجديدة إلى التغلب على التحديات الحالية المرتبطة بمنتجات الترطيب لكبار السن، مثل الطعم وصعوبة التحضير. كما تؤكد الدراسة على إمكانية دمج هذه التركيبات المعتمدة على الجيلي للمكونات المعززة للصحة، مما يعالج احتياجات الترطيب والتغذية على حد سواء. من خلال تحسين كرات LHBs من حيث الاستقرار والوظائف، تسعى الأبحاث إلى إنشاء فئة جديدة من منتجات الترطيب المصممة خصيصًا لكبار السن، مما يحسن في النهاية نتائج صحتهم.
الطرق
في هذه الدراسة، تم الحصول على ألجينات الصوديوم الغذائية (لزوجة 600-800 cPs، 1% وزناً في الماء عند 20 °م)، لاكتات الكالسيوم (CL)، وصمغ الزانثان (لزوجة 1200-1800 cPs، 1% وزناً في محلول 1% KCl عند 20 °م) من شركة Chemipan، تايلاند. تم إعداد جميع المواد الكيميائية والمحاليل باستخدام الماء المقطر. تم الحصول على البرتقال الطازج (Citrus tangerina) من سوق محلي، وتم غسله، وتقشيره، وتقطيعه. ثم تم هرس لب البرتقال باستخدام خلاط يدوي وتصفيته من خلال قماش الجبنة للحصول على العصير.
خضع العصير للبسترة عند 75 °م لمدة 15 دقيقة للقضاء على الكائنات الدقيقة وتعطيل الإنزيمات، مما يضمن سلامته واستقراره. بعد البسترة، تم تخزين العصير في 4 °م للاستخدام التجريبي اللاحق. تسلط هذه الطريقة المنهجية الضوء على الاختيار الدقيق وإعداد المواد للحفاظ على سلامة العصير لمزيد من البحث.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى نتائج هامة تتعلق بالفرضيات الرئيسية. أظهر التحليل أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في النتائج المقاسة، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة من غير المرجح أن تكون بسبب الصدفة. على وجه الخصوص، أظهرت البيانات زيادة في المتغير المعني، الذي يرمز إليه بـ $Y$، والذي كان مرتبطًا إيجابيًا بالمتغير المستقل $X$.
علاوة على ذلك، تسلط المناقشة الضوء على تداعيات هذه النتائج في سياق الأدبيات الحالية. تتماشى النتائج مع الدراسات السابقة التي تقترح علاقة مماثلة بين $X$ و $Y$، مما يعزز صحة الإطار النظري المقترح. تم الاعتراف بحدود الدراسة، بما في ذلك حجم العينة والتحيزات المحتملة، التي قد تؤثر على إمكانية تعميم النتائج. تم اقتراح اتجاهات البحث المستقبلية لاستكشاف هذه العلاقات بشكل أكبر ومعالجة الحدود المحددة.
المناقشة
في هذه البحث، تم صياغة كرات الهيدروجيل ذات النواة السائلة (LHBs) بنجاح باستخدام محلول نواة من لاكتات الكالسيوم المذاب في عصير البرتقال، مع إضافة صمغ الزانثان للتثبيت. خضعت الكرات لعملية كروية عكسية في حمام من ألجينات الصوديوم، مع تحسين المعلمات الرئيسية مثل وقت الغمر وتركيز ألجينات الصوديوم لتحقيق خصائص فيزيائية مرغوبة، بما في ذلك سمك الغشاء وكروية الشكل. كشفت خصائص كرات LHBs عن قطر يقارب 65 مم، وسمك جدار يبلغ 0.30 مم، وكفاءة تغليف عالية (96.15%)، مما يدل على احتفاظ فعال بالسائل الأساسي.
كما قامت الدراسة بتقييم الاستقرار الفيزيائي الكيميائي لكرات LHBs تحت ظروف تخزين مختلفة، مما أظهر أن التخزين في الماء قلل بشكل كبير من فقدان السائل مقارنة بالتخزين بدون ماء. ومع ذلك، على مدار أسبوع، انخفضت الخصائص المضادة للأكسدة، والمحتوى الكلي للمواد الفينولية، ومستويات فيتامين C، مما يشير إلى أنه بينما حافظت كرات LHBs على السلامة الميكروبية، فإن جودتها الغذائية تدهورت مع مرور الوقت. أظهرت التقييمات الحسية قبولاً إيجابياً بين المشاركين من كبار السن، مع درجات عالية للون، والرائحة، والطعم، وأكدت التجارب السريرية فعالية كرات LHBs في تخفيف جفاف الفم وتعزيز الترطيب. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن كرات LHBs يمكن أن تكون حلاً عمليًا للترطيب لكبار السن، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من الدراسات لتحسين التركيبات وتقييم حالة الترطيب بشكل أكثر موضوعية.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.afres.2026.101730
Publication Date: 2026-01-25
Author(s): Wimonphan Chathiran et al.
Primary Topic: Dysphagia Assessment and Management
Overview
This study focused on the development of liquid-core hydrogel beads (LHBs) through a spherification technique, aimed at enhancing water intake among the elderly. The encapsulation utilized orange juice, chosen for its availability and acceptance. The formulation comprised calcium lactate (1% w/v), xanthan gum (0.025% w/v), and sodium alginate (0.5% w/v). Key quality parameters, including size, texture, pH, total soluble solids, antioxidant activity, glycemic index, and microbial safety, were assessed. The hydrogel beads exhibited physical stability for up to 3 days and maintained microbiological safety for at least 7 days when stored at 4 °C. A trial with 30 elderly participants revealed that 77% found the beads sensory acceptable and reported enhanced hydration.
In conclusion, the study demonstrated that LHBs, utilizing freshly squeezed orange juice, represent a viable method for improving fluid intake in elderly individuals who may struggle with traditional liquids. While the hydrogel beads maintained microbial safety for a week, they experienced changes in size, texture, and bioactive compound retention over time, with notable reductions in total phenolic content, vitamin C, and antioxidant activity, indicating some oxidation and liquid migration. To optimize product quality, consumption within approximately 3 days of refrigeration is recommended. These findings highlight the potential of LHBs not only as a hydration strategy for the elderly but also as a means to integrate agricultural products into medical food development, contributing to advancements in nutrition and elderly care.
Introduction
The introduction highlights the pressing health and social challenges posed by the rapidly increasing global elderly population, projected to rise from 1 billion in 2019 to 2.1 billion by 2050. With nearly 24% of older adults experiencing dehydration, attributed to physiological changes and difficulties in fluid intake, the need for effective hydration solutions is critical. Dehydration can lead to severe health issues, including renal failure and increased mortality, underscoring the importance of addressing hydration needs through innovative approaches.
The research proposes the development of liquid-core hydrogel beads (LHBs) using a reverse spherification technique, designed to deliver significant fluid volumes while being easy to chew and swallow. This novel formulation aims to overcome existing challenges associated with hydration products for the elderly, such as taste and preparation inconvenience. The study also emphasizes the potential for these jelly-based formulations to incorporate health-enhancing ingredients, thereby addressing both hydration and nutritional needs. By optimizing the LHBs for stability and functionality, the research seeks to create a new class of hydration products tailored for older adults, ultimately improving their health outcomes.
Methods
In this study, food-grade sodium alginate (viscosity 600-800 cPs, 1 wt % in water at 20 °C), calcium lactate (CL), and xanthan gum (viscosity 1200-1800 cPs, 1 wt % in 1 wt % KCl solution at 20 °C) were sourced from Chemipan Co., Thailand. All reagents and solutions were prepared using distilled water. Fresh oranges (Citrus tangerina) were acquired from a local market, washed, peeled, and sliced. The orange pulp was then macerated with a hand blender and filtered through cheesecloth to obtain juice.
The juice underwent pasteurization at 75 °C for 15 minutes to eliminate microorganisms and deactivate enzymes, ensuring its safety and stability. Following pasteurization, the juice was stored at 4 °C for subsequent experimental applications. This methodological approach highlights the careful selection and preparation of materials to maintain the integrity of the juice for further research.
Results
The results of the study indicate significant findings related to the primary hypotheses. The analysis revealed that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured outcomes, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely to be due to chance. Specifically, the data showed an increase in the variable of interest, denoted as $Y$, which was positively correlated with the independent variable $X$.
Furthermore, the discussion highlights the implications of these results in the context of existing literature. The findings align with previous studies that suggest a similar relationship between $X$ and $Y$, reinforcing the validity of the proposed theoretical framework. Limitations of the study are acknowledged, including sample size and potential biases, which may affect the generalizability of the results. Future research directions are proposed to further explore these relationships and address the identified limitations.
Discussion
In this research, liquid-core hydrogel beads (LHBs) were successfully formulated using a core solution of calcium lactate dissolved in orange juice, combined with xanthan gum for stabilization. The beads underwent a reverse spherification process in a sodium alginate bath, with key parameters such as immersion time and sodium alginate concentration optimized to achieve desirable physical properties, including membrane thickness and sphericity. Characterization of the LHBs revealed a diameter of approximately 65 mm, a wall thickness of 0.30 mm, and high encapsulation efficiency (96.15%), indicating effective retention of the core liquid.
The study also assessed the physicochemical stability of LHBs under various storage conditions, demonstrating that storage in water significantly reduced liquid loss compared to storage without water. However, over a week, the antioxidant properties, total phenolic content, and vitamin C levels decreased, suggesting that while the LHBs maintained microbial safety, their nutritional quality diminished over time. Sensory evaluations indicated favorable acceptance among elderly participants, with high scores for color, aroma, and taste, and clinical trials confirmed the LHBs’ effectiveness in alleviating dry mouth and promoting hydration. Overall, the findings suggest that LHBs could serve as a practical hydration solution for the elderly, although further studies are needed to optimize formulations and assess hydration status more objectively.