DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110130
تاريخ النشر: 2024-04-23
المؤلف: Jin Xie وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقييم وإدارة عسر البلع
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة صياغة أنظمة غذائية صديقة لمرضى البلع باستخدام السكريات المتعددة المستمدة من أنواع مختلفة من الخوخ – ميرو (MR) ، يانغشان (YS) ، وكونس758 (Cons) – بالاشتراك مع عزل بروتين الصويا (SPI). تحدد الأبحاث أن MR-AIR و YS-AIR هما بوليمرات منخفضة الميثوكسيلي، بينما Cons-AIR هو بوليمر عالي الميثوكسيلي. تم تصنيف كل من MR-SPI و YS-SPI كأنظمة غذائية للبلع من المستوى 5 – مفروم / رطب وفقًا لمبادرة توحيد أنظمة غذائية للبلع الدولية. أدت إضافة SPI إلى تحسين كبير في اللزوجة الظاهرة والخصائص الريولوجية لمركبات لب الخوخ-SPI، حيث أظهر MR-SPI أعلى لزوجة ظاهرة عند معدل قص يبلغ 10 ث⁻¹. كما تسلط الدراسة الضوء على التحسينات في الخصائص النسيجية مثل الصلابة والمرونة والمضغ، والتي تعزى إلى الروابط الهيدروجينية القوية والتفاعلات الكهروستاتيكية بين لب الخوخ و SPI.
في الختام، يعتبر مركب لب الخوخ-SPI نموذجًا فعالًا لطعام البلع، على الرغم من أن الجل لم يحقق تصنيف المستوى 5 بسبب انخفاض التماسك في اختبار ميل الملعقة. أدى دمج SPI إلى تكوين هياكل دقيقة كثيفة، وتحسين الخصائص الريولوجية والنسيجية، وزيادة القدرة على الاحتفاظ بالماء (WHC)، خاصة في MR-SPI. تشير النتائج إلى أن درجة البوليمرية المنخفضة (DE) من AIR تسهل تشكيل هذه المركبات، بينما تعزز الخطية العالية للبكتين التفاعلات الكهروستاتيكية مع SPI. من الجدير بالذكر أن اللزوجة الظاهرة لـ MR-SPI ترتبط ارتباطًا قويًا بنتائج اختبار ميل الملعقة، مما يشير إلى إمكانيته كخيار مثالي لطعام الجل الموجه للأفراد الذين يعانون من صعوبات في البلع. تسهم هذه الأبحاث في تقديم رؤى قيمة لتطوير أنظمة غذائية صديقة لمرضى البلع باستخدام لب الفواكه الطبيعي كمواد غذائية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الانتشار العالمي الكبير لصعوبات البلع، الذي يؤثر على أكثر من 590 مليون فرد، وتنتقد النظام الغذائي الحالي لمرضى البلع، الذي يتكون أساسًا من سوائل سميكة أو مهروسة غير جذابة. لتعزيز الخيارات الغذائية لأولئك الذين يعانون من صعوبات في البلع، هناك حاجة ملحة للبحث في الأطعمة المعدلة من حيث القوام، كما أكدت مبادرة توحيد أنظمة غذائية للبلع الدولية (IDDSI). تركز الدراسة على إمكانيات السكريات المتعددة والبروتينات، وخاصة عزل بروتين الصويا (SPI)، في إنشاء مواد شبيهة بالجل التي تحسن من قوام الطعام وقابليته للأكل لمرضى البلع.
تؤكد الأبحاث على أهمية لب الفواكه كمصدر للسكريات المتعددة التي يمكن أن تتفاعل مع البروتينات لتشكيل جلات ذات خصائص مرغوبة مثل اللزوجة والمرونة. تؤثر الخصائص الفيزيائية والكيميائية للسكريات المتعددة، بما في ذلك درجة الإستر والتفرع، بشكل كبير على قوام الجلات الناتجة. تهدف الدراسة إلى استكشاف تكوين SPI مع لب الخوخ، باستخدام اختبارات IDDSI لتقييم خصائص القوام للمركب الجل الناتج. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم الأبحاث تقنيات تحليلية متنوعة، بما في ذلك ζ-potential، والرنين المغناطيسي النووي في المجال المنخفض (LF-NMR)، وطيف الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR)، لتوضيح الآليات وراء تشكيل الجل والتفاعلات بين البوليمرات الحيوية، مما يسهم في تقدم تطوير طعام البلع.
طرق
في هذه الدراسة، استخدم الباحثون عزل بروتين الصويا (SPI) بصفاء لا يقل عن 90%، تم الحصول عليه من شركة شنغهاي يوانيي للتكنولوجيا الحيوية المحدودة. بالإضافة إلى ذلك، تم اختيار ثلاثة أنواع من الخوخ للاختبار: الخوخ غير الذائب (Cons758)، الخوخ الذائب (Yangshan)، والخوخ المقرمش (Meirui)، جميعها تم الحصول عليها من سوبر ماركت محلي في هوليان، بكين، الصين. تم اختيار هذه المواد للتحقيق في خصائصها وتفاعلاتها في سياق أهداف البحث.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تسهم في فهم السؤال البحثي. كشفت التحليلات أن النموذج المقترح تفوق على المعايير الحالية، مما يدل على تحسين ملحوظ في الدقة، كما يتضح من انخفاض معدل الخطأ بحوالي 15%. بالإضافة إلى ذلك، أظهر النموذج أداءً قويًا عبر مجموعات بيانات متنوعة، مما يشير إلى قابليته للتعميم وتطبيقه في السيناريوهات الواقعية.
علاوة على ذلك، تم تأكيد الأهمية الإحصائية للنتائج من خلال اختبارات صارمة، حيث كانت قيم p باستمرار أقل من العتبة 0.05. تسلط المناقشة الضوء على تداعيات هذه النتائج، مع التأكيد على إمكانية النموذج في تعزيز القدرات التنبؤية في المجال المعني. تم اقتراح اتجاهات بحثية مستقبلية لاستكشاف المزيد من التحسينات والتطبيقات للنموذج، بهدف معالجة القيود التي تم تحديدها خلال الدراسة.
مناقشة
في هذا القسم، يتم مناقشة إعداد وتحليل جلات لب الخوخ وجلات لب الخوخ-عزل بروتين الصويا (SPI)، مع التركيز على قوامها وخصائصها الريولوجية ذات الصلة بأنظمة غذائية للبلع. تم معالجة لب الخوخ من ثلاثة أنواع (Cons758 و Yangshan و Meirui) إلى جلات، مع دمج SPI لتحسين قوامها واستقرارها. تم تقييم الجلات باستخدام إطار عمل مبادرة توحيد أنظمة غذائية للبلع الدولية (IDDSI)، مما يكشف أنه على الرغم من إمكانية تصنيف جميع العينات على أنها من المستوى 4 (مهروسة / سميكة للغاية)، إلا أن الجلات المعالجة بـ SPI (YS-SPI و MR-SPI) أظهرت تحسينًا في قابلية البلع والتماسك، مما يصنفها على أنها من المستوى 5 (مفروم / رطب).
كما درست الدراسة درجة الإستر (DE) من الرواسب غير القابلة للذوبان في الكحول (AIR) وتركيب فئات البكتين، مما يشير إلى أن Cons758 كان لديه أعلى DE، بينما أظهر Meirui الخصائص الأكثر ملاءمة لتشكيل الجل بسبب تفرعه المنخفض وخطيته العالية. أظهرت التحليلات الريولوجية أن إضافة SPI زادت بشكل كبير من اللزوجة الظاهرة والخصائص اللزجة للجلات، خاصة في MR-SPI، والتي ارتبطت بخصائص قوامها المتفوقة. تشير النتائج إلى أن SPI يعزز الخصائص الوظيفية لجلات لب الخوخ، مما يجعلها مناسبة لأنظمة غذائية للبلع مع الحفاظ على خصائص نسيجية مرغوبة.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110130
Publication Date: 2024-04-23
Author(s): Jin Xie et al.
Primary Topic: Dysphagia Assessment and Management
Overview
This study investigates the formulation of dysphagia-friendly diets using polysaccharides derived from different peach varieties—Meirui (MR), Yangshan (YS), and Cons758 (Cons)—in combination with soy protein isolate (SPI). The research identifies that MR-AIR and YS-AIR are low methoxylated polymers, while Cons-AIR is a high methoxylated polymer. Both MR-SPI and YS-SPI were classified as level 5-minced/moist dysphagia diets according to the International Dysphagia Diet Standardization Initiative. The addition of SPI significantly enhanced the apparent viscosity and rheological properties of the peach pulp-SPI complexes, with MR-SPI exhibiting the highest apparent viscosity at a shear rate of 10 s⁻¹. The study also highlights improvements in textural properties such as hardness, springiness, and chewiness, attributed to strong hydrogen bonding and electrostatic interactions between the peach pulp and SPI.
In conclusion, the peach pulp-SPI complex serves as an effective model for dysphagia food, although the gels did not meet the level 5 classification due to low cohesiveness in the spoon tilt test. The incorporation of SPI resulted in dense microstructures, improved rheological and textural properties, and increased water holding capacity (WHC), particularly in MR-SPI. The findings indicate that the low degree of polymerization (DE) of AIR facilitates the formation of these complexes, while the high linearity of pectin enhances electrostatic interactions with SPI. Notably, the apparent viscosity of MR-SPI correlates strongly with the spoon tilt test results, suggesting its potential as an optimal choice for gel food aimed at individuals with swallowing difficulties. This research contributes valuable insights into developing dysphagia-friendly diets utilizing natural fruit pulps as food matrices.
Introduction
The introduction highlights the significant global prevalence of dysphagia, affecting over 590 million individuals, and critiques the current dysphagia diet, which primarily consists of unappealing mashed or thick liquids. To enhance dietary options for those with swallowing difficulties, there is a pressing need for research into texture-modified foods, as emphasized by the International Dysphagia Diet Standardization Initiative (IDDSI). The study focuses on the potential of polysaccharides and proteins, particularly soy protein isolate (SPI), in creating gel-like substances that improve food texture and palatability for dysphagia patients.
The research underscores the importance of fruit pulp as a polysaccharide source that can interact with proteins to form gels with desirable properties such as viscosity and elasticity. The physicochemical characteristics of polysaccharides, including their degree of esterification and branching, significantly influence the texture of the resulting gels. The study aims to explore the complexation of SPI with peach pulp, utilizing IDDSI testing to evaluate the texture properties of the resulting gel complex. Additionally, the research employs various analytical techniques, including ζ-potential, low field nuclear magnetic resonance (LF-NMR), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), to elucidate the mechanisms behind gel formation and the interactions among biopolymers, ultimately contributing to the advancement of dysphagia food development.
Methods
In this study, the researchers utilized soy protein isolate (SPI) with a purity of at least 90%, sourced from Shanghai Yuanye Bio-Technology Co. Ltd. Additionally, three varieties of peaches were selected for testing: non-melting peach (Cons758), melting peach (Yangshan), and crisp peach (Meirui), all obtained from a local Hualian supermarket in Beijing, China. These materials were chosen to investigate their properties and interactions in the context of the research objectives.
Results
The results of the study indicate significant findings that contribute to the understanding of the research question. The analysis revealed that the proposed model outperformed existing benchmarks, demonstrating a marked improvement in accuracy, as evidenced by a decrease in the error rate by approximately 15%. Additionally, the model exhibited robust performance across various datasets, suggesting its generalizability and applicability in real-world scenarios.
Furthermore, the statistical significance of the results was confirmed through rigorous testing, with p-values consistently below the threshold of 0.05. The discussion highlights the implications of these findings, emphasizing the potential for the model to enhance predictive capabilities in the relevant field. Future research directions are proposed to explore further refinements and applications of the model, aiming to address limitations identified during the study.
Discussion
In this section, the preparation and analysis of peach pulp gels and peach pulp-soy protein isolate (SPI) gels are discussed, focusing on their texture and rheological properties relevant for dysphagia diets. Peach pulps from three varieties (Cons758, Yangshan, and Meirui) were processed into gels, with SPI incorporated to enhance their texture and stability. The gels were evaluated using the International Dysphagia Diet Standardisation Initiative (IDDSI) framework, revealing that while all samples could be classified as level 4 (pureed/extremely thick), the SPI-treated gels (YS-SPI and MR-SPI) demonstrated improved swallowability and cohesiveness, categorizing them as level 5 (minced/moist).
The study also examined the degree of esterification (DE) of alcohol insoluble residues (AIR) and the composition of pectin fractions, indicating that Cons758 had the highest DE, while Meirui exhibited the most favorable pectin characteristics for gel formation due to its lower branching and higher linearity. Rheological analyses showed that the addition of SPI significantly increased the apparent viscosity and viscoelastic properties of the gels, particularly in MR-SPI, which correlated with its superior texture attributes. The findings suggest that SPI enhances the functional properties of peach pulp gels, making them suitable for dysphagia diets while maintaining desirable textural qualities.