バージニア工科大学のフラリンバイオメディカル研究所の研究者らは、基本的な栄養素とは独立して食品加工の程度が代謝および脳活動に影響を与えるかどうかを調査した。彼らは18歳から45歳の健康な成人を募集し、炭水化物、脂肪、タンパク質、水分、カロリー、塩、重量を1％以内で一致させた2食を用意したが、NOVA分類システムに基づいて加工レベルが異なるようにした。一方の食事はスライスしたバナナ、ドライクランベリー、チーズ、卵などの最小限に加工された食品で構成され、もう一方はピーナッツバターとゼリーのサンドイッチ、デリターキー、ベジチップス、クッキー、シリアル、インスタントマッシュポテトなどの高度に加工された食品を含んでいた。
この画像は、栄養成分は一致しているが加工レベルが異なるという実験の中心となる食事比較を示している。
参加者が別々のセッションでそれぞれの食事を摂取した後、代謝検査により、超加工食事は最小限に加工された食事に比べてインスリン反応が有意に高くなり、血糖値が長く上昇した状態が続くことが示された。さらに、超加工食事後のエネルギー消費は増加し、炭水化物の酸化は減少していたため、同じ量の炭水化物を提供しているにもかかわらず、体は燃料としての炭水化物を少なく燃やしていたことを示している。
参加者が食品の画像を視認している間に行われた機能的MRIスキャンでは、動機付け、学習、報酬に関連する腹側ストライアトムおよび核誘導体において異なる脳の反応が観察された。脳活動の違いは、各食事後の参加者が炭水化物をエネルギーとして燃やし方と相関しており、食品加工によって生じる代謝の違いが食物の手がかりに対する脳の報酬反応と関連していることを示唆している。ただし、参加者はどちらの食事タイプにも追加料金を払う意向を報告していない。
この写真は、食物の手がかりに対する脳の反応を測定するために使用されたイメージングセットアップを描写しており、ニューラル活動と代謝の違いを結びつけている。
この研究はいくつかの限界を認めている：被験者として募集された成人は57名のみで、代謝およびfMRIセッションの両方を完了したのは32名であり、サンプルサイズは比較的小さい；研究では300キロカロリーの食事1セットのみを調査し、タンパク質含量は一致していたが、食事間でタンパク質の供給源が異なっていたため結果に影響を与えた可能性がある；さらに、特定の添加物や食品の物理・化学構造は測定されていない。研究者らは、今後の研究では異なる集団、より長い期間、より大きな食事、さまざまな食品の組み合わせを探求し、特定の加工工程や商業添加物の影響を izolates するべきだと指摘している。