ガラス転移温度に基づく粘弾性食品の物性評価および予測の確立

• 研究課題/領域番号: 15K07453
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 食品科学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 川井 清司 広島大学, 生物圏科学研究科, 准教授 (00454140)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: ガラス転移 / 食感 / レオロジー / 弾性 / 粘性 / 粘弾性 / 食品

研究成果の概要

本研究目的は，これまで主にガラス状食品の物性制御に利用されてきたガラス転移温度を，ラバー状食品および液状食品の物性評価および予測に利用することであった．試料には糖質，果物，焼成食品を用いた．乾燥試料のガラス転移温度は示差走査熱量計および昇温レオロジー測定によって調べた．ガラス転移温度は水分含量の増加と共に低下した．この関係より，ラバー状態および水溶液でのガラス転移温度を算出した．水溶液の粘性率は温度および水分含量の低下と共に増加した．ニュートン流体の粘性率はガラス転移温度から予測可能なことが示された．また，ラバー状食品の固着およびテクスチャーはガラス転移温度によって特徴付けることができた．

研究成果

• [国際共同研究] カセサート大学(タイ)
• [国際共同研究] チッタゴン獣医動物科学大学(バングラデシュ)
• [雑誌論文] Effects of porous structure and water plasticization on the mechanical glass transition temperature and textural properties of freeze-dried trehalose solid and cookie (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Sogabe, K. Kawai, R. Kobayashi, J. S. Jothi, Y. Hagura
  • 雑誌名: Journal of Food Engineering 巻: 217 ページ: 101-107
  • DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2017.08.027
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 食品のガラス転移特性と品質制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 雑誌名: 日本食品工学会誌 巻: 19 ページ: 9-14
  • NAID: 130006582358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of water and maltodextrin on the glass transition temperature of freeze-dried mango pulp and an empirical model to predict plasticizing effect of water on dried fruits (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Fongin, K. Kawai, N. Harnkarnsujarit, Y. Hagura
  • 雑誌名: Journal of Food Engineering 巻: 210 ページ: 91-97
  • DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2017.04.025
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ガラス転移温度に基づく液状食品の粘性予測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川井清司, 深見健, Suwalee FONGIN, 竹内沙耶花, 原田吉人, 羽倉義雄
  • 雑誌名: 低温生物工学会誌 巻: 63 ページ: 129-132
  • NAID: 130006706891
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱分析による食品の品質評価と制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 雑誌名: 熱測定 巻: 44 ページ: 146-149
  • NAID: 40021375511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of water content on the glass transition temperature of calcium maltobionate and its application to the characterization of non-Arrhenius viscosity behavior (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Fukami, K. Kawai, S. Takeuchi, Y. Harada, and Y. Hagura
  • 雑誌名: Food Biophysics 巻: 11 号: 4 ページ: 410-416
  • DOI: 10.1007/s11483-016-9455-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 凍結濃縮による食品のガラス転移と浸透圧脱水 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 雑誌名: 伝熱 巻: 55 ページ: 18-23
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 食品のレオロジー4： 緩和特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 雑誌名: 冷凍 巻: 91 ページ: 55-61
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ガラスおよびラバー食品におけるガラス転移温度の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 雑誌名: 低温生物工学会誌 巻: 62 ページ: 25-29
  • NAID: 130005171848
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 食品のレオロジー2： 粘性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 雑誌名: 冷凍 巻: 90 ページ: 844-848
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 食品のレオロジー3： 粘弾性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 雑誌名: 冷凍 巻: 90 ページ: 901-908
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 粉末および乾燥食品におけるガラス転移温度制御と品質設計 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 学会等名: 食品科学工学会北海道支部公開シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2017-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] Glass transition and water sorption properties of calcium maltobionate - maltose mixtures (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, K. Fukami, S. Takeuchi, T. Fukujyu, Y. Hagura
  • 学会等名: The 8th International and the 10th Japan-China Joint Symposium on Calorimetry and Thermal Analysis
  • 国際学会
• [学会発表] 食品におけるガラス転移の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 学会等名: 第66回高分子討論会
  • 招待講演
• [学会発表] 食品のガラス-ラバー転移に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 学会等名: 日本食品工学会第18回（2017年度）年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] マンゴージュースおよびペーストのガラス転移とレオロジー (2017)
  • 著者名/発表者名: 川井清司、Suwalee Fongin、羽倉義雄
  • 学会等名: 日本食品工学会第18回（2017年度）年次大会
• [学会発表] 食品のガラス転移特性と品質設計 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 学会等名: 第43回油脂物性研究会
  • 招待講演
• [学会発表] ガラス転移温度に基づく液状食品の粘性予測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川井清司、深見健、Suwalee Fongin、竹内紗耶花、原田吉人、羽倉義雄
  • 学会等名: 第62回低温生物工学会大会
• [学会発表] Effect of plasticizers on the glass transition temperature and viscosity of carbohydrate polymer (2016)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Kawai and Yoshio Hagura
  • 学会等名: 13th International Symposium on the Properties of Water
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] 乾燥食品および粘弾性固体食品のガラス転移温度とその利用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 学会等名: 第42回食品の物性に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス
  • 年月日: 2015-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] ガラス転移温度に基づく食品開発の戦略 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 学会等名: 2015国際食品工業展（日本食品工学会フォーラム2015）
  • 発表場所: 東京ビックサイト会議棟
  • 年月日: 2015-06-09
  • 招待講演
• [学会発表] 食品のガラス化と品質設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川井清司
  • 学会等名: 低温生物工学会
  • 発表場所: 東京工科大学
  • 年月日: 2015-05-30
  • 招待講演
• [図書] Survival Strategies in Extreme Cold and Desiccation: Adaptation Mechanisms and their Applications (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai, T. Hagiwara (Edｓ. M. Iwaya-Inoue, M. Sakurai, M. Uemura）
  • 出版者: Springer
• [備考] 広島大学 大学院生物圏科学研究科 食品工学研究室（川井グループ）
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/hife2cre/index.html