澱粉〜蛋白質〜脂質混合系の加熱過程でのフラクタル構造解析

• Project/Area Number: 09878003
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 家政学
• Research Institution: Nara Women's University
• Principal Investigator: 勝田 啓子 奈良女子大学, 生活環境学部, 助教授 (50093555)
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1998: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1997: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 混合系 / レオロジー / 動的粘弾性 / 周波数分散同時測定 / 非線形 / パルスNMR / 溶融挙動 / フラクタル次数 / 複雑系 / スピン-スピン緩和

Research Abstract

不均質多成分の濃厚分散系と考えるべき食品のモデルとして、澱粉、タンパク質、脂質の混合系という複雑な多成分混合系を選定し、各々の単一成分〜水系を基礎として、混合系の加熱過程での動的粘弾性測定結果より、加工工程中の力学挙動変化をスケーリング・フラクタルの概念での整理が可能か否か検討した。
1)粘弾性の周波数分散同時測定法としてRCP(レイズド・コサイン・パルス)法およびFTRM(フーリエ変換レオロジー測定:合成波)法での測定を条件を検討し、FTRMが有効であることを起きらかにし、加熱によりドラスティックに反応している過程での周波数依在性を測定し得る可能性を得た。2)単一成分分散系(澱粉〜水系、タンパク質〜水系)では、1℃/minの昇温速度で加熱している間のFTRM法による粘弾性測定により、ゾル-ゲル転移点の見極めが出来、フラクタル次数の算出が可能であった。その次数は分散質の体積分率に支配され、スケーリング・フラクタルの概念で整理可能であった。そしてゾル-ゲル転移前後では、水の運動性が変化していることをパルス-NMR測定により明らかにした。しかしながら、3)固体脂(ショートニング、マーガリン)の溶融過程にはFTRM法が適用出来ず、また混合系でも非線形性の影響を排除するために偶数次のみの高調波を重ね合わせたFTRM法でも、離散による影響を排除できない場合が観察された。従って、4)単純な混合則があてはまらない、つまり加成性の成り立たない系では、粘弾性測定によるスケーリング・フラクタルの概念での整理には、その前提として線形性の表出パターンを定量化する必要があり、そのために奇数次高調波の応答応力成分を取り出す必要があることを明らかにした。