米・小麦・そばのダイレクト糊化とテクスチャー制御技術の開発

• Project/Area Number: 13J07094
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Agricultural environmental engineering
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology (2014); National Agriculture and Food Research Organization (2013)
• Principal Investigator: 柴田 真理朗 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 助教
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,530,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 高アミロース米 / 応答曲面モデル / 高速せん断加工 / 食品加工 / 動的粘弾性 / レオロジー / 米麺 / ゲル

Outline of Annual Research Achievements

ダイレクト糊化における高速せん断加工用ミキサーの回転数、加熱・冷却条件などの操作パラメータを操作して米ゲルを調製し、操作パラメータと米ゲル物性（動的粘弾性）の関係を二次曲面モデルで定量化することを目的とした。
実験はダイレクト糊化物性制御システムを用いて行った。米ゲルの加水量（米を１としたときの加える水の量）を2.8～5倍、せん断速度（回転数）を500～3000 rpm、せん断時間を1～10 minとし、米ゲルを調製した。実験条件は完全実施要因計画に準じ、計24点の調製条件で実験した。なお、原料米としては、高アミロース米（H20年度埼玉県産モミロマン）を用いた。加えて、米ゲルの物性測定は、調製後、直径20 mm、厚さ2 mm厚に成形した後、室温で3 h静置した後に、動的粘弾性測定装置（AR-G2，TA Instrument）を用いて、25℃、周波数1 Hz、応力1 Paにて米ゲル試料の動的粘弾性の計測を行った。また、得られたデータに交互作用付二次曲面モデルを適用した。
結果、せん断時間とともに、貯蔵弾性率G’（弾性の指標）は減少、tanδ（流動性の指標）は増加した。つまりゲルはせん断時間が増加につれ、柔らかくなる傾向があった。一方、ゲルの動的粘弾性の値はせん断速度に依存した。また、ゲルの動的粘弾性に対する、加工条件の標準化回帰係数の値から、せん断速度の影響が最も大きく、せん断時間、ついで加水量の順となった。つまり、米ゲルの物性を制御するにはせん断速度が最も重要であることがわかった。一方、交互作用の影響はほとんど見られなかった。今後は上記の得られた結果に基づき、大量生産のためのスケールアップ技術の開発が期待される。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Effect of a High-amylose Gel Prepared by High-speed Shear Treatment on the Physical Properties of Bread (2015)
  • Author(s): 柴田真理朗, 杉山純一, 平野由香里, 蔦瑞樹，藤田かおり, 粉川美踏, 吉村正俊, 荒木徹也
  • Journal Title: Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi Volume: 62 Issue: 4 Pages: 212-218
  • DOI: 10.3136/nskkk.62.212
  • NAID: 130005071871
  • ISSN: 1341-027X, 1881-6681
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Development of a Rice Noodle Processing Method Using Mechanical Mixing Gelation of High-Amylose Rice (2014)
  • Author(s): 松山信悟, 柴田真理朗, 杉山純一, 藤田かおり, 蔦瑞樹, 吉村正俊, 粉川美踏, 平野由香里, 荒木徹也, 鍋谷浩志
  • Journal Title: Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi Volume: 61 Issue: 3 Pages: 127-133
  • DOI: 10.3136/nskkk.61.127
  • NAID: 130004488672
  • ISSN: 1341-027X, 1881-6681
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Image analysis of bread crumb structure in relation to mechanical properties (2013)
  • Author(s): Shibata, M., Tsuta, M., Sugiyama, . J., Fuiita, K., Kokawa, M., Araki, T. and Nabetani, H.
  • Journal Title: International Journal of Food Engineering Volume: 9 Pages: 115-120
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Relationship between Viscoelastic Properties of High-Amylose Rice Gel and Mechanical Mixing conditions (2014)
  • Author(s): Shibata, M., Sugiyama, J., Fujita, K., Hirano, Y., Matsuyama, S., Kokawa, M., Tsuta, M., Yoshimura, M., Araki
  • Organizer: 2nd international congress on food technology
  • Place of Presentation: Kusadasi, Turkey
  • Year and Date: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [Presentation] 米ゲルの物性が米ゲルパンへ及ぼす影響 (2014)
  • Author(s): 平野由香里, 柴田真理朗, 藤田かおり, 杉山純一, 蔦瑞樹, 粉川美踏, 松山信悟, 荒木徹也
  • Organizer: 日本食品科学工学会第61回大会
  • Place of Presentation: 中村学園大学
  • Year and Date: 2014-08-29
• [Presentation] 高速せん断加工による米ゲルと米粉の2相混合ゲルの物性制御 (2014)
  • Author(s): 松山信悟, 柴田真理朗, 杉山純一, 藤田かおり, 蔦瑞樹, 粉川美踏, 平野由香里,荒木徹也, 鍋谷浩志
  • Organizer: 日本食品科学工学会第61回大会
  • Place of Presentation: 中村学園大学
  • Year and Date: 2014-08-29
• [Presentation] 高速せん断加工条件が高アミロース米ゲルの動的粘弾性に及ぼす影響 (2014)
  • Author(s): 柴田真理朗, 杉山純一, 松山信悟, 藤田かおり, 粉川美踏, 平野由香里, 松山信悟, Trivittayasil Vipavee, 蔦瑞樹, 荒木徹也
  • Organizer: 日本食品科学工学会第61回大会
  • Place of Presentation: 中村学園大学
  • Year and Date: 2014-08-29
• [Presentation] 高速せん断加工による中・高アミロース米のゲル添加による食パンの比容積と物性への影響 (2014)
  • Author(s): 藤田かおり, 平野由香里, 柴田真理朗, 鈴木洋子, 杉山純一, 蔦瑞樹, 松山信悟,粉川美踏, 奥西智哉
  • Organizer: 日本食品科学工学会第61回大会
  • Place of Presentation: 中村学園大学
  • Year and Date: 2014-08-29
• [Presentation] 高アミロース米のダイレクトGel転換による製パン技術の最適化 (2014)
  • Author(s): 平野由香里, 柴田真理朗, 藤田かおり, 杉山純一, 蔦瑞樹, 吉村正俊, 粉川美踏, 松山信悟, 荒木徹也
  • Organizer: 日本食品工学会第15回年次大会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2014-08-09
• [Presentation] 高速せん断加工による米ゲル動的粘弾性と加工条件の応答曲面モデリング (2014)
  • Author(s): 柴田真理朗, 杉山純一, 松山信悟, 藤田かおり,平野由香里, 松山信悟, 粉川美踏, 蔦瑞樹, 荒木徹也
  • Organizer: 日本食品工学会第15回年次大会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2014-08-09
• [Presentation] Viscoelastic Properties of High-Amylose Rice Gel by Gelatinization and Mechanical Mixing Treatments (2014)
  • Author(s): Shibata, M., Sugiyama, J., Fuiita, K., Hirano, Y., Matsuyama, S. . Kokawa, M., Tsuta, M., Yoshimura, M., Araki, T
  • Organizer: 1st international conference on food properties
  • Place of Presentation: Kuala Lumpur (マレーシア)
• [Presentation] 高アミロース米を用いた米ゲル食品の開発 (2013)
  • Author(s): 柴田真理朗, 杉山純一, 藤田かおり, 松山信悟, 平野由香里, 粉川美踏, 蔦瑞樹, 吉村正俊, 荒木徹也
  • Organizer: 第72回農業食料工学会年次大会
  • Place of Presentation: 帯広畜産大学(北海道)
  • Year and Date: 2013-09-12
• [Presentation] ダイレクト糊化法による高アミロース米ゲル物性の最適化 (2013)
  • Author(s): 柴田真理朗, 杉山純一, 松山信悟, 藤田かおり, 粉川美踏, 蔦瑞樹, 吉村正俊, 荒木徹也
  • Organizer: 日本食品科学工学会第60回記念大会
  • Place of Presentation: 実践女子大学(東京都)
  • Year and Date: 2013-08-30
• [Presentation] 高アミロース米を用いた食品素材の最適化 (2013)
  • Author(s): 柴田真理朗, 杉山純一, 藤田かおり, 平野由香里, 松山信悟, 粉川美踏, 蔦瑞樹, 吉村正俊, 荒木徹也
  • Organizer: 日本食品工学会第14回年次大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都府)
  • Year and Date: 2013-08-10
• [Presentation] ダイレクト糊化法による高アミロース米麺の開発 (2013)
  • Author(s): 松山信悟, 杉山純一, 柴田真理朗, 蔦瑞樹, 藤田かおり, 吉村正俊, 粉川美踏, 平野由香里, 鍋谷浩志, 荒木徹也
  • Organizer: 日本食品工学会第14回年次大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都府)
  • Year and Date: 2013-08-10