パスタ中での水分の移動機構の解明に基づく高品質な乾燥食品の新規製造指針

• Project/Area Number: 14J02443
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Food science
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小川 剛伸 京都大学, 農学研究科, 助教 (10793359)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: パスタ / 3次元構造 / 透明化 / 食感 / 品質評価 / グルテン / 食品 / 製造 / 麺 / 乾燥

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、パスタを例に高品質な乾燥食品を製造する際の指針を提案することを目的としている。パスタ等の小麦粉食品中のグルテンタンパク質の構造は、製造および調理時の水分移動に関与しているだけでなく、喫食時の食感にも大きな影響を及ぼすため、高品質な製品を得るために特に重要である。したがって、食品中のグルテンタンパク質の立体構造を詳細に把握することは不可欠である。昨年度は、独自開発した新規の透明化試薬を用いることで、その立体構造を三次元的に計測することに初めて成功した。本年度は、この計測法を用いて、多様なグルテンタンパク質の構造を持つ麺を作製し、構造と破断挙動（食感）の関係について検討した。一例として、塩添加量を変えた麺を作製し、麺内部のグルテンタンパク質の3次元詳細構造を計測した。塩を添加しない麺では、非常に細いグルテンタンパク質のネットワーク構造が3次元的なハニカム状になっていたが、塩添加量が増えるにつれて、グルテンタンパク質のネットワークが太くなるとともに、凝集した。さらに塩添加量が増えると、凝集したグルテンタンパク質は解れ、再度、細く分散した立体構造となった。一方、喫食時の食感を定量化するために、クリープメータを用いて、楔形状のプランジャにより破断試験を行った。破断強度は、添加塩濃度に応じて低下した。これは、グルテンタンパク質の3次元的なネットワーク構造の変化とグルテンタンパク質自体の強度変化の双方が互いに影響を打ち消しあったためであると考えられる。このように、「透明化＋蛍光」法による3次的な構造計測によって、食感に影響を及ぼす構造等の因子を詳細に解析できるようになった。なお、これらの成果の一部は、日本経済新聞および日本食品化学新聞に掲載された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Revealing 3D structure of gluten in wheat dough by optical clearing imaging (2021)
  • Author(s): Takenobu Ogawa and Yasuki Matsumura
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 12:1708 Issue: 1 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1038/s41467-021-22019-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of drying temperature and relative humidity on spaghetti characteristics (2017)
  • Author(s): T. Ogawa, A. Chuma, U. Aimoto, and S. Adachi
  • Journal Title: Drying Tehcnol. Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Simple Method to Measure the Surface Roughness of Spaghetti Using a Digital Camera (2017)
  • Author(s): T. Ogawa and S. Adachi
  • Journal Title: Food Science and Technology Research Volume: 23 Issue: 2 Pages: 237-240
  • DOI: 10.3136/fstr.23.237
  • NAID: 130005681736
  • ISSN: 1344-6606, 1881-3984
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Detection of cracks in dried spaghetti using transmission images (2017)
  • Author(s): T. Ogawa and S. Adachi
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. Volume: 81 Issue: 4 Pages: 750-754
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1274641
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Drying and rehydration of pasta (2017)
  • Author(s): T. Ogawa and S. Adachi
  • Journal Title: Drying Technol. Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Changes in color and texture of wheat noodles during chilled storage (2016)
  • Author(s): S. Fukuzawa, T. Ogawa, K. Nakagawa, and S. Adachi
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. Volume: 80 Issue: 12 Pages: 2418-2424
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1220821
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Kinetics on the turbidity change of wheat starch during its retrogradation (2016)
  • Author(s): Fukuzawa S, Ogawa T, Nakagawa K, and Adachi S
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. Volume: - Issue: 8 Pages: 1609-1614
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1171698
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 麺内部の水分分布とデンプン・タンパク質の三次元構造 ～色変化と透明化に基づく計測法の開発～ (2016)
  • Author(s): 小川剛伸
  • Organizer: 日本食品工学会第17回（2016年度）年次大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2016-08-05
  • Invited
• [Presentation] 麺内部のグルテンタンパク質の三次元ネットワーク構造の新規計測 ～麺をまるごと透明に～ (2016)
  • Author(s): 小川剛伸，松村康生
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌）
  • Year and Date: 2016-03-30
• [Book] Rheology on biological softmater: fundamentals and applications. Ed. by I. Kaneda, Part II Chapter 5, Moisture distributions and properties of pastas prepared or cooked under different conditions (2017)
  • Author(s): T. Ogawa and S. Adachi
  • Publisher: Springer
• [Patent(Industrial Property Rights)] 麺等の食品試料を透明化する試薬およびその透明化法(Optical clearing reagent for carbohydrate-containing sample and optical method) (2021)
  • Inventor(s): 小川剛伸、松村康生
  • Industrial Property Rights Holder: 京都大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2021