食品機能成分の腸送達システムを指向したＷ／Ｏ／Ｗエマルションの冷凍保存技術の開発

• Project/Area Number: 18J01966
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Food science
• Research Institution: Kyoto University of Advanced Science
• Principal Investigator: 宮川 弥生 京都先端科学大学, バイオ環境学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: W/O/Wエマルション / 機能性成分 / 安定性 / 冷凍 / 分散安定性 / 冷解凍 / 機能性物質

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，水溶性の機能性食品成分を，Water-in-Oil-in-Water（W/O/W）エマルションの内水相に封入し，それを低温流通により長期保存し，途中で分解または失活させることなく，機能を保持したまま小腸まで送達するシステムの開発を指向し，その製造の指針の提示を目指す．
採用初年度は，冷解凍操作に対して安定なW/O/Wエマルションを調製するための因子を明らかにした．採用二年度は，初年度の知見をまとめ，国内の学会にて発表するとともに，学術論文として報告し，受理された．また，それ自体も機能性をもつ水溶性の食用天然赤色色素であるベタニンを内水相に封入するモデル物質として選択し，バルク系における退色反応速度に関する基礎的データを収集した．
採用最終年度は，採用二年度で得たベタニンの退色に関するデータを，速度論的観点から解析した．温度およびpHが退色速度に及ぼす影響を明らかにするとともに，ベタニンの退色機構を示した．この成果は，ベタニンの退色を合理的に抑制する指針となることが期待される．
また，多価不飽和脂肪酸（PUFA）は生理活性作用をもつため，エマルションの油相への適用が期待されるが，非常に酸化されやすい．酸化により生じた物質は人体に有害である．そこで，コンピュータシミュレーションによりエマルションの油相の酸化挙動を検討した．その結果，油滴径が一定の大きさ以下であれば，酸化安定性は変化しないことが示唆された．これまでの成果と合わせると，次の指針が得られた．常温で分散安定性が高いW/O/Wエマルションは，冷凍流通を想定した場合においても，外見上の品質を維持できる．油滴径の縮小化は，酸化安定性に影響を及ぼさず，分散安定性を高めることが期待されるため，高品質のエマルションの製造につながる可能性がある．
なお最終年度の二つの成果は，学術論文として報告し，受理された．

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Kinetic Analysis of thermal degradation of betanin at various pH values using deconvolution method (2021)
  • Author(s): Y. Miyagawa, H. Fujita, S. Adachi
  • Journal Title: Food Chem. Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of oil-droplet diameter on lipid oxidation in O/W emulsions (2021)
  • Author(s): T. Roppongi, Y. Miyagawa, H. Fujita, S. Adachi
  • Journal Title: J. Oleo Sci. Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Maltose formation from wheat flour with different degree of damaged starch (2021)
  • Author(s): K. Shintani, Y. Miyagawa, S. Adachi
  • Journal Title: Food Sci. Technol. Res. Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interdependent Oxidation of Eicosapentaenoic Acid and Docosahexaenoic Acid in Isada Krill Oil Encapsulated with Maltodextrin by Spray-drying (2021)
  • Author(s): J. A. Fermin Jimenez, Y. Miyagawa, H. Yoshii, S. Adachi
  • Journal Title: Journal of Oleo Science Volume: 70 Issue: 5 Pages: 633-635
  • DOI: 10.5650/jos.ess21009
  • NAID: 130008032771
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Water sorption kinetics of starch noodles with different cross-sectional shapes (2021)
  • Author(s): Shuji Adachi, Yayoi Miyagawa, Hermawan Dwi Ariyanto, Takashi Kobayashi, and Hidefumi Yoshii
  • Journal Title: Starch Volume: 73 Issue: 5-6 Pages: 2000235-2000235
  • DOI: 10.1002/star.202000235
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Solubility and mass transfer coefficient of oxygen through gas- and water- lipid interfaces (2021)
  • Author(s): T. Roppongi, N. Mizuno, Y. Miyagawa, T. Kobayashi, K. Nakagawa, S. Adachi
  • Journal Title: J. Food Sci. Volume: 86 Issue: 3 Pages: 867-873
  • DOI: 10.1111/1750-3841.15641
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phase behavior of a binary mixture of rapeseed and soybean oils (2021)
  • Author(s): H. Nagamizu, Y. Miyagawa, T. Ogawa, S. Adachi
  • Journal Title: Food Science and Technology Research Volume: 27 Issue: 1 Pages: 43-48
  • DOI: 10.3136/fstr.27.43
  • NAID: 130007995660
  • ISSN: 1344-6606, 1881-3984
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Production of Tagatose from Galactose in a Batch-type Reactor Using a Phosphate Buffer under Subcritical Water Conditions (2020)
  • Author(s): S. Adachi, Y. Miyagawa, T. Kobayashi
  • Journal Title: Food Science and Technology Research Volume: 26 Issue: 6 Pages: 695-699
  • DOI: 10.3136/fstr.26.695
  • NAID: 130007962128
  • ISSN: 1344-6606, 1881-3984
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phase Behavior of Binary Mixtures of Tripalmitin, Triolein, and Trilinolein (2020)
  • Author(s): H. Nagamizu, Y. Miyagawa, T. Ogawa, S. Adachi
  • Journal Title: Food Science and Technology Research Volume: 26 Issue: 5 Pages: 589-595
  • DOI: 10.3136/fstr.26.589
  • NAID: 130007927852
  • ISSN: 1344-6606, 1881-3984
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Discoloration kinetics of carthamus red in aqueous ethanol (2020)
  • Author(s): S. Adachi and Y. Miyagawa
  • Journal Title: Jpn. J. Food Eng. Volume: 21 Issue: 3 Pages: 141-145
  • DOI: 10.11301/jsfe.20576
  • NAID: 130007919017
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oil-water Separation of Mayonnaises and Semisolid Dressings by Freezing and Thawing (2020)
  • Author(s): Y. Miyagawa, H.Fujita, S. Adachi
  • Journal Title: Food Science and Technology Research Volume: 26 Issue: 1 Pages: 111-118
  • DOI: 10.3136/fstr.26.111
  • ISSN: 1344-6606, 1881-3984
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Induction Periods for Lipid Crystallization of Various Vegetable Oils (2019)
  • Author(s): Yayoi MIYAGAWA, Mao YOSHIDA, Yudai CHIZAWA, Shuji ADACHI
  • Journal Title: Journal of Oleo Science Volume: 68 Issue: 1 Pages: 45-52
  • DOI: 10.5650/jos.ess18184
  • NAID: 130007541843
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Crystallization kinetics of safflower and olive oils during low-temperatrure storage (2019)
  • Author(s): Mao YOSHIDA, Yayoi MIYAGAWA, Hiroyuki FUJITA, Shuji ADACHI
  • Journal Title: Grasas y Aceites Volume: 70
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Method for Estimating Glass Transition Temperature of Powders by Discoloration of Betanin under Temperature-programmed Heating Conditions (2018)
  • Author(s): Ratchnon CHANTANUSON, Jian Long ZHU, Yayoi MIYAGAWA, Hidefumi YOSHII, Hirokazu SHIGA, Shuji ADACHI
  • Journal Title: Japan Journal of Food Engineering Volume: 19 Issue: 4 Pages: 191-196
  • DOI: 10.11301/jsfe.18526
  • NAID: 130007552755
  • ISSN: 1345-7942, 1884-5924
  • Year and Date: 2018-12-15
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] An accelerated method for esitimating the dispersion stability of mayonnaise by oil-water separation under reduced pressure (2018)
  • Author(s): Yayoi MIYAGAWA, Takenobu OGAWA, Shuji ADACHI
  • Journal Title: Journal of American Oil Chemists' Society Volume: 95 Issue: 11 Pages: 1367-1372
  • DOI: 10.1002/aocs.12151
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 比較的低温の亜臨界水条件下でのタガトースの生産 (2020)
  • Author(s): 安達修二、小林敬、宮川弥生
  • Organizer: 日本食品工学会第21回年次大会
• [Presentation] 市販のマヨネーズおよびマヨネーズ風ドレッシングの冷解凍過程における温度変化と油水分離 (2020)
  • Author(s): 宮川弥生，安達修二，藤田裕之
  • Organizer: 日本食品科学工学会関西支部大会
• [Presentation] 定速昇温過程における色素の退色に基づく粉体のガラス転移温度の推定 (2018)
  • Author(s): Ratchanon CHANTANUSON, Jian Long ZHU, 吉井英文，宮川弥生，四日洋和，安達修二
  • Organizer: 日本食品工学会第19回(2018年度)年次大会
• [Presentation] イサダの水溶性加工残差の有効利用―亜臨界処理によるエビ風味調味液への変換― (2018)
  • Author(s): 安達修二，宮川弥生，四日洋和，吉井英文
  • Organizer: 日本食品科学工学会 第65回大会