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Control of structures and properties of multi-helical polysaccharides by using rewinding of the helices

Research Project

Project/Area Number 19H02773
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 35020:Polymer materials-related
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

Matsuda Yasuhiro  静岡大学, 工学部, 准教授 (40432851)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉場 一真  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (40375564)
田坂 茂  静岡大学, 工学部, 教授 (10134793)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥14,820,000 (Direct Cost: ¥11,400,000、Indirect Cost: ¥3,420,000)
Keywords多重らせん多糖類 / 増粘剤 / キサンタン / 再性 / らせん多糖類 / 熱変性・再性
Outline of Research at the Start

セルロースなどの多糖類は非常に長い分子からなり、しばしば何本かの分子が集まって「多重らせん構造」を形成している。このらせんは加熱などでほどけ(変性)、冷却などで巻き戻る(再性)。この変性・再性過程において多糖類の構造や性質が変化し、生体内において重要な役割を果たす。しかし、この過程は複雑で十分に理解されているとは言いがたい。
本研究では食品に適度な粘性を与える目的などで利用されている、二重らせん多糖類のキサンタンに注目し、変性・再性過程を明らかにする共に、それが粘性などの性質にどのような影響を与えるかを予測できる理論の確立を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Xanthan is a double helical polysaccharide widely used as a viscosity enhancer. The double helix of xanthan can be unwound (denaturation) into single chains by heating its solution, and rewound (renaturation) by cooling. Xanthan has been used in products for foods, cosmetics. In these products, various chemicals are contained in the aqueous solution. In this study, the conformation of xanthan in aqueous solution after the denaturation and renaturation was investigated by changing solvent conditions, pH and salts, and/or adding additives, such as citric acid or urea. The molar mass of xanthan was changed by denaturation and renaturation, which suggests that the chain aggregates in the citric acid solution and dissociation of xanthan in the urea solution were formed respectively after the denaturation and renaturation processes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

キサンタンは食品や化粧品など様々な製品の粘度を調整するために使用されている。それらの製品の製造、使用過程において加熱・冷却される機会は少なくないので、変性・再性に伴うキサンタンの構造・物性の変化を知ることは、単にらせん高分子の構造変化を知ると言う、学術的興味に留まらず、実用面でも重要である。
また、変性前の構造に関して、比較的詳しく調べられているキサンタンに対して、変性・再性に伴う構造・物性変化を解析する手法を確立すれば、他のらせん多糖類・高分子に関して、らせんの巻き戻しによる構造変化を明らかにするモデルケースとなり得る。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (82 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (18 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 18 results,  Open Access: 7 results) Presentation (62 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Cononsolvency of Poly[2-(methacryloyloxy)ethyl phosphorylcholine] in Ethanol?Water Mixtures: A Neutron Reflectivity Study2022

    • Author(s)
      Ihara Daiki、Higaki Yuji、Yamada Norifumi L.、Nemoto Fumiya、Matsuda Yasuhiro、Kojio Ken、Takahara Atsushi
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: - Issue: 17 Pages: 5081-5088

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.1c01762

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    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 38 Issue: 5 Pages: 1748-1756

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.1c02838

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    • Journal Title

      Adsorption

      Volume: - Issue: 3-4 Pages: 149-160

    • DOI

      10.1007/s10450-022-00357-9

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      Volume: 53 Issue: 10 Pages: 1101-1109

    • DOI

      10.1038/s41428-021-00514-x

    • NAID

      120007186672

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      40022761044

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    • DOI

      10.3390/gels7010011

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    • DOI

      10.2115/fiberst.2020-0011

    • NAID

      130007808611

    • ISSN
      2189-7654
    • Year and Date
      2020-03-10
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      Volume: 52 Issue: 9 Pages: 1121-1127

    • DOI

      10.1038/s41428-020-0359-0

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      120006864098

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      Barique Mohammad A.、Matsuda Yasuhiro、Tasaka Shigeru
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      Volume: 41 Issue: 1 Pages: 19-26

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      10.1515/polyeng-2020-0063

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    • DOI

      10.17106/jbr.34.71

    • NAID

      130007962005

    • ISSN
      1867-0466, 1867-0474
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      120006825990

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      Volume: 110 Issue: 9

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      松田靖弘,金森大輝,中塚庸靖,高原 誠
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      第68回レオロジー討論会
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  • [Presentation] キサンタン水溶液の粘度に及ぼすクエン酸の影響2020

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      藤井孝紀,齊木領河,吉場一真,松田靖弘
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      第68回レオロジー討論会
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  • [Presentation] アルミナによってナイロン6が形成する結晶性、運動性の異なる界面相2020

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      松田 靖弘・奥田 和紀・田坂 茂
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      第68回レオロジー討論会
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  • [Presentation] ポリ乳酸多孔質体の形成初期過程解明及び制御2020

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      石間駿一・松田靖弘・田坂茂・高原淳
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      2020年度高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会・高分子ナノテクノロジー研究会 合同討論会
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  • [Presentation] 塩酸およびクエン酸溶液中におけるキサンタンの熱変性・再性2020

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      松田 靖弘・藤井 孝紀・齋木 領河・吉場 一真
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      2020年度高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会・高分子ナノテクノロジー研究会 合同討論会
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  • [Presentation] 積層可能なプラスチックハードコート膜の開発2020

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      川合輝・松田靖弘・安藤英世・田坂茂
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      2020年度東海高分子研究会学生発表会
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  • [Presentation] 二重らせん多糖ザンサン水溶液の異方性ゲル化2020

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      入江昇陽,仁科あかり,吉場一真,山本隆夫,土橋敏明
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      第43回日本バイオレオロジー学会年会
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  • [Presentation] シゾフィラン水溶液の秩序-無秩序転移に対するイミダゾールの溶媒効果2020

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      吉場 一真、安田 陽太、近藤 千咲、宮崎 裕司、中野 元裕
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      第69回高分子討論会
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  • [Presentation] Al3+で架橋されたDNAゲル微粒子の溶出ダイナミクス2020

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      西岡千波、吉場一真、土橋敏明、山本隆夫
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      第68回レオロジー討論会
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  • [Presentation] プラスチックハードコート液の反応初期における構造形成2019

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      松田 靖弘, 中澤 昌希, 赤尾 亮, 安藤 英世, 田坂 茂
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      第68回高分子学会年次大会
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  • [Presentation] 高分子と複合化させたポリ乳酸ゲルの構造と物性2019

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      松田 靖弘, 福井 隆浩, 石間 駿一, 芦沢 宏樹, 高原 淳, 田坂 茂
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      第68回高分子学会年次大会
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  • [Presentation] 分極処理したポリカーボネートの非晶構造2019

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      松山 和馬, 松田 靖弘, 田坂 茂
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      第68回高分子学会年次大会
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  • [Presentation] 増粘多糖類キサンタンの熱変性・再 性に与えるpH の影響2019

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      松田靖弘, 齋木領河, 河本尽, 坂本恵利香, 田坂茂
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      2019年度繊維学会年次大会
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  • [Presentation] 高分子複合化したポリ乳酸ゲルの作製2019

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      石間駿一, 福井隆浩, 松田靖弘, 田坂茂
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      2019年度繊維学会年次大会
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  • [Presentation] キサンタンの酸性下での熱変性・再性2019

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      松田靖弘
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      2019年度第12回PJゼオン賞受賞者座談会
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      川合輝,安藤英世,松田靖弘,田坂茂
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      第169回東海高分子研究会講演会
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  • [Presentation] ポリカーボネートに観測される2つの非晶状態2019

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      松山和馬,松田靖弘,田坂茂
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      第169回東海高分子研究会講演会
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      Yasuhiro Matsuda
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      Advances in Polymer Sciece and Rubber Technology
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      第67回レオロジー討論会
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  • [Presentation] エタノール/水混合溶媒中における ポリホスホリルコリンブラシの共貧溶媒効果2019

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      原大貴・坂巻達記・井形航維・山田悟史・檜垣勇次・小椎尾謙・松田靖弘・高原淳
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      第9回CSJ化学フェスタ2019
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      松田靖弘、齋木領河、河本尽、坂本恵利香、田坂茂
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  • [Presentation] 中性および酸性での増粘多糖類キサンタンの熱変性・再性2019

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      赤尾 亮、中澤 昌希、安藤 英世、松田 靖弘、田坂 茂
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      吉場一真,土橋敏明,近藤千咲,宮崎裕司,中野元裕
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      近藤千咲,宮崎裕司, 吉場一真,土橋敏明,中野元裕
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      第55回熱測定討論会
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  • [Presentation] トリメタリン酸ナトリウムによるコンニャクグルコマンナンのゲル成長2019

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      氏家郁美,土橋敏明,吉場一真,山本隆夫
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      西岡千波,吉場一真,山本隆夫,土橋敏明
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  • [Book] 動的粘弾性測定とそのデータ解釈事例2021

    • Author(s)
      松田靖弘、伊藤寛明、伊藤伸太郎、浦川理、永田公一、久保野敦史、宮本圭介、牛田晃臣、 玉野真司、熊谷仁、古市謙次、呉羽拓真、高野雅嘉、今井昭夫、山崎義弘、寺尾憲、柴田雅史、酒井昇、小坂耕平、小山匡子、他37名
    • Total Pages
      589
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048661
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  • [Book] 基礎高分子科学 第2版2020

    • Author(s)
      高分子学会
    • Total Pages
      496
    • Publisher
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807909629
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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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