1997 Fiscal Year Annual Research Report
食品の微視的構造と巨視的物性との関連についての高分子科学的研究
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09660131
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
熊谷 仁 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (20215015)
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| Keywords | Dielectric Kelaxation / Scaling Theory / Polysaccharide / Gel / Aggregate / Fractal / Elasticity |
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| Research Abstract |
本研究では、溶液、ゲルなど様々な形態をとる食品およびそのモデル系に関して、電気物性を中心とした物理量の測定および高分子科学的解析により、食品の微視的構造の把握を行うことを目的とする。また、重要な食品物性である粘度、弾性率などの力学物性の測定を行い、微視的構造との関連との究明を試みる。
本年度は、第一に、電解質多糖溶液およびゲルの誘電緩和データから、試料の内部構造の解析を行った。また、溶液粘度の挙動と内部構造との関連について検討をした。高分子電解質溶液に関しては、緩和強度Δεおよび緩和時間τの濃度依存性は、高分子電解質に関する理論から導かれるスケーリング則と良く一致し、希薄溶液から準希薄溶液へと移行するしきい値濃度が算出された。更に、高分子電解質溶液、電解質ゲルの両者について、試料内部の高分子電解質に束縛される対イオンの濃度および束縛距離が算出された。高分子電解質溶液の粘性挙動は、希薄領域、準希薄領域で異なり、共にスケーリング則による予測結果と一致した。
次に、球状タンパク質の凝集ゲルに関して、ゲル内部の凝集体のフラクタル構造をとらえ、弾性率の挙動との関連について検討を行った。最初に、弾性率の濃度依存性からShihらの理論を用いてフラクラル次元D_fの算出を行った。また、凝集ゲル内部の凝集体構造をレーザ共焦点顕微鏡によって観察し、その画像をbox-counting法によって画像処理することにより凝集体のD_fを算出し、弾性率測定から求めた値と比較した。その結果、画像処理により算出されたD_fの値は、弾性率測定から算出されたD_fの値とほぼ一致した。このことは、凝集体ゲルの弾性率の挙動は、内部の凝集体のフラクタル構造の反映であることを示している。
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[Publications] Shinya Ikeda and Hitoshi Kumagai: "Scaling Behavior of Physical Proper of food Polysaccharide Solution Dielectric Properties and Viscosity of sodium Alginate Aqueous soluted" J.Agric.Food Chem.45(9). 3452-3458 (1997)
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[Publications] Tomoaki Hagiwara, Hitoshi Kumagai and Tomohide Matsukasa: "Fractal Analysis of the Elasticity of BSA and β-lactoglohalm" J.Agric.Food Chem.45(10). 3807-3812 (1997)
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[Publications] Tomoaki Hagiwara, Hitoshi Kumagai, and Kozo Nakamura: "Fractal Analysis of Aggregates in Heat-Indnced BSA Gels" Food Hydrocolloids. (印刷中). (1998)
