多糖水溶液の溶液構造制御による高機能性ゲルの分子設計に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650925
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 高橋 正人 信州大学, 繊維学部, 助教授 (20188056)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 畠山 立子 大妻女子大学, 家政学部, 教授 (90306514)
• Keywords: ザンタン / ヒアルロン酸 / 熱処理 / 粘弾性 / ゲル化

Research Abstract

ザンタンやヒアルロン酸などこれまでゲル化しないとされてきた多糖の水溶液をゾル状態で熱処理した後冷却することによりゲル化することを発見した。これまでは、落球法によるゾル-ゲル転移点の測定や示差走査熱量計(DSC)による熱分析を行って、多糖/水系のゲル化過程におよぼすゾル状態での熱処理の影響を検討して来た。今年度は、主に粘弾性測定を行って、熱処理とその後のゲル化過程における粘弾性変化、および、熱処理条件の違いによりできたゲルの粘弾性的な性質がどのように変化するかを検討した。その結果、室温で調整した溶液を40℃〜60℃程度の温度で熱処理することにより、溶液の貯蔵弾性率G'が増加し、その後5℃程度のゲル化温度に一日程度保つことによって、G'の値が熱処理しない場合に較べて一桁程度増加し、強固なゲルが得られることが分かった。また、得られたゲルのG'は熱処理温度に依存して変化し、熱処理温度が増加するにつれG'の大きなゲルが得られることが分かった。このことは熱処理と言う方法によって任意の弾性率を有するゲルを得られる可能性があることを示唆している。熱処理を行うことにより、多糖水溶液のゲル可能が変わることは、熱処理を行うことで多糖分子鎖の会合体の解離が進み系の均一化が起こり、それによって系全体に及ぶ網目構造が形成されるためとして説明してきた。熱処理条件を変えることによるゲルの弾性率変化は、系の均一化の程度が熱処理温度によって異なるためであるとして説明できることが分かった。

Research Products

• [Publications] T.Hatakeyama et al.: "Phase transitions of gellan-water systems"Progr.Colloid Polym.Sci.,. 114. 98-101 (1999)
• [Publications] M.Takahashi et al.: "Phenomenological theory describing the behaviour of non-freezing water in structure formation process of polyssccharide aqueous soutions"Carbohydrate Polymers,. 41. 91-95 (2000)
• [Publications] M.Takahashi et al.: "Formation of Junction Zones in Thermoreversible Gelation Process of Ethylene-Propylene Random Copolymer / Toluene Systems"SEN'IGAKKAISHI,. 56. 104-108 (2000)
• [Publications] M.Takahashi et al.: "Temperature and Concentration Dependency on Equilibration in Polysaccharide Electrolyte Hydrosol"Proceedings of Cellucon '99',. (in press).
• [Publications] M.Takahashi et al.: "Effect of Water on Molecular Motion of Alginic Acid Having Various Gluronic and Manuronic Acid Contents"Proceedings of Cellucon '99',. (in press).
• [Publications] M.Takahashi et al.: "Structural Change of Xanthan Gum Association in Aqueous Solutions"thermochimica acta. (in press).