2015 Fiscal Year Research-status Report
真空低温場における噴霧液体の凍結・昇華特性の実験的解析
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15K14825
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
北村 豊 筑波大学, 生命環境系, 教授 (20246672)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 真空噴霧乾燥 / ガラス転移温度 / 水分活性 / アスコルビン酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
農産物や食品の健康機能成分と呼ばれるものには，乾燥操作における加熱により失活・分解・消失するビタミンやアミノ酸，プロバイオティクスなどの存在が知られている。これら熱感受性の高い成分を十分保持しながら乾燥を行うには，材料を著しく昇温させない操作の確立が有効である。液状食品の代表的乾燥操作である噴霧乾燥は，液体食品を貯蔵安定性の高い製品に形質転換するために広く使用されてきた技術である。しかし乾燥塔内の粉末を高温（160から250℃）にさらす可能性があり，食品の有する熱感受性の高い機能性成分はほぼすべて破壊される恐れがある。これに対して本研究は，微粒化した液体の瞬間的な凍結および昇華によって行う「真空噴霧凍結乾燥法」の技術開発を最終目標としている。本年度は，真空低温場を噴霧乾燥チャンバ内に作出し，ミカン果汁の粉末化実験を行った。サンプルとして使用したのは食品メーカーの製造する濃縮ミカン果汁（以下COJと称す）であり，その浮遊性固形物TSSは62％であった。キャリア剤として12DE（デキストロース当量）のマルトデキストリン（MD）を使用し，MDとCOJの固形分の比率がそれぞれ60：40，50：50，60：40及び70：30の4つの異なる組み合わせになるようにMDを添加した。5 kPaの真空噴霧条件下で生成されたオレンジ粉末は，低含水率（2.29から3.35％）と低水分活性（0.15から0.25）を示し，高いガラス転移温度で安定した。ガラス転移温度および水分活性は，広範囲に乾燥した製品の貯蔵安定性を予測するために使用されてきた変数である。また得られたミカン果汁の粉末は，最大で71。0％のアスコルビン酸を保持した。これらの結果より，特に重量比でCOJ/ MDの固形分30:70で調製したミカン果汁の粉末が実用化に有望であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
噴霧乾燥機チャンバ（既有）をジャケット式冷水循環により冷却するとともに、直接冷凍機を投入して、チャンバ内雰囲気を零下に保持することを試みた。しかし、チャンバ内に噴霧した液滴を凍結させることは出来なかったため、氷結晶の生成特性を解明できなかった。一方、チャンバを減圧したことによる蒸発効果は確認されたため、実食品（果汁）の噴霧乾燥を行い、粉末の機能性成分を保持できることを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
冷却能力に対して保冷部容積が大きいことが、チャンバを冷温に維持できない理由と考え、チャンバの小型化と保冷装置の付加により冷却能力を向上し、チャンバの零下保持を実現して昇華乾燥試験を行う。
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| Causes of Carryover |
昇華乾燥の実験に進めなかったため、冷却機能付き噴霧送液システムの製作を行うことができなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昇華特性実験を完遂した後、送液システムを構築するために使用する。
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Research Products
(1 results)
