2016 Fiscal Year Annual Research Report
食品の水和構造の可視化と分子運動性の解析による、水分活性が意味する水和状態の解明
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16H04928
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
中川 洋 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 物質科学研究センター, 研究副主幹 (20379598)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 食品物理学 / 水分活性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蛋白質や澱粉を用いた示差走査熱量計(DSC)測定では、水和した蛋白質ではガラス転移を測定し、データは現在解析中である。また澱粉ではガラス転移が明瞭に見られ、水分量が増加すると、転移温度が低下する傾向にあることを確認している。水分量に対してガラス転移温度が変化することから、今後は、水分量を細かく変化させて調べる予定である。またフーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)を用いた食品中の水の解析では、近赤外領域で透過法による測定を行い、試料の自由水と結合水のピークの高さの比による解析から、試料の水分量の低下に伴い水分子のクラスターが減少することを示唆する結果が得られた。水分量の変化と水分子のクラスター形成とが関係していることを示す結果と言える。これらの結果から、水分量変化に伴う食品中の水のダイナミクスの計測の重要性が確認された。また中赤外領域には、水の3350cm^-1付近のOH基の吸収が確認され、今後、この領域でも食品中の水の分析が進められることを確認した。また中性子準弾性散乱実験では、食品中の水の拡散定数の解析を行った。その結果、食品分子との相互作用により、水の拡散定数が全体として低下することが分かった。また分子シミュレーションにより、食品中の水の水素結合状態を分類すると共に、水素結合ダイナミクスの相関関数を計算し、水分子のクラスター状態と水素結合ダイナミクスの関係性についての解析を進めた。この解析では、水の水素結合ダイナミクスには不均一性が見られ、今後さらに詳細な解析が必要であることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
示差走査熱量計(DSC)やフーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)による解析に着手し、また中性子準弾性散乱による食品中の水の解析が進んだため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、DSC、FT-IR測定により食品中の水の分析を系統的に行い、自由水や結合水の物性を解析する。それら解析により、水分活性と食品のミクロ構造との関係を調べる。
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[Journal Article] Inelastic and quasi-elastic neutron scattering spectrometers in J-PARC2017
Author(s)
H. Seto, S. Itoh, T. Yokoo , H. Endo, K. Nakajima , K. Shibata , R. Kajimoto, S. Ohira-Kawamura, M. Nakamura, Y. Kawakita, H. Nakagawa, T. Yamada
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Journal Title
Biochimica et Biophysica Acta
Volume: 1861
Pages: 3651-3660
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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