食品のトライボロジーおよびレオロジーと咀嚼・嚥下との関係

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K00809
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 田代 有里 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (10293094)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松川 真吾 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (30293096)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: テクスチュア / 摩擦 / 咀嚼

Outline of Annual Research Achievements

平成28年度は、研究試料としてテクスチュアの異なる食品（カマボコ、寒天ゲル）を用い、トライボロジー測定方法の確立を主として行った。
試料間のテクスチュアの違いはテクスチュア・プロファイル・アナリシスから、硬さ以外のパラメータに有意差があることにより確認した。
次に、トライボロジー測定試料の調製法を検討するための咀嚼行動の観察実験を行った。予め実験内容について説明を受け了解が得られた健康な20代の男女19名が協力者となり、各試料について、嚥下衝動に到達するまでの咀嚼回数を計測したところ、試料間の有意差は認められなかった。また、嚥下衝動時に口腔内の食塊を吐き出してもらい、咀嚼中に分泌された唾液重量を計測したところ、カマボコの方が唾液分泌量が多かった。さらに食塊中の固形物の粒子サイズ分布の計測を画像解析により行ったところ、寒天ゲルの方が平均粒子サイズが小さく、平均粒子数が多かった。これらの咀嚼行動の観察実験から得られた粒子サイズ分布となるように試料を裁断し、市販とろみ調製剤を食塊中の唾液と同率をなるように添加したものをトライボロジー測定試料とした。
上記測定試料および食品表面の動摩擦係数測定を行い、トライボロジー測定に適した試料形態と測定パラメータを検討した結果、裁断してとろみ調製剤を添加した試料での測定において、動摩擦測定で典型的なグラフであるストライベック曲線が得られたことから測定法を確立することができた。今回の結果ではカマボコの方が動摩擦係数が低く、動摩擦係数が極小値から上昇し始めるときのずり速度が小さい傾向にあったが、この内容については次年度に詳細を検討する。
これらに加えて、静止摩擦係数測定およびNMR測定も行ったが、今回は有効な結果が得られなかったため、次年度に再検討する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度の目標であった研究試料としてテクスチュアの異なる食品（カマボコ、寒天ゲル）を用い、トライボロジー測定方法の確立を確立できたことから、概ね計画通りに進行している。
テクスチュアの異なる試料の咀嚼行動についても、食品別の特徴を捉えることができ、トライボロジー測定試料の調製方法も確立できた。加えて、測定にあたっての試料の形態、測定条件入力データについても、今後、他の食品について同様に実験を行うことができることが示唆された。得られた動摩擦係数のずり速度依存性は典型的なストライベック曲線を描き、また、食品別に異なる形状を示したことからトライボロジー的性質を検討することが可能となった。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度にトライボロジー測定法を確立できたので、各種食品について、トライボロジー、レオロジー、NMR、官能のデータを蓄積していき、咀嚼・嚥下行動に関わる要因パラメータを特定していく。
各試料について、応力緩和測定を行い、試料の粘弾性パラメータ（弾性率、粘性率、緩和時間）を得る。また、・プロファイル・アナリシス分析を行い、テクスチュアパラメータを得る。次いで、動的粘弾性測定から、貯蔵弾性率、損失弾性率を得る。これらのパラメータからテクスチュアおよび食品の構造については、応力緩和測定データを用いたゴム弾性理論による三次元網目構造解析（網目密度、網目鎖数の算出）と動的粘弾性測定データから架橋点間分子量の算出による構造解明が可能となる。
統計解析の手法を用いて、機器測定パラメータと官能パラメータから、統計解析ソフトを用いた主成分分析による咀嚼・嚥下行動に関わる要因パラメータを特定する。
また、国内学会および国際学会での発表と同時に投稿論文の執筆を行っていき、最終年度には報告書の作成に取り掛かる。
なお、NMRによる食品構造の解明については、データを得ることが困難である可能性がある場合には応力緩和測定データを用いたゴム弾性理論による三次元網目構造解析（網目密度、網目鎖数の算出）と動的粘弾性測定データから架橋点間分子量の算出による構造解明に代えるつもりである。

Causes of Carryover

消耗品が安価に購入できたため、物品費（消耗品費）が予定よりもかからなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

物品費（消耗品費）として使用する計画である。