2019 Fiscal Year Research-status Report
油脂含有食品における力学的ガラス転移特性の解明と食感制御モデルの構築
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18K05516
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
川井 清司 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 准教授 (00454140)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガラス転移 / フライ食品 / 食感 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はモデル食品として揚げ玉（小麦粉と水の混合物を油ちょうした多孔質材料）を用い，トレハロースおよびコーンスターチの添加効果について調べた．各揚げ玉試料をソックスレー抽出器によって油脂を取り除くことで脱脂試料を調製した．また，脱脂試料を一定量の油脂を溶かした有機溶媒に浸して試料に油脂を吸着させた後，有機溶媒を除去することで，油脂含量の異なる試料を得た．各試料は様々な湿度環境下で水分収着させ，水分含量を調節した．各試料の力学的ガラス転移温度は昇温レオロジー測定によって調べた．
各試料の力学的ガラス転移温度は水分含量の増加と共に，直線的に低下した．これは水の可塑効果によるものである．一定水分含量での比較により，トレハロース添加試料は，他の試料よりも高い力学的ガラス転移温度を示すことが分かった．油脂含量の比較により，トレハロース試料は他の試料よりも低い油脂含量にあった．前年度の結果より，揚げ玉に対しては水だけでなく油も可塑剤として作用することを明らかにした．この結果を踏まえると，トレハロース含有試料では可塑剤として作用する油の吸収が抑えられたことが力学的ガラス転移の上昇につながったと考えられる．
油脂含量を同じに調節し，力学的ガラス転移温度の水分含量依存性を比較した結果，トレハロース添加試料が最も高いことが明らかとなった．これはトレハロースの小麦粉に対するアンチプラスチサイジング効果によるものと考えられる．
トレハロース添加試料のテクスチャーを破断荷重，破断変位，破断エネルギー，破断ピーク数などによって評価した．その結果，トレハロース添加試料は力学的ガラス転移温度が上昇した結果，より高水分まで脆性破壊を維持可能なことが明らかとなった．以上の結果より，揚げ玉の吸湿に伴う食感変化はトレハロースの添加によって抑制可能なことをガラス-ラバー転移の視点から明らかにすることができた．
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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
本研究の目的は，油脂が食品の力学的ガラス転移温度に及ぼす影響を昇温レオロジー測定などによって明らかにし，ガラス転移温度に基づくフライ食品の食感制御モデルを構築することである．
前年度（初年度）はモデル食品として揚げ玉（小麦粉と水の混合物を油ちょうした多孔質材料）を用い，各試料の力学的ガラス転移温度を昇温レオロジー測定によって調べた． 各試料の力学的ガラス転移温度は水分含量および油脂含量の増加と共に低下した．これは水および油脂の可塑効果によるものである．一方、各試料のテクスチャー試験結果より，いずれの試料も水分収着によって、力学的ガラス転移温度が25℃以下になったとき、脆性破壊から延性破壊へと変化することが分かった．
本年度（2年目）はトレハロースおよびコーンスターチの添加効果について調べた．トレハロースを添加した試料の力学的ガラス転移温度の水分含量依存性は，無添加試料よりも高いことが明らかとなった．また，無添加と比べると吸油が抑えられていた．前年度の結果を踏まえると，可塑剤として作用する油の吸収が抑えられたことが力学的ガラス転移の上昇につながったと考えられる．また，同じ油脂含量に調節し，同様に力学的ガラス転移温度の水分含量依存性を比較した結果，トレハロース試料の方が高いことが明らかとなった．これはトレハロースの小麦粉に対するアンチプラスチサイジング効果によるものと考えられる．また、テクスチャー試験結果より、トレハロース添加試料は力学的ガラス転移温度が上昇した結果，より高水分まで脆性破壊を維持可能なことが明らかとなった．一方，コーンスターチを添加した試料は，無添加試料とほぼ同様の結果を示し、顕著な改質効果は認められなかった．以上の結果より，揚げ玉の吸湿に伴う食感変化はトレハロースの添加によって抑制可能なことをガラス-ラバー転移の視点から明らかにすることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
ここまでほぼ計画通りに研究を進めることができたため，引き続き当初計画にしたがって研究を進める．即ち，油脂の種類（固体油脂or液状油脂）が固体食品の力学的ガラス転移温度に及ぼす影響について調べる．融点の異なる幾つかの油脂をそのまま，或いは混合し，試料調製を行う．先述と同様に各試料の水分収着等温線，力学的ガラス転移温度曲線，テクスチャーなどを明らかにし，得られた結果を比較することで，力学的ガラス転移温度と食感との関係について考察する．試料に固体油脂が含まれる場合，油脂の融解による軟化応答が力学的ガラス転移温度による応答とオーバーラップする可能性が考えられる．油脂の融解挙動は，示差走査熱量計によって明確に捉えることが可能であり，水分含量に依存しないことから，昇温レオロジー測定結果と併せて考察を深める予定である．
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| Causes of Carryover |
実験上の都合により、若干の残金が発生したが、次年度には消耗品の購入によって解消される見込みである。
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