2021 Fiscal Year Annual Research Report
プラスチック研究者の知見が可能にする成形性に優れた澱粉構造の決定と加工技術の開発
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19H02904
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
西岡 昭博 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (50343075)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香田 智則 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (60261715)
藤田 直子 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (90315599)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 米澱粉 / レオロジー / 混練履歴 / 加工性 / 高分子鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は小テーマ(2)～(4)に関して集中的に研究を実施した。小テーマ(2):『エクストリューダーによる混練履歴が生地のレオロジー特性に及ぼす影響』では、混練履歴を与えることで澱粉生地の貯蔵弾性率G’が低下することが明らかとなった。混練により澱粉を構成するアミロペクチンが低分子化したことによると結論づけた。小テーマ(3)：『分子動力学シミュレーションによる高分子鎖形状および混練履歴が生地の物性や加工性に与える影響の解析』では、温度40℃の条件でせん断を与えた際の澱粉分子のシミュレーションを行った。混練過程を想定したせん断速度では、アミロペクチンの二重螺旋は解けることはなかった。この結果は、通常の混練ではアミロペクチン分岐鎖は切断されないという実験事実と矛盾しない。一方で高いせん断速度では、二重螺旋が解ける結果を得たことから混練履歴にはせん断速度が重要な因子といえた。小テーマ(4)：『高分子鎖の形状や混練履歴による物性変化を考慮した物性制御法と加工法の確立』では、混練履歴を与えた澱粉生地を米粉生地に添加し、製パン性を評価した。うるち種の場合、混練履歴を与えた澱粉生地を添加した方がG’が小さい値を示し、発酵後の発泡率は高くなった。一方、糯種の場合は混練履歴による違いはほとんど見られなかった。
本研究の一連の結果から、(1)糊化特性やレオロジー特性に澱粉分子鎖形状が影響すること、(2)混練履歴により澱粉分子鎖が切断されること、(3)混練履歴により生地のせん断粘度等の物性に影響を与えること、(4)分子構造の違いにより混練履歴による物性への影響は異なること、(5)混練履歴は製パン性に影響を与えることを明らかにした。以上のことから、混練履歴は澱粉生地の物性と加工性に大きく影響を与えるため、澱粉が主成分の食品を加工する際には十分に混練履歴を考慮する必要があると結論づけた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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