2021 Fiscal Year Research-status Report

レジスタントスターチ混合系食品の力学的・幾何学的特性および冷凍耐性に関する研究

Research Project

Project/Area Number	21K13491
Research Institution	University of Hyogo
Principal Investigator	島田良子兵庫県立大学, 環境人間学部, 助教 (80739300)
Project Period (FY)	2021-02-01 – 2024-03-31
Keywords	レジスタントスターチ / ゲル / 物性 / 熱的挙動 / 粒子径 / デンプン / 小麦粉
Outline of Annual Research Achievements	初年度は，レジスタントスターチ（RS）混合系食品の創製に向け，RS混合系ゲル（90℃加熱及び120℃加熱）の力学的・幾何学的特性，熱的挙動およびRS量の測定について解析を行った．RS には，ハイアミロースコーンスターチ（HACS），リン酸架橋タピオカデンプン（XLTS），置換度の異なるヒドロキシプロピル化タピオカデンプン（高置換; HHTS, 低置換; LHTS）の 4 種類を用いた．なお，RSの混合量は5%とした．使用したRSを比較すると，HACSが粒子径は最も小さく，粒度分布幅は最も広かった．小麦粉単独の Control ゲルに比べ，RS を混合したゲルは軟らかく，付着性が低下する傾向にあった．また，HHTS, LHTS を混合すると，より軟らかく弾力のあるゲルとなった．さらに，90℃ゲルよりも 120℃ゲルの方軟らかくなる傾向にあった．デンプン粒の状態はHACS 混合ゲルではHACSのデンプンの結晶状態も保持されていたのに対し，XLTSは結晶状態が変化し始めており，HHTS, LHTSは完全に糊化していた．熱分析の結果，いずれの試料も吸熱ピークが56℃付近と85℃付近の2つ確認された．有意差はなかったもののXLTSとHHTSはピーク1のΔHが小さく，ピーク2のΔHが大きくなる傾向がみられた．また，XLTSはピーク2のピーク温度が有意に低下していた．これは，XLTSのピークが小麦粉のピーク2と重なってことが影響していると考えられた．RS 量は，HACS 混合ゲルが他のゲルよりも多く残存した．さらに，全体的に90℃ゲルよりも 120℃ゲルの方がRS量は多い傾向にあった．以上の結果から，小麦粉水分散系において RS 量を増加させるには，HACS が最も有効であり，より高温で加熱することが有用であることが明らかとなった．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 2021年度はレジスタントスターチ混合系食品の創製に向け，レジスタントスターチ混合系の力学的・幾何学的特性，熱的挙動および機能性について解析を行う計画を立てた．食品よりも加熱温度や加熱時間を調整しやすいモデル実験として，レジスタントスターチ・小麦粉混合系ゲルを作成し，次の５つについて解析を行った．当初より予定していた，①力学的特性：各種ゲルの破断特性（破断歪，破断応力，破断エネルギー），テクスチャー特性（かたさ，付着性，凝集性）測定，②幾何学的特性：(a)偏光顕微鏡観察，(b)走査型電子顕微鏡観察，(c) 粒度分布を測定，③ 熱的挙動：示差走査熱量（DSC）測定，④機能性：レジスタントスターチ含量の測定を行った．ゲルの調製条件としては，90℃加熱と120℃加熱を設定し，いずれも加熱時間は30分とした．水分散系においても加熱温度が高いゲルはレジスタントスターチ量が多いことを明らかにできたため，2021年度の目標はおおむね順調に進展していると評価する．
Strategy for Future Research Activity	2022年度はレジスタントスターチ・小麦粉混合系ゲルの冷凍耐性について検討する．使用するレジスタントスターチは，レジスタントスターチが多く残存じていたハイアミロースコーンスターチと冷凍耐性が認められているヒドロキシプロピル化デンプンの2種類とする．2021年度同様に90℃ゲルを調製後，-40℃で急速冷凍を行い，5日間-18℃で保存する．その後，解凍方法による違いを検討するため，急速解凍（電子レンジ）と緩慢解凍の2通りの解凍を行い，①力学的特性：各種ゲルの破断（圧縮）特性（破断歪，破断応力，破断エネルギー），テクスチャー特性（かたさ，付着性，凝集性）測定，離水率測定，②幾何学的特性：走査型電子顕微鏡観察，③ 熱的挙動：示差走査熱量（DSC）測定，④機能性：レジスタントスターチ量の測定を行う予定である．また，得られた結果は口頭発表および論文として発表を行っていく．
Causes of Carryover	物品購入は概ね予定通りであったが，2万円弱の残金が生じてしまった．また，外注分析費用として8万円計上していたが，共同研究先での測定が可能となったため使用しなかったため，次年度使用額が97,470円生じてしまった． 2022年度当初予算は物品費：50万円，旅費：7万円，謝金等：3万円，その他：10万円を予定している．次年度使用額の9.7万円はその他の論文校閲，投稿費用に充てる予定である．