Thermal studies on gelation and vaporization mechanism of polysaccharide hydrogels derived from plants by freezing and thawing

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K02114
• Research Institution: Shikoku University
• Principal Investigator: 飯島 美夏 四国大学, 生活科学部, 教授 (40367876)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 多糖類 / 水 / ヒドロゲル / 熱分析

Outline of Annual Research Achievements

多糖は地球上に最も多量に存在するバイオマスである。多糖は僅かな化学構造の違いで、水との相互作用が異なる興味深い物質である。多くの水溶性多糖は、温度変化、イオン添加、複数の多糖の混合など種々の条件下で水素結合やイオン結合を形成してゲル化するが、凍結-解凍法によるゲル化に関しては、非常に容易な方法であるにもかかわらず、まだほとんど研究が行われていない。これまでの申請者らの研究では、一部のガラクトマンナン多糖のみが凍結-解凍法によるゲル形成が明らかになっているが、その構造に関しては未知の点も多い。また、多糖ヒドロゲルは非常に多くの水を含有しており、多糖分子と水との相互作用がゲル化に関与していると考えられる。凍結-解凍法によるゲル化に関する知見を深めれば、未知多糖の新たな利用分野が広がる。本研究では凍結-解凍法による植物由来多糖のゲル化と熱的性質を検討し、食品等へ応用の途を広げることを目的としている。
本年度は、主にバイオマス、多糖類、水、ヒドロゲル、熱分析をキーワードとする近年の論文検索並びに論文収集を中心に行なった。世界各国の研究者の最新の研究動向を得ることができた。
また、各種多糖/水系に関係する熱分析データの解析を行った。多糖に微量の水が吸着した時の挙動は、多糖の種類により特徴が認められた。特に束縛水領域で影響を受けていることが明らかとなった。多糖の種類による挙動の違いや、ゲル化へ及ぼす影響を検討した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究者の所属機関の異動に伴う研究環境整備に時間を要した。さらに研究者の家庭の事情(家族の他界)により研究遂行時間を十分に確保することが困難であった。研究環境整備に時間を要したため、本研究費申請の示差熱熱重量同時測定装置の設置に至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

多糖ヒドロゲル形成機構および多糖/水系の熱的性質に関する論文検索をさらに進め、論文を読み込み、国内外の研究状況を把握した上で、実験を進める。凍結-解凍法を用いた多糖ヒドロゲルを調製し、その水分蒸発機構を検討し、ヒドロゲルの高次構造を明らかにする予定である。

Causes of Carryover

研究者の所属研究機関異動のため、本年度設置予定の示差熱熱重量同時測定装置の設置が遅延したため、次年度設置予定である。