コロイドの表面特性と氷点下での水の緩和による濃縮の理解に基づく食品の食感設計

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22K14972
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: 小林 りか 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (50780326)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 食品冷凍 / 冷凍貯蔵 / 大豆コロイド / 塩

Outline of Annual Research Achievements

食品の多くは，冷凍後の貯蔵時に品質が劣化する．タンパク質を含む食品では，冷凍貯蔵が進むほど食品内でタンパク質同士，もしくはタンパク質と他の食品成分とが結びつき，硬い食感を形成することがままある．これらのスタートは氷の結晶の生成に伴い食品成分周囲の水がある程度取り去られると共に，食品成分周囲の環境，例えばイオン強度などが変化することに由来すると理解される．一方で，冷凍食品の一連の劣化現象の入り口である氷のサイズや成長と，最終的な出口である食品の品質，例えば食感の劣化との間をつなぐ諸現象に関して，科学的に十分に説明できない点が問題である．本研究では，食品中に存在する油とタンパク質のコロイドから成る豆腐または豆乳をモデルの食品とし，凍結および貯蔵時に生ずる氷の成長，濃縮層内での塩の動き， コロイド同士の凝集と再分散挙動，食感の変化の四つの現象をそれぞれ定量的に評価すると共にそれらがどのように関わるか記述することを目指した．
前年度までに，まず氷の動き、濃縮層内での塩の動き， コロイド同士の凝集と再分散挙動，に関する評価法を、DSC測定、組織切片の偏光観察、試料の破砕試験とFT-IR測定によって確立した。またそれらの結果より，貯蔵中に試料内ではCa塩の結晶と予想される像が出現し、同じ時系列で油とタンパク質が積層した状態のコロイドから成る大豆コロイドは凍結および貯蔵によって一部油とタンパク質それぞれに分離していく傾向があることが示唆された。最終年度の課題終了時の～７月末までは、添加するカルシウム塩濃度を変えた豆乳と豆腐を調整し、凍結、貯蔵、それぞれのプロセスにおいてどのように大豆コロイドが動くかを追った。その結果、大豆コロイドで、油とタンパク質が積層しているか、もしくは油同士、タンパク質同士に分離しやすいかどうかは、Ca塩濃度よりも冷凍プロセスが支配的であることが分かった。