2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ食品－木質パルプから構造制御されて得た機能性食品材料－
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23580236
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| Research Institution | Kobe Women's University |
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Principal Investigator |
山根 千弘 神戸女子大学, 家政学部, 教授 (70368489)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡島 邦彦 徳島文理大学, 理工学部, 教授 (30389168) [Withdrawn]
上田 一義 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40223458)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | セルロース / 再生セルロース / 構造形成 / Ｘ線回折 / 分子動力学 / 食物繊維 / 機能性食品 / パルプ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
木質パルプから食品材料を調整するには，食品に適した構造にセルロース固体を設計する必要があり，そのために構造形成過程の解明が必要である。我々はまず，セルロース溶液からの構造形成は，まずセルロース分子がグルコピラノースリング平面同士の疎水性の相互作用によりシート状の分子集合体を形成することから始まり，次にこのシートが水素結合により積層し結晶や非晶などの高次構造を形成することを明らかにした。すなわちこの分子シートの形成を抑制するか分子シートの積層を阻害すれば，大幅な構造制御が可能になる。さらに高輝度放射光施設SPring-8を使用して，この構造形成仮説を確認した。さらにナノ食品の出口分野として，ノンカロリー麺類に大きな可能性を見出した。これはセルロース溶液にグルコマンナンを添加すると，分子シートの形成が抑制され，セルロースの結晶化の低下とともに，湿潤強度が大幅に低下し，良好な食感が得られるためである。このノンカロリー麺類については，再生セルロース繊維のメーカーである，オーミケンシ株式会社と共同で研究開発中である。
一方，グルコマンナンによるセルロースの結晶性の低下や想定する生理機能は，セルロースと他成分との相互作用により発現されるはずであるから，その相互作用を解明することが重要である。これは，本研究課題で平成24年度に購入した科学計算用ソフトウェアーを使用して検討した。まず，検討の基盤として，セルII結晶の親水性結晶面である（１－１０）結晶面をコンピュータ上に設置して，その表面エネルギーを計算した。（１－１０）結晶面の表面エネルギーは46mN/mであり，実測値と極めて近似していた。（１－１０）面は，再生セルロースの表面に平行に面配向する結晶面なので，計算値と実測値が近似するのは極めて合理的な結果である。今後は他成分との相互作用を明らかにし，望ましい構造を提案してゆく。
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