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Extraction of polysaccharides from plant resources and their use as food functional ingrediesnts

Research Project

Project/Area Number 20K05919
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38050:Food sciences-related
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

Nakamura Akihiro  茨城大学, 農学部, 教授 (00803735)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords食品 / 植物資源 / 多糖類 / 安定剤 / 乳化剤 / 構造解析 / 未利用資源 / 品質評価 / 植物 / 水溶性多糖類 / 構造 / メチルエステル / 資源 / 機構解析 / 機能剤 / 豆類
Outline of Research at the Start

植物細胞壁を構成するペクチンや寒天などの多糖類は、増粘やゲル化などの特性を示すことから、食品の食感、品質、保存性を向上する添加剤として利用される。多糖類の物性や機能は構造に由来するが、構造、物性、機能の相関を包括的に研究した報告はこれまでになかった。我々は大豆多糖類を開発し、構造の解明、構造と食品の物性機能の相関解析を試み、多くの成果を上げてきた。本研究では大豆多糖類の研究成果を生かし、様々な植物資源から多糖類を抽出し、構造と物性、食品における機能との相関解析に取り組み、構造と機能の相関体系図を完成する。更に未利用植物資源から多糖類機能剤を創出し食品産業界に貢献することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on beans as the agricultural plant resources. The fiber from which the nutrients were already separated was used as the raw material. We found that high-molecular-mass polysaccharides can be efficiently extracted with hot water under weakly alkaline conditions. The legume polysaccharides analyzed by SPM showed a multi-branched structure regardless of the type of legume. Polysaccharides derived from lentils, kidney beans, and peas had functions as dispersion stabilizers for acidified milk beverages. We discovered that the decomposition of methyl ester group of galacturonic acid of composing sugars improves the property of protein particle stabilization. Through 3 years research, we have achieved a certain level of results in the initially planned (1) advanced use of unused food resources, (2) correlation analysis between the molecular structure and functionality of polysaccharides, and (3) creation of new functional ingredients useful for the processed foods.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、農産資源から食素材を製造する過程で副生する未利用資源を原料として多糖類機能剤を創出するプロセスが確立される。また、未利用資源を単に食資源として活用するに留まらず、少量で食品の物性と品質保持に有効な高付加価値素材を創出することで、食資源のアップサイクルに貢献する。また、多糖類機能剤の構造、物性、食品における機能性に関するデータベースを構築することで、「多糖類の構造」と「食品での用途」が直結となり、これまで長い間「職人技」であった多糖類を用いた食品の設計が、科学的根拠に基づいて実践できるようになる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Department of Food Science/Aarhus University(デンマーク)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Extraction of water-soluble polysaccharides from kidney beans and examination of their protein dispersion and stabilization properties under acidic conditions2021

    • Author(s)
      Nakamura, A., Ohboshi, H., Sakai, M., Nomura, K., Nishiyama, S., Ashida, H.
    • Journal Title

      Food Research International

      Volume: 144 Pages: 110357-110357

    • DOI

      10.1016/j.foodres.2021.110357

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extraction of a water-soluble polysaccharide fraction from lentils and its potential application in acidified protein dispersions2021

    • Author(s)
      Nomura Kei、Sakai Madoka、Ohboshi Hitomi、Nakamura Akihiro
    • Journal Title

      Food Hydrocolloids

      Volume: 117 Pages: 106740-106740

    • DOI

      10.1016/j.foodhyd.2021.106740

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多糖類の分子構造の解析と食品における物性機能について2022

    • Author(s)
      中村彰宏
    • Organizer
      食品ハイドロコロイドシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] インゲンマメ多糖類の乳化性と乳化機構の解明2021

    • Author(s)
      酒井円香, 西山節子, 木田晴康, 中村彰宏
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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