減圧マイクロ波技術の応用による乾燥果実の品質特性デザイン

Research Project

Project/Area Number	22K02151
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
Research Institution	National Agriculture and Food Research Organization
Principal Investigator	安藤泰雅国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, 主任研究員 (30736781)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	減圧マイクロ波乾燥 / 乾燥果実 / 品質設計 / テクスチャー / X線CT / 主成分分析 / 減圧マイクロ波 / 品質デザイン / 多変量解析
Outline of Research at the Start	食の在り方は多様化を続けており、現在では個人の嗜好や健康状態に合わせて適切な品質や栄養バランスを持つ食品をデザインする時代になりつつある。本課題では、減圧環境下でマイクロ波を利用する技術の応用により、乾燥食品の食感や味・香りを自在に設計する技術の構築を目的とし、①減圧マイクロ波乾燥の条件が空隙構造形成と食感に与える影響、②試料温度制御による呈味・香り成分への影響評価について取り組み、品質特性の創出に関する基盤的な知見を得ることを目指す。
Outline of Annual Research Achievements	本課題は、減圧環境下でマイクロ波を利用する技術の応用により、乾燥食品の食感や味・香りを自在に設計する技術の構築を目的としている。令和5年度は、減圧マイクロ波乾燥における予備凍結の効果および乾燥中の低温制御・高温制御が品質に及ぼす影響について検討を行った。リンゴを用いた乾燥実験では、多孔質な構造を形成する予備凍結後の減圧マイクロ波乾燥試料および真空凍結乾燥試料は低い水分活性値を示し、それらの試料では高いクリスプネス指標を示した。一方で、乾燥時の収縮が大きく空隙率が低い乾燥試料は高い水分活性を示し、これらの試料は低いクリスプネス指標を有していた。これらの結果は、乾燥中の試料収縮は水分蒸発を妨げ最終水分率を上昇させるとともに、力学特性の形成にも影響を及ぼすことを示唆している。また、乾燥試料の中心部だけではなく表層部の空隙構造がテクスチャー特性と密接に関与することを明らかにした。さらに、予備凍結試料における色彩の保持には、常圧で解凍せず、凍結状態で減圧マイクロ波乾燥に供する方法が有効であることを明らかにした。イチゴを用いた実験では、マイクロ波の出力制御により低温制御（30℃）、高温制御（70℃）による乾燥を行い、制御温度の違いが品質特性に及ぼす影響について検討した。これらの温度制御は内部空隙構造とテクスチャー特性に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、GC-MSを用いた成分分析を用い、異なる温度制御の減圧マイクロ波乾燥法および従来乾燥法によって加工された乾燥試料の品質特性の違いを明らかにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の計画通り、試料温度制御の試験を実施し、低温制御、高温制御の違いによる品質特性への影響について明らかにし新たな知見を得ることができたため、おおむね順調に進展していると判断した。
Strategy for Future Research Activity	令和6年度は、前年度に見出した温度制御条件を基に、異なる温度履歴で乾燥した試料の多成分分析を進める。それぞれの乾燥温度・方法で特徴的な成分を明らかにすることで、乾燥試料の香り等の形成メカニズムを解明し、特定の特徴を持つ乾燥試料を得るための温度制御条件を明らかにする。