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不凍タンパク質の食品への添加効果の定量的評価による凍結食品の高品質化

研究課題

研究課題/領域番号 20K02321
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分08030:家政学および生活科学関連
研究機関東京海洋大学

研究代表者

萩原 知明  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (20293095)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード冷凍食品 / 凍結保存 / 氷結晶 / 再結晶化 / 不凍タンパク質 / AFP / アルギン酸 / 塩化ナトリウム / 加熱処理 / I型AFP / III型AFP / 不凍糖タンパク質 / タマネギ薄皮 / 小麦ドウ
研究開始時の研究の概要

不凍タンパク質(AFP)は氷結晶表面に特異的に結合して、凍結食品の品質劣化の原因となる氷結晶の再結晶化を強く抑制する。AFPを食品に添加することで、長期間にわたって品質保持が可能な食品凍結保存技術の実現が望まれている。本研究はモデル食品を用いて、AFP添加による再結晶化抑制効果を定量的に評価し、AFP使用の最適条件の解明を試みる。本研究の成果は、省エネの食品凍結保存技術の実現に貢献する。また、医学・生体材料の凍結保存への応用および省エネな凍結保存技術が実現することによる地球温暖化防止への貢献も期待できる。

研究成果の概要

本研究は、不凍タンパク質(AFP)の食品への添加効果を定量的に評価し、最適な使用条件を確立することを目的とし、AFPの添加効果の最適な条件に関連した以下の知見を得た。
・タマネギの薄皮組織と小麦ドウ製品を用いてAFPの再結晶化抑制効果を観察し、小麦ドウ自体の再結晶化能とⅢ型AFPとの協同効果を明らかにした。
・AFPの種類・濃度、加熱処理温度、共存する塩化ナトリウム、アルギン酸およびローカストビーンガムの影響、複数種のAFPの共存による協同効果を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義:不凍タンパク質(AFP)の食品への添加効果を様々な条件下において定量的に明らかにした。この結果、不凍タンパク質の再結晶化抑制メカニズムについての理解が進化した。
社会的意義:食品産業において、高品質な凍結保存実現の一助となり、食品の品質向上や保存期間延長をもたらし、ひいては食糧の有効利用にもつながり、生物資源の持続的な利用に寄与するものと考えられる。医療分野においては、生物学的試料や製品の冷凍保存技術の向上につながり、医療の進歩と効率化に寄与するものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Ice recrystallization inhibition behavior by wheat flour and its synergy effect with antifreeze protein III2023

    • 著者名/発表者名
      Kamrunnaher Monalisa, Mario Shibata, Tomoaki Hagiara
    • 雑誌名

      Food Hydrocolloids

      巻: 印刷中 ページ: 108882-108882

    • DOI

      10.1016/j.foodhyd.2023.108882

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ice crystal recrystallization inhibition of type I antifreeze protein, type III antifreeze protein, and antifreeze glycoprotein: effects of AF(G)Ps concentration and heat treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Ma Qingbao、Shibata Mario、Hagiwara Tomoaki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 号: 5 ページ: 635-645

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac020

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recrystallization of Ice Crystals in Sucrose Solution Containing Sodium Alginate and Its Relationship to Dynamic State of Freeze-concentrated Matrix Evaluated by Dielectric Relaxation Measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Chuandong FANG, Mario SHIBATA, Tomoaki HAGIWARA
    • 雑誌名

      日本冷凍空調学会論文集

      巻: 38 ページ: 277-286

    • NAID

      40022718020

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ice Recrystallization Behavior of Corn Starch/Sucrose Solutions: Effects of Addition of Corn Starch and Antifreeze Protein III2021

    • 著者名/発表者名
      Monalisa K.、Shibata Mario、Hagiwara Tomoaki
    • 雑誌名

      Food Biophysics

      巻: 16 号: 2 ページ: 229-236

    • DOI

      10.1007/s11483-020-09664-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 異種不凍タンパク質共存系における氷結晶の再結晶化挙動に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      孫兆暉, 柴田真理朗、萩原知明
    • 学会等名
      日本食品工学会第24回(2023年度)年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 凍結ローカストビーンガム含有スクロース溶液の不均一な氷結晶生成メカニズムに関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      中村雄斗、ファトラニットクリンマライ、柴田真理朗、萩原知明
    • 学会等名
      日本食品工学会第24回(2023年度)年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スクロース溶液中での2型不凍タンパク質の氷結晶再結晶化抑制能に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      河毛知之, 柴田真理朗, 萩原知明
    • 学会等名
      日本食品工学会第24回(2023年度)年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2型不凍タンパク質の氷結晶再結晶化抑制能に及ぼす加熱処理及び塩添加の影響2022

    • 著者名/発表者名
      河毛知之, 柴田真理朗, 萩原知明
    • 学会等名
      日本食品工学会第23回(2022年度)年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ローカストビーンガム含有スクロース溶液中の氷結晶再結晶化挙動に及ぼす3型不凍タンパク質添加の影響2022

    • 著者名/発表者名
      中村雄斗、ファトラニットクリンマライ、柴田真理朗、萩原知明
    • 学会等名
      日本食品工学会第23回(2022年度)年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effect of type III antifreeze protein on ice recrystallization behavior in sucrose solution containing locust bean gum2022

    • 著者名/発表者名
      Yuto Nakamura
    • 学会等名
      Inter-Cold seminar in Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ice recrystallization supression ability of type II antifreeze protein: Effects of salt addition and heat treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Gamou
    • 学会等名
      Inter-Cold seminar in Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ice recrystallization behavior in sucrose solutions containing mixtures of different types of antifreeze proteins.2022

    • 著者名/発表者名
      Zhaohui Sun
    • 学会等名
      Inter-Cold seminar in Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ice recrystallization in sucrose solution containing alginate2021

    • 著者名/発表者名
      Fang Chuandong, 柴田真理朗, 萩原知明
    • 学会等名
      第66回低温生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Ice recrystallization behavior of wheat flour and synergy with antifreeze protein III2021

    • 著者名/発表者名
      Kamrunnaher Monalisa, Mario Shibata, Tomoaki Hagiwara
    • 学会等名
      Cryopreservation Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Ice recrystallization behavior of corn starch/sucrose solution at isothermal condition and effect of addition of antifreeze protein type III2020

    • 著者名/発表者名
      Kamrunnaher Monalisa , Mario Shibata , Tomoaki Hagiwara
    • 学会等名
      農業施設学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Ice recrystallization behavior of corn starch/sucrose solutions: Effects of addition of corn starch and antifreeze protein III2020

    • 著者名/発表者名
      Kamrunnaher Monalisa, Mario Shibata and Tomoaki Hagiwara
    • 学会等名
      日本食品工学会第21回(2020年度)年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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