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栄養・機能性成分を効果的に摂取できる次世代型食品分散系の創製および至適設計

研究課題

研究課題/領域番号 21H00813
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
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
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

小林 功  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, 上級研究員 (70425552)

研究分担者 市川 創作  筑波大学, 生命環境系, 教授 (00292516)
Neves Marcos  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (10597785)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード食品分散系 / 乳化 / マイクロチャネル / 単分散エマルション / 生産性 / 植物由来素材 / 糊化澱粉 / 保存安定性 / 食品 / 植物性タンパク質 / in vitro消化 / 乳化・分散 / 栄養・機能性成分 / 安定性 / In vitro消化性 / 高濃度エマルション / 精油
研究開始時の研究の概要

次世代型食品分散系は、粒子サイズ、微細構造、組成、および安定性が精密に設計されているため、胃腸での消化性および含有栄養・機能性成分の放出特性を精密に制御可能になる。次世代型食品分散系の創製および消化性制御に必要な条件の解明は、学術的に意義がある。本研究では、微細流路を利用した独自の単分散乳化技術などによる粒子サイズ、微細構造、組成、および安定性が精密に設計された新規食品分散系の作製、諸特性、ならびにin vitro消化性について系統的に検討する。本研究の実施により、脂質などの栄養成分や生体利用性が低い機能性成分を効果的に摂取可能な次世代型食品分散系の創製および至適設計に資する指針を得る。

研究成果の概要

独自構造の微細加工デバイスを用い、新たな食品分散系の作製および安定性評価を系統的に行った。改良型マイクロチャネルホモジナイザーの利用により、各相の組成および操作圧力がエマルションの作製特性に及ぼす影響を明らかにした。新たに開発した非対称貫通型マイクロチャネルを用いた乳化試験により、親水性植物性タンパク質による安定化された単分散エマルションの安定作製を可能にしたとともに、作製された単分散エマルションの基本特性も明らかにした。また、植物由来素材から構成される機能性油脂を含有した高濃度エマルションおよび糊化澱粉分散液により安定化されたエマルション等の新たな食品分散系に関する基礎特性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的意義は、下記の通りである。非対称構造の微細貫通流路を利用した複数の先端乳化手法において、各相の組成および操作条件が乳化特性に及ぼす影響を系統的に解析できた。また、植物由来素材である機能性油脂および糊化澱粉分散液を用い、新たな食品分散系の作製に適した条件を評価できた。
本研究により、栄養・機能性成分を含有する新規食品分散系に関する基礎的知見が明らかにされたことで、次世代食品分散系の作製および基本特性の至適設計につながる指針が得られた。一連の研究により得られた知見は、栄養・機能性成分の効果的摂取が可能な食品分散系の設計・開発への寄与が期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Effect of mechanical properties on in vitro dynamic digestion of starch contained in hydrogels2024

    • 著者名/発表者名
      Wang Zaitian、Kozu Hiroyuki、Uemura Kunihiko、Kobayashi Isao、Ichikawa Sosaku
    • 雑誌名

      Journal of the Science of Food and Agriculture

      巻: 104 号: 6 ページ: 3498-3506

    • DOI

      10.1002/jsfa.13235

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formulation and Characterization of Soybean Oil-in-Water Emulsions Stabilized Using Gelatinized Starch Dispersions from Plant Sources2024

    • 著者名/発表者名
      Singh Ankita、Umeda Takumi、Kobayashi Isao
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 29 号: 9 ページ: 1923-1923

    • DOI

      10.3390/molecules29091923

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of monodisperse water-in-oil emulsions using microchannel homogenization2022

    • 著者名/発表者名
      Li Ran、Kobayashi Isao、Zhang Yanru、Neves Marcos A.、Uemura Kunihiko、Nakajima Mitsutoshi
    • 雑誌名

      Particulate Science and Technology

      巻: - 号: 7 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1080/02726351.2022.2160852

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancing the formation and stability of oil-in-water emulsions prepared by microchannels using mixed protein emulsifiers2022

    • 著者名/発表者名
      Yan Jiao, Yuntai Zhao, Ying Chang, Zhaoxiang Ma, Isao Kobayashi, Mitsutoshi Nakajima, Marcos A. Neves
    • 雑誌名

      Frontiers in Nutrition

      巻: *

    • DOI

      10.3389/fnut.2022.822053

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Formulation characteristics of monodisperse structured lipid microparticles using microchannel emulsification2021

    • 著者名/発表者名
      Hanxiao Wang, Mitsutoshi Nakajima, Marcos A. Neves, Kunihiko Uemura, Setsuko Todoriki, Isao Kobayashi
    • 雑誌名

      Particulate Science and Technology

      巻: 40 号: 2 ページ: 196-206

    • DOI

      10.1080/02726351.2021.1929612

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Formulation characteristics of oil-in-water emulsions stabilized with gelatinized native starch dispersions2023

    • 著者名/発表者名
      Ankita Singh, Takumi Umeda, Isao Kobayashi
    • 学会等名
      日本食品工学会 第24回(2023年度)大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Comparative study of plant protein stabilized O/W emulsion formulated by microchannel emulsification and rotor-stator homogenization2023

    • 著者名/発表者名
      Jinhyun Park, Takumi Umeda, Tetsuya Araki, Isao Kobayashi
    • 学会等名
      日本食品科学工学会 第70回記念大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Formulation and characterization of concentrated coconut oil-in-water emulsions2023

    • 著者名/発表者名
      Mengyuan Xu, Teetach Changwatchai, Takumi Umeda, Marcos A. Neves, Isao Kobayashi
    • 学会等名
      日本食品科学工学会 令和5年度関東支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Formulation and Storage Characteristics Of Structured Lipid Microparticles: a Comparative Study Using Microchannel Emulsification and Rotor-stator Emulsification2021

    • 著者名/発表者名
      Hanxiao Wang, Mitsutoshi Nakajima, Marcos A. Neves, Kunihiko Uemura, Setsuko Todoriki, Isao Kobayashi
    • 学会等名
      日本食品科学工学会第68回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 貫通型マイクロチャネルを用いたO/Wエマルション液滴の微細化特性2021

    • 著者名/発表者名
      梅田 拓洋,植村 邦彦,小林 功
    • 学会等名
      日本食品工学会第22回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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