| 研究課題/領域番号 |
21K05469
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38050:食品科学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小林 敬 京都大学, 農学研究科, 助教 (70416311)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 亜臨界水 / 希少糖 / 異性化 / 卵殻 / 速度解析 / 人工知能 / スペクトル / 食品加工残渣 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
亜臨界水処理は食品加工残渣の可食化に有望な技術であるが、処理の熱履歴が処理物の特性や収率に大きく影響する。この影響を定量的に予測する技術はなく、最適化は試行錯誤に頼っている。そこで、熱履歴などの処理条件が処理物の特性に及ぼす影響を、機械学習により数値で予測できるようにする。つまり、加工残渣を様々な条件で処理し、処理条件と処理物の特性を機械学習により関連付ける。そして、条件から特性（およびその逆）を予測できるようにする。
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| 研究成果の概要 |
食品加工残渣を亜臨界水処理する際のモデルとして、本研究では糖類に着目し、亜臨界水中での反応挙動を解析した。そして、処理結果の予測を試みたが、AIによる予測は困難であった。そこで、糖類の反応挙動を解析し、希少糖生産プロセスの開発にターゲットを変更した。
還元糖を亜臨界水処理する際には異性化が起こり希少糖が生成するが、従来は低収率であった。そこで、緩衝液または卵殻を添加し、添加物が異性化挙動に及ぼす影響を検討し、希少糖の生成挙動を解析した。その結果、緩衝液中や卵殻添加で還元糖が容易に異性化した。また、副生する有機酸を中和し、希少糖の収率を改善できた。さらに、カルシウムイオン濃度も高めることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高齢化などに伴うフレイルにより、社会支出の増加に繋がっている。希少糖はフレイルのリスク低減に資すると考えられる。本研究では、還元糖の異性化により希少糖を製造する技術を提案できた。また、副生する有機酸により、溶液中のカルシウムイオン濃度も高めることができ、新規機能性食品素材の製造法ともなり得ることが示唆された。このように、希少糖とカルシウムの双方を含む食品原料を提供できるようになれば、健康増進社会の推進に資するとともに、亜臨界水処理に関連する技術革新と関連産業の発展にも寄与できる。
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