代替肉の開発に向けた農産物組織の力学特性計測と力学モデルの構築

• 研究課題/領域番号: 22K03829
• 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18010:材料力学および機械材料関連
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 伊藤 一志 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (30507116)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 力学特性 / 粘弾性 / 代替肉 / 畜肉 / ピペット吸引法 / 食肉 / 食品

研究開始時の研究の概要

食品の力学特性は、食品の価値に反映されるため、生産者および消費者に深く関与した特性である。さらに、流動食の開発や食料資源問題における代替肉の導入などSDGsを踏まえた観点からも食品の力学特性の重要性は高まることが予想される。本研究は、マイクロピペット吸引法を用いて、肉類ならびに野菜、代替肉の微小領域における力学特性を測定して、それらの力学モデルを提案する。そして、力学モデルに基づく代替食品の開発理論の構築を目指す。

研究実績の概要

R5年度は前年度に構築したピペット吸引装置を用いて複数の畜肉における力学特性を評価するとともに各畜肉における力学モデルを構築した。その結果、畜肉の種類によって力学モデルにおける力学パラメータの特徴が異なっており、力学モデルに基づいた畜肉の分類が可能であることが分かった。さらに、加熱した各畜肉を対象とした計測から、加熱にともなった力学パラメータの変化、畜肉毎の相違等を明らかにした。前年度までは、畜肉の各組織における力学特性をピペット吸引法を用いて明らかにできることを確認したが、R5年度では、畜肉の種類や加熱による影響についてもピペット吸引法を用いて広く議論できることを確認した。さらに、各畜肉における力学パラメータの特徴に着目した結果、計測用ピペットを変更した計測を現状の計測と組み合わせることで、畜肉の特徴をより詳細に定量化できる知見が得られた。そのため、計測用プローブを変更した計測の有効性について今後検討する。また、R5年度では、畜肉だけでなく食品ゲルおよび海産物の力学特性についてもピペット吸引法を用いて評価した。その結果、対象とした食品ゲルおよび海産物の変形においても、畜肉と同様の力学モデルを適用できることが分かった。このことから、ゲルを用いて作製する代替肉と畜肉の比較が現在適用している力学モデルによって可能であることを確認した。また、食品ゲルの濃度毎の変形挙動を観察し、今後の計測条件について確認した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

R5年度は、ピペット吸引法を用いて複数の畜肉における力学特性を評価できた。さらに、加熱した各畜肉における力学特性の変化を確認した。今後、それらの結果を基に代替肉の作製を検討できるため、達成度を順調と判断した。

今後の研究の推進方策

複数の食品ゲルにおける力学特性を評価した後、ゲルを用いて畜肉の力学特性と類似した代替肉を作製する。また、各畜肉における力学特性の特徴をより明確にするため、計測対象の拡大および計測用ピペットを変更した計測を実施する。