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多様な嗜好と健康性に対応した3Dフードインクの開発と立体造形食品の最適化

研究課題

研究課題/領域番号 22K05902
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41040:農業環境工学および農業情報工学関連
研究機関宇都宮大学

研究代表者

齋藤 高弘  宇都宮大学, 農学部, 教授 (50221990)

研究分担者 田村 匡嗣  宇都宮大学, 農学部, 准教授 (60750198)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード3Dフードプリンター / フードインク / 祖タンパク質量 / アミロース / 糖質消化性 / そば粉 / 3Dフードプリンター / 澱粉含有食品 / 造形精度 / 粘弾性特性 / 加水量 / 3D / 立体造形 / 嗜好性 / 健康
研究開始時の研究の概要

本研究では,多様な消費者の嗜好性や粘弾性を担保するフードインクの開発を中心に研究を進め,最終的にはインクジェットノズルを用いて立体造形した際の試作食品の呈味や機能性を評価することに結び付ける.

研究実績の概要

本年度は,3DFPでの印刷に用いるフードインクのバインダーとして有用な可能性がある、米粉(RF)、乾燥マッシュポテト(MPF)、そば粉(BF)に加え農産物廃棄部を材料に,炭水化物ペーストの基礎特性である粗タンパク質量(CP)およびアミロース(AA)の測定,そしてフードインクの糖質消化性の評価を行った.
ペーストの力学的特性や印刷適性に影響を及ぼしている可能性があるCP、AA量を測定した結果,CP量はBF(13%)> RF(6.8%)>MPF(6.5%)の順で多く含有した.AA量はBF(24.5%)>RF(20.6%)≧MPF(19.5%)の順で高かった.胃小腸過程のデンプン消化率の変化は最初の30分間は胃,続く360分間は小腸での消化をそれぞれ表す.胃消化過程におけるペースト試料のデンプン消化率は0.7-2.0%であった.これは,胃にデンプンを消化する酵素が含まれていないためである.小腸消化過程ではデンプン消化率が時間経過とともに増加した.小腸消化0-30分においてMPFのデンプン消化率は小腸消化開始後20分で急激に上昇した.BFは,小腸消化開始後180分で平衡に達した.RFは小腸消化開始後240分間比較的緩やかな曲線を描いて上昇し,300分後に平衡に達した.ペーストの糖質消化率は,MPF (104.4%)>RF(96.0%)>BF(78.8%)の順に高かった.糖質消化性を評価するC_∞,RDS,SDS,RS2およびeGIは,MPFと比較してBFおよびRFは低い値を示した.結果から,蕎麦粉は3Dフードインクとして機能面および栄養面双方において有用性がが示唆された.

現在までの達成度
現在までの達成度

3: やや遅れている

理由

3種の原料をフードインクとした際に、機能性などの面からの優劣並びにある程度の造形性は維持されるものの、何らかの素材による栄養面や造形性の増強の必要性があり、その部分の手法の開発が遅れていることが理由として挙げられた。

今後の研究の推進方策

フードインクとしての造形性や栄養性、機能性向上のために、新たなるバインダーとしてたんぱく質の添加を検討する。

報告書

(3件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 米粉および蕎麦粉を材料とした3Dフードプリンティングの実用化に向けた物性および加工適性の検討2024

    • 著者名/発表者名
      石川惟月, 齋藤高弘, 田村匡嗣.
    • 学会等名
      美味技術学会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なる加水比が澱粉含有食品の物性および3D フードプリンタでの押出成形に及ぼ す影響2023

    • 著者名/発表者名
      石川惟月, 齋藤高弘, 田村匡嗣.
    • 学会等名
      2023生態工学会年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-12-26  

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