| 研究課題/領域番号 |
22K20600
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0604:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
斎藤 嘉人 新潟大学, 自然科学系, 助教 (90964990)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 豆腐 / 光多重散乱 / 凝固 / 等価散乱係数 / 微細構造 / 散乱 / 画像解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年多様化する食の需要への対応と製造ロス削減の両立が求められる中，豆腐製造では凝固中の微細構造形成を簡便かつ高精度に測る技術が切望されている。従来の“１波長”での散乱光計測に対し，本研究では新たに「３波長同時入射型」のレーザ散乱による豆腐の微細構造の緻密さの非破壊推定に取り組む。拡散理論式を介した３波長の光学応答から微細構造の緻密さを推定し，凝固後の顕微鏡観察による定量値で検証を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，豆腐の凝固状態を非破壊的に評価するため，3波長同時入射によるレーザ散乱測定法の検証を行った。近赤外透過スペクトルの測定から，凝固が進むほど散乱が増加し，短波長ほど散乱が大きくなることが明らかになった。また，構築した光学系の線形性評価の結果，波長633 nmのHe-Neレーザが最も適している結果となった。
波長633 nmにおける等価散乱係数と豆腐の粘度には有意な相関が見られ，可視領域のレーザ散乱光測定により豆腐の凝固状態を非破壊的に評価できる可能性が示唆された。今後は，高精度な光散乱計測システムの確立に向けて，ノイズ除去や近赤外レーザの利用等を検討していく予定である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
世界的な非肉食圏の人口増加を背景として大豆製品の需要は増しており，それら加工品である豆腐の消費拡大も見込まれている。同時に，消費者の食のニーズも多様化が進む中，製造者には高品質な製品の安定生産が求められている。豆腐に見られる多孔質状の微細構造は豆乳に凝固剤が添加され「凝固」が起きる過程で形成されるが，凝固の制御は職人の“経験と勘”に依存しているケースが多く，多い場合には数百～数千kgの製造ロスに繋がる。
本研究は，豆腐以外の食品や，ひいては細胞培養培地の特性評価など，食品から生命科学に至る幅広い分野に応用可能であり，「微細構造の非破壊推定センサ」としての技術展開が期待できる。
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