| 研究課題/領域番号 |
23KJ0079
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 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
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
倉田 大丞 岩手大学, 大学院連合農学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-25 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2024年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2023年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | 減圧マイクロ波 / 濃縮 / 品質評価 / 農産物 / 予測モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
減圧マイクロ波（VMW）処理は過熱による品質劣化（褐変、成分分解など）を防止しつつ処理時間の大幅な短縮が可能となり、それに伴う農産加工品の高品質化が期待される手法である。本研究では種々の農産物（葉菜類、果実類、根菜類、キノコ類など）への適用だけでなく、乾燥および適用事例の少ない乾燥以外の加工方法（濃縮や抽出など）にも展開し、主成分分析や多変量解析などの手法により新たな数理モデルを構築することで、品質を最大化する最適VMW処理条件（出力・圧力・処理時間・処理量など）を導出する。
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| 研究実績の概要 |
減圧マイクロ波（VMW）処理をリンゴピューレの濃縮処理に適用し、L-アスコルビン酸や抗酸化能について評価した結果、以下の傾向が明らかになった。VMW処理によるリンゴピューレの濃縮過程で、圧力が上昇するにつれてL-アスコルビン酸の量が減少する傾向が見られた。特に、VMW処理中の試料温度は圧力に応じて増加し、3 kPaでは約40度、10 kPaでは約50度、20 kPaでは約60度にまで上昇した。これらの温度上昇は水の飽和蒸気圧曲線に従う挙動であった。加熱処理によって、L-アスコルビン酸が酸化型のデヒドロアスコルビン酸に分解され、処理中の試料温度上昇に伴いL-アスコルビン酸の量が減少することが推測された。一方で、ポリフェノール総量および抗酸化能を示すH-ORAC値は、圧力やマイクロ波出力の変動による影響が確認されなかった。これは、ポリフェノールが比較的熱に強い成分であるため、加熱による損失が少なかったことを示唆している。そのため、H-ORACの抗酸化能においても加熱による影響がほとんど観察されなかったと考えられる。
キャベツの遠赤外線乾燥における乾燥トレイ材質の違いが乾燥時間およびCO2排出量に与える影響を解析し、環境負荷を低減する観点から最適な乾燥トレイ材質を評価した。スチール製トレイ（ST）がポリプロピレン製トレイ（PP）よりも熱放射の影響が大きく、そのため乾燥時間が短縮されることが観察された。STを使用することでCO2排出量が約30%削減されることが示唆された。また、トレイ輸送および試料乾燥工程におけるCO2排出量が総CO2排出量の96%以上を占めることから、低環境負荷条件下でキャベツの乾燥を行うには、これらの工程におけるCO2排出量の削減が不可欠であると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
減圧マイクロ波処理を乾燥以外の加工方法として濃縮処理を選択し、リンゴピューレの濃縮へ適用した結果、処理中の試料温度に応じたL-アスコルビン酸量の変動が観察され、L-アスコルビン酸の熱分解時の温度依存性が確認された。圧力制御により、L-アスコルビン酸量の増加に寄与する可能性が見出された。また、キャベツの遠赤外線乾燥における乾燥トレイ材質の違いが乾燥時間に及ぼす影響を検証し、熱放射の影響が大きいトレイ材質の選択が乾燥時間や処理時間を短縮する重要な要因であることが示唆された。さらに、試料乾燥工程におけるCO2排出量が総CO2排出量の大部分を占めていることから、トレイ材質の選択が環境負荷の低減に寄与する可能性が考えられた。減圧マイクロ波技術の実用化に向けた課題の一つとして、乾燥以外の加工方法への適用やトレイ材質の選択による処理時間の短縮が示唆される結果が得られ、全体的には順調に進捗していると判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度に引き続き、リンゴピューレの濃縮工程に減圧マイクロ波処理の適用し、理化学的特性の解析について検討を進める予定である。また、必要に応じて各品質評価項目について統計処理を行い、品質予測モデルの構築による複数の品質項目を考慮したVMWの最適化について検討を進める。
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