| 研究課題/領域番号 |
15K07453
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
川井 清司 広島大学, 生物圏科学研究科, 准教授 (00454140)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 弾性 / 粘性 / 粘弾性 / ガラス転移 / 食感 / 食品 |
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| 研究実績の概要 |
本研究目的は、これまでガラス状食品（乾燥食品）の物性制御に利用されてきたガラス転移温度を、ラバー状食品（粘弾性食品）並びに液状食品（粘性食品）の物性評価および予測にも利用可能にすることである。
前年度に引き続き、モデル食品として糖質-水混合系試料を用い、ガラス転移温度と粘性率との関係を調べた。以上の結果より、ガラス転移温度から様々な温度および水分含量における粘性率を予測するためのアプローチを提案することができた。また、これらの結果を整理し、学術論文として発表した。
今年度は更に複雑な多成分系試料において、昨年と同様の検討を進め、これまでの結果をおおよそ支持する成果が得られた。一方、実在する食品としてマンゴージュースを試料として用い、モデル食品によって得られた結果の適用性を確認した。凍結乾燥によって非晶質粉末を調製し、様々な飽和塩共存下にて試料の水分含量を調節した。得られた試料のガラス転移温度を示差走査熱量測定によって調べ、ガラス転移温度の水分含量依存性をガラス転移温度曲線として表した。これをモデル食品の場合と同様にGordon-Taylor式によって解析し、実測不可能な高水分系でのガラス転移温度を導き出した。一方、各種非晶質粉末に水を加えて撹拌することで、様々な濃度の水溶液試料を得た。各試料の粘性率の温度依存性は動的粘弾性測定装置によって調べた。希薄なマンゴージュース試料はニュートン流動を示し、応力とずり速度との直線関係から粘性率を決定することができたが、高濃度のマンゴージュース試料は非ニュートン流動を示した。これは系中の溶質間の相互作用によるものであり、その影響については次年度で検討予定にある。
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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
モデル食品試料や実在食品試料として利用する材料を研究に適したものに変えるなど、若干の変更はあったが、ほぼ計画通りに研究を進めることができ、学術論文の発表もできたため、「概ね順調に進展している」と自己評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究成果により、モデル食品として用いた水溶性成分において、ガラス転移温度から水溶液における粘性率を予測可能なことを確認した。また、ニュートン流動を示す液状食品に対しても、これまでにモデル食品を通じて得られた解析アプローチを適用することが可能なことが確かめられた。しかし、液状食品は高濃度になると非ニュートン流動を示すようになり、粘性に対する物理的意味が変化する。この変化に伴い、粘性率の実測値はガラス転移温度に基づく予測値を大きく上回ることが明らかとなった。濃厚液状食品ならびに粘弾性固体食品への適用性が今後の課題として挙げられる。
今後は濃厚液状食品試料としてマンゴーペーストを用いて検討を進める。試料のガラス転移温度は示差走査熱量計によって測定する。粘性特性は動的粘弾性測定装置によって調べる。得られた流動曲線をHerschel-Bulkleyの式によって解析し、粘性係数、流動性指数、降伏値と別途得られたガラス転移温度との関係を調べる。一方、粘弾性固体食品として、グミやソフトキャンディーなどの糖菓を用いる。粘弾性試料の貯蔵弾性率および損失弾性率の振動周波数依存性を動的粘弾性測定装置によって調べる。線形応力領域を確認した上で一定応力を与え、0.1ヘルツから100ヘルツの振動周波数範囲において貯蔵弾性率および損失弾性率を求める。得られた結果を別途示差走査熱量測定によって得られるガラス転移温度と対応させる。また低応力で測定可能な簡易レオメーターを自作し、テクスチャー試験を実施することで、これまでに得られた結果の実用的意義を追及する。以上の研究を実施しつつ、これまでに得られた研究成果を整理し、学術論文として発表する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
測定装置の都合や各種消耗品の在庫状況により、次年度使用額が生じたが、これらは一時的なものであり、最終年度には解消する見込みである。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本年度の前半には当初計画に追いつく予定である。
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