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2017 年度 実績報告書

ガラス転移温度に基づく粘弾性食品の物性評価および予測の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15K07453
研究機関広島大学

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)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード弾性 / 粘性 / 粘弾性 / ガラス転移 / 食感 / 食品
研究実績の概要

本研究目的は、これまでガラス状食品の物性制御に利用されてきたガラス転移温度を、ラバー状食品および液状食品の物性評価および予測に利用することである。本年度はこれまでの研究成果を整理しつつ、マンゴーペースト、マンゴー溶質(マンゴーペーストからパルプを除いた水溶性成分)、それらにマルトデキストリンを加えた混合物、多孔質トレハロース固体、クッキーなどを試料として研究を進めた。
凍結乾燥マンゴー粉末試料のガラス転移温度を示差走査熱量計によって系統的に調べ、水分含量の低下およびマルトデキストリン含量の増加と共に上昇することを明らかにした。また、マンゴーペーストとマンゴー溶質との比較により、パルプ成分はガラス転移温度を上昇させることが明らかとなった。これらの結果を既往の乾燥果物のガラス転移温度に関する研究成果と併せて広くデータ解析し、乾燥果物におけるガラス転移温度の水分含量依存性を予測するための経験式を得た。マンゴー溶質を水に溶かしたマンゴー水溶液はニュートン流動を示し、その粘性率はガラス転移温度によって特徴付けることができた。また、凍結乾燥物のラバー状態における物理的性質として、粉末同士の凝集(固着)に着目し、各試料の固着率はラバー状態において著しく高くなることを明らかにした。
クッキーは複雑な多成分系試料であり、示差走査熱量計を用いてガラス転移温度を決定することはできなかった。しかし、昇温レオロジー測定を用いることで、力学的ガラス転移温度を決定することができた。力学的ガラス転移温度を粘性率に関連付けることで、その物理的意味を明確にすることができた。更にクッキーのラバー状態における物理的性質として、テクスチャーに着目し、ラバー状態では水分含量の増加によって一旦硬くなった後、著しく軟化することが明らかとなった。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] カセサート大学(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      カセサート大学
  • [国際共同研究] チッタゴン獣医動物科学大学(バングラデシュ)

    • 国名
      バングラデシュ
    • 外国機関名
      チッタゴン獣医動物科学大学
  • [雑誌論文] Effects of porous structure and water plasticization on the mechanical glass transition temperature and textural properties of freeze-dried trehalose solid and cookie2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sogabe, K. Kawai, R. Kobayashi, J. S. Jothi, Y. Hagura
    • 雑誌名

      Journal of Food Engineering

      巻: 217 ページ: 101-107

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.08.027

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 食品のガラス転移特性と品質制御2018

    • 著者名/発表者名
      川井清司
    • 雑誌名

      日本食品工学会誌

      巻: 19 ページ: 9-14

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of water and maltodextrin on the glass transition temperature of freeze-dried mango pulp and an empirical model to predict plasticizing effect of water on dried fruits2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fongin, K. Kawai, N. Harnkarnsujarit, Y. Hagura
    • 雑誌名

      Journal of Food Engineering

      巻: 210 ページ: 91-97

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.04.025

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ガラス転移温度に基づく液状食品の粘性予測2017

    • 著者名/発表者名
      川井清司, 深見健, Suwalee FONGIN, 竹内沙耶花, 原田吉人, 羽倉義雄
    • 雑誌名

      低温生物工学会誌

      巻: 63 ページ: 129-132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 熱分析による食品の品質評価と制御2017

    • 著者名/発表者名
      川井清司
    • 雑誌名

      熱測定

      巻: 44 ページ: 146-149

    • 査読あり
  • [学会発表] Glass transition and water sorption properties of calcium maltobionate - maltose mixtures2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kawai, K. Fukami, S. Takeuchi, T. Fukujyu, Y. Hagura
    • 学会等名
      The 8th International and the 10th Japan-China Joint Symposium on Calorimetry and Thermal Analysis
    • 国際学会
  • [学会発表] 食品におけるガラス転移の役割2017

    • 著者名/発表者名
      川井清司
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] 食品のガラス-ラバー転移に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      川井清司
    • 学会等名
      日本食品工学会第18回(2017年度)年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] マンゴージュースおよびペーストのガラス転移とレオロジー2017

    • 著者名/発表者名
      川井清司、Suwalee Fongin、羽倉義雄
    • 学会等名
      日本食品工学会第18回(2017年度)年次大会
  • [学会発表] 食品のガラス転移特性と品質設計2017

    • 著者名/発表者名
      川井清司
    • 学会等名
      第43回油脂物性研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ガラス転移温度に基づく液状食品の粘性予測2017

    • 著者名/発表者名
      川井清司、深見健、Suwalee Fongin、竹内紗耶花、原田吉人、羽倉義雄
    • 学会等名
      第62回低温生物工学会大会
  • [図書] Survival Strategies in Extreme Cold and Desiccation: Adaptation Mechanisms and their Applications2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kawai, T. Hagiwara (Eds. M. Iwaya-Inoue, M. Sakurai, M. Uemura)
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 広島大学 大学院生物圏科学研究科 食品工学研究室(川井グループ)

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/hife2cre/index.html

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-10-20  

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