| 研究課題/領域番号 |
17K07814
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小林 敬 京都大学, 農学研究科, 助教 (70416311)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 亜臨界水 / 希少糖 / 異性化 / 速度解析 |
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| 研究実績の概要 |
加圧下で水を加熱すると亜臨界水と呼ばれる状態になる。亜臨界水は水そのものでありながら反応性が高いため、食品加工への応用が期待されている。亜臨界水中ではガラクトースなどの糖類が異性化し、希少糖が得られる。この反応では、副反応が起きやすく、糖類のほとんどは分解してしまう。そこで、エタノールなどを添加して、副反応を抑制する方法が提案されている。しかし、エタノールを加えると、糖類の溶解度が低くなる。このために、生成物の濃度は低い問題点があった。そこで、本研究では、エタノールの代わりに糖類を溶解しやすいポリオールを用いた。ポリオール溶液に糖類を溶解し、亜臨界処理を実施した。糖類のモデルとして、ガラクトースを亜臨界処理し、希少糖であるタガトースの生成挙動を測定した。希少糖の生成率を測定したところ、反応挙動に変化が認められたが、亜臨界水中と比較して顕著な改善は認められなかった。そこで、添加物が反応挙動を変化させるという結果に着目し、研究の方針を変更した。糖類そのものも、水に対しては添加物である。そこで、糖（グルコース）を高濃度で溶解し、それを亜臨界処理した。その結果、初期の糖濃度の違いにより、反応挙動も大きく異なった。この要因として、副生成物の存在が考えられ、反応液のpHを測定したところ、酸性のpHを示した。pHは糖濃度や反応率によって大幅に異なったことから、糖の異性化挙動に大きな影響を与えている可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
各種ポリオールを添加し、ガラクトースを亜臨界処理した。希少糖の生成率を測定したところ、反応挙動に変化が認められたが、亜臨界水中と比較して顕著な改善は認められなかった。そこで、添加物が反応挙動を変化させるという結果に着目し、研究の方針を変更した。
糖（グルコース）を高濃度で溶解し、それを亜臨界処理した。その結果、初期のグルコース濃度の違いにより、反応挙動も大きく異なることが判明した。これは、予想外の結果であり、グルコースの異性化や分解が一次反応で表現できないことを示している。そして、亜臨界水中での反応挙動の解明と応用に向けての有用な知見となり得る。
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| 今後の研究の推進方策 |
水に添加物を加えると、亜臨界水処理における反応挙動が変化する可能性が示唆された。現状では、生成物が多岐にわたるため、その挙動には不明な点が多い。そこで、種々の糖や添加物を加えて亜臨界水処理を実施する。そして、それぞれにおいて速度解析と生成物の同定や定量を実施することで、添加物による亜臨界水処理の制御を実現していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初、ポリオールを添加した亜臨界水処理について実施する予定であった。しかし、ポリオールの添加は目立った効果が認められなかった。そこで、高濃度の糖溶液や添加物の存在下における反応挙動解析に計画を変更した。
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