| 研究課題/領域番号 |
18J20049
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
矢野 裕子 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| キーワード | 米澱粉 / 分子鎖構造 / 糊化特性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、様々な品種の米について澱粉の分子鎖構造と米粉を原料とした製品の成形性の関係を明らかにすることである。具体的には、1)澱粉の構造については、分岐の数や長さまでを明らかにし、2)生地物性について貯蔵弾性率、損失弾性率などのレオロジー的性質から評価する。3)製品の成形性は、製造される米粉製品の品質によって評価する。1、2)を通して、米の品種改良に向けた分子構造の指針を得ること、また、米の品種を用途ごとに分類することである。
これを踏まえ、当該年度での研究成果は以下の通りである。
試料の作製としては、鎖長分布及び分子量分布の解析結果より澱粉の分子鎖構造が明らかとなっている品種を選定し、粉砕を行なった。その後、基本的な米粉の特徴や熱物性を調べた。米粉の特徴としては、米粉へ加工した際に生じる水分量の変化や品種ごとの粒径の違いを明らかにした。また、熱物性に関しては、品種間における澱粉の糊化速度や糊化温度の違いを明らかにした。また、これら2点に関しては、品種ごとに現れる特徴の違いを分子鎖構造の違いによる観点から明らかにした。
製品の成形性に関しては、米粉パンと米粉クッキーについて検討した。米粉パンでは、直鎖成分であるアミロースが米粉生地の発泡性に与える影響を明らかにした。米粉クッキーでは、アミロース含量とアミロペクチンの分子鎖構造が親油性に与える影響について検討した。
今後は米粉クッキーに関して、熱物性や機械的物性を明らかにしていく予定である。
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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
本研究課題の進捗状況は、おおむね順調に進展している。理由及び具体的な研究の成果は下記の通りである。
研究成果として、当初予定していなかったが、これまでの研究成果を前進させる形で米粉パンの研究を行なった。米澱粉の分子鎖構造に着目した際に米粉パンの発泡には直鎖成分であるアミロースが働いていることを明確にした。その結果を踏まえ、合成高分子における発泡メカニズムと米粉パンの発泡メカニズムの一致点と相違点を明確にした。本内容に関しては、近日中に論文投稿を予定している。また、並行して澱粉の分子鎖構造の違いが植物油脂を含む生地の成形加工性と品質に与える影響を検討した。アミロースが多い系統とアミロースを全く含まない系統において、澱粉を糊化させなくても生地は結着性を発現することを示した。
現在までに得られた成果については、国内外で開催された5件(うち3件は英語発表)の学会に参加し、積極的に発表を行うと同時に、情報収集に務めた。特に日本食品化学工学会平成30年度東北支部大会では、若手奨励賞を受賞した。
以上のことを総合的に判断し、研究活動においておおむね順調に研究が進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は米粉または米澱粉を用いて焼き菓子の作製と生地のレオロジー測定を行う。これによって、薄力米粉に適した米澱粉の分子鎖構造を明らかにする。また、米澱粉の分子鎖構造はこれまでに様々なモデルが提唱されてきたが、正確な構造は未だ明らかになっていない。そのため、昨年度に引き続き分子鎖構造の調査及び米粉クッキーの研究を進める。以下に具体的な実施内容を記す。
試料には、市販の品種の他に共同研究機関より提供いただいた特殊な分子鎖構造を有する欠損変異体を用いる。試料となる米を加工することで、結晶性米粉、非晶性米粉、精製澱粉を作製する。結晶性米粉は、気流粉砕により作製する。非晶性米粉は我々が独自に開発した新規粉砕技術により作製する。精製澱粉は、冷アルカリ浸漬法により作製する。
米粉クッキーを作製し、内部構造の解析と品質の評価に用いる。内部構造においては、広角X線回折測定から結晶構造を明らかにする。また、電子顕微鏡観察によって焼き菓子内部の微細構造を明らかにする。また、米粉生地の熱特性を明らかにするためにレオロジー測定を行う。クッキーの作製時に米粉生地がオーブン内で受ける温度変化を再現した条件に設定し、測定を行う。これにより、クッ キーが焼ける過程での米粉生地の硬さの変化等を明らかにする。
上記の検討により、米澱粉の分子鎖構造と焼き菓子の成形性の関係が明らかにできる。さらには、薄力米粉に適した米澱粉の分子鎖構造を明らかにすることができる。
研究成果については国内外の学会や論文等で公表する。
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