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2020 年度 実施状況報告書

糖やアミノ酸の迅速で微量な水和パラメータの算出と水和に寄与する分子構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05876
研究機関弘前大学

研究代表者

佐藤 之紀  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (50226015)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード水和 / 粘度 / 水 / 棟
研究実績の概要

前年度では,スクロースとフラクトースを用いて,新規に調達した微量迅速粘度計を用いて,粘度B係数と部分モル比容V2値を求めたところ,B係数に高いバラツキがみられたことから,本年度は単糖の代表であるグルコースを試料に用いて,再度実験した。その結果,グルコースにおいても粘度測定にバラツキがみられた。V2値算出には,測定できる可能性は残されているが,やはりややバラツキがみられるため,パラメータhを算出するための粘度測定には不適であると判断された。
そこで,従来のキャピラリー粘度計と精密密度計を用いる方法を用いて,水和に寄与する特定の分子構造を明らかにするために,糖とその糖に対応する糖アルコール7種類(D-キシロース,キシリトール,D-グルコース, D-グルシトール,D-マンノース,D-マンニトール,D-フラクトース)のパラメータhを求めた。その結果,水和パラメータhと粘度B係数の関係をプロットしたところ,R 2= 0.992で示された。一方,水和パラメータhとV2の関係をプロットしたところ,R 2= 0.606であったことから,主にB係数によってパラメータhが決まると考えられた。しかし, B係数は,分子サイズによる寄与(Bsize)と分子の構造によるこの粘度寄与(Bstructure)に分けることができ,粘度B係数からこのサイズ効果を除去して求められたBstructureを比較したところ,D-グルコースがここで比較した7種類の糖や糖アルコールの中で一番大きかった。すなわち,2位のOHの向きが粘度B係数に反映され,水和に大きく寄与する可能性が出てきた。

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

進度としては,おおむね順調に進んでいるものの,迅速なパラメータhの算出には購入機器よりもさらに精度のスペックが高い機器が必要であることが判明した。それにより,今回の科研費による水和パラメータの迅速な算出を目指す課題では,実際に開発まではできないが、それにつながる重要な知見を得るために引き続き取り組んでいく。

今後の研究の推進方策

キャピラリー粘度計を用いる地道な動粘度測定と密度測定を行い,糖アルコールやアミノ酸のパラメータhを算出し,分子種に特徴的な水和に関わりがある化学構造を明らかにしていきたい。

次年度使用額が生じた理由

微量粘度計による測定の誤差が,パラメータhにどのくらい影響するかを見極めていたため,途中で実験内容を変更するに至った。そのため,次年度使用額が生じた。次年度は,動粘度測定と密度測定のための消耗品として使用する。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2020

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 水分活性のパラメータαと粘性の水和パラメータhを指標とした糖水和構造の解析2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤之紀・宮脇長人
    • 学会等名
      日本食品工学会

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公開日: 2021-12-27  

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