| 研究課題/領域番号 |
20H02944
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
中川 洋 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (20379598)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 中性子食品構造物性学 / 中性子小角散乱 / 中性子準弾性散乱 / 示差走査熱量測定 / 水和 / ナノ構造 / 澱粉の糊化 / 卵白ゲル |
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| 研究実績の概要 |
澱粉の糊化を中性子準弾性散乱測定によって解析を行った結果、DSCの吸熱ピークに対応する澱粉の分子運動性の変化を検出した。非干渉性弾性散乱強度が糊化により小さくなることから、分子運動性が糊化により活発になることが示唆される。さらに、準弾性散乱の半値幅のQ依存性の解析では、糊化前の状態では特徴的なピークが見られたが、このピークは糊化によりなくなった。そのため、中性子準弾性散乱解析から澱粉の結晶性に由来する特徴的な分子運動性の解析ができる可能性が出てきた。中性子小角散乱測定では、D2O/H2Oのコントラストを変えることで、澱粉のラメラピークを観測した。このピークは糊化により失われることが分かり、中性子準弾性散乱による分子運動性の解析結果と相関があることが分かった。また、力学強度・保水性・透明度が異なる卵白ゲルのナノ構造を光散乱や中性子小角散乱で調べた。光散乱ではゲル化に伴う濁度を400nmの波長の光で測定した結果、透明度が高くなるほどゲル化に伴う濁度変化は小さいことを確認した。さらに、中性子小角散乱でナノ構造を調べたところ、透明度が低いゲルは小角領域の散乱強度が強く凝集構造を取っていることが示された。一方、透明度が高いゲルは小角領域の強度が比較的抑えられ、さらに構造因子に由来すると思われるブロードなピークが観測された。これにより、透明度の高いゲルでは、ゲル内部においてそれを構成する蛋白質が比較的規則的な配置を取っていることが示唆された。このようなナノ構造の違いは卵白ゲルの保水状態とも関係すると考えられ、今後、より詳細な解析を進める計画である。このように、澱粉の糊化や卵白ゲルについて、ミクロ構造と水和状態の関係性を解析していくための手掛かりを得ることができた。今後は、澱粉や卵白ゲルの水分状態についてミクロ構造の観点からの解明を目指す。
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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
澱粉の糊化や卵白ゲルの解析において、示差走査熱量測定(DSC)と中性子散乱データとの相関性が認められる結果が得られており、澱粉の糊化や卵白のゲル化現象についてミクロ構造の視点から理解するための解析が進んだため。
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| 今後の研究の推進方策 |
澱粉の糊化や卵白ゲルについて中性子小角散乱や中性子準弾性散乱による解析と合わせて行う。食品中の水の状態とミクロ構造との関係性を解析することで、水和の観点から食品のミクロ構造を調べ、引き続き水分活性の分子論的な解釈につなげていく。
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