| 研究課題/領域番号 |
20K04305
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
多田 幸生 金沢大学, 機械工学系, 教授 (20179708)
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| 研究分担者 |
大西 元 金沢大学, 機械工学系, 助教 (80334762)
春木 将司 金沢大学, 機械工学系, 教授 (90432682)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 凍結 / 解凍 / 高周波超音波 / 交番磁場 / 過冷却 / 食品 |
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| 研究実績の概要 |
コールドチェーンの発達に伴って食品を安全かつ美味しく凍結保存する技術の確立が求められている．凍結保存は原理的には，低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが，凍結の過程で細胞レベルのミクロ現象が生じ，これが各種の凍結損傷に繋がる．したがって，食品の品質を劣化させない効果的な凍結技術の開発が課題となる．本研究課題では，高周波超音波ならびに交番磁場を利用した凍結過程における氷晶形成の能動的制御の追究した．すなわち，高周波超音波の付与によるミクロな振動および交番磁場による静電気的作用を利用して，細胞内外の水の過冷却の促進を図り，それによる高品質な凍結を実現する冷却技術の開発を目標とした．また，高周波超音波を利用した解凍性能についても検討した．
まず，模擬食品としての寒天ゲルを対象に1MHzの超音波照射下での一方向凍結・解凍実験を行った．その結果，高周波超音波の吸収に伴う発熱作用を利用した組織体内の温度制御により，組織体全域を過冷却状態に移行させ，それを解除することでから急速凍結できることが実証された．また，超音波は水を透過し，氷に優先的に吸収される性質に着目し，高周波超音波を利用した解凍法について検討した．その結果，音波吸収に伴う内部発熱効果を利用することで流水解凍を上回る均質・急速解凍が実現されることが実験的に見出された．最終年度には生理食塩水を供試して，交番磁場が水溶液の過冷却に及ぼす影響について実験的に検討した．磁場の付与により過冷却度のばらつきが大きくなる傾向はみられたが，実験データの不足もあり，明確な過冷却促進効果を確認するには至らなかった．以上の結果から，本研究課題では高周波超音波振動を利用した食品の高品質凍結・解凍技術の有用性と基礎的知見が明らかにされた．
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