研究概要

乾燥による食品の安定化と機能性食品のクロマト分離

研究機関名

山口大学 工学部応用化学/大学院 医学系研究科 応用分子生命科学系専攻 バイオプロセス工学研究室
ナミクケマル大学 農学部 農業機械工学(トルコ)

http://shu.chem.yamaguchi-u.ac.jp

代表者

山本修一

本研究の要旨

1.1 乾燥食品の品質保持
  糖溶液などの乾燥において表面に皮膜が形成されると水より大きい香り成分分子はこの皮膜を透過できなくなり、香りは封じ込められます(Fig.1)。皮膜が早く形成されると香りの保持が良くなることは実験と計算のどちらからも明らかになっています。例えばショ糖とマルトデキストリン(比較的分子量が大きいデンプン加水分解物)を比べるとマルトデキストリンのほうがはるかに高い香り保持率となります(fig.2参照)。熱に弱い物質(酵素)では、皮膜形成までは比較的低温なので酵素活性は保持されます。皮膜形成後、温度が上昇しますが水分濃度(水分活性)の低下により安定化され温度のみで考えるよりはずっと安定になります。うまく操作すれば香りと酵素活性の両方を保持した乾燥食品も製造できます。皮膜形成剤などの添加物による乾燥製品の品質制御は、酵素や香り成分のみならず吸湿性の制御にも有効です。

1.2 農産物の乾燥と前処理の効果
  ジャガイモやニンジンをスライスして乾燥するときに糖溶液への浸漬や加熱などの前処理をすると、乾燥時の収縮変形・変色・変質を抑制し、復水性に優れた製品を得ることができます。fig.3はその一例です。ブランチングと糖溶液への浸漬という前処理が著しい効果をもたらしています。

2. クロマトグラフィーによる機能性食品分離
  クロマトグラフィーはバイオ医薬品の重要な分離手法です(fig.4)。食品はバイオ医薬品のように高価ではないので正確なモデルシミュレーションで分離プロセスの経済性を検討する必要があります。また利用できる溶媒が限定されるなどの制約条件もあります。食品分離プロセス設計の一例として2種類のカテキンの分離結果をfig.5に示します。このような分離を簡単な実験データから設計できる手法を開発しています。

選択拡散(乾燥皮膜による香り封じ込め)の原理

Fig.1 選択拡散(乾燥皮膜による香り封じ込め)の原理

乾燥時の酵素とエタノール保持 (液滴乾燥実験結果)

Fig.2 乾燥時の酵素とエタノール保持 (液滴乾燥実験結果)

糖前処理による乾燥野菜の形状の違い

Fig.3 糖前処理による乾燥野菜の形状の違い

クロマトグラフィーの原理

Fig.4 クロマトグラフィーの原理

スチレンジビニルベンゼン系吸着剤粒子によるクロマトグラフィーを用いたカテキンとエピガロカテキンガレード(EGCG)の分離 エタノール勾配溶出法。

Fig.5 スチレンジビニルベンゼン系吸着剤粒子によるクロマトグラフィーを用いたカテキンとエピガロカテキンガレード(EGCG)の分離 エタノール勾配溶出法。カラムサイズ:内径4.6mm 長さ15cm 粒子径100μm のデータ。



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