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研究概要

乾燥農産物の風味及び製品色設計のための技術開発
-非定常操作による複合水分種及びメイラード反応の制御と速度論的設計-

研究機関名

北海道立工業技術センター 研究開発部 プロジェクト推進科

代表者

小西 靖之

本研究の主旨

【研究の目的】    食品通風乾燥工程では、食品からの脱水に伴い色の変化、味や香りの変化、硬さの変化などの様々な食品性状変化が伴う。製品色は、脱水の進行及び空気との接触時間の経過とともに、食材中では非酵素的反応が進行し褐変反応を示すことが多く、非酵素的褐変反応の制御は極めて重要な問題である。そこで、我々はその典型的な食品例として長ネギをとりあげ、⑴色変化の定量評価方法の提案、⑵色彩評価パラメータL ab△ECなどを用いた製品色変化(褐変)の定量評価、⑶製品色変化に対応した逐次反応モデルの提出と実測データへの適合性、⑷温度、湿度変化の非定常操作による乾燥製品応答の定量的評価、などを行い「乾燥ネギ」品質の重要な因子である製品色・風味の最適操作設計について検討した。
【結果の概要】   一般的な食材の非酵素的褐変は逐次的な反応で進行すると考えられている。たとえばグルコースとアミノ酸が脱水反応して反応中間体の窒素配糖体が出来、次いで複雑な多段併発・逐次反応を経由して、最終的に褐色物質であるメラノイジンが出来るメイラード反応で表現できる。(Fig.1)本研究では風味と製品色が重視される長ネギの乾燥を例として(Fig.2)、乾燥工程中の製品色の変化を簡単な逐次反応モデルA→B→Cを用い、製品色変化の評価パラメータの抽出、褐変変化の定量的な解析、風味と製品色の両特性を良好化出来る非定常乾燥操作の最適設計を行った。
  得られた長ネギの脱水反応の速度解析から、⑴市販の色彩計を用いることにより、長ネギの乾燥の褐変反応解析ができる、⑵色彩パラメータ△Eを最終褐変生成物指標として用いることが出来る、⑶長ネギ褐変反応は逐次反応で解析できる(Fig.3)、⑷逐次反応モデルの速度パラメータを決定し、中間体最大濃度と味覚との間に強い相関性がある(Fig.4)、ことを明らかにした。
  これらの結果は、色彩パラメータ△E適用方法が長ネギ以外の食材にも適応可能であることを示しており、今後その適応範囲を拡大していく予定である。

非酵素的褐変反応を支配する因子

Fig.1 非酵素的褐変反応を支配する因子


長ネギ乾燥テストの状況

Fig.2 長ネギ乾燥テストの状況


逐次反応モデルによる中間体量動特性

Fig.3 逐次反応モデルによる中間体量動特性

反応中間体量と風味評価(官能評価及び味覚センサー)の相関性

Fig.4 反応中間体量と風味評価(官能評価及び味覚センサー)の相関性