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研究概要

望む食感を目指して ~食感の視覚化・数値化~

研究機関名

明治大学 農学部 農芸化学科 食品工学研究室

http://www.isc.meiji.ac.jp/~foodeng/

代表者

中村 卓

本研究の主旨

  食品の「おいしさ」において、物理的な味といわれる「食感」は重要な要因です。この食感は咀嚼による食品構造の破壊過程で力学特性と構造状態の変化が認知され言葉で表現されます。つまり、食品構造が食感を決定すると考えられます。そこで、我々の研究室では、食品の構造を設計することで食感を実現する『食品構造工学』の確立を目指しています(Fig.1)。
  ①タンパク質・多糖類・油脂のような高分子量成分が食品加工(混合/加熱/冷却)でどのような過程を経て食品構造を形成するのか?
  ②形成した食品構造が咀嚼で破壊され、どのような力学物性と構造状態から食感が発現するのか?

  本研究発表では、食感を視覚化・数値化することにより望む食感の実現と効率的ものづくりへの貢献を目的とします。実際のほとんどの食品は多成分からなり不均質構造を持っています。これら不均質構造の形成と破壊に注目します。特に、咀嚼による破壊過程を意識化し、口腔内の使用部位と時間経過に注目します。この過程をモデル化し、大変形試験で力学特性を抽出するだけでなく、以下の視点から解析します。

イ.破壊過程の構造観察
破壊途中(後)の構造を共焦点レーザー走査顕微鏡や走査型電子顕微鏡で高倍率観察します。例えば、電子顕微鏡観察の試料の前処理において、メンブレンフィルターに挟み込んで破壊した破片をそのまま固定します。
ロ.複合的な食感表現の具体化
単なる「かたい・やわらかい」レベルの食感ではなく、複合的な食感表現を具体化するために咀嚼過程をパターン化し、イメージした破壊過程として応力ひずみ曲線を解析します。

  具体的にはパスタの製造における乾燥工程の温度湿度のタンパク質や澱粉などの成分への影響を明らかにするとともに、パスタの食感を咀嚼による構造破壊過程の解析から明らかにします(Fig.2)。他にもゲル食品の食感の可視化・数値化の事例として、プリンを取り上げます(Fig.3-4)。力学物性測定と各種顕微鏡観察の手法を用いて、力学物性と状態構造の変化の過程から具体的なイメージを持って官能評価の結果を解析します。また、パスタやプリン以外の加工食品(水産練り製品やパンや麺の小麦粉製品)の構造観察結果についても提示します。
  この様な「食感を状態構造観察と力学特性測定から視覚化・数値化する」という考え方・手法を個別の食品開発や素材のアプリケーション開発に適用する契機となることを期待しています。

食品構造工学の概念図

Fig.1 食品構造工学の概念図

パスタを圧縮した際のグルテンの伸展方向の観察

Fig.2 パスタを圧縮した際のグルテンの伸展方向の観察

破壊プリンの亀裂微細構造観察

Fig.3 破壊プリンの亀裂微細構造観察

破壊プリンのまとめ

Fig.4 破壊プリンのまとめ