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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 バイオプロセス工学研究室 大学院医学系研究科応用分子生命科学系/工学部応用化学

代表者

山本 修一

本研究の主旨

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、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
  スライスしたジャガイモやニンジンを乾燥において前処理は、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経済性を詳細に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。一例として2種類のカテキンの分離実験結果とシミュレーション結果の比較をFig.5に示します。このように食品クロマト分離プロセス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(乾燥皮膜のよる香り封じ込め)の原理

Fig.1 選択拡散(乾燥皮膜のよる香り封じ込め)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

クロマトグラフィの原理

Fig.4 クロマトグラフィの原理

スチレンジビニルベンゼン系吸着剤粒子(粒子径100μm)によるクロマトグラフィーを用いたカテキンとエビガロカテキンガレード(EGEG)の分離 エタノール等成溶出法

Fig.5 スチレンジビニルベンゼン系吸着剤粒子(粒子径100㎛)によるクロマトグラフィーを用いたカテキンとエビガロカテキンガレード(EGEG)の分離 エタノール等成溶出法