著者

菊池 耕士 山本 修一 四日 洋和 吉井 英文 安達 修二

出版者

Japan Society for Food Engineering

雑誌

日本食品工学会誌 (ISSN:13457942)

巻号頁・発行日

vol.14, no.4, pp.169-175, 2013-12-15 (Released:2015-06-18)

参考文献数

16

被引用文献数

8 16

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魚油や植物油などの液状脂質を食品高分子(包括剤または賦形剤という)の濃厚水溶液とともに乳化し,得られたO/Wエマルションを噴霧乾燥などにより急速に脱水して,微小な油滴を包括剤の乾燥層で被覆する技術を脂質の粉末化という.液状脂質を粉末化すると,脂質の酸化が抑制されたり,油相に含まれる芳香成分の放散速度が制御できるなどの利点がある.脂質を粉末化した際に,表面に露出した油の割合(表面油率)は,酸化や放散のされやすさの指標となり,一般的には,この値が低いほど良好な粉末化物といえる.粉末化物中の脂質の割合(含油率)が少ないほど,脂質の酸化が実質的に停止する未酸化率が高く[9],また油滴が微細なほど表面油率が低いことが報告されている[12].前者の現象に対して,浸透理論[14]を適用した解析が試みられている[9].近年,油滴の微細化技術が進展してきた.そこで,粉末化する際の油滴径が表面油率に及ぼす影響を傾向的に知るため,2次元または3次元の浸透理論を適用して検討した.また,乾燥条件により粉末化脂質は内部に空隙ができることがある.そのような中空粒子の表面油率についても検討した.2次元および3次元モデルでは,正方形または立方体の一辺をそれぞれNo分割し,No2またはNo3個の格子を考え,乱数を発生させることにより,粉末中の脂質の体積分率に対応するように脂質が存在する格子を決定した.2次元および3次元モデルではそれぞれ,表面に接する格子の脂質と辺または面で接する格子の脂質は抽出されると考え,脂質が存在する全格子に対する表面から連結している格子の割合を表面油率と定義した.中空粒子では,正方形または立方体の内部に一辺の分割数がNiの正方形または立方体を考え,その比Ni/Noをパラメータとして,中空の大きさが表面油率に及ぼす影響を検討した.中実および中空粒子ともに,表面油率が急激に増加する粉末中の脂質の体積分率の閾値が存在し,2次元モデルより3次元モデルの方がその値は小さかった.また,中空粒子では,Ni/Noが大きい(中空が大きい)ほど,表面油率が大きくなった.外辺の分割数Noの逆数(1/No)は,油滴の大きさに対応する.2次元および3次元モデルともに,Noが大きいほど,すなわち油滴が小さいほど,表面油率が低く,粉末化する際に油滴を微細化することは,脂質の酸化の抑制に有効であることが示唆された.また,Ni/Noが大きいほど表面油率が高くなることより,中空粒子では脂質が酸化されやすいとの経験則に合致したが,その影響は顕著ではなかった.

著者

堀江 祐範 Supatjaree RUENGSOMWONG Bhusita WANNISSORN

出版者

Japan Society for Food Engineering

雑誌

日本食品工学会誌 (ISSN:13457942)

巻号頁・発行日

vol.21, no.3, pp.125-137, 2020-09-15 (Released:2020-09-29)

参考文献数

16

被引用文献数

2

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後発酵茶は,茶葉を微生物(乳酸菌や真菌)により発酵させた茶で,日本やタイなどで伝統的に製造されている.このうち,日本では,四国山地および富山県において伝統的に製造されている.一方の生産地であるタイでは,後発酵茶はミャンとよぶ.ミャンはタイ北部で生産され,消費地も大部分は北部である.筆者は,2019年12月に,タイ王国北部のナーン県,ランパーン県およびチェンマイ県において,ミャン製造の現場を見る機会を得た(Fig. 2).ミャンは発酵期間によって2種類に区別される.発酵期間が数週間のものは,Miang-Faat(Astringent Miang)とよぶ.これに対して,数ヶ月の乳酸発酵を行うものは,Ming-Som(Sour Miang)とよぶ.また,製造方法の面からは,乳酸発酵のみで製造するタイプと,乳酸発酵の前に真菌による発酵を行うタイプがある.ミャンは製造工程には乳酸発酵を含み,茶葉を乳酸発酵させることで製造する.この乳酸発酵には,Lactobacillus属乳酸菌が関与している.ミャンはタイ北部の広い地域で製造されており,各地域のミャンは基本的な発酵様式は類似するものの,相違点も多い.日本の後発酵茶が発酵後の茶葉を天日乾燥し,熱湯で淹れた「茶」を飲用するのに対し,ミャンは発酵後の茶葉をそのまま食する.日本の発酵茶では,原料となるチャは中国変種(Camellia sinensis var. sinensis)を用いる.これに対して,ミャンの原料として用いられるチャは,アッサム変種(Camellia sinensis var. assamica)である.初夏に硬化した葉を用いる日本の後発酵茶とは対照的に,ミャンには柔らかい若葉のみを用いる.また,日本の後発酵茶の製造時期は製造に適した茶葉を収穫することができる7月~8月に限られるが,ミャンの製造は年間を通して行われる.チャの若葉を素手あるいは指につけたフィンガーナイフを用いて刈り取る.このとき,茶葉をどのようにとるかは,生産者により異なる.筆者が見た中では,茶葉の3分の2程度をちぎるものが多かった.一方で,全葉をとって使用する生産者もおり,長年続けられてきた生産者ごとの習慣に基づく.ミャンの製造工程の概要をFig. 3に示す.刈り取られた葉は,竹のバンドである程度の大きさの束にまとめるか,網でできた袋に入れて,水を入れた鍋が設置されたかまどで蒸される.木で出来た桶に茶葉を詰めて蒸されるが,この樽は底に穴が空いており,竹を網状に編んで葉が抜け落ちないようにしてある.蒸す行程は茶葉を柔らかくし,酵素を失活させる.蒸し時間は,約1~2時間程度である.蒸した後の茶葉を冷ましたのち,新たに竹のバンドで茶葉をまとめ,隙間なく樽や竹かご,バケツに詰めてゆく.このとき,樽やかごの中にはプラスチックバックを入れておき,この中に茶葉の束を詰め,空気を抜いた後,口を堅く閉めることで,乳酸菌の生育に適した嫌気条件を作る.そのまま,樽を数週間から数ヶ月室温で置き,乳酸発酵させると完成である.ナーン県のミャンは葉を蒸したのち,乳酸発酵の前に真菌による発酵を行う2段階発酵によってつくられる.ナーン県では,乳酸発酵に際し,塩を添加した水に浸漬する.ランパーン県では,乳酸発酵の際に,茶葉を水に浸漬するが,塩は添加しない.チェンマイ県では,乳酸発酵に際しては,水を添加せずに発酵を行う.チェンマイ県のミャン工場では,よく管理された乳酸発酵によるミャンの製造が行われている.茶葉を蒸すための水は,フィルターと活性炭処理により浄化された脱イオン水を使用する.蒸す工程はボイラーを用い,茶葉を詰めた樽にホースで蒸気を送る.茶葉は冷却した後,ビニール袋を入れた樽で乳酸発酵される.発酵期間は2~3カ月から長いもので1年に及ぶ.発酵時に水は加えない.発酵後のミャンは,マスクと手袋を着用した職員により重さが量られ,竹のバンドで縛られる.別のパッキング工場で窒素ガスを封入し,パッキングされて製品となる.ミャンの製造方法の地域差は,発酵に関与する乳酸菌の選抜に影響し,風味の違いに直結すると考えられる.

著者

中西 一弘

出版者

Japan Society for Food Engineering

雑誌

日本食品工学会誌 (ISSN:13457942)

巻号頁・発行日

vol.7, no.1, pp.1-13, 2006

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食品製造プロセスにおいては, 原料や製品である食品が装置壁面に残留物 (汚れ) として付着する.このような汚れの装置壁面への付着は, 微生物汚染をもたらし装置の衛生状態を損しめるだけではなく, 熱交換器などの装置機能を著しく低下させるので, 製造終了後に実施する洗浄操作は極めて重要である.しかし, 実際の現場では未だに経験に基づいて行われている面が大きい.一方, 基礎的な立場からは, 固体表面上に発生する汚れの付着と洗浄の問題は, 分子間相互作用, 移動現象, 化学反応などが複雑に絡み合った工学基礎の課題であり, 食品化学工学者が是非にでも取り組むべき重要な課題である.筆者は, ドイツミュンヘン工科大学の (故) Kessler教授の研究所で行った膜洗浄の研究を端緒として, 20年以上にわたり食品汚れ成分の金属表面への付着と脱離に関する基礎的研究を行ってきた.とくに, タンパク性汚れは, 金属表面に対して強い付着の相互作用を示し, 洗浄が困難である点に着目して, タンパク質の付着機構をその構成成分であるペプチド, アミノ酸分子がもつ官能基のカルボキシル基, アミノ基と表面との間の相互作用およびタンパク質の付着に伴う構造変化などの観点から考察した.さらに, 種々の洗浄方法に対する速度論的取り扱いを示すとともに, 新規ラジカル洗浄法の特性について紹介した.

著者

下藤 悟 松井 元子 村元 由佳利 森山 洋憲 加藤 麗奈 甫木 嘉朗 上東 治彦

出版者

Japan Society for Food Engineering

雑誌

日本食品工学会誌 (ISSN:13457942)

巻号頁・発行日

vol.21, no.1, pp.37-50, 2020-03-15 (Released:2020-03-27)

参考文献数

26

被引用文献数

3

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食品の品質の総合評価を解析するには,官能評価データと物理化学的なデータを用いるのが一般的である.従来の解析手法としては,線形解析である重回帰分析(MRA)や部分的最小二乗回帰(PLS)を行っているものが多い.しかしながら,食品の味の総合評価は,食品の成分などの特徴に対して非線形な関係があることは経験的にもよく知られている.一方,近年では非線形的な解析を行う手法として,データマイニングの分野において,機械学習が採用されており,柔軟性があり,予測精度が高い解析ができるといわれている.そこで本研究では,官能評価による日本酒の品質の総合評価に対する物理化学的特徴の寄与をより明確にすることを目的とし,その関係性の解析に機械学習を適用した.一般的な統計手法であるMRA,PLSと代表的な機械学習手法である人工ニューラルネットワーク(ANN),サポートベクターマシン(SVM)およびランダムフォレスト(RF)で比較を行うことで,より正確な予測モデルを得ることができると考えた.さらに,評価傾向の定量化のために機械学習から得られる変数の重要度とMRAから得られる回帰係数を組み合わせて考察を行った.試料には日本酒(純米吟醸)173品を用い,官能評価は35名の熟練されたパネリストによって行った.品質は5段階で評価した.物理化学的特徴を得るために,核酸関連物質成分や香気成分の分析に加えて,酸度,アミノ酸度,グルコース含量といった一般的な分析,Brix,導電率,pHといった簡易分析を行った.官能評価スコアへの物理化学的特徴の寄与は,回帰分析によって検討した.説明変数に物理化学的特徴の分析値を,目的変数に個々のパネリストの個々の評価スコアと平均スコアを用いた.解析にはRを用いたi).回帰分析は,MRAとPLS,機械学習(SVM,ANNおよびRF)により行った.各解析にはcaretパッケージを使用し,解析条件の最適化を行った.回帰分析の精度の検証は,過学習を避けるためにtrainデータとtestデータに分割して行った.まず,全体の90%に当たる158品をトレーニングデータ,残りの10%に当たる15品を精度検証用データにランダムに分割した.次に,トレーニングデータを用いて回帰分析を行い,予測モデルを得た.得られた予測モデルから,テストデータ(予測モデルの作成に使用していないデータ)の総合評価の予測値を計算し,実測値と比較し,各分析手法の精度を調べた.さらに,トレーニングデータについても同様に予測精度を比較することで,予測モデルのフィッティングについて調べた.予測精度は,許容範囲内の誤差に含まれる試料の割合,平均絶対誤差(MAE),二乗平均平方根誤差(RMSE)で評価した.これら4つの解析方法の結果から,MRAよりも機械学習(とくにRF)の方が回帰モデルのフィッティングがよく,日本酒の品質の総合評価を高い精度で解析できる可能性が示唆された.また,MRAで得られた回帰係数とRFで得られた重要度から,評価スコアに対する各物理化学的特徴の寄与についても検討した.MRAで得られた回帰係数は,符号により評価への影響の良し悪しが判別できる.また,絶対値が大きいほど評価への寄与も大きいと考えられる.一方,RFで得られた重要度は,0~100の値のため,評価へ影響の良し悪しは判別できないが,値の大きいものほど予測精度に大きく影響することを表す指標である.個々のパネリストのスコアの解析から,日本酒の品質評価にカプロン酸エチルと酢酸イソアミルといった香気成分大きく寄与していることが示された.さらに回帰係数と重要度の値を組み合わせて評価傾向を確認したところ,総合評価と成分濃度には非線形関係のものがあることが示唆された.以上の結果から,日本酒の品質の総合評価における傾向について,MRAとRFを組み合わせることでより明確に捉えることができた.

著者

神津 博幸 王 政 王 在天 中嶋 光敏 Neves Marcos A. 植村 邦彦 佐藤 誠吾 小林 功 市川 創作

出版者

Japan Society for Food Engineering

雑誌

日本食品工学会誌 (ISSN:13457942)

巻号頁・発行日

pp.17505, (Released:2018-05-19)

参考文献数

29

被引用文献数

1 3

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微小油滴を包括させたエマルションハイドロゲルは,その力学特性と組成が容易に調整できることから,モデル食品として使われている.著者らが開発してきたヒト胃消化シミュレーター(Gastric Digestion Simulator; GDS)は,胃のぜん動運動を模擬可能であり,消化中の食品の崩壊過程の再現と観察をすることができる.本研究では,GDSを用い,様々な力学特性を有するエマルションハイドロゲルの胃消化挙動について検討することを目的とした.微小油滴(大豆油)を包括させたエマルションハイドロゲルを,次の4種類のゲル化剤の組合せで調製した:寒天(AG),寒天+ネイティブ型ジェランガム(AG-NGG),脱アシル型ジェランガム(DGG),脱アシル型ジェランガム+ネイティブ型ジェランガム(DGG-NGG).GDSを利用したin vitro消化試験において,DGGとDGG-NGGのエマルションハイドロゲルは,ぜん動運動により発生微小油滴が放出されることなくゲル粒子が収縮した.一方,AGとAG-NGGのエマルションハイドロゲルでは,ゲル粒子が崩壊し,微小油滴が放出された.また,AGと比較してAG-NGGの方が,崩壊率と放出率が共に低くなることがわかり,崩壊率と放出率には線形の相関関係があることが明らかになった.これら2つのエマルションハイドロゲルでは,破断応力と破断歪率がそれぞれ異なっていた.本研究の結果により,ヒトの胃において,脂質の含有量を変えることなく,ゲル粒子からの脂質放出量を制御できる可能性が示唆された.