日本食品工学会誌
Online ISSN : 1884-5924
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8 巻 , 4 号
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  • 宮脇 長人
    8 巻 (2007) 4 号 p. 175-176
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
  • 鈴木 寛一
    8 巻 (2007) 4 号 p. 177-190
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    非ニュートン流動性に加えて粘弾性を示す液状食品の粘度と弾性率を同時に測定する新規な静的粘弾性測定を開発した.この方法は, 流体の環状路での流動理論と弾性体のずり変形理論に基礎をおき, 同心二重円筒からなる測定部の外筒 (カップ) を定速で軸方向に微小距離移動させる際に, 試料が内筒 (プランジャー) に与える荷重を測定して静的粘弾性を解析するもので, 非回転二重円筒法とよぶ.液状試料の粘度とずり弾性率を, 短時間で精度よく測定でき, 見かけ粘度のずり速度依存性などの非ニュートン流動性も評価できる.
    単分散性と安定性の高いO/WまたはW/Oエマルションを生産性よく調製できる予備乳化を伴う膜乳化法を開発した.この方法で調製されるエマルションの平均粒径は, 使用する多孔質膜の平均細孔径の約2倍であり, 予備乳化エマルションの膜透過速度 (または圧力) の増加により平均粒径は減少し, 単分散も向上する.予備乳化を伴う膜乳化法の応用技術として, 転相膜乳化法を開発した.この方法では, 予備乳化の容易な低濃度エマルションを転相させることで, 分散相濃度が80%以上の高濃度のO/W又はW/Oエマルションを調製することができる.また, 予備乳化を伴う膜乳化法を用いれば, 3μm程度の微小粒径で単分散性の高いW/O/Wエマルション等の多相エマルションも調製できる.
    遠赤外線などの併用による新規な過熱水蒸気処理法を開発し, その処理特性を検討した.この方法は, 省エネルギ性と操作性が高く, 定常状態での伝熱速度は, 過熱水蒸気による対流伝熱と放射伝熱, 遠赤外線ヒータおよび装置内壁からの放射伝熱を考慮して推定可能であることを明らかとした.無酸素加熱が可能な過熱水蒸気処理では食用油の劣化は極めて少ないことを明らかとした.また, 過熱水蒸気処理による植物系試料の炭化速度は1次反応速度式で表され, 温度が高く試料サイズが小さくなるほど炭化速度が高くなること, および遠赤外線加熱の併用で, 炭化エネルギが大幅に低減できることを明らかとした.
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  • 佐藤 正之
    8 巻 (2007) 4 号 p. 191-199
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    Electrical breakdown or disruption of a biological membrane by high-voltage pulsed electric field (PEF) is well understood to occur by electromechanical compression, which results in the formation of transmembrane pores. If the total area of the induced pores becomes unfavorably large, the membrane is no longer able to repair these perturbations (irreversible disruption), and that results in sterilization. A preliminary research work for PEF inactivation of microorganisms was reported about 40 years ago. Recently many reports are published on the biotechnological applications of PEF including sterilization of some kinds of microorganisms in liquid foods. We investigated effective sterilization by using fast rising high voltage pulse with changing design parameters of the reactor and operating conditions. The treatment temperature or growth temperature, and the shape of the reactor were found to have a great effect on PEF sterilization. To raise the energy efficiency for PEF sterilization to minimize consumed electrical energy, we proposed concentration of electric field by using spiral wire electrode reactor. We also proposed the textile electrode system for improvement of energy efficiency. The PEF-induced reversible disruption could be utilized for the selective release of intracellular proteins from yeast and certain gene-engineered Escherichia coli. The secretion of periplasmic protein from E. coli was achieved during cultivation. In the present paper, some biotechnological applications of high-voltage pulsed electric field are reviewed.
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  • 辻本 進
    8 巻 (2007) 4 号 p. 201-208
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    食品製造における品質革新に食品工学が果たす役割りは大きい.食品製造では, 矢野俊正東大名誉教授が指摘されたように, 1) 原料の組織・構造が一定しない.2) 品質評価の客観性が低く官能評価だけに頼っている傾向がある.3) 食品加工プロセスでは同時に複数の変化を食品にあたえるなど食品工学的な課題も多い.本稿では, 1) パン生地の混練状態の定量的把握, 2) レトルト殺菌の殺菌強度に与える因子の定量化, 3) 噴霧乾燥におけるフレーバー散逸の定量化を例に食品プロセスにおける食品工学の品質向上への役割りを示した.また, 地球温暖化対策の重要性が増す中, 食品の環境負荷低減を図る第1歩として, モデルメニューを設定して, 原材料の生産, 加工, 消費までの環境負荷をLCAで評価した.
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  • 陳 介余
    8 巻 (2007) 4 号 p. 209-220
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    農産物などの固体食品原料・素材をはじめ, 米粉などの粉状の食品素材, 牛乳や果汁などの液状の食品素材, さらに海水やかん水などの特殊素材まで幅広い物質を研究対象とし, 近赤外分光法という手段を用いて食品素材の理化学特性の迅速分析法や非破壊分析法の開発を目標として行われた研究について解説した.様々な素材状態に応じた近赤外スペクトルの測定方法を考案し, そのスペクトル特徴に適した解析方法を追究することにより, 近赤外分光法の特長を活かした生乳や果汁やかん水などの液状食品素材の成分迅速分析法, およびじゃがいもなどの固体食品素材の理化学特性の非破壊分析法を開発した.
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  • 田中 孝明
    8 巻 (2007) 4 号 p. 221-229
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    本総説では, 食品・バイオ産業における微生物の膜分離における特徴と問題点, および, 問題点の解決のためのクロスフロー濾過法と生分解性濾過膜の開発について解説した.微生物の膜分離においては膜面上に圧縮性の高い濾過ケークが堆積するため, 濾過の進行とともに濾過速度 (透過流束) が低下する.現在はケーク濾過抵抗を低下させるために珪藻土などの濾過助剤を用いる助剤濾過が主流であるが, 難分解性の濾過助剤を含む濾過残渣が副生するという問題点がある.濾過助剤を用いないクロスフロー濾過法は濾過膜に平行な流れにより濾過ケークの形成を抑制し, 高い透過流束を得る方法である.クロスフロー濾過法を用いると酵母などの球菌の懸濁液においては高い透過流束が得られるが, 棒状の桿菌や培地に微粒子成分・高分子成分を含む場合には濾過ケークの構造変化や二次的な粒子層・ゲル層の形成により透過流束が低下する.このような場合に行われる逆洗法などの透過流束の回復法について述べた.さらに, デッドエンド型濾過についても廃棄物を削減するために, 最近, 著者らが取り組んでいる生分解性ポリエステル製濾過膜の開発についても解説した.
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  • 藤井 繁佳, 浅野 一朗, 尾崎 和人, 熊王 俊男
    8 巻 (2007) 4 号 p. 231-238
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    世界的にみて, コーヒーは最もポピュラーな飲料の1つである.近年, 多くの疫学研究により, コーヒーの飲用が様々な病気の予防に関与していることが示唆されており, 注目されつつある.コーヒーには幾つかの生理活性物質が含まれており, 生体に有用な効果を及ぼすことが知られている.その中で我々は, コーヒー抽出粕を熱加水分解することによって得られるマンノオリゴ糖 (MOS) に着目した.MOSは感染症予防などで注目されているマンノースを構成糖としており, 様々な機能が期待されたが, その有効性については殆ど解明されていなかった.そこでMOSの機能性評価および応用研究を開始した.最初に, MOSの整腸作用についてin vitro, 動物試験および臨床試験でその機能性を確認した.次に, 動物試験および臨床試験によりMOSが小腸における脂質の吸収を抑制して, 体脂肪の低減作用を有していることを確認した.これらの知見は, MOS入りのコーヒー製品の開発に応用され, 特定保健用食品として上市された.
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  • 瀬川 修一, 高田 善浩, 栗原 利夫, 金子 隆史, 金田 弘挙, 渡 淳二
    8 巻 (2007) 4 号 p. 239-247
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    ヒト好塩基球様KU812細胞からのヒスタミン遊離抑制を指標としてホップ抽出物のアレルギー抑制作用を評価した.ホップの抽出法によりヒスタミン遊離抑制活性には大きな差異が認められ, 水抽出物に強い活性が認められたが, 熱水抽出物およびクロロホルムーメタノール抽出物には活性が認められなかった.ホップ水抽出物を吸着樹脂 (XAD4) により分画したところ, 50%メタノール溶出画分に強い活性が認められ, ケルセチン配糖体およびケンフェロール配糖体が同定された.これらフラボノールのうち, ケルセチンに強いヒスタミン遊離抑制活性が認められた.in vitroでのヒスタミン遊離抑制作用が認められたホップ水抽出物について, 動物実験にてそのI型アレルギー抑制効果を検討した.コンパウンド48/80刺激によるICRマウス背部皮膚へのエバンスブルー漏出量, オボアルブミン (OVA) 感作BALB/cマウスからの抗原刺激によるヒスタミン遊離量からホップ水抽出物のアレルギー抑制作用を評価した.その結果, ホップ水抽出物の経口投与により血管透過性亢進およびヒスタミン遊離は有意に抑制された.しかしながら, その経口投与は免疫グロブリンE産生には影響を及ぼさなかった.これらの結果から, HWEはマスト細胞, 好塩基球からのケミカルメディエーターの遊離を抑制することで1型アレルギー抑制効果を発揮することが示唆された.
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  • 山本 寿
    8 巻 (2007) 4 号 p. 249-256
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    食品素材の複合あるいは反応系を理論的に取り扱うためには, 熱的, 電気的あるいはレオロジー的な観測量の混合則についてのモデル化が必要である.典型的なモデルは直列, 並列そして乱雑型であり, それらをここではべキ乗則モデルに拡張する.前回の報告で著者は, 一般的な観測量0がベキ乗則型の混合則οv= (1-x) οR+xονP (οR<οP) を通して反応度x≡ [P] / ( [R] + [P] ) と共に増大する1次反応過程における観測量οの速度論を展開した.本論文では, 同様の議論を, 一般のn次反応過程dx/dt=Kn (1-x) nにおける観測量増大曲線の変曲点について実行し, 以下の結果を得た.ν≧1の場合, 任意の正値nについて0-t曲線は常に (ο<οP) 凸型である.nが正整数に制限されるとき, ο-t曲線は, -1<ν (≠0) <1の場合には小さいn (=1, 2…) の値について, ν≦-1の場合にはn=1についてのみ, 変曲点をもち得る.ν<1の場合, 変曲点での観測量の値はο*= ( (1-ν) / (1- (1-n) ν) ) 1/νという公式で与えられ, そこでの増大速度do/dtは, n≠1の場合, οR/οPに依存する.ベキ乗則についての上記結果はν→0の極限で対数則 (乱雑モデル) についての結果と一致する.逆数観測量ο-1は, 任意の正整数nについて, 凹型の性質を保って減少する.
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  • プラニートラッタナナン スタシニー, 木内 崇文, 馬 克東, 脇坂 港, 森村 茂, 木田 健次, 白井 義人
    8 巻 (2007) 4 号 p. 257-265
    公開日: 2010/10/29
    ジャーナル フリー
    地球温暖化対策と枯渇性化石資源代替の観点から, バイオマス由来の自動車用燃料製造に, 近年世界的関心が急騰している.ガソリン代替としてのエタノールにせよ, 軽油代替のバイオディーゼルにせよ, バイオマス由来の自動車用燃料製造において, 持続可能性の見地が重要となる.すなわち, エタノール製造におけるトウモロコシやサトウキビ, またバイオディーゼルにおける油ヤシなど原料作物と食糧との競合, あるいは需要増に対応する土地利用変化による生物多様性の減少などの問題が指摘される.また, 発酵原料化が期待される木質系バイオマスについては, 前処理に要する投入エネルギー削減, 五炭糖の利用に関する技術的課題の克服が必要な状況にある.
    著者らは, 炭素源やその他栄養源が豊富に含まれる食品廃棄物を発酵原料とする資源化プロセス, すなわちバイオマスプラスチックであるポリ乳酸やポリブチルコハク酸の原料となる有機酸の発酵法による製造を報告してきた.
    再生可能エネルギーであるバイオ燃料を, 食品廃棄物を原料として, ATCC株のエタノール発酵により製造するプロセスを, ビーカースケールで検討した.ここでは, 食品廃棄物を酵素法により糖化し, 得られた糖化液を原料とするエタノール発酵に取組んだ.
    4種のATCC株による食品廃棄物由来培地からのエタノール産生能の比較から, 耐酸性を有するATCC26602株を選択し, 食品廃棄物由来の糖化液の糖濃度の影響や, 外部からの新たな窒素源添加あるいは培地滅菌の要不要など詳細に検討した.食品廃棄物由来の糖化液を用いるエタノール発酵において, 至適グルコース濃度は, 12%であった.また, 外部からの新たな窒素源の添加は不要であった.至適培地組成でpH調整を行わない振とう培養によるフラスコ試験の結果, エタノール濃度は, 59.4g/L, 糖あたりのエタノール収率50%が得られた.食品廃棄物由来の糖化液を発酵培地とする際の滅菌について, 滅菌, 殺菌, 無滅菌を比較したところ, エタノール産生およびグルコース消費に, 顕著な差異はみられなかった.フラスコ試験からスケールアップして, 20Lのバイオリアクターを用いた場合 (無滅菌, 30℃で18時間培養) にも, エタノール濃度は, 50.2g/L, 糖あたりのエタノール収率42%が得られた.
    無滅菌条件下でも発酵が可能という点は, 食品廃棄物からのエタノール発酵の商業生産に大きな展望を拓くものである.今後は, 発酵形式の検討や, 商業生産に向けたプロセス検討とスケールアップを行う予定である.
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  • 李 永玉, 鈴木 啓太郎, 宮村 新一, 胡 耀華, 大坪 研一, 院多本 華夫, 佐竹 隆顕
    8 巻 (2007) 4 号 p. 267-273
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    米麺品質の向上に向け, 生地に占める糊化米粉割合を種々変えて試作した国産および中国産米2品種の米麺の色彩および茹で麺の破断応力・破断ひずみ・動的粘弾性等の物理特性について検討する一方, 走査電子顕微鏡を用い糊化米粉割合の異なる茹で麺の表面微細構造を観察した.その結果, 生地に占める糊化米粉割合の増加による茹で麺の明度は変化が認められなかったものの, 両品種の茹で麺はともに黄化する傾向が認められた.一方, 茹で麺の最大引張り応力と最大引張りひずみは生地に占める糊化米粉割合の増加により, 両品種ともに有意に増加する値を示した.また, 両品種の茹で麺の貯蔵弾性率と損失弾性率は糊化米粉割合の高い茹で麺ほど上昇速度が顕著であり, 老化が早く硬くなりやすいことが明らかになった.なお, 走査電子顕微鏡による観察の結果, 糊化米粉割合の高い茹で麺の表面には多数のより微細な小孔の形成とともに緻密な表面構造が観察された.
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  • 馬 克東, 脇坂 港, 木内 崇文, プラニートラッタナノン スタシニー, 森村 茂, 木田 健次, 白井 義人
    8 巻 (2007) 4 号 p. 275-280
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    地球温暖化対策と枯渇性化石資源代替の観点から, バイオマス由来の自動車用燃料製造に, 近年世界的関心が急騰している.ガソリン代替としてのエタノールにせよ, 軽油代替のバイオディーゼルにせよ, バイオマス由来の自動車用燃料製造において, 持続可能性の見地が重要となる.すなわち, エタノール製造におけるトウモロコシやサトウキビ, またバイオディーゼルにおける油ヤシなど原料作物と食糧との競合, あるいは需要増に対応する土地利用変化による生物多様性の減少などの問題が指摘される.また, 発酵原料化が期待される木質系バイオマスについては, 前処理に要する投入エネルギー削減, 五炭糖の利用に関する技術的課題の克服が必要な状況にある.
    著者らは, 炭素源やその他栄養源が豊富に含まれる食品廃棄物を発酵原料とする資源化プロセス, すなわちバイオマスプラスチックであるポリ乳酸やポリブチルコハク酸の原料となる有機酸の発酵法による製造を報告してきた.
    さらに, 再生可能エネルギーであるバイオ燃料を, 食品廃棄物を原料として, ATCC株のエタノール発酵により製造するプロセスを, ビーカースケールで詳細に検討し, 良好な発酵原料足り得ることを先に報告した.本研究では, スケールアップを念頭に, 生産性向上の観点から, 耐酸性を示す凝集性酵母ATCC26602株の繰り返し回分培養の比較検討を行った.
    食品ゴミを培地とするエタノール発酵の際に, 耐酸性の凝集性酵母ATCC26602株を用いて, コンタミネーションや生産性の低下なく11日間20サイクルに及ぶ繰り返し回分培養に成功した.凝集性酵母ATCC26602株において3.79/L/hの生産性を示した.
    耐酸性の凝集性酵母を用いた繰り返し回分培養により, 食品ゴミを基質として, 無滅菌条件下でも高い生産性で培養可能であることはコスト削減の観点から, 食品廃棄物からエタノールの商業生産に大きな展望を拓くものである.今後は, 商業生産に向けたプロセス検討とスケールアップ実証研究について報告する予定である.
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  • 須賀 良介, 橋本 修, 伊集院 太一, 高富 哲也
    8 巻 (2007) 4 号 p. 281-285
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    工業用電子レンジにより食品の加熱殺菌を行う場合, 加熱庫内に配置した食品に加熱ムラが生じ, 加熱不足における殺菌不良や過加熱による食品の劣化が問題となっている.
    本研究では, まず基礎検討として自由空間に配置した食品に円偏波を照射した場合の食品内部の吸収電力分布を算出し, 直線偏波を用いた場合の吸収電力分布と比較しすることにより, 円偏波の有効性について議論した.
    次に実用を考慮し, 円偏波発生器および円筒型の加熱庫を用いた場合の吸収電力分布について検討した.さらに連続加熱のための食品移動用方形導波管を円筒型の筐体に接続したモデルにおける食品内部の吸収電力分布についても検討を行った.
    その結果, 基礎検討から円偏波を用いることで直線偏波と比較し局所加熱が抑制され, 約43%の加熱ムラが低減可能であり, より均一な加熱を実現できることを定量的に確認した.そして実用を考慮し, 筐体を用いた場合においても基礎検討同様円偏波が均一加熱に有効であることを明らかにした.
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  • 寺嶋 正明, 松村 知穂, 村井 俊子, 外山 篤美, 椎葉 昌美
    8 巻 (2007) 4 号 p. 287-294
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    食品成分のもつ生理的機能性が多くの注目を集めている。例えば, 体内の酸化的ストレスは加齢とともに強くなり, 老化, がんなどにも関連することが明らかにされており, 抗酸化性に富む食品を摂取する推奨されている。にもかかわらず, 食品のもつ抗酸化性を総合的に評価できる確立した手法はない。本研究では著者らが開発したミオグロビン保護率によって抗酸化性を表す方法, レーダーチャートを用いて抗酸化性を総合的に評価する方法を茶飲料に適用し, その有効性を検証した。茶葉から抽出したお茶, 市販の茶飲料が示す抗酸化性は標準物質として用いたポリフェノール化合物と類似したレーダーチャートのパターンを示した。また, 抗酸化性の強さは従来法であるDPPH法を用いて測定したビタミンC相当濃度が同じ程度の値となるように希釈した場合の希釈率によって評価できた。以上の結果より, 種々の茶飲料の示す抗酸化性を特徴づけることができた。
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  • 佐久間 欣也, 河東田 治彦, 深谷 哲也, 城斗 志夫, 伊東 章, 渡辺 敦夫
    8 巻 (2007) 4 号 p. 295-304
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    微生物的変質がなく, 食味がよい, より高品質な準無菌包装米飯 (cooked rice packed under semi-aseptic condition) の製造を目的に多くの技術開発が進められてきた.今回, レトルト食品の商業的無菌性の考え方に基づき, 準無菌包装米飯において, 微生物に関わる保蔵安定性をより向上させることを目的に, 準無菌米飯の商業的無菌性に及ぼす米由来の耐熱性生菌の影響を調べ, 製造方法の改良を検討した.
    本研究で玄米よりB.subtilis菌株が分離された.その耐熱性はD100℃=41.4分で, これより従来の炊飯加熱による殺菌加熱時間はF=0.43D100℃と推算された.Diは任意の温度i (℃) のとき耐熱性生菌が90%死滅する加熱時間を表す.
    また商業的無菌性を達成するための必要殺菌加熱時間F (分) はF=2Diであることが推算され, 従来の製造工程の炊飯加熱において, 上記の商業的無菌性を達成するための必要殺菌加熱時間を満たしていなかった.
    そこで, 商業的無菌性を達成するための炊飯加熱操作を検討した.その結果, 105℃で18~28分間, 110℃で13~14分間の炊飯では米飯の食味において問題が生じないことがわかった.
    また, 玄米より分離したB.subtilis菌株の耐熱性はD121.1℃=0.32分で, これより商業的無菌性を達成するための必要殺菌加熱時間はF0=2D121.1℃=0.64分相当以上と推算され, F0=0.7分を達成するには, 105℃で38分間以上, 110℃で14分間以上の加熱炊飯が必要であることがわかった.
    本研究の結果より, 準無菌包装米飯において従来と同等の食味で, より保蔵安定性を有した高品質の製造工程として, 110℃で14分間 (F0=0.7) の炊飯加熱操作を提案する.
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  • 佐藤 幾郎, 中島 篤, 栗山 雅文
    8 巻 (2007) 4 号 p. 305-310
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    脱脂乳を2ステージ連続式ナノろ過装置で容量濃縮倍率2倍まで濃縮する実験を行った.その結果を回分式と比較したところ, 連続式は回分式より濃縮過程において保持液の全固形分濃度が高めに推移するが, 得られた部分脱塩濃縮乳のNa, KおよびClの乾量基準組成は同等であった.また, 連続運転の安定性確認のため, 温度2~7℃, 初期操作圧1.5MPa, 容量濃縮倍率2.0倍一定の条件で連続運転のテストを行ったところ, 開始3時間後の操作圧上昇は0.1MPaであった.このことは安全に長時間の連続運転を行える可能性があることを示している.
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  • Jintana WIBOONSIRIKUL, Pramote KHUWIJITJARU, Yukitaka KIMURA, Hisahiro ...
    8 巻 (2007) 4 号 p. 311-315
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
    The optimum conditions for subcritical water treatment to produce an extract with a high phenolic content and radical scavenging activity from defatted rice bran were determined using response surface methodology. The effects of the weight ratio of bran to water from 0.05 to 0.2 and treatment time from 20 to 120 min on the total phenolic content and DPPH radical scavenging activity were evaluated using the Design-Expert program. Both the total phenolic content and DPPH radical scavenging activity increased with an increase in the bran/water ratio, but decreased with the treatment time. The optimum bran/water ratio and treatment time were 0.2 and 20 min, respectively, to attain a relatively highest total phenolic content and DPPH radical scavenging activity.
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  • 後藤 勝
    8 巻 (2007) 4 号 p. 317-319
    公開日: 2010/06/08
    ジャーナル フリー
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