Optimum design and production of next-generation food dispersions, effectively ingestible nutritional and functional ingredients

新一代食品分散体的优化设计和生产，有效摄取营养和功能成分

• 批准号: 21H00813
• 负责人: 小林 功
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H00813/
• 关键词: 食品; 乳化・分散; 栄養・機能性成分; 安定性; In vitro消化性; 乳化; マイクロチャネル; 高濃度エマルション; 精油; in vitro消化

次世代型食品分散系は、摂食後の消化性および含有栄養・機能性成分の放出特性を精密に制御可能な食品（素材）として期待されている。本課題では、微細構造デバイスを利用した先端乳化技術などによる粒子サイズ、微細構造、組成、および安定性が精密に設計された新規食品分散系の作製、ならびにその諸特性およびin vitro消化性について系統的に解明することを目的として研究を進めている。まず、微細構造デバイスを用いた先端乳化技術であるマイクロチャネルホモジナイザーに関して、非対称貫通型マイクロチャネルを用いた食品用エマルションの安定的な高効率作製（最大透過流束：>1 m3/(m2 h)（水中油滴型）、>0.1 m3/(m2 h)（油中水滴型））を達成した。微細構造デバイスを用いて作製された組成が異なる単分散エマルションの混合により、食品用マルチ単分散エマルションを作製可能であることを示した。次に、分散相としてココナッツ油を用いた「高濃度、超高濃度エマルション」の作製および特性に関して、乳化剤の種類が前記エマルションの粒子サイズ、保存安定性、および冷却特性に及ぼす影響を把握できた。また、精油を含有した分散相を用いた水中油滴型ナノエマルションの作製特性に関しても、分散相の組成および乳化剤の種類が粒子サイズおよび保存安定性に及ぼす影響を解析できた。さらに、昨年度構築したin vitro消化試験・評価方法を用いた研究により、水中油滴型マクロ・ナノエマルションの胃消化物・小腸消化物の性状および液滴サイズ分布、ならびに小腸消化中における遊離脂肪酸の生成量に関する基礎的知見が得られた。本年度までに得られた知見を活用し、最終年度（2023年度）に組成および操作・装置条件が次世代型食品分散系の作製、主要特性、およびin vitro消化性に及ぼす影響について系統的に解析する。

The next generation of food dispersion system is expected to be able to accurately control the digestibility of food after eating and the release characteristics of nutritional and functional ingredients. The purpose of this project is to make use of advanced emulsification technology, fine structure, composition, stability, precision design, new food dispersion system, various characteristics, and in vitro digestibility analysis of food dispersion system. High efficiency production of stable food products (maximum transmission flux: >1 m3/(m2 h)(oil droplet type in water),>0.1 m3/(m2 h)(water droplet type in oil)) is achieved. The micro-structure is made up of different materials, such as polyethylene, polyethylene and polyethylene. The preparation and characteristics of high concentration and ultra-high concentration of dispersed phase oil, the storage stability and cooling characteristics of emulsified phase oil The essential oil contains dispersed phase, the oil droplet type in water, the processing characteristics, the composition of dispersed phase, the type of emulsion, the storage stability of particles and the influence of oil droplets on the stability of particles. In the past year, the structure of the in vitro digestion test and evaluation method was studied, and the basic knowledge of the distribution of oil droplets in water, the characteristics of gastric digests, small intestine digests, and the production of free fatty acids in small intestine digestion was obtained. Analysis of the composition, operation and installation conditions of the next generation food dispersion system, its main characteristics, its digestibility and its influence on the food dispersion system in the current year (2023).

项目成果

Preparation of monodisperse water-in-oil emulsions using microchannel homogenization

利用微通道均质化制备单分散油包水乳液

• DOI: 10.1080/02726351.2022.2160852
• 发表时间: 2022
• 期刊: Particulate Science and Technology
• 影响因子: 2.5
• 作者: Li Ran;Kobayashi Isao;Zhang Yanru;Neves Marcos A.;Uemura Kunihiko;Nakajima Mitsutoshi
• 通讯作者: Nakajima Mitsutoshi

Formulation and Storage Characteristics Of Structured Lipid Microparticles: a Comparative Study Using Microchannel Emulsification and Rotor-stator Emulsification

结构化脂质微粒的配制和储存特性：微通道乳化和转子-定子乳化的比较研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Hanxiao Wang;Mitsutoshi Nakajima;Marcos A. Neves; Kunihiko Uemura;Setsuko Todoriki;Isao Kobayashi
• 通讯作者: Isao Kobayashi

Formulation and characterization of concentrated coconut oil-in-water emulsions

浓缩水包椰子油乳液的配方和表征

• 发表时间: 2023
• 作者: Mengyuan Xu;Teetach Changwatchai;Takumi Umeda;Marcos A. Neves;Isao Kobayashi
• 通讯作者: Isao Kobayashi

貫通型マイクロチャネルを用いたO/Wエマルション液滴の微細化特性

贯通式微通道水包油乳液液滴微型化的特点

• 发表时间: 2021
• 作者: 知念ウシ（協力者）;伊野波優美;大城貞俊;他22名;梅田 拓洋，植村 邦彦，小林 功
• 通讯作者: 梅田 拓洋，植村 邦彦，小林 功

Formulation characteristics of monodisperse structured lipid microparticles using microchannel emulsification

利用微通道乳化法制备单分散结构脂质微粒的制剂特性

• DOI: 10.1080/02726351.2021.1929612
• 发表时间: 2021
• 期刊: Particulate Science and Technology
• 影响因子: 2.5
• 作者: Hanxiao Wang;Mitsutoshi Nakajima;Marcos A. Neves;Kunihiko Uemura;Setsuko Todoriki;Isao Kobayashi
• 通讯作者: Isao Kobayashi