Physical chemistry of water and micro-structure to determine the water activity of food

水的物理化学和微观结构以确定食品的水分活度

• 批准号: 20H02944
• 负责人: 中川 洋
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02944/
• 关键词: 水分活性; 食品中の水; 食品のミクロ構造; 水和構造; 中性子準弾性散乱; 構造食品科学; 中性子小角散乱; 示差走査熱量測定; 水和; ナノ構造; 澱粉の糊化・老化; 卵白ゲル; 中性子食品構造物性学; 澱粉の糊化; 赤外分光法; 示差走査熱量計; マルチメソッド; ミクロ構造

澱粉の結晶化度はそのマクロな物性に反映されるため、結晶化度と構造ダイナミクスの関係性は興味深い。中性子準弾性散乱を用いて、糊化した澱粉の老化に伴う分子ダイナミクスの変化を調べた。測定された中性子準弾性散乱の幅は老化に伴い狭くなった。また、弾性非干渉散乱構造因子は増加し、老化現象に伴い分子ダイナミクスが空間的に抑制されることが示された。さらに澱粉の老化に伴う分子運動性の変化と、X線回折による結晶化度の変化との相関関係を見出し、中性子準弾性散乱解析から澱粉の結晶性に由来する特徴的な分子運動性を解析するための手掛かりを得ることができた。これらの成果は、食品の構造物性研究の基礎研究のみならず、食品加工や保存などの応用研究としても重要な視点を与える成果である。また、澱粉の糊化を中性子準弾性散乱測定によって解析し、DSCの吸熱ピークでは分離できなかった状態変化を検出し、現在その詳細を解析中である。卵白のゲル化に伴うミクロ構造の変化について中性子小角散乱測定や中性子準弾性散乱実験を行い、マクロな物性の異なる複数の卵白ゲルのミクロ構造や水和状態の違いの解析を進めている。中性子散乱法を基軸とし各種分光測定、熱分析等の実験手法を融合した手法により、食品の構造物性相関の解析を進めた。特に、赤外分光法と中性子小角散乱の同時測定系の開発を行い、澱粉などの食品素材のナノ構造と水和状態の相関解析などに着手した。また中性子非弾性散乱手法の高度化に関わる装置の試料環境の高度化や機器開発を行った。これらの測定装置の高度化を通じて、中性子準弾性散乱により食品蛋白質の水分活性に対する塩の影響を解明や、同位体コントラスト法による食品中の水の動態を解明し、水分活性と水の物理化学的特性の関係性を解明した。また、中性子非弾性散乱とテラヘルツ分光の相補性や共通性に着目した総説を出版した。

The degree of crystallization of starch reflects the physical properties of starch, and the relationship between the degree of crystallization and the structure of starch is very interesting. Neutral quasi-elasticity is dispersed with いて, gelatinized したstarch のaging に with molecule ダイナミクスの変化をadjusted べた. Determination of the neutral quasi-elasticity of the neutral element and the aging of the neutral element.また, elastomeric non-interfering scattered structure factor は increase し, aging phenomenon and い molecular ダイナミクスがに suppression されることが Show された. The aging of starch is accompanied by the change of molecular mobility, the correlation between the degree of crystallization and the degree of crystallization of X-ray reflection is seen, and the accuracy of neutral particles Analysis of the elasticity of the crystalline nature of starch and the origin of the molecular mobility of the special properties of starch. Research on the results of research on structural properties of food, basic research on the structural properties of food, research on the application of food processing and preservation, important viewpoints, and results on research.また、Gelatinization of starch をNeutral quasi-elastic scattering measurement によってAnalysisし、DSC のEndothermークではSeparationできなかったstatus changeを検出し、Now the detailed analysis is in progressである. Neutralin small angle dispersion measurement and neutral quasi-reflexivity dispersion testい, マクロなphysical property のdifferent なる plural のprotein ゲルのミクロstructure やwater and state のviolation いのANALYSIS を入めている. The neutral scattering method is a basic axis method, various spectroscopic measurements, thermal analysis, etc. are used, and the fusion method is used, and the analysis related to the structure and physical properties of food is carried out. Special, infrared spectroscopy and neutral particle scattering, simultaneous determination of the system's openness and line, starch's food material's structure and water and state's correlation analysis are carried out. The neutral and non-elastic dispersion method is a high-level device and the sample environment is high-level and the machine is turned on and off.これらのThe measurement device has been advanced and the neutron quasi-elasticity is dispersed and the water activity of the food protein has been clarified , the isotope method of water in food is explained, and the relationship between the water activity and the physical and chemical properties of water is explained.また, neutral child, non-reflective and scattered, とテラヘルツspectral, complementary, common, and published.

项目成果

実験医学

实验医学

• 发表时间: 2011
• 作者: 松田憲之;尾勝圭;田中啓二
• 通讯作者: 田中啓二

Freezing, Thawing and Glass Transition of Biomolecules and Water

生物分子和水的冷冻、解冻和玻璃化转变

• 发表时间: 2021
• 作者: T. Ishimaru;K. Thandar Hlaing;Y. M. Oo;T. M. Lwin;K. Sasaki;P. D. Lumanglas;E. M. Simon;T. T. Myint;A. Hairmansis;U. Susanto;B. Ayyenar;R. Muthurajan;H. Hirabayashi;Y. Fukuta;K. Kobayasi;T. Matsui;M. Yoshimoto;T. M. Htun.;中川洋
• 通讯作者: 中川洋

中性子準弾性散乱による生体物質の低エネルギーダイナミクス研究と今後の展望

中子准弹性散射生物材料低能动力学研究及未来展望

• 发表时间: 2020
• 作者: 中本海里;馬場裕士;植村香織;寺地徹;中川洋
• 通讯作者: 中川洋

非干渉性中性子散乱で観測する生体物質の揺らぎ

通过非相干中子散射观察到的生物材料的波动

• 发表时间: 2022
• 期刊: 波紋
• 作者: 松尾龍人;中川洋
• 通讯作者: 中川洋

Effect of water activity on the mechanical glass transition and dynamical transition of bacteria

水分活度对细菌机械玻璃化转变和动力学转变的影响

• DOI: 10.1016/j.bpj.2022.09.001
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biophysical Journal
• 影响因子: 3.4
• 作者: Sogabe Tomochika;Nakagawa Hiroshi;Yamada Takeshi;Koseki Shigenobu;Kawai Kiyoshi
• 通讯作者: Kawai Kiyoshi