凍結食品におけるマイナス温度域でのダイナミックな相変化に伴う氷結晶形態の変化

零下温度范围内与冷冻食品动态相变相关的冰晶形态变化

• 批准号: 24780244
• 负责人: 則竹 寛子(安藤寛子)
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2013-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24780244/
• 关键词: 氷結晶・; 再凍結; 凍結食品; フラクタル

凍結食品は，輸送・保存中に起こる温度変動によって絶えず熱的なショックを受けている．食品の融点は，その成分にもよるが0 oCよりも低いため，温度変動がマイナス温度域に限定されていても，その状態はダイナミックに変化している．特にその表面付近における一時的な解凍は，再凍結時に核形成をコントロールできないため，著しい品質低下を引き起こす．実際の凍結食品を考える場合，温度変化に敏感な“表面”付近はダイナミックに相状態を変化させていると予測できる．食品の融点がマイナス温度にあることを考慮すれば，一般的に言われる0℃以上の温度域における解凍の概念をはずし，実際の融点に着目をして検討を行うことは，凍結食品の品質維持・向上のため必要である．本研究では、凍結食品における解凍・再凍結に伴う氷結晶形態の変化を検討することを目的に、アイスクリーム溶液を用いて、再凍結後の氷結晶形態を観察した．DSCにて融点を確認したアイスクリームミックス中の氷結晶を光学顕微鏡にて観察した。凍結させたアイスクリームを所定の解凍温度で解凍させた後，再び，-30 ℃まで温度を降下，再凍結させた、光学顕微鏡にて氷結晶形態を観察した．得られた画像より,氷結晶輪郭形態のフラクタル次元（D）を求めた．その結果、0.2と0.4℃にて一旦解凍された試料中には、円形の氷結晶（D=1）が多く観察された．また，凝集によって形成された氷結晶（D=2）にも存在した．一方，-0.6，-0.1℃にて解凍したアイスクリームミックス中には，円形の氷結晶は少なく、複雑な表面構造を持つデンドライト様の氷結晶が形成していた．各試料内に存在するD= 1で示される氷結晶の数を計測し，解凍温度との関係を検討した．その結果，解凍温度の低下に伴い円形の結晶の数は減少することが確認され，解凍温度が再凍結後の氷結晶形態に影響を与えることが示された．

Frozen food る, during transportation and storage, に undergoes <s:1> る temperature changes によって absolute えず heat なショッ を を is exposed to けて けて る る る. Food の melting point は, そ の composition に も よ る が 0 oC よ り も low い た め, temperature variations dynamic が マ イ ナ ス temperature field に qualified さ れ て い て も, そ の state は ダ イ ナ ミ ッ ク に variations change し て い る. Special に そ の surface paying nearly に お け る thaw out な は, freeze up again に nucleation を コ ン ト ロ ー ル で き な い た め, the し い low quality を lead き up こ す. Be interstate の frozen food を exam え る occasions, is sensitive to temperature variations change に な "surface" paying nearly は ダ イ ナ ミ ッ ク に を condition - the さ せ て い る と be で き る. Food の melting point が マ イ ナ ス temperature に あ る こ と を consider す れ ば, general に said わ れ る above 0 ℃ temperature field に の お け る thaw の concept を は ず し, be interstate の melting point with mesh を に し て 検 line for を う こ と は, frozen food の quality, hold up の た め necessary で あ る. This study で は, frozen food に お け る thaw, frozen に again with う の 氷 crystalline form - the を beg す 検 る こ と を purpose に, ア イ ス ク リ ー を ム solution with い て, after refreezing の 氷 crystal morphology を 観 examine し た. DSC に て melting point を confirm し た ア イ ス ク リ ー ム ミ ッ ク ス in の 氷 crystallization を optical 顕 micromirror に て 観 examine し た. Freeze さ せ た ア イ ス ク リ ー ム を の thawing temperature prescribed で thaw さ せ た after び again, and 30 ℃ ま を で temperature drop, then freeze さ せ た, optical 顕 micromirror に て 氷 crystal morphology を 観 examine し た. To obtain the られた portrait よ, the 氷 crystal ring shape <s:1> フラ タ タ を the めた dimension (D) を find めた. そ の result, 0.2 0.4 ℃ と に て once thawed さ れ た sample in に は, has drifted back towards &yen; の 氷 crystallization (D = 1) more than が く 観 examine さ れ た. Youdaoplaceholder0, agglomerates によって to form された氷 crystals (D=2) に に exists in た. Side, 0.6, 0.1 ℃ に て thaw し た ア イ ス ク リ ー ム ミ ッ ク ス in に は, has drifted back towards &yen; form の 氷 crystallization は less な く, complex 雑 な surface structure を hold つ デ ン ド ラ イ ト others の 氷 crystallization が form し て い た. In each sample, there is a に with するD= 1で indicating the される氷 number of crystals <s:1> measured by を, and the thawing temperature と <s:1> is related to を検 to determine た. そ の results, thawing temperature low の に companion い has drifted back towards &yen; の crystallization の function は reduce す る こ と が confirm さ れ, thawing temperature が after refreezing の 氷 crystal morphology に influence を and え る こ と が shown さ れ た.

项目成果

アイスクリームの保存温度の変動による氷結晶形態の変化

由于冰淇淋储存温度的变化导致冰晶形态的变化

• 发表时间: 2012
• 期刊: 日本冷凍空調学会論文集
• 作者: Someya N;Ikeda S;Tsuchiya K;井上みなみら;水谷直貴ら;則竹(安藤)寛子
• 通讯作者: 則竹(安藤)寛子

Water diffusion to chocolate film depend on sugar solubility

水扩散到巧克力膜取决于糖的溶解度

• 发表时间: 2012
• 作者: Hiroko Ando;Yuumi Nakamuta;Kazuhito Kagiwara;Toru Suzuki.
• 通讯作者: Toru Suzuki.

マイナス温度域において高濃度糖水溶液に形成するパーコレーション構造の観察

零下温度范围内高浓度糖溶液中形成的渗滤结构的观察

• 发表时间: 2012
• 作者: Someya N;Ikeda S;Tsuchiya K;井上みなみら;水谷直貴ら;則竹(安藤)寛子;八木沢優一・則竹（安藤）寛子・鈴木徹・松川信吾
• 通讯作者: 八木沢優一・則竹（安藤）寛子・鈴木徹・松川信吾

Abnormal behavior on thermal properties around 50% (w/w) in sucrose solution at low temperature

异常%20行为%20on%20热%20properties%20around%2050%%20(w/w)%20in%20蔗糖%20溶液%20at%20low%20温度

• 发表时间: 2012
• 作者: Hiroko Ando;Yuuichi Yagisawa;Takashi Hoshino;Shingo Matukawa;Kazuhito Kajiwara;Toru Suzuki.
• 通讯作者: Toru Suzuki.

凍結食品の脂質系皮膜を介した水透過メカニズムに対する一考察

冷冻食品脂基膜透水机理研究

• 发表时间: 2012
• 作者: Hiroko Ando;Yuuichi Yagisawa;Takashi Hoshino;Shingo Matukawa;Kazuhito Kajiwara;Toru Suzuki.;則竹（安藤）寛子,梶原一人，鈴木徹．
• 通讯作者: 則竹（安藤）寛子,梶原一人，鈴木徹．