Development of the system to control enzymatic reaction for processing foods using quartz crystal sensor and IT

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近年、酵素反応を用いて、加工食品が製造されることが多くなってきた。製品の製造の進行度を確認するには、反応の途中で経時的にサンプリングして、そのサンプルを分析することで、製品がどの程度製造されているかを確認する必要がある。そのため、リアルタイムで酵素反応の進行度を計測できることが望まれているが、本研究では、微量の質量や粘度の変化を測定できる水晶振動子センサーを用いて、共振周波数および共振抵抗の変動から加工食品製造における酵素反応の進行度をリアルタイムで評価できるシステムを構築することを目的とする。2022年度は、エステラーゼ反応に水晶振動子センサーの利用を試みた。食品のフレーバーとしてエステル化合物が良く用いられるが、エステル化合物は、アルコールとカルボン酸との反応で合成される。そこでまず、炭素数の異なるアルコール、カルボン酸、エステルについて、勝振動子センサーの共振周波数と共振抵抗の特徴を調べた。アルコールとして、メタノール、エタノールとプロパノール、カルボン酸として酪酸、ヘキサン、オクタン酸を、またエステルとして、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、ヘキサン酸メチル、ヘキサン酸エチル、ヘキサン酸プロピル、オクタン酸メチル、オクタン酸エチル、オクタン酸プロピルの共振周波数と共振抵抗を測定した結果、エステル化合物は、アルコールやカルボン酸に比べて、共振抵抗が低いことが分かった。このことは、エステル化反応が進むにつれ、共振抵抗が下がることが示唆された。