Combined Effect of Far Infrared Heating on the Quality of Vegetable Oil During Superheated Steam Treatment

大豆油を試料とし, 遠赤外線加熱の併用が過熱水蒸気処理の処理特性に与える影響について検討した. 大豆油の加熱は, 過熱水蒸気180℃, 230℃とセラミックヒーター230℃を任意に組み合わせた加熱条件で行った. 併用法による大豆油のAVは時間と共に増加し, その上昇値は, 単独法(180℃)よりも大きく, 単独法(230℃)よりも小さかった. 併用法で加熱された大豆油のPOVは, 単独法の場合と同様に, 加熱初期に一度増加した後減少した. 過熱水蒸気を用いた各処理法の大豆油粘度上昇は認められず, 加熱前後の色調は, 視覚観察ではほぼ同じであり, 明度を示すL*値, 赤味を示すa*値, 黄色味を示すb*値とも変化は小さかった. 以上の結果より, 過熱水蒸気処理への遠赤外線加熱の併用は, 過熱水蒸気の単独処理と同様に, 大豆油の品質への影響は少ないことを明らかにした.Changes in the quality of soybean oil heated using superheated steam (SHS) combined with far infrared heating (FIH) were compared to those of oil heated using SHS only. Oil quality was measured with respect to acid value (AV), peroxide value (POV) and viscosity. For the SHS treatment, oil was heated at two temperatures (180°C and 230°C). For the combined treatment of SHS with FIH (SHS + FIH), oil temperature was 180°C and the surface temperature of the FIH ceramic heater was 230°C. Changes in oil heated by SHS+FIH were similar to those in the SHS-only treatment. All quality values of SHS+FIH oil were between those of the 180°C SHS-only treatment and the 230°C SHS-only treatment. The results indicate that FIH heating combined with SHS does not significantly affect oil quality compared to SHS-only heating, although the treatment temperatures of both methods influenced oil quality

Non-destructive and Continuous Measurement of Food Process Using Dielectric Properties

平成15年度日本食品科学工学会奨励

Melting Point Measurement of Edible Fats and Oils Using Electric Capacity

電気容量測定により油脂の融点測定を試みた. 油脂試料として, オリーブ油, ダイズ油, ナタネ油, ピーナツ油, トウモロコシ油, ゴマ油, トリオレインを使用した. 油脂試料の融解に伴う電気容量変化をキャパシタンスメータを使用して, -160～30℃の範囲で測定した. また, DSCを使用して油脂試料の融解に伴う熱量変化を-160～30℃の範囲で測定した. 油脂試料の電気容量は温度の上昇と供に大きくなった. 電気容量の温度依存性を表す曲線は, 全ての油脂において類似した形状であったが, 曲線の変曲点は, 油脂ごとに異なっていた. また, 油脂の融点付近において電気容量の変化が顕著であった. 温度変化に対する電気容量の変化を温度の増分で微分し, 電気容量の一次微分曲線を作成した. 電気容量の一次微分曲線とDSC曲線との間には類似性が見られた. 電気容量の一次微分曲線とDSC曲線からそれぞれ, 融解開始温度, 融解ピーク温度, 融解終了温度を読み取った. 電気容量測定により得られた融解温度はDSC測定により得られた融解温度と良好に一致していた. 電気容量測定により, 油脂の融点測定が可能であることが示唆された.Determination of the melting temperature of fats and oils was attempted by measuring electric capacity (capacitance). Olive oil, soybean oil, rapeseed oil, peanut oil, corn oil, sesame oil and triolein were used as samples. Capacitance change with melting of samples was measured in the temperature range, -160~30°C using a capacitance meter. Differential scanning calorimetry (DSC) was also used to examine the enthalpy change accompanying the melting. The capacitance of the fat and oil samples increased with increasing temperature. The temperature dependency curve of capacitance of each sample had a unique inflection point, though similar in its shape in all samples. The change in capacitance was remarkable around the melting point of each sample. The change in capacitance corresponding to temperature change was differentiated by the temperature increment, and the first derivative curve of capacitance thus obtained was quite similar to the DSC curve. Initial, peak and end temperatures of melting were read from the first derivative curve of capacitance and the DSC curve. These melting temperatures obtained from the capacitance measurement was consistent with those from DSC, thus suggesting that the melting temperatures of fats and oils can be determined accurately by measuring capacitance

Effects of Notch Introduction on 3-Point Bending Cutting Characteristics of Frozen Fish

凍結切断時の切断応力の低減を目的として, モデル魚肉およびサンマを用いて, 切り欠き導入による切断応力低減効果と切断面の滑らかさに与える影響を検討した. その結果, モデル魚肉およびサンマとも切り欠き導入により切断応力の低減効果が認められ, 切断面の滑らかさも向上することが明らかとなった. また, 導入する切り欠きが鋭いほど, 切断応力を低減できる可能性を明らかにした.We have proposed a freeze cutting method in which a three point bending load is applied on a frozen fish body to cut in round slices. Lowering the three-point bending load can facilitate the freeze cutting processing. Based on the idea that a notch in the fish body may lower the cutting load, the effect of introducing a notch was examined with respect to cutting stress and smoothness of cut surface in model fish meat and in saury. It was found that the introduced notch effectively lowered the cutting stress in both the model fish and saury, and that the smoothness of cut surface was improved. This study also showed the possibility that a sharper notch could attain lower cutting stress

Lengthwise Cutting of Frozen Fish by Cylinder Splitting Load

輪切りにした魚体に割裂荷重を加えて, さらに縦割り切断加工を施し, 凍結魚をフィレーの状態に加工する方法について検討を行った. 内臓を含む魚体腹部及び内臓を含まない魚体尾部に対して-190～-20℃の凍結温度で割裂試験を行い, 縦割り切断加工が可能になる温度条件を調べた. その結果、腹部試料では-120～-60℃範囲で, 脊椎骨・神経棘と内臓を同時に分離する縦割り切断が可能であった. 尾部試料では-140～-80℃範囲で, 脊椎骨・神経棘・血管棘を同時に分離する縦割り切断が可能であった.We have previously shown the feasibility of a round slice-cutting method for small fish such as mackerel and saury, where a three point bending load is applied to frozen fish for cutting. The present study examines a filleting method in which a cylinder splitting load is applied to frozen round sliced fish to further cut the fish lengthwise. Splitting tests were conducted at the freezing temperature range from -190 to -20°C using abdominal test pieces (viscera included) and tail test pieces (no viscera) as the samples to determine the optimum temperature where lengthwise cutting could be successfully achieved. In the abdominal test pieces, lengthwise cutting that simultaneously separated the vertebra, neural spine and viscera from the fillet became possible within the range from -120 to -60°C. In the tail test pieces, lengthwise cutting that simultaneously separated the vertebra, neural spine and viscera from the fillet became possible within a range from -140 to -80°C

Possibility of the Membrane Emulsification Method to Prepare Food Emulsions with Unique Properties

予備乳化を伴う膜乳化法を用いれば, 低い乳化エネルギーで単分散性の高いO/W型またはW/O型エマルションを生産性よく調製することができる. この方法では, さらに高濃度エマルション, 多相エマルション, 粒子凝集のない高融点油脂O/Wエマルションなど, 特徴的な性状の食品エマルションを調製することも可能である. 本報告では, このような予備乳化を伴う膜乳化法の興味ある特徴を紹介する. 予備乳化を伴う膜乳化法を用いる転相法で, 低濃度の予備乳化エマルションを転相させて高濃度のエマルションを得る. 実験で得られた最大濃度は, O/Wエマルションで約90%, W/Oエマルションで約85%であった. 平均細孔径1.0μmのPTFE膜を用いて, 平均粒径2.5μmの単分散性の高いW/O/Wエマルションを調製できた(粒子分散係数, α≒0.1). この場合の予備乳化W/O/Wエマルションの膜透過流束は, 負加圧0.3MPaで4～10m3/m2/h程度の値が得られた. W/O/Wエマルションを調製する際の内包率は, W/Oエマルションの粒径には影響を受けなかった. 膜乳化で得られたエマルションを再度膜透過させると, 効果的な粒径の微細化が起きた. 高融点油脂(融点=313K)を用いたO/Wエマルションを予備乳化を伴う膜乳化法で調製した場合には, 室温で数日間放置しても平均粒径に変化はなく, 液体状態を保っていた. このことは, 室温に放置しても油脂粒子の凝集が起きていないことを示している.The membrane emulsification method combined with preliminary emulsification enables us to prepare O/W or W/O type emulsions with narrow particle size distribution at high production rate without high mechanical stress. The method also prepares stable food emulsions with unique properties such as ultra-high concentration, multi-phase, solid fat particle in water without agglomeration and so on. This paper introduced an interesting feature of the membrane emulsification method combined with preliminary emulsification. Highly concentrated emulsions were prepared from the low concentration pre-emulsified emulsions by the membrane phase inversion method. The maximum concentration obtained was ca. 90% for O/W emulsion, and ca. 85% for W/O emulsion. The W/O/W emulsions of very small particle (mean diameter, Dp ≒ 2.5 μm) with narrow particle size distribution (coefficient of variation, α ≒ 0.1) could be obtained using a PTFE membrane (mean pore size = 1.0 μm). The permeating flux of pre-emulsified W/O/W emulsion through the membrane was ca. 4~40 m3/m2/h at 0.3 MPa. The encapsulation efficiency was not affected by the particle size of W/O emulsions. Increasing passage times through membrane decreased effectively the particle diameter of emulsion. Solid fat (melting point: Tm ≒ 313 K) in water (O/W) emulsions prepared by the method were liquid state, and mean particle diameter (Dp ≒ 2.0 μm) was almost unchanged during standing for several days at room temperature. This indicated that no appreciable aggregation of fat particles in O/W emulsions was observed

非回転二重円筒法を用いる液状食品の粘弾性挙動の2要素モデル解析

液体の機械的物性は, おもに粘度または流動挙動で論議されているが, 非ニュートン流動性を示す液状食品の多くは, 粘弾性体としても挙動する. 定形性をもたない液状材料の粘弾性は, これまでは動的測定法で得られる複素弾性率や損失正切(tanδ)などの動的粘弾性パラメータで論議されてきたが, 動的粘弾性は周波数などの測定条件によって大きく影響を受けるため, 得られる動的粘弾性パラメータの物理的意味が複雑または瞹眛となる問題がある. そのため, 一般的には限定された線形領域の測定値で粘弾性を評価しているが, 液状食品の製造工程管理や品質設計を行うために必要な評価条件にそぐわないことも多い. 一方, 最近著者らが開発した非回転二重円筒型レオメータでは, 液状材料の粘度およびずり弾性率(静的粘弾性)を任意のずり速度で同時に直接測定することが可能である. この方法では, カップ(外筒)が定速で軸方向に微小距離(0.1～0.2mm)移動する間に試料がプランジャ(内筒)に作用する総合力Fの時間変化曲線から静的粘弾性を測定するが, 測定開始直後のFの時間変化曲線が2種類に大別されることを見い出した. 1つは, Fの瞬間的増加に続いて上に凸の曲線となってFが増加するもの(曲線I)であり, 他の1つは, 作用力の瞬間的増加後は, 時間に対して直線的にFが増加するもの(曲線II)である. そこで本研究では, 非回転二重円筒法で測定されるFの変化曲線の形の違いは, 液状材料の粘弾性の発現機構の違いに起因するものと推定して, 2つの2要素粘弾性モデル, すなわち, 粘性要素と弾性要素の直列モデル(Maxwellモデル)および同要素の並列モデル(Voigtモデル)を用いて液状食品の粘弾性挙動の解析を試みた. 2要素モデルは, 動的粘弾性の挙動を説明する際によく用いられるものであり, 非回転二重円筒法で測定される静的粘弾性と動的粘弾性の対応関係を検討する場合にも都合が良い. ここでは, 2種類のFの変化曲線と2要素モデルとの対応性および液状食品の性状と2要素モデル適合性を検討した. 試料には, 製造者が異なる2種類のケチャップ(KA, KB)とマヨネーズ(MC, MD)を用いた. マヨネーズの分散相体積分率φは0.75以上である. 各試料の初期水分は, KA=72.6wt%, KB=73.8wt%, MC=17.5wt%およびMD=20.0wt%であり, これらの試料に加水して, 水分を20～32%の範囲で7段階に調整したマヨネーズ試料と74%, 76%, 78%に調製したケチャップも用いた. 測定には, ㈱サン科学製のレオメータ(CR-200)を用い, カップ直径は29.2mmとし, マヨネーズ試料の測定には直径25.1mmのプランジャ, ケチャップ試料には直径27.1mmのプランジャを用いた. プランジャの初期液深は60mm, カップの移動速度0.333mm/sとした. すべての測定は25℃で行い, 粘度と弾性率の値は, 1条件で4～6回の測定での平均値とした. ずり速度一定条件での2要素モデルの解析結果は, 曲線Iと曲線IIは, それぞれ直列モデル(Maxwellモデル)と並列モデル(Voigtモデル)に対応することを示した. 実験結果は, 粘度とずり弾性率はマヨネーズ試料とケチャップ試料のどちらも水分の減少とともに減少することを示した. しかし, マヨネーズ試料は, 水分が約25%付近で水分に対する減少傾向が変化した. また, 水分が25%以上のマヨネーズ試料とケチャップ試料(水分は, 約73%以上)は, プランジャへの作用力Fの瞬間的な増加に続いて上に凸の増加曲線となる曲線Iを示したが, 25%以下のマヨネーズ試料は, 曲線IIとなった. 25%以下のマヨネーズ試料の分散相体積分率φは, 球状粒子集合体の細密充填濃度(φ=0.7405)以上となっているものと推定される. したがって, 分散相または分散固形物の体積分率が細密充填濃度を超える場合(φ>0.75)には, 分散相と連続相の変形または移動が相互に干渉しあう挙動, すなわち, 粘性要素と弾性要素の並列モデル(Voigtモデル)的な挙動を示すものと考えられる. これに対して, φ0.75) showed Voigt-model-like behavior, while lower-concentration liquids showed Maxwell-model-like behavior

A Non-destructive and Continuous Measurement of Gelatinization of Rice in Rice Cooking Process

アルミニウム製の鍋と蓋に2枚の電極板としての機能を持たせ, 炊飯過程における米-水系試料の誘電特性の変化を低周波領域で測定し, 以下の結果を得た. (1) 炊飯過程における電気容量の変化は, 加熱開始5分後から急激に増加し, 沸騰が始まる7分付近でピークを示し, 11分以降は加熱前の水準に戻った. 電気容量の増加が始まった時点の試料温度は米デンプンの糊化開始温度とほぼ一致していた. (2) DSCによる米の糊化度の変化は, 沸騰直前から急激に糊化が始まり, 加熱開始7分後に50%のデンプンが糊化し, その後糊化速度が緩やかに減少して行く傾向を示した. (3) 実測した電気容量と誘電正接から誘電体損を求め, これを時間で積分し新たな糊化度を定義したところ, DSC測定により得られた糊化度と良好に一致した. (4) 以上の結果より, 誘電特性を利用した炊飯過程の米の糊化度の非破壊・連続測定の可能性が示唆された.A non-destructive and continuous method to measure gelatinization of rice samples in a rice-water system during rice cooking process was examined. An aluminum pot and a lid of a rice cooker were used as two electrode plates, and changes in dielectric properties (capacitance : C, and dielectric dissipation factor : tan δ) of the samples in the rice cooking process were measured by a capacitance meter. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to measure gelatinization enthalpy and to determine the degree of gelatinization. Dielectric loss was calculated from the dielectric properties, which changed as the rice cooking process proceeded. Thus, we defined the degree of gelatinization as the value obtained by integrating the dielectric loss with respect to time. The degree of gelatinization based on the dielectric properties was consistent with that based on the DSC. We concluded that the degree of gelatinization in the rice cooking process can be non-destructively and continuously determined by measuring the dielectric properties

Convenient Equations of Physical Properties regarding Humidity Chart

食品の乾燥など食品製造プロセス設計において、空気中に含まれる水蒸気量と湿り空気の比熱、熱伝導度など各種物性値が必要となる。これらの値を湿度線図と各種の経験式から得なければならない。本研究では、湿度線図から得られる値を、パーソナル計算機に便利な関係式で表わす方法について検討を行った。得られた関係式は、乾湿球温度による測定値を用いて、線図を用いないで各種物性値を概算する場合などに有用になると考えられる。The values of various physical properties such as specific heat, thermal conductivity of humid air are necessary for designing various food processing. The values vary with the temperature and humidity, and must be obtained from the humidity chart and the various empirical equations. We must select a useful equation from the humidity chart and reported equations. In this study, we sutudied the convenient equations of phsical properties regarding humidity chart for personal computer. The equations obtained will be useful to rough estimate of various physical propertied of humid air from the dry- and wet-bulb temperature data etc