吉村, 美紀

Osaka City University Repository

氏名 吉村美紀
学位の種類 博 士(学術)
学位記番号
学的授与年月卜l
学位授与の要件
学院論文名
第3612号
半成l1"f3月24日
学位規則第3条第 1頃該当者
Rheological and Thermal Studies on Mixtures of Corn Starch and Food 
Hydrocolloids 
(コーンスターチと食品ハイドロコロイド混合系のレオロジー的・熱的
研究)
論文蒋汽委員 主命教授両成勝好 副主査教授中谷延二
福1主査教綬山門英己
論文内容の要旨
本研究は，食品ハイドロコロイド混合による澱粉性食品のテクスチャー改良についての基舵的知見を得る
ことを目的とし.コーンスターチ(CS)の糊化，老化特性におよぼすコンニャクグルコマンナン(KM)とキシ
ログルカン(XG)混合の影響についてレオロジーおよび熱的挙動より検討した。澱粉は，優れた加T性をも
ち，安価であることから，食品の主!原料として多く用いられている。しかし澱粉性食品は保存にともな
い，硬化，離殺を起こすなどの日司題があるc食品ハイドロコロイドは，食品の状態を調節・制御するため
に用いられ，ゲル化性.保水性，分散性，増粘性，安定性などの機能特性をもち，食品の暗好性を改良す
るために広く用いられている。また，高齢者用食品，食物繊維を含む食品.動物脂肪代替による低カロ
リー食品などの素材として.その利用範囲は拡大しつつあるa澱粉性食品の食感改良.老化抑制などの効
果があれば，安全なテクスチャーモディフャィヤーとして期待される Q
第 1章では.csの糊化，老化におよぼす剛混合の影響について検討した。ゲルを調整後. 50Cで保存し
たの破断測定結果では，調製 1日後は.cs単独系は刷出合系に比べ軟らかく，それ以後の保存過程では，
cs単独系の方が地1混合系より破断応力の増加が著ーしく硬いゲルとなった。昇説DSC測定では，糊化エン
タルビーは.CS単独系と制混合系とでは大差なく.保存後のj1}糊化エンタルビーでは.KMill合系はややcs
単独系より小さくなる結果を得た。これらより.則混合により，保存の初期にcsの老化が促進され.保存
に伴い老化が抑制されることが推察された。第2章では.csとKMの相互作用について検討した。保存に伴
うcsの離紫は.I倒混合により著しく抑制された。澱粉性食品の硬化，離叛などの老化現象は，澱粉を構成
する粒子の秩序構造の再形成過程であるの闘の鎖状分子が澱粉を構成する村.子にからまり秩序化を阻害し，
老化を抑制することが推察されたのさらに複素同1I性率の周波数依存性測定より. K.Mはcsの 3 次)~的網目構
造の形成を問害していることが推察された。第3章では.csとKMの混作状態を検討した。酬の低濃度の混
合状態から相分離が認められ，共焦点、レーザー走資顕微鏡観察により.csが網目を形成し削がその間を
閉めていることが観察された。第4章では.csの糊化と老化に及ぼすXG混のの影響について検討した。 XG
混合により，保存の初期では老化が促進され，保存に伴って老化が抑制されることが推察されたのさらに
動的粘弾性の温度依存性により，保存に伴いゲルの網回構造の弱L、架橋が増加するが，再び加熱により弱
い架橋が消失し.強い架橋は残ることが推察された。第5章では， KMのアルカリ (Na2CO~)添加によるゲル
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化のレオロジーについて，複素岡4性率の時間依存性より検討した。 KM分子量または濃度が大きくなるに伴
い，時聞が十分経過した後のσの平衡値.ゲル化速度定数は大きく，ゲル化開始時間は短くなった。加熱
混度が高いか，あるいはアルカリ濃度が高いとき.G'の平衡値が小さくなった。これは，測定中にゲルか
ら離殺して測定面とサンプルの聞でスリップがおきるため，または，早くゲルが形成されるため，架橋が
不規則に生じ弱いゲルが形成されることが推察された。
本研究では， KM， XGの食品ハイドロコロイドは澱粉性食品の食感.保水性を変えて，実際の食品のテク
スチャー改良に，応用できるものと考えられる。闘のアルカリ添加によるゲル化については，定量的にリ
アルタイムでゲル化過程をとらえ，聞の分子量および護度.アルカリ濃度.加熱温度の影響を解明した。
論文審査の結果の要旨
食品ハイドロコロイドとは.食品の状態を調節・制御するため用いられる多糖類や蛋白質などであるo
ゲル化性.保水性，分散性，増粘性，安定性.起泡性，結着性などの機能特性をもつことにより，ゲル状
食品，麺類，水産練製品.インスタント食品，レトルト食品などの晴好性を改良するために広く用いられ
ている。また.阻噌やi殿下の困難度に応じた高齢者用食品素材として，食物繊維を含む食品，動物脂肪代
替による低カロリー食品などの健康志向の食品素材として，その利用範囲は拡大しつつある。
澱粉は，その水分散液を加熱すると糊化し粘欄な灘粉糊液となり，冷却するとゲルを形成する優れた加
J.:.性をもち，安価であるとこから.食品の主!原料として用いられ.澱粉性食品は重要なカロリー源である。
しかし老化により硬くなったり離援を起こすなどの問題がある。
本研究は，優れた機能特性をもっ食品ハイドロコロイドの混合により，澱粉性食品のテクスチャー改良
について基礎的知見を得ることを目的とした。搬粉として最も供給.需要量が多いコーンスターチ(CS)，
ハイドロコロイドとして，食物繊維素材であるコンニャクグルコマンナン(KM)と新規なゲル化特性をもっ
キシログルカン(XG)を用いた。
CSの糊化，老化に及ぼすKMとXGの影響について検討した。
各系を調製後， 5Tで保存し，破断特性および封温DSC測定を調べた。破断特性では，調製1日後
は.CS単独系はKM混合系またはXG混合系に比べ破断ひずみが小さく，破断応力，初期弾性率が小さく軟ら
かいゲルとなり，それ以後の保存の過院では， cs単独系の方が附混合系またはXGi.見合系より破断応力の増
加が著-しい結果を得た。昇温DSCip'IJ定では，糊イヒエンタルビーは.cs単独系とKM混合系， XG混合系とで
は大差なく，再糊化エンタルビーでは，混合系はcs単独系よりやや大きいという結巣を得た。レオロジー
および熱的挙動の両方で.保存の初期にK.¥1またはおの混合によりcsの老化が促進され，保存に伴い老化が
抑制されることが推察された。保存に伴う離策不の変化では， csの離策は.KMまたはXGの混合により抑制
された。澱粉性食品の硬化や離紫などの老化現象は， i殿粉を構-成する粒子の秩序構造の再形成過程であ
るO 食品ハイドロコロイドの鎖状分子がからまり澱粉を構成する粒子の秩序化を阻害し，老化を抑制する
ことが推察されたの複素剛性率の周波数依存性より， KMはcsの3次元的網目構造の形成を阻害しているこ
とが推察される。また.動的粘弾性のj震度依存性より.ゲルの網目構造の架橋は加熱に弱く水素結合のよ
うな 2次結合によるもので.保存に伴し、弱い架橋が増加するが，再び加熱すると，弱い架橋は消失し強
い架橋は残ることが推察された。
酬のアルカ 1)CNa2C02)添加によるゲル化のレオロジーについて.複素蝿1性率の時間依存性を一次反応、式
により解析した。 KM分チ量および濃度が大きくなるに伴い，時間が十分経過した後の貯蔵間1I性平G'の平衡
値.ゲル化速度定数は大きく.ゲル化開始時間は短くなった。ゲル化過程の加熱温度が高い時，またはア
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ルカリ濃度が高い時は.G'の平衡値が小さくなった。測定中にゲ、ルから離紫して測定面とサンプルの間で
スリップがおきるため，または.早くゲルが形成されるため.ヨ自橋が不規則に生じ.弱いゲルが形成され
るためと推察される。
本研究の結思より，食品ノ、ィドロコロイドは，実際の澱粉性食品のテクスチャー改良に応用できるもの
と考えられる。更に.KMのアルカリ添加によるゲ、ル化過程については.定量的にリアルタイムでとらえ，
KMの分子量および濃度，アルカリ濃度，加熱温度の影響を解明する事ができた。
この成果は食品の製造・加工・調理のために重要な基礎的知見を与えるものであるo したがって，本論
文の著者は博上(学術)の学位を授与されるに値するものと認められた。
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コーンスターチと食品ハイドロコロイド混合系のレオロジー的・熱的研究

http://dlisv03.media.osaka-cu.ac.jp/infolib/user_contents/youshi/3612.pdf

コーンスターチと食品ハイドロコロイド混合系のレオロジー的・熱的研究

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