凍結含浸法を用いた介護食品の開発に関する研究

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九州大学学術情報リポジトリ

Kyushu University Institutional Repository

中曽, 沙弥香

https://doi.org/10.15017/1441309

出版情報：Kyushu University, 2013, 博士（農学）, 課程博士バージョン：

権利関係：Fulltext available.

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凍結含浸法を用いた介護食品の開発に関する研究

中曽沙弥香

2014

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‐I‐

第１章緒論

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1

第２章植物素材の軟化に適した含浸溶液組成の解明

第 1 節緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・7

第２節実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・8

第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8

第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8

第３項酵素活性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・9

第４項凍結含浸および酵素反応・・・・・・・・・・・・9

第５項実験材料の含浸効率・・・・・・・・・・・・・・11

第６項硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11

第７項カルシウム含有量・・・・・・・・・・・・・・・12

第８項統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12

第３節結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・12

第１項凍結-解凍処理の含浸効率に及ぼす影響・・・・・ 12

第２項ゴボウの軟化に及ぼすクエン酸の影響・・・・・・15

第３項ゴボウの硬さとカルシウム含有量の関係・・・・・25

第４項他の根菜類の軟化に及ぼすクエン酸の影響・・・・27

第４節研究成果を活用した商品開発・・・・・・・・・・・29

第５節小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・29

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‐II‐

第３章軟質フィルムパウチを用いた凍結含浸法

第 1 節緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・32 第２節実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・33 第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・33 第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・33 第３項凍結素材の解凍・・・・・・・・・・・・・・・・33 第４項バッチ方式の減圧酵素含浸・・・・・・・・・・・35 第５項真空包装機による減圧酵素含浸・・・・・・・・・35 第６項硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・36 第７項統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・36 第３節結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・37 第１項真空包装機による凍結含浸法・・・・・・・・・・ 37 第２項酵素濃度、減圧度および減圧保持時間の硬さに及ぼす

影響・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・39 第３項解凍から酵素失活までを軟質フィルムパウチで行う凍

結含浸法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・42

第４節凍結含浸専用調味料「とろん 2」の利用・・・・・・45

第５節真空調理システムにおける実用化・・・・・・・・・48

第６節小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・48

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‐III‐

第４章軟化素材の離水防止技術の開発

第 1 節緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・49 第２節実験材料および方法（予備実験）・・・・・・・・・ 49

第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・49 第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・50 第３項増粘剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・50 第４項粘度の測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・51 第５項粘稠性が付与された酵素溶液による凍結含浸・・・51 第６項硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・52 第７項統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・52 第３節結果および考察（予備実験）・・・・・・・・・・・ 52 第１項酵素反応による増粘剤溶液の粘度変化・・・・・・52 第２項粘稠性が付与された酵素溶液で減圧処理したタケノ

コの硬さ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・54 第４節実験材料および方法（本実験）・・・・・・・・・・・54

第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・54

第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・56

第３項増粘剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・56

第４項未糊化デンプンの凍結含浸・・・・・・・・・・・56

第５項硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・56

第６項離水率の測定・・・・・・・・・・・・・・・・・58

第７項デンプン粒子の顕微鏡観察・・・・・・・・・・・58

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‐IV‐

第８項統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・58 第５節結果および考察（本実験）・・・・・・・・・・・・・59 第１項未糊化馬鈴薯デンプンと酵素の減圧含浸・・・・・59 第２項加工デンプン「デリカ SE」と酵素の減圧含浸・・・61 第３項デンプン粒子の顕微鏡観察・・・・・・・・・・・61 第６節小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・64

第５章軟化素材の食物繊維量と消化性

第 1 節緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・66 第２節実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・ 67

第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・67

第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・67

第３項凍結含浸および酵素反応・・・・・・・・・・・・68

第４項硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・68

第５項食物繊維およびオリゴ糖の測定・・・・・・・・・68

第６項人工消化試験・・・・・・・・・・・・・・・・・69

第７項不溶性固形物量・・・・・・・・・・・・・・・・69

第８項ラット試験・・・・・・・・・・・・・・・・・・70

第９項統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・71

第３節結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・ 71

第１項食物繊維およびオリゴ糖・・・・・・・・・・・・71

第２項人工消化試験・・・・・・・・・・・・・・・・・71

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‐V‐

第３項ラット試験・・・・・・・・・・・・・・・・・・74 第４節小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・78

第６章軟化素材の物性解析

第 1 節緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・82 第２節実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・ 84

第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・84

第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・85

第３項酵素活性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・85

第４項凍結含浸および酵素反応・・・・・・・・・・・・86

第５項 2 バイトテクスチャー試験・・・・・・・・・・・86

第６項繊維感の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・89

第７項筋電位測定 (Electromyography: EMG)・・・・・・91

第８項統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・96

第３節結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・ 96

第１項 2 バイトテクスチャー試験・・・・・・・・・・・ 96

第２項繊維感の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・104

第３項筋電位測定(Electromyography: EMG)・・・・・・107

第４項筋電位変数と力学パラメータの関係・・・・・・・113

第５項食べ易さの考察・・・・・・・・・・・・・・・・115

第４節小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・116

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‐VI‐

第７章総括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・118

謝辞・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・123

参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・125

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第 1 章緒論

‐1‐

第１章

緒論

凍結含浸法は、2002 年に広島県立食品工業技術センターで開発され、2005 年に特許化された食品製造技術である ^1）。本法は、食品素材を凍結-解凍して組織を弛緩することで、減圧含浸工程において素材を膨張し易くして素材内部への含浸効率を高める製法である²⁾³⁾。凍結過程での氷結晶の生成速度が遅いほど、

氷結晶が大きく成長して細胞内や細胞間隙がより膨張するため^4)5）、解凍後の組織の空隙が大きくなり、素材の結合組織が弛緩することが知られている^6-10）。減圧含浸自体は、本法が発明される以前から食品加工の手法として、様々な用途で活用されている。実例として、野菜や果物に対してカルシウムとペクチンメチルエステラーゼを一緒に含浸させて加熱時の型崩れを防止^11）、野菜の pH 低下の改善 ^12）、果物への糖の浸透を促進 ^13）、果物への分解酵素の含浸により果汁の収量を増加させるなどが挙げられる。凍結含浸法は、減圧含浸工程の前に素材を凍結-解凍することで、含浸しにくい高分子の酵素を食品素材組織の内部まで急速導入させることを可能にし、これを新規加工技術として新たな用途を見出した点に新規性がある。本法における凍結工程において、含浸効率を高めるためには緩慢凍結がより好ましく、減圧工程においては厚さ 1 ㎝の素材であれば 10 kPa で 5 分間、酵素溶液に浸漬することで中心部まで酵素含浸できることが明らかにされており³⁾、この 2 つの工程の組み合わせで含浸効率が飛躍的に向上する^1)3）。一口大程度の大きさの食品素材に対して本法により軟化酵素を含浸すると、素材内部の組織も表層と同じ程度に軟らかくすることが可能である ^14）。この発見から本技術の実用化研究として、まずは軟化酵素を用いた介護食品の開発が進められた。現在では、素材内成分を由来とした機能性成分の増強技術

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第 1 章緒論

‐2‐

15)16)、食感改良および新食感の付加技術の研究開発も進められており、その他に

も様々な活用法を創造し得る技術である¹⁷⁾。

凍結含浸法が介護食品の製造技術として先行して開発が進んだ理由に、社会背景がある。本技術が開発された当時、既に日本の高齢化は進んでいたが、現在では超高齢社会に突入し、2013年には65歳以上の人口は25 %となった¹⁸⁾。人口の高齢化は今後も続き、40年後の日本社会は、2.5人に一人が65歳以上の高齢者であると予測されている¹⁸⁾。食品市場の規模は人口と密接な関係があり、今後大幅な市場の縮小は避けられない状況にある。一方、高齢者人口は増加することが予測されていることから、食品製造業者は高齢者を対象とした食品開発、特に新しい介護食品の開発をターゲットとして重要視している。2013年の介護食市場は1000億円規模とまだ特定のニーズを対象とした小さいものであるが、今後の拡大と発展が期待されている数少ない成長市場である¹⁹⁾。今後の介護食品には、様々な摂食能力に対応した商品開発、低コスト化や大量生産による安定供給など、消費構造の変化に対応した価値やサービスの向上と変革が求められている。農林水産省では、2013年にこれからの介護食品をめぐる論点を整理し、

有識者や製造業者を構成員とする「介護食品のあり方に関する検討会議」を設置し、具体的な議論を進めている²⁰⁾。その中で、介護食品に対する抵抗感・拒否感を払拭するイメージ作りや、介護食品をうまく利用して健康で豊かに生きるための社会システムの構築の必要性が論じられている。このような国の取り組みからも、少子高齢社会の抱える課題に向き合うことの緊要性がわかる。

本研究で対象としている植物素材は、様々な生体調節機能に寄与することで知られている食物繊維やビタミン類の主要な供給源である。中でもゴボウやレンコン、タケノコなどの根菜類は、食物繊維が豊富である他に、独特の香りや味を有しており、日本の食文化を形成する素材でもある。これらの素材は、長時間の加熱や圧力処理でも軟らかくなりにくいため、咀嚼や食塊形成機能が低

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第 1 章緒論

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下した人には提供が不向きな素材とされてきた^21-23）。これらに軟化酵素を凍結含浸処理して酵素反応により軟化させることによって、素材本来の外観を保ちつつ舌と上顎でつぶせる程度に軟らかくすることが可能となった^14）。食物繊維は高齢者が不足しがちな栄養素の一つであり、不足分は栄養補助食品から補うことが多い。本来、生体機能の維持に必要な栄養成分は、日々の食事から摂取することが望ましい。このような理由から、凍結含浸法による酵素利用技術は、新しい介護食品の製造技術として有望視されている。

本法による介護食品の商品化と普及が進む中で、食事を提供する病院や介護施設、あるいは在宅で介護を行う消費者からは、どの程度の摂食機能を有する人に適した食品であるかを判断するための知見が求められるようになった。凍結含浸法によって作製される食品素材は、硬さの値で4つに区分されている日本介護食品協議会が定義するユニバーサルデザインフード（UDF）のカテゴリーⅡ である「歯茎でつぶせる」を満たすように設計されている²⁴⁾。しかし、本素材は、

その形状を壊さないまま軟化しているため、同等の硬さの値であっても素材の種類によってその他の物性が大きく異なる。そのため、人が摂食したときの評価を根拠に、食感および物性について詳細に解析する必要があった。一方、わが国では、介護食品の統一された規格が存在せず、病院などの各機関で独自の名称や規格が混在しているのが現状である。既存の規格において、UDFと並んで認知度が高いのが「嚥下食ピラミッド²⁵⁾」であり、2009年に消費者庁が制定した

「えん下困難者用食品の許可基準²⁶⁾」もこれを基盤にしたものである。介護食品に関して、病院、施設、在宅などの広い範囲で食べ易さの目安が必要とされているなか、統一規格や名称がないことは利用者および提供者の不利益となっている。こういった状況において、日本摂食・嚥下リハビリテーション学会では、

国内の病院・施設・在宅医療および福祉関係者が共通して使用できることを目的として、食事形態、必要な咀嚼能力、他の規格との対応などを示した5段階に

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第 1 章緒論

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設定された学会分類2013を提唱した²⁷⁾。凍結含浸法による軟化食品についても、

このような動きを注視しつつ、その咀嚼や嚥下に関する評価事例を蓄積しながら、食べ易い物性であることを目標として、力学特性の研究を進めていく必要がある。

本研究では、凍結含浸技術を介護食品の製造技術へと改良・高度化することを目的に取り組んだ。製造技術の研究では、素材独特の外観を保ちつつも、安定的に軟化させるための基礎的かつ応用的研究を行った。また、凍結含浸法を利用した介護食品は、既存に無い商品となるために、製造業者と消費者の双方から物性や栄養成分などの品質評価や臨床評価の情報を必要とされている。そのため、力学特性を始めとする品質特性の解明に関する研究にも取り組んだ。

第２章では、植物素材を対象にした製造プロセスの最適化と軟化素材の品質安定化に関する研究について述べる。実際の介護食品の製造において、原材料となる野菜の鮮度、含まれるミネラルや多糖類等の成分は一定でない。さらに水煮などの一次加工の処理条件も製品によって異なる。それでも出来上がる軟化素材は、一定の範囲内に収まる品質であることが求められる。当初、一次加工処理の異なる原材料を同じ条件で酵素含浸処理しても、出来る軟化素材の硬さが大きく異なった。逆に、同一条件の原材料を塩や有機酸等の組成の異なる酵素溶液で処理しても、それらの硬さは大きく異なった。この原因解明と解決策の提案は、製造プロセスの確立に不可欠であった。安定的な品質の軟化素材を製造するためには、減圧含浸に適した状態に予め処理した素材を用いること、

その素材に適した酵素溶液を用いる必要があった。よって第２章の研究では、

酵素溶液に含まれる塩や有機酸等の植物素材の軟化に及ぼす影響を解明し、これを制御することで軟化の安定化を試みた。この作用機序の解明は、組織構造を形成する多糖類の組成が異なる様々な種類の植物素材について形状保持軟化素材に加工することを可能にし、技術の汎用性の確立に繋がった。この研究で

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第 1 章緒論

‐5‐

得られた知見は、凍結含浸専用調味料「Vgとろん」の商品開発にも貢献した。

本商品は、広島県内の企業の立案によるもので、共同研究により開発され、本製品一つで様々な種類の野菜について凍結含浸法による軟化素材を製造することが可能である。

第３章では、凍結含浸法を真空調理へ応用するための実用化技術の開発について述べる。従来のバッチ方式の減圧酵素含浸処理を改変し、真空包装機を用いて軟質フィルムパウチ内で含浸処理し、軟化素材を作製するための必要条件を明らかにした。真空包装機は、介護施設や病院の厨房内において汎用機器であり、これを用いて調理する真空調理法を実施する施設もある。パウチ内での含浸処理は、包装も同時に行うことになるため、製造工程の簡略化や衛生面においても都合が良い。なお、上記の凍結含浸専用調味料「Vg とろん」は、介護施設や病院の厨房で形状保持軟化素材が作製できるように設計された商品である。

第４章では、軟化素材の離水防止技術の開発について述べる。凍結含浸法に限らず他の手法を用いても、軟らかくされた食品素材は組織構造が脆弱なために離水し易い。特に野菜は元来水分の多い食品素材であるため、タンパク質を多く含む魚や肉などの素材に比べて、軟化による離水量が多い傾向にある。咀嚼過程で食品素材から水分が遊離すると、嚥下反射時に喉頭閉鎖のタイミングがずれて気道に入り込む「誤嚥」につながることが懸念される。誤嚥は肺炎の原因となる。このリスクを低減するためには、軟化素材の水分に適度な粘稠性を付与する処置が必要であると考えた。そのため、酵素と増粘剤を同時に素材内部に導入し、植物素材の軟化と離水抑制をそれぞれに制御できる含浸技術を検討した。

第５章では、軟化根菜類の品質として、食物繊維量と消化性を評価した結果を述べる。本法で作製された軟化素材の栄養成分や消化性に関する情報は、介

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第 1 章緒論

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護食品としての信頼と理解を獲得するために必要である。介護食品を必要とする人の多くは、咀嚼や嚥下機能だけでなく、胃以降の消化器官の機能も低下していることが多い。摂食・嚥下、消化に関わる一連の器官に対する負担の軽減は、

喫食量の増加を促し、体調回復や健全な身体の維持に必要な栄養成分の摂取に貢献する。

第６章では、凍結含浸法による軟化素材の物性に関する一連の研究について述べる。凍結含浸法により作製される食品素材は、新しい製造方法で作製された軟化素材である。すなわち、介護食品として新しい商品となるため、これらの軟化素材がどのような物性であり、人の口腔中でどのように処理されるのか、

その知見を得る必要がある。物性に関する知見は、素材の品質改良および品質管理にも重要である。これまでに介護施設と病院での臨床評価を実施し、介護施設では主に感覚による評価、病院では主に嚥下造影検査による評価を行ってきた。それらによって、本法による軟化素材の提供に適する対象者がどういう人であるのか、素材によって摂食・嚥下にどのような特徴の違いがあるのかといった基礎的知見を得た。素材によって摂食・嚥下のされ方に違いが認められるのは、それらの力学特性の違いに起因していると考えられた。本研究では、

物性面からの安全性を解析するという観点から、本法による軟化素材について、

機材を使った力学特性の解析と健常成人による咬筋および舌骨上筋群の筋電位測定を行った。得られたデータをもとに、食べ易さに関連する力学特性のパラメータについて考察した。

第７章の総括では、本研究の成果による凍結含浸技術の実用化の視点からの考察と、現時点での技術普及の状況、今後の取り組みについて述べる。

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‐7‐

第２章

植物素材の軟化に適した含浸溶液組成の解明

第１節緒言

凍結含浸法は、研究当初、その目的が植物素材の単細胞化であった²⁸⁾。植物素材を対象として、ペクチナーゼ等の細胞間結着物質を分解する酵素を植物素材内へ効率的に含浸することが目標であった。その後、この技術は素材の形状を保持したまま軟化できることが明らかとなり、形状を壊さなくても軟らかくて食べ易い、新しいタイプの介護食品を製造する技術として期待されるに至った。減圧含浸に用いる酵素製剤は、酵素反応の最適化のために至適 pH に調製した緩衝液に溶解したもので研究が進められたが、実用化の段階において、緩衝液以外の溶液を用いて酵素含浸する必要性が出てきた。しかし、同じ至適 pH に調製した同濃度の酵素溶液であっても、従来までの研究に用いてきた

McIlvaine

緩衝液と調味液では、出来上がった植物素材の軟らかさに大きな違いがあり、調味液で処理したものは

McIlvaine

緩衝液に比べて有意に硬かった。

これまでの研究から、含浸された酵素による素材の軟化は、含浸溶液や素材内部の pH 以外の要因に影響を受けていることが示唆された。

McIlvaine

緩衝液は、

クエン酸とリン酸による緩衝液であり、ここに含まれるクエン酸、リン酸またはナトリウムが軟化に影響を及ぼしていると考えられた。この作用機序を解明し、安定的に軟らかくするための解決方法を提案する必要があった。

本研究においては、ペクチン質およびセルロース含有量の異なる 4 種類の根菜類を実験材料として用いた。含浸処理には、複数種類の緩衝液や調味液を用いた。各種塩類を含む酵素溶液について、それぞれの酵素活性を測定した。ま

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た、実験材料の含浸効率を測定し、溶液含浸後の素材の pH 変化を考察した。作製された実験素材は、硬さとカルシウム含有量を測定し、その関係性を解析した。これらのデータを総合的に解析することで、含浸された酵素や有機酸およびナトリウムによる植物素材の軟化メカニズムを考察した。

第２節実験材料および方法

第１項試料調製

ゴボウ、ニンジン、レンコン、タケノコを実験材料として使用した。ゴボウは、青森県産の生鮮品を使用した。剥皮後、繊維方向に対して垂直に厚さ 1 ㎝の輪切りにカットした後、10 分間煮沸処理した。ニンジンは、北海道産の生鮮品を使用した。剥皮後、繊維方向に対して垂直に厚さ 1 ㎝の半月切りにカットした後、スチームコンベクションオーブン（TSCO-2EB、タニコー）で 100 ℃、

10 分間加熱した。レンコンは、中国産水煮レンコン（清家食品）を使用し、繊維方向に対して垂直に厚さ 1 ㎝の半月切りにカットした。タケノコは、熊本県産水煮タケノコ（清家食品）を使用し、円錐形の接線に沿って厚さ 1 ㎝の輪切りにし、それを 1 辺 2～3 ㎝の台形にカットした。これらの試料を－20 ℃の冷凍冷蔵庫（CT-3213、日本フリーザー）で凍結処理した。

第２項含浸溶液

酵素製剤を溶解する含浸溶液として次のものを用いた。具体的には、クエン酸ナトリウム緩衝液（pH 4.0、4.5、5.0、5.5、6.0；濃度 0.5、5、15、50、100、

150 mM）、50 mM 酢酸ナトリウム緩衝液（pH 5.0）、50 mM 乳酸ナトリウム緩衝液

（pH 5.0）、pH 6.0 リン酸ナトリウム緩衝液（濃度 50、100、150 mM）、6.0 % の糖類と 0.9 %のナトリウムを含む市販調味液（pH 5.0）（ミツカン）であった。

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酵素製剤には、ペクチナーゼとセルラーゼの両方の活性を有する

Aspergillus

niger

由来の食品添加物（天野エンザイム）を用いた。

第３項酵素活性

酵素製剤に含まれるペクチナーゼおよびセルラーゼ活性は、次のように測定した。各酵素活性の 1 ユニット(U)は、40 ℃、10 分間基質溶液中で酵素反応したときに溶液粘度を半分に減少させるために必要な酵素量と定義した。酵素活性を測定するための酵素溶液は、pH 5.0 の 50 mM クエン酸ナトリウム緩衝液に酵素製剤を溶解させて作製した。ペクチナーゼ活性を測定するための基質溶液は、pH 5.0 の 50 mM クエン酸ナトリウム緩衝液に 3～7 %のメチル基を有する 50～70 %のガラクツロン酸から成るシトラスペクチン（関東化学）を 1.0 %(w/v) となるように溶解させて作製した。セルラーゼ活性を測定するための基質溶液は、pH 5.0 の 50 mM クエン酸ナトリウム緩衝液にカルボキシメチルセルロース

（和光純薬）を 1.0 %(w/v) となるように溶解させて作製した。1 mL の酵素溶液を 10 mL の基質溶液に添加して 40 ℃、10 分間酵素反応させ、反応後の溶液粘度をコーンプレート型粘度計（DVM-E2、東機産業）で測定した。本研究で用いた酵素製剤のペクチナーゼ活性は 400 U/g であり、セルラーゼ活性は 6300 U/g であった。

第４項凍結含浸および酵素反応

本研究における実験素材の作製手順を Figure 2-1 に示す。凍結-解凍した素材を含浸溶液中に 10 分間浸漬した後、浸漬状態のまま 5 分間 10 ｋPa の減圧状態を保持し、10 秒を要して常圧に復帰させた。その後、溶液から取り出した素材を 50 ℃、1 時間恒温器（MOV-212S、サンヨー電機）内に静置して酵素反応を行った。酵素反応後、スチームコンベクションオーブン（TSCO-2EB、タニコ

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F

Figure 2-1

第２

1. Procedu

章植物素

‐10‐

ure for sa

素材の軟化に

ample prep

に適した含浸

paration.

浸溶液組成のの解明

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‐11‐

ー）で 100 ℃、10 分間加熱して酵素失活させた。

第５項実験材料の含浸効率

含浸効率は、含浸後の実験材料内部の pH の値に影響を及ぼす。そのため、素材の凍結-解凍処理によって、含浸効率がどの程度変化するかを調べた。含浸効率は、実験素材を pH 5.0 の 50 mM クエン酸ナトリウム緩衝液に浸漬させた状態で減圧含浸処理したときに導入されたナトリウム量から算出した。ナトリウム量は、フレーム分析により 589.00 nm の発光強度を測定して算出した（SAS7500A、

セイコーインスツルメント）。ナトリウム量の測定には、20 g を秤量した含浸処理後の素材に 1 %の塩酸 100 mL を加えて粉砕し、150 回/分の頻度で 30 分間振とう（BT220、ヤマト科学）した後、2290×g で 20 分間遠心分離して（6200、

クボタ商事）得られた上清を用いた。実験材料の力学特性は、20 ℃の環境下に 1 時間以上静置した材料を用いて、クリープメーター（RE-33005B、山電）により剛性率と破断歪率を測定した。剛性率と破断歪率は、直径 3 mm の円柱型プランジャーを用いて、10 mm/s の速度で素材の厚さ 70 %まで貫入させたときに得られる応力-歪曲線から算出した。破断点は、応力-歪曲線における最初のピークとした。破断歪率は、素材表面から破断点までの距離を素材の厚みで除した値とした。剛性率は、破断歪の 20 %までにおける応力-歪曲線の接線の傾きとした。

第６項硬さ測定

硬さは、上記含浸効率と同じ機器および測定条件を用いて測定したときの最大応力とした。測定方法の詳細は、2011 年に改正された日本介護食品協議会ユニバーサルデザインフード（UDF）の基準に準じた²⁴⁾。UDF 基準には 4 つのカテゴリーがあり、本研究においてはカテゴリーⅡの「歯茎で潰せる」硬さとされ

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‐12‐

ている 5.0×10⁴ N/m²以下を目標の硬さとした。

第７項カルシウム含有量

20 g の試料に 100 mL の精製水を添加して粉砕後、遠心分離機（6200、クボタ）により 2290×g で 20 分間処理して水溶性画分と水不溶性画分に分離した。

水溶性画分については、105 ℃に設定した恒温器（MOV-212S、サンヨー電機）

内で完全に乾燥させた。水不溶性画分については、電気マッフル炉（AT-S13、

いすゞ製作所）内で 550 ℃、16 時間の条件で灰化させた。乾燥させた両画分を 3.0 mg/mL のストロンチウムを含む 1.0 %の塩酸 100 mL に溶解し、これを測定用試料として、フレーム分析により 422.67 nm の発光強度を測定した（SAS7500A、

セイコーインスツルメント）。

第８項統計解析

硬さの値は、Tukey-Kramer の多重比較検定および Student のｔ検定により有意差検定した。

第３節結果および考察

第１項凍結-解凍処理の含浸効率に及ぼす影響

Figure 2-2 の（□）および（○）は、含浸前の実験材料の応力-歪曲線を示したものである。凍結-解凍処理された材料は、組織が柔軟になり、凍結-解凍処理されない材料に比べて剛性率が 1/3～1/10、破断歪率が 2～3 倍であった

（Figure 2-3a,b）。また、減圧処理における素材組織へのナトリウムの含浸量は、凍結-解凍処理されない材料の 5～9 倍であった（Figure 2-3c）。これまでの実験から、本研究で用いた減圧処理条件で、素材内部を表層と同等に軟化さ

(22)

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第２

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章植物素

‐13‐

in curves impregna nation pr ating enz inder typ ng strain by the or slope of

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素材の軟化に

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に適した含浸

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浸溶液組成の

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〇 : With eted samp conditio , compress e deformat ght. Rigid s against

の解明

□:

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(23)

Figu expe free of i cont

ure 2-3.

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第２

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‐14‐

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素材の軟化に

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(24)

‐15‐

せる酵素量を含浸できることを明らかにしている¹⁴⁾²⁸⁾。Figure 2-2 の（×）は、

酵素反応後の軟化素材の応力-歪曲線で、どの歪率においても十分に小さい値を示した。このことは、内部も表層と同等に軟化していることを示した。軟化酵素は高分子のタンパク質であり、組織内部への吸着性や浸透性は低分子のナトリウムと同じではない。しかし本結果は、ここで記載する含浸処理方法によって、目標とする軟らかさを達成するために必要な酵素量を素材の中心部まで導入できたことを示唆するものであった。

第２項ゴボウの軟化に及ぼすクエン酸の影響

Figure 2-4 は、酵素濃度 1.0 %(w/w)で pH 5.0 の有機酸および塩類組成の異なる 4 種類の溶液を用いて軟化処理したゴボウの硬さの値を示す。用いた酵素の至適 pH は 4.0～5.0 であった。4 種類の含浸溶液のうち、50 mM クエン酸ナトリウム緩衝液で調製された酵素溶液で処理したゴボウの硬さの値がもっとも小さかった。その値は 4.1×10⁴ N/m²であり、4 種類のゴボウの中で唯一 UDF のカテゴリーⅡの硬さ基準である 5.0×10⁴ N/m²以下を満たした。この 4 種類の酵素溶液のペクチナーゼおよびセルラーゼ活性には有意な差がなかった（Figure 2-5a）。これら 4 種類の酵素溶液を含浸させた直後のゴボウの pH の値は、調味液を除いて溶液の pH に近似の pH 5.0～5.1 で、調味液を含浸させたゴボウだけが pH 5.4 と酵素活性の至適 pH の範囲から外れた（Table 2-1a）。よって、調味液で調製した酵素溶液を用いたゴボウの軟化度が他に比べて低かった理由の一つとして、含浸後の pH が酵素反応の最適条件から外れていたことが考えられた。

しかし、他の酵素溶液に関しては、この理由が当てはまらなかった。これらの結果は、クエン酸ナトリウム緩衝液で調製した酵素溶液には、pH の緩衝作用以外の何らかの軟化を促進する要因があることを示唆した。

次いで、ゴボウの硬さに及ぼす含浸溶液に含まれるクエン酸濃度の影響につ

(25)

Figu solu cont Valu diff comp

ure 2-4. Fi utions co tained 1.0 ues repres ferent let parison te

irmness of ntaining 0 % (w/v) sent mean tter are s est (

P

< 0

第２

burdock r the mace maceratin

± stand significan 0.05).

章植物素

‐16‐

roots prepa erating e ng enzymes dard error ntly diffe

素材の軟化に

ared with enzymes.

s and thei r (n = 10)

erent by T

に適した含浸

different Impregnate ir pH valu

). Mean v Tukey-Kram

浸溶液組成の

impregnat ed soluti ues were 5 values wit mer' multi

の解明

ting ions 5.0.

th a iple

(26)

‐17‐

50 mM sodium citrate buffer

50 mM sodium acetate buffer

50 mM sodium lactate buffer

Seasoning solution

3.1 4.8 3.9

pKa (25℃) 4.8

6.4 pH value of burdock roots

(following impregnation) 5.0 5.0 5.1 5.4

5 mM sodium

citrate buffer

0.5 mM sodium citrate

buffer

pH value of burdock roots

(following impregnation) 5.0 5.0 5.1 5.3 5.6

50 mM sodium citrate

buffer

50 mM sodium phosphate

buffer pH 4.0 pH 4.5 pH 5.0 pH 5.5 pH 6.0 pH 6.0 pH value of burdock roots

(following impregnation) 4.4 4.8 5.0 5.6 5.8 6.0

Enzymatic solution

pH 5.0

Table 2-1. pH Values of burdock roots following impregnation of each enzymatic solution

Supernatant was obtained from the homogenized samples by centrifuging. pH value of the supernatant was measured. Burdock roots showed a pH value of 6.1 before impregnation process.

(a)

(b)

(c)

(27)

Figu Pect cell the

ure 2-5. Va tinolytic lulolytic assay met

alues of t activity, activitie thod descr

第２

the enzyma □: Cell es of the m ribed in t

章植物素

‐18‐

atic activ lulolytic maceratin the “enzy

素材の軟化に

vities in v activity.

g enzymes yme assay”

に適した含浸

various so The pect were dete

” section

浸溶液組成の

olutions.

tinolytic ermined us n.

の解明

■:

and sing

(28)

‐19‐

いて調べた。クエン酸ナトリウム緩衝液として、クエン酸濃度が 0.5、5、15、

50、100 mM のものを用いた。これら緩衝液の pH は、いずれも 5.0 に調製された。酵素含浸処理したゴボウの硬さの値は、酵素溶液中に含まれるクエン酸濃度に影響し、クエン酸濃度が高いほど小さくなった。UDF のカテゴリーⅡの硬さ基準を満たすためには、酵素溶液に 15 mM 以上のクエン酸が必要であった

（Figure 2-6）。酵素溶液のペクチナーゼおよびセルラーゼ活性は、pH 5.0 であってもクエン酸濃度が 15 mM より低くなると濃度依存的に低下した（Figure 2-5b）。これらの結果から、酵素溶液中に含まれるクエン酸濃度が 15 mM 以下になると溶液の緩衝能力が低下して、含浸処理後のゴボウの pH が酵素の至適範囲から外れ易くなり(Table 2-1b)、酵素活性が低下した（Figure 2-5b）と考えられた。それ以外に、一定濃度以上のクエン酸あるいはナトリウムが軟化を促進している可能性も考えられた。

続いて、50 mM のクエン酸ナトリウム緩衝液の pH がゴボウの軟化に及ぼす影響について調べた。本研究に用いた酵素に含まれるペクチナーゼとセルラーゼの至適 pH である pH 4.0～5.0 の酵素溶液で処理したとき、得られたゴボウの硬さは 5.0×10⁴ N/m²以下を満たした。溶液の pH が 5.5 以上になると、酵素反応による軟化効果の減少が認められた（Figure 2-7）。Figure 2-5c のペクチナーゼとセルラーゼの酵素活性の結果においても、pH 6.0 で低下した。特にセルラーゼ活性において顕著であった（Figure 2-5c）。本研究において、凍結含浸処理によるゴボウへの含浸率は 18 %となっており（Figure 2-3c）、含浸後のゴボウの pH は、含浸前の pH 6.1 から含浸溶液の pH に近い値となった（Table 2-1c）。 Figure 2-7 の結果は、酵素溶液の pH が酵素の至適範囲（pH 4.0～5.0）であったとき、クエン酸との相乗的な軟化促進効果が観察されることを示唆した。

さらに、同じ pH 6.0 のクエン酸ナトリウム緩衝液とリン酸ナトリウム緩衝液を用いて処理ゴボウの硬さを比較した（Figure 2-8a）。これら処理ゴボウの硬

(29)

‐20‐

R

²

= 0.98 0

10 20 30 40 50 60 70

0.1 1 10 100 1000

Citrate concentration (mM) F ir m ne ss ( × 1 0

4

N/ m

2

)

Figure 2-6. Firmness of burdock roots prepared with sodium citrate buffer solution (pH 5.0) at different concentrations. Values represent mean ± standard error (n = 10).

■: Containing macerating enzymes (1.0 % (w/v)),

■: Without macerating enzymes.

(30)

Figu solu stan

■:

sign 0.05

ure 2-7. E ution on ndard erro

Without m nificantly 5).

Effect of the firmn r (n = 10) macerating y differen

第２

pH value ness of bu

.

■: Cont

g enzymes.

nt by Tuke

章植物素

‐21‐

e of impr urdock ro taining ma Mean val ey-Kramer'

素材の軟化に

egnating oots. Valu

acerating ues with a multiple

に適した含浸

sodium ci ues repre

enzymes ( a differen e comparis

浸溶液組成の

itrate buf sent mean (1.0 % (w/v nt letter son test

の解明

ffer n ± v)), are (

P

<

(31)

Figu phos erro With the solu diff repr

ure 2-8. F sphate buf or (n = 10 hout macer

solution ution was 1 ferent by resents si

Firmness o ffer solut

0).

■: C

rating enz were 50, 100mM. Mea Tukey-Kr ignificant

第２

of burdock ions of pH Containing

ymes. (a) 100 and an values w ramer' mu t differen

章植物素

‐22‐

k roots p H 6.0. Va g macerati

Citrate a 150 mM. ( with a dif ultiple co

nces by St

素材の軟化に

repared w lues repre ing enzyme and phosph (b) Sodium

fferent le omparison tudent's

t

に適した含浸

with sodiu esent mean es (1.0 % hate conce m concentr

tter are s test (

P t

test (

P

浸溶液組成の

um citrate n ± stand

% (w/v)), entrations ration in significan

P

< 0.05)

< 0.05).

の解明

e or dard

■:

s in the ntly . *

(32)

‐23‐

さは、いずれも UDF のカテゴリーⅡの基準である 5.0×10⁴ N/m²以下を満たせなかった。酵素活性自体は、酵素製剤を溶解させた緩衝液がクエン酸であってもリン酸であっても同等であったが（Figure 2-5c）、処理後のゴボウの硬さは有意に異なった（Figure 2-8a）。pH 6.0 のクエン酸ナトリウム緩衝液を用いた場合、含浸溶液に含まれるクエン酸濃度が高くなるほどゴボウの硬さの値は小さくなり、酵素反応は軟化に寄与していないように見える結果となった。逆に pH 6.0 のリン酸ナトリウム緩衝液を用いた場合、酵素溶液で処理されたゴボウは、

緩衝液のみで処理されたゴボウの硬さの値に比べて有意に小さかった。野菜の軟化には、含有するペクチン質の可溶化が重要な役割を果たすことが知られている²⁹⁾。また、pH 6.0 以上の条件で野菜を加熱すると、ペクチン質のβ脱離反応が起こることが知られている ^30）。本実験において pH 6.0 のクエン酸あるいはリン酸緩衝液で含浸処理されたゴボウの pH は、それぞれ 5.8 と 6.0(Table 2-1c)であり、β脱離反応を起こす pH 条件としては同等であるといえる。このことから、クエン酸緩衝液とリン酸緩衝液で硬さが異なった主な原因は、β脱離反応以外であるといえた。pH 6.0 の条件で含浸されたクエン酸あるいはナトリウム自体がゴボウを軟化させていると考えられた。渕上ら³¹⁾は、野菜の煮熟による軟化に及ぼすイオンの影響として、塩化ナトリウムがペクチン質の溶出と組織の軟化を促進したことを報告している。そこで、酵素製剤を含まない、

同じ 100 mM のナトリウムを含む pH 6.0 のクエン酸緩衝液とリン酸緩衝液を用いて処理ゴボウの硬さを比較した。その結果、クエン酸緩衝液で処理されたゴボウが有意に軟らかかった（Figure 2-8b）。よって、pH 6.0 の条件で含浸されたクエン酸自体がゴボウを軟化させていることが明らかになった。

ここまでの結果から、本法によるゴボウの軟化において、いくつかの作用機序が関与していると考えられた。具体的には、酵素によるペクチン質やセルロースの分解反応、ペクチン質のβ脱離反応、クエン酸によるペクチン質間を架

(33)

‐24‐

橋結合するカルシウムのキレート化（クエン酸とカルシウムのキレート錯体の安定度定数：log K_stab= 10.9、 8.4、 3.5）、ナトリウムによるペクチン質の可溶化である。これらのうち軟化への寄与が大きいのは、酵素反応とキレート作用であると考えられた。すなわち、クエン酸と酵素の相乗効果による軟化促進の作用機序として以下のことが考えられた。ペクチン質間を架橋結合するカルシウムのキレート化による軟化は、ペクチナーゼとセルラーゼによる組織構造を形成する多糖類の加水分解の程度と、素材内の pH に大きく影響を受けると思われた。カルシウムによるペクチン鎖の架橋結合は、植物素材を硬くすることが知られている ³²⁾³³⁾。クエン酸による架橋結合の開裂は、今回用いた

Aspergillus niger

由来の酵素に含まれるペクチナーゼによるペクチン質の加水分解によって促進された可能性が考えられた。すなわち、pH 4.0～5.0 のクエン酸ナトリウム緩衝液を用いてゴボウを軟化処理したとき、クエン酸の水素イオンの解離はそれほど大きくないことから、含浸されたクエン酸のキレート生成能力もさほど高くないと考えられた³⁴⁾。実際、酵素製剤を含まない pH 4.0

～5.0 のクエン酸ナトリウム緩衝液を含浸処理しても、軟化作用は認められず

35)（Figure 2-7）、ペクチナーゼによるペクチン質の加水分解作用の無い状態では、ペクチン鎖を架橋するカルシウムをキレートできないと考えられた。一方、

ポリガラクツロナーゼのようなペクチナーゼは、pH 4.0～5.0 の条件において高い活性を有したことから（Figure 2-5c）、加水分解によって多糖類がいくらか低分子化あるいは組織が軟化したことによって、クエン酸とペクチン質の接触機会が増え、架橋結合していたカルシウムとのキレート化が促進されたと考えられた。Figure 2-4 のクエン酸以外の有機酸塩の緩衝液は、クエン酸よりもカルシウムとのキレート安定度定数が小さいため（酢酸：log K_stab= 0.5、乳酸：

log K_stab= 1.4）、酵素と併用させても相乗的な軟化効果が認められなかったと考えられた。一方、pH 5.5～6.0 のクエン酸ナトリウム緩衝液を用いてゴボウ

(34)

‐25‐

を軟化処理したとき、含浸されたクエン酸のキレート生成能力は、軟化に貢献できる程度に向上していたと考えられた³⁴⁾。しかしながら、本試験で用いた酵素製剤に含まれるペクチナーゼとセルラーゼの活性が pH 6.0 で大幅に低下したため（Figure 2-5c）、目標とする硬さにまで軟化できなかったと考えられた

（Figure 2-7）。よって、クエン酸と酵素の相乗効果による軟化促進は、UDF のカテゴリーⅡの硬さ基準である 5.0×10⁴ N/m² 以下を満たすために極めて重要と考えられる。

第３項ゴボウの硬さとカルシウム含有量の関係

ゴボウに含まれるカルシウム含有量の測定には、硬さの異なる 4 種類のゴボウを用いた。ゴボウの硬さの値は、ゴボウ中に含まれる水不溶性のカルシウム含有量と正の相関性を示した（Figure 2-9a）。水溶性カルシウム含有量や水溶性と水不溶性を足した総カルシウム含有量では、硬さとの相関性が認められなかった（Figure 2-9b）。この結果は、ペクチン質のような組織構造の結着物質の分解が酵素分解によってだけでなく、架橋結合しているカルシウムの可溶化によっても促進されることを示した。

ポリガラクツロナーゼは、植物細胞間の結着物質であるペクチン質を加水分解する酵素であり、果物や果菜類の成熟過程において活性化し、ペクチン質間を架橋するカルシウムの可溶化を促進することが知られている^36-38)。マンゴーでは、成熟過程の後期においてクエン酸含有量が急速に減少し、急激に軟らか

くなる^39-41)。果物や果菜類の成熟は、ポリガラクツロナーゼによる反応とクエ

ン酸によるカルシウムの可溶化の相乗効果によって促進されると考えられ、これらの研究報告から、本研究におけるゴボウの軟化は、果物や果菜類の成熟過程の作用機序を人工的に引き起こしたものであると説明できるかもしれない。

(35)

Figu root firm is p root

ure 2-9. R ts. Firmne mness and plotted on

ts. ■: Wa

elationsh ess repres

water-ins the logar ater-solub

第２

ip between sents mean

oluble ca rithmic sc ble calciu

章植物素

‐26‐

n the firm n (n = 10) alcium in

cale. (b) um, ■: Wa

素材の軟化に

mness and ). (a) Rel the burdoc

Calcium c ater-insol

に適した含浸

calcium in lationship

ck roots.

ontents in luble calc

浸溶液組成の

n the burd p between The firmn n the burd cium.

の解明

dock the ness dock

凍結含浸法を用いた介護食品の開発に関する研究

2014

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1

第 1 節 緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・7

第２節 実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・8

第１項 試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8

第２項 含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8

第３項 酵素活性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・9

第４項 凍結含浸および酵素反応・・・・・・・・・・・・9

第５項 実験材料の含浸効率・・・・・・・・・・・・・・11

第６項 硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11

第７項 カルシウム含有量・・・・・・・・・・・・・・・12

第８項 統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12

第３節 結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・12

第１項 凍結-解凍処理の含浸効率に及ぼす影響・・・・・ 12

第２項 ゴボウの軟化に及ぼすクエン酸の影響・・・・・・15

第３項 ゴボウの硬さとカルシウム含有量の関係・・・・・25

第４項 他の根菜類の軟化に及ぼすクエン酸の影響・・・・27

第４節 研究成果を活用した商品開発・・・・・・・・・・・29

第５節 小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・29

影響・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・39 第３項 解凍から酵素失活までを軟質フィルムパウチで行う凍

結含浸法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・42

第４節 凍結含浸専用調味料「とろん 2」の利用 ・・・・・・45

第５節 真空調理システムにおける実用化・・・・・・・・・48

第６節 小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・48

第 1 節 緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・49 第２節 実験材料および方法（予備実験）・・・・・・・・・ 49

コの硬さ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・54 第４節 実験材料および方法（本実験） ・・・・・・・・・・・54

第１項 試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・54

第２項 含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・56

第３項 増粘剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・56

第４項 未糊化デンプンの凍結含浸・・・・・・・・・・・56

第５項 硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・56

第６項 離水率の測定・・・・・・・・・・・・・・・・・58

第７項 デンプン粒子の顕微鏡観察・・・・・・・・・・・58

第 1 節 緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・66 第２節 実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・ 67

第１項 試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・67

第２項 含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・67

第３項 凍結含浸および酵素反応・・・・・・・・・・・・68

第４項 硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・68

第５項 食物繊維およびオリゴ糖の測定・・・・・・・・・68

第６項 人工消化試験・・・・・・・・・・・・・・・・・69

第７項 不溶性固形物量・・・・・・・・・・・・・・・・69

第８項 ラット試験・・・・・・・・・・・・・・・・・・70

第９項 統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・71

第３節 結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・ 71

第１項 食物繊維およびオリゴ糖・・・・・・・・・・・・71

第２項 人工消化試験・・・・・・・・・・・・・・・・・71

第３項 ラット試験・・・・・・・・・・・・・・・・・・74 第４節 小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・78

第 1 節 緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・82 第２節 実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・ 84

第１項 試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・84

第２項 含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・85

第３項 酵素活性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・85

第４項 凍結含浸および酵素反応・・・・・・・・・・・・86

第５項 2 バイトテクスチャー試験 ・・・・・・・・・・・86

第６項 繊維感の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・89

第７項 筋電位測定 (Electromyography: EMG)・・・・・・91

第８項 統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・96

第３節 結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・ 96

第１項 2 バイトテクスチャー試験・・・・・・・・・・・ 96

第２項 繊維感の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・104

第３項 筋電位測定(Electromyography: EMG)・・・・・・107

第４項 筋電位変数と力学パラメータの関係・・・・・・・113

第５項 食べ易さの考察・・・・・・・・・・・・・・・・115

第４節 小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・116

緒 論

植物素材の軟化に適した含浸溶液組成の解明

McIlvaine

McIlvaine

McIlvaine

Aspergillus

niger

■:

P

R

= 0.98 0

10 20 30 40 50 60 70

0.1 1 10 100 1000

Citrate concentration (mM) F ir m ne ss ( × 1 0

N/ m

)

第 1 節緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・7

第２節実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・8

第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8

第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8

第３項酵素活性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・9

第４項凍結含浸および酵素反応・・・・・・・・・・・・9

第５項実験材料の含浸効率・・・・・・・・・・・・・・11

第６項硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11

第７項カルシウム含有量・・・・・・・・・・・・・・・12

第８項統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12

第３節結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・12

第１項凍結-解凍処理の含浸効率に及ぼす影響・・・・・ 12

第２項ゴボウの軟化に及ぼすクエン酸の影響・・・・・・15

第３項ゴボウの硬さとカルシウム含有量の関係・・・・・25

第４項他の根菜類の軟化に及ぼすクエン酸の影響・・・・27

第４節研究成果を活用した商品開発・・・・・・・・・・・29

第５節小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・29

影響・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・39 第３項解凍から酵素失活までを軟質フィルムパウチで行う凍

第４節凍結含浸専用調味料「とろん 2」の利用・・・・・・45

第５節真空調理システムにおける実用化・・・・・・・・・48

第６節小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・48

第 1 節緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・49 第２節実験材料および方法（予備実験）・・・・・・・・・ 49

コの硬さ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・54 第４節実験材料および方法（本実験）・・・・・・・・・・・54

第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・54

第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・56

第３項増粘剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・56

第４項未糊化デンプンの凍結含浸・・・・・・・・・・・56

第５項硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・56

第６項離水率の測定・・・・・・・・・・・・・・・・・58

第７項デンプン粒子の顕微鏡観察・・・・・・・・・・・58

第 1 節緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・66 第２節実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・ 67

第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・67

第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・67

第３項凍結含浸および酵素反応・・・・・・・・・・・・68

第４項硬さ測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・68

第５項食物繊維およびオリゴ糖の測定・・・・・・・・・68

第６項人工消化試験・・・・・・・・・・・・・・・・・69

第７項不溶性固形物量・・・・・・・・・・・・・・・・69

第８項ラット試験・・・・・・・・・・・・・・・・・・70

第９項統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・71

第３節結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・ 71

第１項食物繊維およびオリゴ糖・・・・・・・・・・・・71

第２項人工消化試験・・・・・・・・・・・・・・・・・71

第３項ラット試験・・・・・・・・・・・・・・・・・・74 第４節小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・78

第 1 節緒言・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・82 第２節実験材料および方法・・・・・・・・・・・・・・・ 84

第１項試料調製・・・・・・・・・・・・・・・・・・・84

第２項含浸溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・85

第３項酵素活性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・85

第４項凍結含浸および酵素反応・・・・・・・・・・・・86

第５項 2 バイトテクスチャー試験・・・・・・・・・・・86

第６項繊維感の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・89

第７項筋電位測定 (Electromyography: EMG)・・・・・・91

第８項統計解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・96

第３節結果および考察・・・・・・・・・・・・・・・・・ 96

第２項繊維感の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・104

第３項筋電位測定(Electromyography: EMG)・・・・・・107

第４項筋電位変数と力学パラメータの関係・・・・・・・113

第５項食べ易さの考察・・・・・・・・・・・・・・・・115

第４節小括・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・116

緒論