パルス超音波を利用した凝固制御による生体・食品の低損傷・凍結保存技術の開発

• 資料種別: 文書・図像類
• タイトル: パルス超音波を利用した凝固制御による生体・食品の低損傷・凍結保存技術の開発
• 著者・編者: 多田, 幸生; Tada, Yukio
• 著者標目: 多田, 幸生; Tada, Yukio
• 出版年月日等: 2006-03
• 出版年（W3CDTF）: 2006-03
• 並列タイトル等: Novel Technology for Cryopreservation of Food by Ultrasonic Irradiation
• タイトル（掲載誌）: 平成17(2005)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書 = 2005 Fiscal Year Final Research Report
• 巻号年月日等（掲載誌）: 2004-2005
• 掲載巻: 2004-2005
• 掲載ページ: 6p.-
• 本文の言語コード: jpn
• 件名標目: 凍結; 超音波; 氷晶形成; 超音波キャビテーション; 食品; 凍結損傷; Freezing; Ultrasound; Ice formation; Ultrasonic cavitation; Food; Freezing injury
• 対象利用者: 一般
• 一般注記: 金沢大学機械工学系; 食品の凍結保存は低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞(筋繊維)レベルでのミクロ現象が生じ,これが各種の機械的損傷や膠質的損傷を発生させる要因となる.したがって,食品の品質(風味,テクスチャー)を損なわない効果的な冷却技術の開発が必須となる.本謀題は以上の観点から進めるものであり,凍結過程で超音波を付与するととにより,超音波キャビテーションによる衝撃波を発生させ,それにより(1)細胞内過冷却の能動的解除と,(2)細胞内外の氷結晶の微細化を図るものである.最終的には,食品全城の氷晶を微細化させる新しい凍結技術の開発を目指すものである.具体的には模擬食品(寒天)および食品(馬鈴薯)を供試した凍結実験を行い,氷晶の生成状態を超音波出力および冷却速度と関連づけて追究し,以下の成果を得た.1.低温度城(0℃〜-5℃)において超音波キャビテーションの発生を確認した.2.冷却速度が大きい条件において超音波による氷結晶の微細化の効果を見出した.また,超音波出力の増加につれて氷晶径および長径/短径比は減少することを明らかにした.3.超音波による氷晶の微細化の機構について検討し,音響流による試料表面の熱伝達促進以外の要因がある可能性が示された.4.本実験範囲では,氷晶制御に及ぼす溶存気体の影響は小さい.5.超音波付与により,水溶液中で成長する氷結晶は高次アーム化することが示された.6.馬鈴薯の凍結・解凍実験を行い,超音波付与により,細胞内外の氷晶による機械的損傷の軽減が認められた.しかし,電気インピーダンス法による計測の結果,細胞膜の凍結損傷は防止できていないことが判った.; Freezing can slow down or stop some biological reactions for preserving food. It is also true that the freezing is lethal to keeping the taste of food. During freezing, the extra- and intra-cellular ice formation, osmotic water permeation through cell membrane, deformation of the cell and other behavior occur at microscale and they bring serious injuries connecting to drip and denaturation of protein.A method to actively controlling crystallization is one of promising technique for cryopreservation. The object of this project is to study the effects of ultrasonic irradiation on ice formation during freezing of biological materials. In the experiments, agar gel and/or potato tissue was frozen under irradiation of ultrasound at frequency of 28kHz. The measurements of temperature and the microscopic observation of ice crystals by using fluorescent indicator were carried out.Firstly, the cooling rate of sample augmented according to the increase of the ultrasonic power, since acoustic streaming and flow disturbance due to acoustic cavitation increased. Secondly, it was found that ice structure size decreased with increasing ultrasonic power in case of rapid cooling. Furthermore, the ultrasonically induced effects on freezing was analyzed using local cooling rate defined at freezing front. It was clarified that smaller ice crystals were formed by irradiating ultrasound, comparing with case without ultrasound, under being the same local cooling rate. Therefore, there are effects on ice formation through not only enhancing local cooling rate due to acoustic streaming, but also other relevant phenomena. The mechanism of sonocrystallisation in biological tissue was discussed in relation to ultrasonic power and cooling rate.; 研究課題/領域番号:16560178, 研究期間(年度):2004-2005; 出典：「パルス超音波を利用した凝固制御による生体・食品の低損傷・凍結保存技術の開発」研究成果報告書 課題番号16560178 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
• DOI: 10.24517/00049453
• 一次資料へのリンクURL: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=43106&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
• オンライン閲覧公開範囲: 限定公開
• 著作権情報: CC BY-NC-ND
• 関連情報: https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=20179708; https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16560178/; https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-16560178/165601782005kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
• 連携機関・データベース: 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• 提供元機関・データベース: 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA