パルスマイクロ波を用いた過冷却の促進による食品の低損傷・凍結保存技術の開発

• Material Type: 文書・図像類
• Title: パルスマイクロ波を用いた過冷却の促進による食品の低損傷・凍結保存技術の開発
• Author/Editor: 多田, 幸生; Tada, Yukio
• Author Heading: 多田, 幸生; Tada, Yukio
• Publication Date: 2004-03
• Publication Date (W3CDTF): 2004-03
• Alternative Title: Novel Technology for Cryopreservation of Food by Utilizing Active Enhancement of Supercooling due to Microwave Irradiation
• Periodical title: 平成15(2003)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書 = 2003 Fiscal Year Final Research Report
• No. or year of volume/issue: 2002-2003
• Volume: 2002-2003
• Pages: 6p.-
• Text Language Code: jpn
• Subject Heading: 食品凍結; マイクロ波; 過冷却の促進; 氷晶形成; Cryo-SEM観察; 凍結損傷; Freezing; Microwave; Supercooling; Ice Formation; Cryo-SEM; Freezing Injury
• Target Audience: 一般
• Note (General): 金沢大学機械工学系; 食品の凍結保存は,原理的には,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,凍結の過程で細胞レベルでのミクロ現象が生じ,これが各種の機械的・膠質的損傷を廃生させる.したがって,食品の品質(食味,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.本課題は以上の観点に立って進めるものであり,パルスマイクロ波の付与により凍結過程における過冷却現象の能動的促進を追究した.すなわち,マイクロ波照射により,極性分子である水分子の回転運軌を励起し,それにより水素結合しているクラスターを解離させ,過冷却の促進を実現しようとするものである.最終的には,食品全域を過冷却状態から瞬時に凍結させる方式の開発を目指すものである.本研究で得られた主な成果は以下のとおりである.1.試験セル,液体窒素を封入した冷却部,パルスマイクロ波発生装置,熱電対を用いた温度測定系からなる装置が製作された.2.マイクロ波照射下でグリセロール水溶液の凍結実験を行い,マイクロ波は過冷却の促進と解除の2つの作用を内在する可能性があることが示された.3.食品としてリンゴ組織体を供試した凍結実験を行い,凍結組織をCryo-SEM観察した結果,マイクロ波出力が大きくなるにつれて組織体表層部において氷晶径が減少することが見いだされた.4.組織体内部ではマイクロ波による加熱効果などに起因する局所冷却速度の低下のため,氷晶径の微細化は難しく,適用サイズに制限があることが判った.5.食品凍結において生ずる氷晶形成とミクロ挙動が3次元観察により明らかにされ,マクロ伝熱,ミクロ現象,凍結後の品質変化を連結した速度論モデルが構築され,凍結による品質変化の定量的予測が実現された.; 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 enhancing the supercooling is one of promissing technique for cryopreservation of food The object of this project was to study the effects of microwave irradiation on supercoling and ice formation during freezing of food. In the experiments, glycerol solution and apple tissue were frozen under irradiation of microwave at 2.45GHz. The measurements of supecooling degree and observation of morophology of frozen cell by using cryo-rnicroscopy were carried out.Summarizing these results, it was found that microwave have two aspects ; enhacing and releasing supercooling in dependence on microwave power. Especially, in the case of cooling by immersion in liquid nitrogen, the ice crystal size near the cooling surface decreased with increasing microwave power. Therefore, a combined use of microwave, irradiation and rapid cooling is considered to be a approach to reduce freezing injury. Regarding case of core region in the tissue, the effects of microwave on ice crystal size was diminished, since local cooling rate decreased due to heating effect caused by microwave increased. Thus, the size effects on microwave irradiation was found to be important factor to be considered.; 研究課題/領域番号:14550175, 研究期間(年度):2002-2003; 出典：「パルスマイクロ波を用いた過冷却の促進による食品の低損傷・凍結保存技術の開発」研究成果報告書 課題番号14550175 (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: 10.24517/00049454
• Source: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=43107&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
• Access Restrictions: 限定公開
• Rights (production): CC BY-NC-ND
• Related Material: https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=20179708; https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14550175/; https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-14550175/145501752003kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
• Data Provider (Database): 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
• Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA