食品ハイドロコロイド

食品ハイドロコロイドの物性に関する研究

概要:

食品ハイドロコロイドの物性(物理的な性質)は内部の高分子の分散構造の反映である。本稿では、食品ハイドロコロイドの内部構造を解析するために有効な理論であるパーコレーション(浸透)モデル、誘電(ダイエレクトリシティー)解析、フラクタル解析について解説した。また、食品ハイドロコロイドの嚥下困難者用介護食への応用についても述べた。パーコレーション理論は,ゾル-ゲル転移点近傍における食品ハイドロコロイドの物性挙動の記述に有効であった。BSA、ゼラチン、アルギン酸などの溶液について観測される誘電(ダイエレクトリシティー)緩和は、ハイドロコロイドごとに異なる電気双極子の運動を反映していた。多糖類などの高分子電解質溶液のMHz (メガ・ヘルツ)近辺で観測される誘電(ダイエレクトリシティー)緩和の解析には,スケーリング則が有効であった。ガラス状の試料に関しては低含水率では、分子の運動性、水の可塑剤としての効果が、誘電(ダイエレクトリシティー)緩和法によって得られる緩和時間τや活性化エネルギーEactによって定量的に評価できた。高含水率あるいは高温におけるガラス転移点近傍あるいはラバー領域においては、電気弾性率M*を用いた解析が有効だった。フラクタル解析により、複雑な形状の物体の構造を特徴づけることができた。希薄溶液系においては、タンパク質表面荷電量を制御することにより、クラスター-クラスター凝集モデルの典型例である拡散律速型および反応律速型の凝集体が生じた。球状タンパク質の加熱凝集ゲルの弾性率の挙動は、内部の凝集体のフラクタル構造の反映であった。食品ハイドロコロイドの物性が、超音波パルスドプラー法で測定される食塊の咽頭部流速に及ぼす影響に関して検討を行った。その結果、粘度μ、動的粘性率η’、複素粘性率が、液状の嚥下困難者用介護食の物性指標として有効であると考えられた。

The physical properties of food hydrocolloids are a reflection of their inner structure. In this study, we reviewed several methods for examining the inner structure of food hydrocolloids; the percolation model, dielectric analysis, and fractal analysis. In addition, we reviewed the application of food hydrocolloids in developing special foods for patients with dysphagia. The percolation model was effective for describing the behavior of the rheological properties of food hydrocolloids near the sol-gel transition point. The dielectric properties of food hydrocolloids such as bovine serum albumin solution, gelatin solution, and alginate solution were analyzed. Each dielectric relaxation observed was considered ascribable to a different movement of “components” in the electric field among different hydrocolloid systems, thus giving information about the inner structure of the hydrocolloids. Fractal analysis (self-similar structure) is a quantitative analytical method for characterizing many types of disordered shapes. The elastic behavior of the aggregate gels observed on heating globular protein solutions was confirmed to be a reflection of the fractal structure of aggregates in the gels. We investigated the effect of rheological properties of food hydrocolloids on the velocity of the bolus by using ultrasonic pulse Doppler method. Viscosity (μ), dynamic viscosity (η′), and complex viscosity (η*), were considered suitable indices for liquid-type foods for patients with dysphagia.

ハイドロコロイド
直径10~1000nmの粒子が水を連続相に分散している状態
(コロイド状態を制御するために使用される多糖類やタンパク質)

ハイドロコロイドの機能
増粘、ゲル化、保水、分散、安定皮膜形成、起泡、乳化
テクスチャーモディファイヤー
マヨネーズ、ドレッシング、デザートゼリー、アイスクリームなど