食品の大部分を占める分散系食品! 開発現場で求められる“食感”や“加工性”を実現するための技術を詳述!

食品分散系のレオロジー・構造・物性などの基礎から,AIをはじめ最新の情報処理技術による食感分析・評価法,新食感・新素材に繋がる具体的事例を徹底解説!

超高齢社会,SDGs,代替タンパク質など時流に沿った食品製造の一助となる一冊!

監修

松村康生,松宮健太郎,小川晃弘

著者一覧

松村康生　　　京都大学
松宮健太郎　　京都大学
小川晃弘　　　三菱ケミカル(株)
松宮由実　　　京都大学
三浦　靖　　　岩手大学
栗田　玲　　　東京都立大学
半田明弘　　　東京電機大学
新田陽子　　　お茶の水女子大学
吉川真一　　　不二製油グループ本社(株)
望月匠峰　　　広島大学
川井清司　　　広島大学
長野隆男　　　石川県立大学
石井統也　　　香川大学
佐本将彦　　　不二製油グループ本社(株)
新井武彦　　　英弘精機(株)
渡辺洋一　　　(株)山電
山縣義文　　　(株)アントンパール・ジャパン
武政　誠　　　東京電機大学
小川剛伸　　　京都大学
西津貴久　　　岐阜大学
中馬　誠　　　三栄源エフ・エフ・アイ(株)
竹内秀和　　　キユーピー(株)
吉村美紀　　　兵庫県立大学
江口智美　　　静岡県立大学
谷口明日香　　東京家政大学
神谷　哲　　　長瀬産業(株);東北大学
栢下　淳　　　県立広島大学
花澤智仁　　　雪印メグミルク(株)
大村雅人　　　(株)日清製粉グループ本社

目次

【第Ⅰ編　食品分散系の種類と構造】

第1章　食品分散系概論
1　はじめに

第2章　液状分散系の構造と安定性
1　はじめに
2　液状分散系の構造と安定性

第3章　液状分散系のレオロジー
1　はじめに
2　応力とひずみ
2. 1　定義
2. 2　レオメータによる測定時の応力とひずみ
2. 3　応力の意味
3　粘度
3. 1　定義
3. 2　定常粘度のひずみ速度依存性
3. 3　試料の流動履歴
4　流動開始および停止後の過渡的応答
5　データ例

第4章　固体・ゲルのレオロジー
1　食品レオロジーの意義
2　変形と流動
3　弾性
4　粘性
5　塑性
6　線形粘弾性
6. 1　応力緩和
6. 2　クリープ
6. 3　動的粘弾性
6. 3. 1　正弦波ひずみを与える場合
6. 3. 2　正弦波応力を与える場合
7　非線形粘弾性

第5章　泡沫の構造およびレオロジー
1　はじめに
2　シャボン玉
2. 1　表面張力
2. 2　ラプラス圧
2. 3　液膜の崩壊について
3　泡沫
3. 1　泡沫の構造
3. 2　弾性
3. 3　浸透圧・排水
4　泡沫のレオロジー
4. 1　マクロ挙動
4. 2　ミクロ挙動
5　泡沫の基板への塗り広げ挙動
6　おわりに

第6章　卵白タンパク質の加熱ゲル化性
1　はじめに
2　卵白タンパク質の加熱ゲル化性
3　乾燥卵白の加熱ゲル化性
4　新しい加熱ゲル化制御方法の探索
5　今後の展開

第7章　多糖類ゲルの構造と物性
1　ダブルヘリックスを形成する多糖類ゲルの構造と物性
1. 1　ゲル形成
1. 2　ゲルの弾性率とゲル構造
1. 3　ゲルの大変形による破断
2　低メトキシペクチンゲル,アルギン酸ゲルの構造と物性
3　その他の多糖類ゲル
3. 1　キシログルカンゲル
3. 2　ジェランガムとキシログルカンの相乗ゲル
3. 3　β-グルカンゲル

第8章　油脂含有食品の構造と物性
1　はじめに
2　油脂含有食品の製造と状態変化
3　油脂の結晶化・融解特性
3. 1　油脂の融点
3. 2　油脂の結晶化プロセス
3. 3　油脂の結晶量と温度変化
3. 4　油脂の結晶多形
4　マーガリン・ショートニングの構造と物性
4. 1　マーガリン・ショートニングの用途と油脂のSFC
4. 2　マーガリン・ショートニングの構造
4. 3　マーガリン・ショートニングの物性
4. 4　マーガリン・ショートニングの製造工程
4. 5　マーガリン・ショートニングの品質低下

第9章　分散体が非晶質食品の物性に及ぼす影響
1　はじめに
2　非晶質食品のガラス転移
3　パルプおよび微結晶セルロースが非晶質食品粉末の固着に及ぼす影響
4　結晶質材料が圧縮成型した非晶質食品の硬度に及ぼす影響
5　空隙および油脂が非晶質焼成食品の食感に及ぼす影響

【第Ⅱ編　分散系食品創出のための新素材】

第1章　食物繊維のナノファイバー化
1　はじめに
2　ナノファイバー化技術
2. 1　湿式グラインダー型微粒子化装置(WG)
2. 2　ウォータージェット型微粒子化装置(WJ)
2. 3　WG装置とWJ装置の比較
3　セルロースナノファイバー(CNF)の腸内細菌叢改善作用,肥満抑制効果,運動との相乗効果
3. 1　CNFの腸内細菌叢改善作用と肥満抑制効果
3. 2　CNFと運動の併用が腸内細菌叢と肥満抑制に及ぼす効果
4　微粒子化おからの腸内細菌叢改善作用と肥満抑制効果
4. 1　WJ処理おからがアミラーゼ活性阻害とヒト腸内細菌優勢種の短鎖脂肪酸産生に与える効果
4. 2　WG処理おからの腸内細菌叢の改善作用と肥満抑制効果
5　微粒子化おからが分離大豆たん白(SPI)のゲル形成性とその分子間力に与える効果
5. 1　WG処理おからがSPIのゲルに与える効果
5. 2　WG処理おからがSPIのゲルを形成する分子間力に与える効果
6　微粒子化おからの製パン性
7　最後に

第2章　農産物の微細化粒子および天然高分子のミクロゲル粒子による分散系の形成・安定化
1　はじめに
2　農産物粒子の分散系への利用
2. 1　農産物粒子の利用が注目される背景
2. 2　農産物の微細化方法
2. 3　微細化した農産物に含まれる粒子
2. 4　農産物由来の粒子による界面安定化
3　タンパク質および多糖類ミクロゲルの分散系への利用
3. 1　ミクロゲルの発見の経緯と研究の歴史
3. 2　ミクロゲルの作製方法
3. 3　タンパク質および多糖類ミクロゲルによる界面安定化
4　おわりに

第3章　Plant-based foods素材としての大豆タンパク質
1　はじめに
2　大豆のタンパク質組成
3　タンパク質組成と物理的機能
4　魚介類の代替(グロブリンで調製するトロ刺し風素材)
5　豆乳クリーム(大豆オレオシンリッチ素材)
6　低脂肪豆乳
7　最後に

【第Ⅲ編　分析法および評価法】

第1章　液状食品の食感評価に対応する物性測定
1　諸言
2　液状食品のレオロジーを評価する装置
2. 1　B型粘度計(ブルックフィールド型粘度計)
2. 2　精密回転粘度計
3　レオメーター　動的粘弾性測定装置
3. 1　レオロジー測定
3. 2　粘度測定について
3. 3　動的粘弾性測定装置による食感評価
3. 4　ゾルとゲルの評価について
3. 5　食品の加熱や経時による変性
4　測定の注意点
4. 1　低粘度サンプル
4. 2　高粘度サンプル
4. 3　ペースト,クリーム状
4. 4　固体粒子を含むサンプル

第2章　固体状食品の食感評価に対応する物性測定
1　はじめに
2　食品物性の機器測定
3　おいしさの食感評価測定例
3. 1　弾力感 アシ(足)やコシ(腰)の見える化
3. 1. 1　蒲鉾のアシ(足)
3. 1. 2　麺のコシ(腰)の低下,のび(伸び)の見える化
3. 2　もち食感の見える化
4　サクサク感の見える化
5　介護食の見える化
5. 1　介護食の測定に使われるテクスチャー測定
5. 2　テクスチャー解析の測定結果を自動判定する「SJS えん下食判定支援ツール」での見える化
6　一定応力制御での変形-回復測定のクリープ粘弾性解析を使った,膨張・収縮などの見える化
6. 1　クリープ測定による,ビール泡変形の見える化
6. 2　クリープ粘弾性測定による,コンニャクの粘弾性測定と食感との関係
6. 3　クリープモード(一定応力制御)での横擦り摩擦測定(摩擦解析)
7　まとめ

第3章　レオロジー的手法と他の分析法の組み合わせによる解析
1　はじめに
2　電気化学インピーダンス測定
3　レオ・インピーダンス測定事例
3. 1　ゼラチンのゲル化過程におけるレオ・インピーダンス挙動
3. 2　澱粉の糊化過程におけるレオ・インピーダンス挙動
4　おわりに

第4章　アコースティック・エミッション法を用いた多孔質食品のクリスプネス評価
1　多孔質食品のクリスプネス評価
2　アコースティック・エミッション法による多孔質食品のクリスプネス評価
2. 1　市販多孔質食品の調湿
2. 2　アコースティック・エミッション法の原理
2. 3　AE計測
3　おわりに

第5章　フード3DプリンタとAIを活用した次世代食感分析法と製造法開発
1　はじめに
2　食感をビルドアップ式に創り出す
3　食品分析法
4　おわりに

第6章　食品の内部構造の可視化と食感予測
1　はじめに
2　内部構造の可視化
2. 1　三次元的な内部構造に対する既往の計測法
2. 2　三次元的な内部構造に対する新たな計測法
2. 3　SoROCSによる透明蛍光化法を用いた内部構造の計測事例
3　食感予測
3. 1　内部構造と食感の関係
3. 2　AIを用いた食感の予測
4　おわりに

第7章　ホイップドクリーム・パン・スポンジケーキ類のきめ・食感評価
1　はじめに
2　きめの評価
2. 1　多孔質食品の構造と力学的特性
2. 2　CT法による内部構造の評価方法
2. 3　音響法による「きめ」評価の試み
3　ケーキ類の食感(口どけ感および崩れやすさ)評価
3. 1　食塊圧縮塊面積による口どけ感定量法
3. 1. 1　圧縮塊面積と口どけ感評価の関係
3. 1. 2　試料内粒状固形物の粒度分布と口どけ感評価の関係
3. 1. 3　圧縮塊面積と崩れやすさ評価の関係
4　おわりに

第8章　ゲル状食品の食感の推定
1　緒言
2　モデルゲル試料および官能評価
3　押圧システムの概要と圧力分布データの取得
4　濃度共起行列を用いた食感推定
4. 1　特徴量の算出
4. 2　モデルの構築
4. 3　モデルの検証
4. 4　市販ゼリー状食品の食感の推定
5　Convolutional Neural Network(CNN)を用いた食感推定
5. 1　入力用データの作成
5. 2　モデルの構築
5. 3　モデルの検証
6　結言

【第Ⅳ編　応用編―加工や食感制御に活かす技術―】

第1章　低オイルマヨネーズタイプについて
1　はじめに
2　マヨネーズの歴史
3　マヨネーズと低オイルマヨネーズタイプの日本農林規格(JAS)について
4　低オイルマヨネーズタイプの利点
5　乳化形態分類と製造方法の違い
6　マヨネーズと低オイルマヨネーズタイプの構造上の違いと油滴径の観察について
7　マヨネーズと低オイルマヨネーズタイプの動的粘弾性の違いについて
8　まとめ

第2章　高齢者用食品の物性と嗜好性の改善
1　はじめに
2　咀嚼・嚥下機能からみた注意が必要な食品の形態と調理による食感制御
3　咀嚼・嚥下困難者のための高齢者用食品(介護食品)の物性基準
3. 1　えん下困難者用食品
3. 2　ユニバーサルデザインフード
3. 3　嚥下調整食分類(学会分類)とスマイルケア食
4　高齢者用食品として物性と嗜好性改善のための調理・加工の研究
4. 1　トロミ調整剤としてのキサンタンガム溶液の検討
4. 2　食材の酵素処理と圧力鍋加熱による検討
4. 3　うどんの検討
5　高齢者用食品の食感制御による物性と嗜好性の改善

第3章　大麦粉製品における生地の力学特性制御とその品質及び嗜好性
1　はじめに
2　大麦粉製品における生地の力学特性制御
2. 1　粒子特性の相違が及ぼす大麦粉生地の力学特性への影響
2. 2　大麦粉ドウ及びバッターの分散状態モデル
3　大麦粉の調理品への応用
3. 1　大麦粉を利用した天ぷら衣
3. 1. 1　加水条件の設定
3. 1. 2　品質および嗜好性の評価
3. 2　その他の調理品への応用
4　おわりに

第4章　「潤滑と摩擦」ならびに「流動と変形」を考慮した新規の動的食品特性評価方法
1　はじめに
2　動的食塊挙動評価システムについて
2. 1　装置概要
2. 2　生体器官の表面を模擬した膜
3　食塊に関する力学的指標の算出方法
4　食品の評価事例
4. 1　計測結果について
4. 1. 1　滑落時間の計測
4. 1. 2　滑落時の食塊の挙動(可視化)
4. 1. 3　食塊厚さと拡散面積(数値化)
4. 2　官能評価と物理量の相関
4. 3　「キメ細かさ」と拡散面積
4. 4　「喉での流れやすさ」と力積
4. 5　「とろみ」とエネルギー消散率
4. 6　「べたつき」とせん断応力
5　おわりに

第5章　コンピュータ・シミュレーションを用いた嚥下時の食塊挙動の「見える化」
1　はじめに
2　開発の背景
3　立体嚥下動態シミュレータ開発のために必要な技術的なブレイクスルー
3. 1　嚥下動態(生体)のモデル化
3. 1. 1　静的形状モデルの作成
3. 1. 2　動的形状モデルの作成
3. 2　食塊のモデル化手法
3. 3　生体モデルと食塊モデルを統合した解析手法
3. 4　立体嚥下動態シミュレータでの計算結果の妥当性確認
3. 4. 1　計算結果の定性的な妥当性確認
3. 4. 2　計算結果の定量的な妥当性確認
4　立体嚥下動態シミュレータが示す食品開発・研究のための新しい視点
4. 1　嚥下動作中の生体・食塊挙動の可視化
4. 1. 1　食塊の可視化
4. 2　嚥下時の物理量の数値化
4. 2. 1　嚥下中のせん断速度分布ならびに食塊の粘度変化と形状変化
4. 2. 2　食塊の流入・流出流量と「かたまり度合い」の数値化
4. 2. 3　生体器官が食塊から受ける力
4. 3　予測・推定事例
4. 3. 1　誤嚥リスクの可視化(食品物性の違いの比較)
4. 3. 2　誤嚥リスクの可視化(構造,動態の違いの比較)
5　おわりに

第6章　介護食における食べる機能の段階に応じたテクスチャーの検討
1　はじめに
2　概説・総論
2. 1　物性測定値の非表示と形態の日本語表記
2. 2　段階数
2. 3　既存の段階との対応
2. 4　コード番号と名称,選択方法
2. 5　とろみについて
2. 6　嚥下調整食と咀嚼能力について
3　おわりに

第7章　油脂粒子が分散系食品の安定化に及ぼす影響
1　はじめに
2　枯渇凝集による相分離に与える油脂粒子の影響
3　ホイップドクリームの気泡界面への油脂粒子の吸着と構造形成
4　おわりに

第8章　パスタの表面粗さや内部構造の観察
1　はじめに
2　パスタの製法と種類
3　パスタの品質に影響する要因
4　パスタの表面構造と表面粗さについて
4. 1　乾燥条件が異なるパスタの表面構造と表面粗さの客観的解析
4. 2　官能評価と表面粗さ解析の相関

第9章　乳化剤によるエマルションの安定性制御
1　はじめに
2　乳化剤について
3　乳化剤の性質と機能
4　ミルクコーヒーにおける乳化安定性制御
5　乳代替乳化物の乳化安定化制御
6　ホイップクリームにおける乳化安定性制御
7　ケーキ生地における乳化安定性制御
8　おわりに

第10章　乳化剤の添加相による機能特性の制御:固形状食品および液状食品の事例
1　はじめに
2　乳化剤の種類と食品製造における役割
3　乳化剤の添加相が固形状食品の品質に与える効果
4　乳化作用を有する天然由来粉末の添加相が液状食品の品質に与える効果
5　おわりに