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オンデマンド出版(POD)
食品とガラス化・結晶化技術

コードNO0258P
発刊日2000年7月4日
編集委員
村勢 則郎 東京電機大学理工学部生命工学科教授
佐藤 清隆 広島大学生物生産学部教授
価 格POD(オンデマンド)価格 本体24,500円+税
体 裁A4判並製 259頁
試 読不可
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食品加工技術のためのノウハウの宝庫!
生物におけるガラス化・結晶化戦略とそのメカニズムを理解し、新たな視点から食品技術のイノベーションを実現する!

主要構成

第1篇 ガラス化技術とその応用
第1章 食品におけるガラス化の物理と化学
第2章 食品開発におけるガラス化戦略
第3章 生体高分子−水系のガラス転移とその検出
第4章 食品加工とガラス転移
第5章 生物におけるガラス転移
第2篇 結晶化技術とその応用
第1章 食品とバイオクリスタリゼーション
第2章 生物の環境適応と結晶化
第3章 脂質の結晶化プロセス
第4章 糖質の結晶化プロセス
第5章 澱粉の結晶状態と食品
第6章 アミノ酸・ペプチドの結晶化プロセス
第7章 食塩の結晶化技術
第3篇 凍結の制御と食品加工
第1章 氷晶形成のメカニズム
第2章 氷晶形成の制御
第3章 凍結濃縮プロセス
第4章 凍結技術と食品加工

【発刊にあたって】

 食糧問題は人類の将来を左右する重要課題のひとつである。しかるに、食品の保存、機能化を初めとする加工技術は、依然として伝承的かつ経験的傾向が強い。 経験的な技術は、物理化学の視点に立って体系化されたとき発展性のある技術として生まれ変わる可能性を秘めている。
 食品は基本的に非平衡な状態にあり、食品加工プロセスは速度論に基づいて制御する必要があるという認識が広まりつつある。ガラス化、結晶化も速度過程であり、食品加工技術として利用されている。 このような技術を物理化学を指導原理に整理することで、食品開発の新たな展開が可能となり、ブレイクスルーにつながると期待される。
 食品の多くは生物に由来する。そして、生物は結晶化を制御しながら一定の構造を保持し、生命諸機能を営んでいる。 また、ガラス化することによって保存を可能にしている。 したがって、生物におけるガラス化・結晶化戦略とそのメカニズムを理解することで、食品加工技術に新たな視界が開けるという期待も大きい。
 以上の理由から、本書では食品のガラス化・結晶化技術に焦点を合わせ、単にその技術解説に終わるのではなく、平衡論と速度論を明確に区別し、生物を意識しながら、新しい視点で食品技術の理論と実際を捉え直すことに重点をおく。 それによって初めて、次世代のフードエンジニアに魅力的な研究開発テーマを、そのためのシーズを提供出来ると確信するからである。

編集委員 村勢 則郎/佐藤 清隆

内容目次

序説 食品デザインとガラス化・結晶化技術<村勢 則郎/佐藤 清隆>
  1. 食品デザインの必要性と目的
  2. 食品の物理化学的状態に対する認識
  3. 生物の結晶化戦略に学ぶ
  4. ガラス化と結晶化の重要性
  5. 分子の運動性とガラス化・結晶化技術
第1篇 ガラス化技術とその応用

第1章 食品におけるガラス化の物理と化学<村勢 則郎>
  1. ガラス研究の歴史
  2. ガラス状態の本質
  3. ガラス転移点近傍の動的性質と安定性
  4. ガラス転移点のマニピュレーション
  5. 水系のガラス転移

第2章 食品開発におけるガラス化戦略<高井 陸雄>
  1. 温故知新
    1.1 さまざまなガラス化食品
    1.2 ガラス状態の実現
  2. 食品の状態図
    2.1 状態図上で考えるガラス化の経路
  3. ガラス転移曲線の操作
  4. 食感を変えるガラス状態
  5. ガラス転移温度近傍における物理特性の変化
  6. 食品加工の道しるべとなる状態図の作用
    6.1 凍結乾燥と噴霧乾燥
    6.2 食品の冷凍操作
    6.3 米飯類の品質保全
    6.4 タンパク質のガラス状態

第3章 生体高分子―水系のガラス転移とその検出<熊谷 仁>
  1. ガラス状態およびガラス転移
  2. 熱的測定によるガラス転移の検出法
  3. 比体積測定によるガラス転移の解析
  4. 電気物性によるガラス転移の解析
    4.1 誘電緩和とガラス転移
    4.2 電気弾性率を用いたガラス転移の解析
  5. 力学物性によるガラス転移の解析
  6. 水分の透過、吸着を用いた解析
    6.1 透過性とガラス転移
    6.2 水分吸着とガラス転移

第4章 食品加工とガラス転移

第1節 食品成分のガラス転移点とその制御<水野 晶徳/満生 昌太>
  1. 緒言
    1.1 テーマの背景と技術動向
    1.2 技術課題
  2. 実験方法
  3. 澱粉のTgに及ぼす結晶化度の影響
  4. 各種のガラクタンのTg
  5. カゼインのTgに及ぼすMTGase架橋の影響
  6. 結言
第2節 水産食品<鈴木 徹>
  1. カツオ節
  2. 冷凍スリ身
  3. 冷凍魚肉
第3節 糖菓のガラス化/結晶化コントロールとその物性<大谷 純一/北岡 宣幸>
  1. 糖の状態と糖菓
  2. 糖のガラス化を利用した糖菓技術
    2.1 ガラス状態とハードキャンデーの品質
    2.2 ハードキャンデーの糖菓技術
  3. 糖の結晶を利用した糖菓技術
    3.1 糖結晶の状態とフォンダントの品質
    3.2 フォンダントの糖菓技術
    3.3 フォンダントの他糖菓への利用
  4. 今後の課題

第5章 生物におけるガラス転移

第1節 植物体のガラス転移と植物の保存<馬越 淳>
  1. 植物の保存性の意義とガラス転移との関係
  2. 種子の寿命
  3. 成長段階におけるイネ種子の水分率と水の状態変化
    3.1 登熟期におけるイネ種子の成長
    3.2 イネの種子の登熟期の水の変化
  4. 乾燥したイネ種子のガラス転移
  5. 発芽によるイネ種子のガラス転移温度の変化
  6. 超低温における植物の生存
  7. 他の野菜の熱分析
  8. 器官別植物体のガラス転移
第2節 トレハロース<櫻井 実>
  1. トレハロース水溶液の特徴
  2. ガラス化による生体材料の保存
  3. ガラス化以外のメカニズムによる生体材料の保存

第2篇  結晶化技術とその応用

第1章 食品とバイオクリスタリゼーション<佐藤 清隆>
  1. バイオクリスタリゼーションの概要
    1.1 バイオクリスタルの反応場
    1.2 植物プランクトンの炭酸カルシウムの鱗
  2. バイオクリスタリゼーションの素過程モデル
    2.1 反応場と鋳型の役割
    2.2 結晶の核形成の制御
    2.3 集合組織化
    2.4 成長の停止
  3. 生体模倣系の結晶成長
  4. 生体模倣系の結晶成長の具体例
    4.1 気水界面からの炭酸カルシウムの結晶成長
    4.2 長鎖アルコール単分子膜による氷結晶成長
    4.3 疎水性鋳型薄膜が誘起する有機結晶の核形成
    4.4 エマルション中での核形成

第2章 生物の環境適応と結晶化<片桐 千仭>
  1. 氷晶と生物
  2. 脂質の結晶化を回避する昆虫の寒冷地適応
    2.1 リポホリンによる昆虫の脂質輸送
    2.2 ショウジョウバエの冬越しとトリアシルグリセロール
    2.3 ショウジョウバエの低温耐性とリン脂質
    2.4 ショウジョウバエの乾燥耐性と炭化水素

第3章 脂質の結晶化プロセス

第1節 脂質の相転移と結晶化<上野 聡>
  1. 脂質の相転移
  2. TAGの結晶多形
  3. 核形成と結晶成長
  4. TAGの融液結晶化のメカニズム
    4.1 単純冷却転移と融液媒介転移
    4.2 融液媒介転移のメカニズム
    4.3 SOSにおける融液媒介転移
  5. 今後の課題
第2節 結晶性油脂食品

(1) チョコレートの結晶化制御<古谷野 哲夫>
  1. チョコレートとは
  2. ココアバターの多形現象
  3. ココアバターを構成するTAGの多形現象とココアバター多形との関連
  4. Sat-O-Sat型TAGの鎖長構造
  5. チョコレート製造におけるココアバターの結晶多形制御
    5.1 テンパリングの実際とそのメカニズム
    5.2 種結晶添加法によるチョコレートの多形制御
  6. チョコレートの結晶多形転移と品質保持
(2) クリーム中の油脂結晶の物性とその機能<有島 俊治/宮部 正明>
  1. クリーム類の内容
    1.1 ホイップクリーム
    1.2 コーヒー用クリーム
    1.3 アイスクリーム
    1.4 クリーム類の製造法
  2. クリームの構造と物性
    2.1 短時間安定性と長時間安定性
    2.2 油脂粒子の分散状態(希薄か濃厚か)と不安定化
    2.3 油脂粒子の結晶化
    2.4 油脂粒子の安定性
    2.5 クリーム類の製造法と油脂粒子の変化
  3. クリームにおける油脂/水界面の実際と応用
    3.1 油脂の界面配向性
    3.2 トリアシルグリセロールのπ−A曲線と界面での安定性
    3.3 クリームでの安定性
  4. 今後の展望
(3) アイスクリームと脂質粒子の凝集<小久保 貞之>
  1. アイスクリームの製造工程
  2. 均質化条件によるフリージング工程における脂肪球凝集の影響
    2.1 フリージング温度と均質
    2.2 オーバーランと均質圧の影響
  3. エージングの影響
  4. フリージング時における脂肪の動向
  5. フリージング工程における脂肪球粒度分布の変化
    5.1 フリージング温度の影響
    5.2 オーバーランの影響
    5.3 ダッシャータイプの影響
    5.4 フリージング条件が製品の保存性に与える影響
(4) マーガリン・ファットスプレッドと油脂結晶化<小西 寛昭/三浦 晋>
  1. マーガリン、ファットスプレッドにおける油脂結晶の役割
  2. マーガリン原料油脂の結晶化技術
    2.1 原料油脂の結晶化特性
    2.2 マーガリンにおける油脂結晶性
  3. マーガリンに発生する粗大結晶
    3.1 粗大結晶と油脂結晶
    3.2 パーム配合マーガリンの粗大結晶
  4. 結晶多形化の制御技術
  5. 技術開発の方向性
第3節 乳化剤による油脂結晶化調節

(1) ポリグリセリンエステル<阪本 光宏>
  1. 液体油の結晶化制御作用
    1.1 パームオレインに対する効果
    1.2 ナタネ油に対する効果
  2. 固体脂の結晶調節作用
    2.1 精製パーム油に対する効果
    2.2 ラードに対する効果
(2) ショ糖脂肪酸エステル<葛城 俊哉>
  1. ショ糖脂肪酸エステルの性質
  2. 乳化剤による油脂の結晶調節
    2.1 結晶核形成
    2.2 結晶成長
    2.3 結晶多形に対する影響

第4章 糖質の結晶化プロセス

第1節 糖質の結晶変化と食品加工<吉井 英文/古田 武>
  1. 粉末化手法
    1.1 物理的方法
    1.2 化学包括法
  2. フレーバー・酵素の糖類への包括理論
  3. 結晶変換と糖質
  4. 無水結晶糖を用いたフレーバ粉末・酵素粉末の作成
    4.1 無水結晶マルトースを用いたフレーバー粉末の作成
    4.2 無水結晶糖を用いた酵素粉末の作成
  5. 作成粉末の品質変化
第2節 糖の結晶化技術−スクロース<白石 健二>
  1. 糖の結晶化プロセス
    1.1 過飽和度
    1.2 結晶核の形成(起晶)
    1.3 結晶成長と聚晶
    1.4 制御機構
  2. 精糖工場での応用

第5章 澱粉の結晶状態と食品<檜作 進>
  1. 澱粉分子の構造
    1.1 アミロースとアミロペクチンの量
    1.2 アミロース
    1.3 アミロペクチン
  2. 澱粉粒の結晶構造
  3. 糊化と老化
  4. 澱粉と脂質とリン酸
    4.1 脂質
    4.2 リン酸エステル
  5. 糊化と脂質
  6. 湿熱処理と構造・機能の変化

第6章 アミノ酸・ペプチドの結晶化プロセス<長谷川 和宏/阿部 重光>
  1. アミノ酸
    1.1 特殊沈殿剤によるアミノ酸の分離
    1.2 不純物による結晶成長への影響
  2. ペプチド
    2.1 APMの生産と結晶多形
    2.2 APMの結晶成長

第7章 食塩の結晶化技術<長谷川 正巳>
  1. 国内製塩プロセスの特徴と技術的課題
  2. 晶析装置内現象による製品結晶品質との関係
    2.1 微結晶融解モデルによる二次核の性質に関する検討
    2.2 微結晶の付着挙動と製品結晶品質との関係
    2.3 不純物による製品結晶品質への影響
  3. 晶析装置における操作設計
    3.1 晶析装置設計理論による晶析操作設計
    3.2 ニューラルネットワークによる操作設計

第3篇  凍結制御と食品加工

第1章 氷晶形成のメカニズム<宮脇 長人>
  1. 食品中の水の状態
    1.1 水の状態図
    1.2 溶液中の水の状態と凍結
  2. 氷結晶の生成
    2.1 氷核生成
    2.2 結晶成長
    2.3 凍結調節物質
  3. 氷結晶構造と凍結速度
    3.1 最大氷結晶生成帯
    3.2 凍結条件と氷結晶構造
    3.3 過冷却と氷結晶構造
    3.4 圧力移動凍結

第2章 氷晶形成の制御

第1節 高分子―水系における氷晶形成<梶原 一人>
  1. 高分子ゲルにおける氷晶形成
    1.1 架橋性高分子ゲル
    1.2 架橋構造をもたない高分子ゲル
  2. 高分子ゾルにおける氷晶形成
    2.1 デキストラン−アルカリ金属塩−水の3成分系溶液
    2.2 グルコース−アルカリ金属塩−水の3成分系溶液
  3. 高分子ゲルと高分子ゾルの氷晶形成メカニズム
第2節 凍結抑制タンパク質と氷晶成長<古川 義純>
  1. 凍結抑制タンパク質
  2. AFGPによる凍結抑制効果の特徴
  3. AFGPの凍結抑制機構
    3.1 高分子水溶液のモル凝固点降下
    3.2 吸着モデル1−ギブス・トムソンモデル
    3.3 吸着モデル2−ラングミュアー吸着モデル
  4. 凍結抑制タンパク質の氷晶核生成に及ぼす効果
  5. AFGP分子による氷結晶成長抑制効果の分子レベルモデル
第3節 氷核活性細菌とその応用<渡辺 道子/荒井 綜一>
  1. 食用として認可されている氷核活性細菌
  2. 凍結組織化
  3. 凍結乾燥の効率化
  4. 凍結濃縮
第4節 氷晶の加圧融解と食品加工<鈴木 寛一>
  1. 氷点の圧力依存性とその利用
  2. 加圧融解操作と氷晶制御
  3. 加圧融解と解凍
  4. 凍結濃縮への応用と特性
第5節 食品加工における凍結粉砕<羽倉 義雄>
  1. 食品素材の凍結粉砕
    1.1 凍結粉砕の特徴
    1.2 食品素材の凍結粉砕の実施例
  2. 凍結粉砕時の優先粉砕を利用した食品素材の組織分離
    2.1 凍結粉砕時の優先粉砕を利用した多獲性赤身魚からの低脂肪肉(筋肉組織)の分離
    2.2 凍結粉砕時の優先粉砕を利用した水産加工残滓廃棄物からの未利用資源の分離
    2.3 凍結粉砕時の優先粉砕を利用した食肉中の筋肉組織と蓄積脂肪組織の分離

第3章 凍結濃縮プロセス

第1節 凍結濃縮の諸問題<白井 義人>
  1. 凍結濃縮の原理
  2. 既往の凍結濃縮装置とその応用
  3. 凝集氷結晶の凍結技術への応用
  4. 凍結界面前進法と濃縮凝縮への応用
  5. 凍結濃縮による省エネルギー効果
  6. 凍結廃水処理の経済評価
第2節 凍結濃縮を利用した生酒の製法(氷結製法)<若井 芳則>
  1. 清酒の製造方法
    1.1 製造工程
    1.2 酒造用白米
    1.3 生酒とは
  2. 氷結製法開発の背景
  3. 氷結製法による酒質への効果
  4. 氷結製法の仕組み
第3節 果汁の凍結濃縮技術<小川 浩史/只信 秀明>
  1. 工程の概要
    1.1 氷結晶化
    1.2 氷結曲線と共晶濃度
    1.3 氷結晶の成長
    1.4 固液分離
  2. グレンコ(Grenco)濃縮機
    2.1 氷結晶の形成と成長
    2.2 固液分離
    2.3 多段ステージのグレンコ凍結濃縮プロセス

第4章 凍結技術と食品加工

第1節 アイスクリームにおける氷晶の振る舞い<木村 利昭>
  1. アイスクリーム・フリーザー内での氷結晶の生成と成長
  2. 冷却温度と核生成、結晶成長速度の関係
  3. アイスクリームの構造とその観察方法
  4. アイスクリームの氷結晶
    4.1 フリーザー冷却条件の影響
    4.2 硬化中の冷却速度の影響
  5. 保存中の氷結晶の変化
  6. 氷結晶の大きさと食感
第2節 冷凍食品(1)<白石 真人>
  1. 結晶化技術からみた冷凍食品の問題点
  2. 食品中の水の凍結
  3. 食品中の氷結晶観察法と生物凍結・生物物理
  4. 冷凍食品とその耐凍性の向上
    4.1 電子レンジ対応調理冷凍食品
    4.2 その他の冷凍食品
第3節 冷凍食品(2)−冷凍麺・パスタ<藤田 明男/山田 昌治>
  1. 冷凍麺
    1.1 麺の特性
    1.2 製造工程からのアプローチ
    1.3 原材料・副資材からのアプローチ
  2. 冷凍パスタ
    2.1 冷凍パスタの背景と技術動向
    2.2 冷凍パスタの製造方法と技術動向
    2.3 冷凍パスタの技術課題と対策


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執筆者(執筆順/敬称略、役職等は発刊時のものです)
 
村勢 則郎東京電機大学 理工学部生命工学科 教授
佐藤 清隆広島大学 生物生産学部 教授
高井 陸雄東京水産大学 食品生産学科 教授
熊谷  仁東京大学大学院 農学生命科学研究科 助手
水野 晶徳味の素(株)食品研究所 開発研究所
満生 昌太味の素フレッシュフーズ(株)商品開発センター 基盤技術グループ長
鈴木  徹東京水産大学 食品生産学科 助教授
大谷 純一明治製菓(株)食料商品企画部 副部長
馬越  淳農林水産省 農業生物資源研究所 生物工学部
櫻井  実東京工業大学 生命理工学部生体分子工学科 助教授
片桐 千仭北海道大学 低温科学研究所 助手
上野  聡広島大学 生物生産学部 助教授
古谷野哲夫明治製菓(株)菓子開発研究所 次席研究員
宮部 正明不二製油(株)特許商標室 部長補
有島 俊治Fuji Vegetable oil, INC. R&D Manager
小久保貞之森永乳業(株)食品総合研究所第2開発室 室長
小西 寛昭雪印乳業(株)技術研究所素材基盤部門 主査
三浦  晋雪印乳業(株)技術研究所素材基盤部門
阪本 光宏阪本薬品工業(株)研究所グループリーダー
葛城 俊哉三菱化学(株)横浜総合研究所機能化学研究所 主任研究員
吉井 英文鳥取大学 工学部生物応用工学科 助教授
古田  武鳥取大学 工学部生物応用科学科 教授
白石 健二塩水港精糖(株)技術部長
檜作  進神戸女子大学 教授
長谷川和宏味の素(株)発酵技術研究所 単離精製技術室 主任
阿部 重光味の素(株)発酵技術研究所 離精糖技術開発室 課長
長谷川正巳(財)塩事業センター 技術部海水総合研究所 主任研究員
宮脇 長人東京大学大学院 農学生命科学研究科 応用生命化学専攻助教授
梶原 一人帝京科学大学 理工学部バイオサイエンス学科 助教授
古川 義純北海道大学 低温科学研究所 助教授
渡辺 道子東京学芸大学 教育学部生活科学科 教授
荒井 綜一東京農業大学 応用生物学部栄養科学科 教授
鈴木 寛一広島大学 生物生産学部 教授
羽倉 義雄広島大学 生物生産学部 助教授
白井 義人九州工業大学 情報工学部生物化学システム工学科 助教授
若井 芳則黄桜酒造(株)専務取締役
小川 浩史愛媛県農業協同組合連合会 研究開発部 部長
只信 秀明愛媛県農業協同組合連合会 研究開発部研究課 調査役
木村 利昭雪印乳業(株)技術研究所 素材基盤部門
白石 真人(株)ニチレイ 技術開発センターシニアリサーチャー
藤田 明男日清製粉(株)食品開発研究所 所長
山田 昌治日清製粉(株)基礎研究所製粉研究室 室長


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