難しいというイメージから敬遠されがちな界面コロイド科学や流体力学、レオロジーですが、食品の製造や品質評価においては避けては通れない知見です。本講座ではそれらの分野で特に重要なポイントをピックアップし、基礎から食品開発への応用までを平易に解説します。

界面コロイド科学の基礎理論

講師： 岩手大学 農学部 共同研究講座「シン･フードラボ」特任教授 三浦 靖先生

経歴： 1986年 東北大学大学院 農学研究科博士課程後期修了。農学博士。同年 三菱化成工業㈱入社、総合研究所 研究員。1994年 岩手大学農学部 助教授。2011年10月より現職。専門は、食品化学工学、レオロジーおよび食品科学。低糖質食品用のショ糖・小麦粉代替素材の開発，卵黄の凍結ゲル化機構の解明，澱粉-乳化剤複合体の形成挙動の解明，3次元造形法による呈味増強・咀嚼嚥下容易な低水分固体食品の開発，ミートアナログ製造に向けた大豆タンパク質紡糸法の開発，流動性ヨーグルトの分散構造の解明，米飯塊の粗視化動力学シミュレーションなどの研究に取組む。

＜習得事項＞
粒子分散食品や気泡分散食品の製造と品質評価に関連する以下の知見が習得できる
1. 界面コロイド科学,流体力学,レオロジーの基礎理論
2. 構造と物性を制御する視点
3. 界面コロイド科学,流体力学,レオロジーの観点からの食品開発メソッド


＜プログラム＞
Ⅰ. 界面コロイド科学の基礎
　①界面コロイド科学とは
　②分子間力と分子間相互作用
　③粒子間相互作用
　④分散系の安定性
　⑤表(界)面自由エネルギー
　⑥界面現象：付着，吸着
　⑦乳化剤による安定化機構
　⑧Pickering乳化
　⑨泡沫の構造・可視化・定量化
　⑩泡沫の形成・粗大化・排水・崩壊
　⑪泡沫の力学物性

Ⅱ. 流体力学の基礎
　①流体の静力学
　②流体の動力学
　③数値流体力学

Ⅲ. レオロジーの基礎
　①応力とひずみ
　②弾性
　③粘性
　④塑性
　⑤粘弾性

Ⅳ. 粒子分散食品の設計ポイント

Ⅴ. 気泡分散食品の設計ポイント


＜講義概要＞
　一般的に食品は，多成分多相系かつ不均一混合系であるために熱力学的に不安定な場合が多いので，その製造・品質評価には広範な科学の理論と技術が適用されています。気相-液相界面をもつ　液体泡沫（ビール泡，ホイップクリーム，ソフトクリーム，メレンゲ），気相-固相界面をもつ固体泡沫や固体コロイド（ベークド製品，膨化スナック菓子，マシュマロ，アイスクリーム）， 液相-液相界面をもつエマルション（牛乳，ドレッシング，バター，マーガリン），液相-固相界面をもつ固体コロイド（豆腐，こんにゃく），固相-液相界面を持つサスペンション（ココア，抹茶，ソース），固相-固相界面を持つ固体コロイド（チョコレート，ラムネ菓子）がその実例です。
　①粒子分散液体食品（エマルション，サスペンション）での粒子の浮上・沈降，力学物性（流動，粘弾性）の制御には流体力学やレオロジー，②粒子分散液体食品および粒子分散固体食品（固体コロイド）での粒子の付着，凝集，凝結，合一の制御には界面コロイド科学，③気泡分散食品（液体泡沫，固体泡沫）の構造の定量化や可視化，泡沫の形成・粗大化・排水・崩壊および力学物性の制御には界面コロイド科学やレオロジーが深く関わっています。もちろん、一人の開発者がこれらのすべてに対応するのは現実的には困難ですので，本講座では粒子分散系食品や気泡系食品の製造と品質評価という観点から，界面コロイド科学，流体力学，レオロジーにおいて食品開発に必須となる基礎理論をピックアップし，分かりやすく解説します。