N°89. [伊藤のヨタばなし] 宇宙調理に関して:宇宙調理理論  ロードマップ②-⑦-N°05(02の補足)について。

伊藤のヨタばなし

ロードマップを一つずつ。ser.
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「②-⑦ プロトタイプ製造と加速老化試験」
:上記素材・プロセスを用いたプロトタイプ食品を製造し、加速老化試験(温度・放射線ストレス)で保存期間や官能品質の変化を評価。」
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ロードマップ② 「食品の保存技術の確立:
– 長期保存可能で軽量・コンパクトな食品の開発や保存技術の研究を行う。」は、全体を通して
最終的に得られた知見をベースに「ISO規格」「Artemis協定」レベルの保存食品仕様を策定し、
量産および国際共同利用に向けた設計を確定できる様にするのを
一つのゴールとして進めていきたいと思います。
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「2. 食品の保存技術の確立:
– 長期保存可能で軽量・コンパクトな食品の開発や保存技術の研究を行う。」から
ロードマップ②-⑦として。
プロトタイプ製造と加速老化試験」
:上記素材・プロセスを用いたプロトタイプ食品を製造し、加速老化試験(温度・放射線ストレス)で保存期間や官能品質の変化を評価。」

について追求していきたいと思います。
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補足回
数式は簡単に示して「どのように換算するか」を提示します。


まず前提:Q10って何?
・Q10 = 2 は「温度を10℃上げると劣化の速さがだいたい2倍になる」とする**経験則(簡単なルール)**です。

・本当は物質ごとに違う(厳密には Arrhenius 式で扱う)が、手早く見積もるときに便利です。

1)「40℃/75%RH を 3ヶ月回す → 常温(25℃)での相当寿命」

どう計算するか(手順)
1.温度差を出す:40℃ − 25℃ = 15℃

2.Q10 を使って速度比を出す:
\text{速度比} = Q10^{(\Delta T / 10)} = 2^{(15/10)} = 2^{1.5} \approx 2.828
→ つまり、40℃では劣化が約2.83倍速い。

3.時間を換算:
3ヶ月(= 約3.0か月)× 2.828 ≈ 8.5か月相当(常温25℃での目安)。

イメージ
「暑い場所に置いたら3か月で進む変化」が、常温だと約8.5か月分の進み具合になる、という感じです。


2)「なぜ 55℃ を短期(数週間)で使うのか」
・55℃ は さらに強い加速を得られる温度だからです。Q10=2 だと、25→55℃(ΔT=30℃)で速度比は
2^{(30/10)} = 2^3 = 8
→ 55℃では劣化が8倍速い。

・そのため 短い期間で長期相当の劣化を観察できる(例:1週間の55℃試験 ≒ 8週間の25℃相当)。

・ただし「短期」とする理由は後述の注意点(下)にあります。

3)「なぜ高温は“過大評価”する可能性があるのか?」

簡単に言うと、高温だと『別の壊れ方』が出てくるからです。具体例で説明します。

例え話
•低温での劣化は「ゆっくり腐る」に近い(微生物や酸化など)。

•高温だと「焦げる」「茹でる」「変形する」みたいに、本来常温では見られない壊れ方(熱変性)が起きる。

科学的な理由(やさしく)
1.別の化学反応が起きる:高温は新しい反応(例:糖とアミノ酸の褐変=メイラード反応、タンパクの変成、揮発成分の蒸発)を促す。

2.揮発物(香り成分)が飛ぶ:風味の元になる小さな分子は高温でどんどん失われる→風味劣化を過大評価。

3.物理的変化:水分移動や表面のカラメル化など、常温ではゆっくりしか起きない変化が短期に起きる。

4.微生物の挙動が変わる:高温は一部の微生物を殺すが、熱耐性の別種が生き残る可能性もあり、実際の常温保存とは違った「微生物環境」になる。

だとすると、どうするか
•55℃など高温は“スクリーニング”や“初期の候補選別”に使うのが良い。

•最終的な寿命推定は 40℃(加速)+常温(リアルタイム)+複数温度のデータ(Arrhenius解析) を組み合わせて行うと信頼できる。

まとめ
•40℃/75%RH を 3ヶ月は、Q10=2 を仮定すると 常温25℃で約8.5ヶ月相当になる(計算方法を覚えると便利)。

•55℃は短期で強く加速できるが、高温でしか起きない壊れ方を誘発する可能性があるため「短く使う」か「参考用」に留める。

•本当に正確に寿命を知るには、**複数温度で実験して反応の活性化エネルギーを求める(Arrhenius解析)**か、常温のリアルタイム試験と合わせるのがベスト。
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ということ事で今回はここまで。
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