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沖縄の特産物が口の中で広がる新食感スイーツ
~人工イクラ製造技術の活用~

    沖縄の特産物が口の中で広がる新食感スイーツ~人工イクラ製造技術の活用~
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私たちの高校のある地域は、パインアップル、マンゴー、タンカン、シークヮーサー栽培を中心に、パッションフルーツ等の熱帯果樹の栽培が盛んな沖縄県内でも、果樹生産の中心的な地域です。拠点産地に認定された市町村も多く、パインアップルでは東村、マンゴーでは国頭村・今帰仁村・宜野座村、タンカンでは国頭村・本部町・名護市、シークヮーサーでは大宜味村・名護市・本部町、アセロラでは本部町、パションフルーツでは恩納村が認定されています。

しかしコロナの影響により、熱帯果樹の需要が激減し、農家への大打撃となっている状況を知り、新商品を開発して地域貢献できないかと考えました。

目次

背景1

・熱帯果樹などが、観光客の減少及び出荷のピークが重なると値崩れし、農家の収益が下がるのではないかと考えました。

・沖縄の特産物を手軽にたくさんの人に食べてほしい。
・沖縄の特産物(バタフライピー、パッションフルーツ、マンゴーなど)を組み合わせた新たな味に出会ってほしい。 
・南国果汁の特徴は、甘さと香り、この強みを生かしていきたい。

背景2

しかし、、、、
南国果汁の特有な甘みと香りは、人によって好き嫌いが分かれることが、これまでの商品開発時(ジャムなど)の試食アンケートで実感していました。

※スメルハラスメント(スメハラ)について

スメルハラスメント(スメハラ)とは、口臭や体臭、食べ物、タバコなど、匂いで周囲の人に苦痛を与えるハラスメントです。匂いの感じ方は人それぞれのため、具体的にどれくらいの強さがハラスメントになるか等の定義がしにくいものです。

スメルハラスメント事例

社員10名ほどの小さなオフィスの会社では、お昼休憩の弁当やファストフードをきちんと処理しない人がいて、オフィス内に臭いがこもってしまいます。社外で休憩をとった人は、オフィスに戻ったあと毎回気持ちが悪くなるのを我慢しなければなりません。

条件

スメハラは加害者に悪気がないとはいえ、周囲の人からすると耐え難いものです。電車、飛行機、船など多くの人が集まる室内でも、香りが拡散せず、どこでも好きな時に口の中だけで香りが広がる新しい形のフルーツ盛り合わせスウィーツの開発を目指すことにしました。

仮説

「人工イクラ」の製造技術を活用することによって、果汁の香りを閉じ込めることができるのではないか?

アイディアの概要

好きなものをどこでも、好きなときに食べて欲しい!!という目的を実現するための技術として、「人工イクラ」の技術に注目しました。そして果汁なので規格外品を有効活用できます。

実際に人工イクラを作ってみました

沖縄の特産物が口の中で広がる新食感スイーツ~人工イクラ製造技術の活用~
スポイトで一定量の果汁にアルギン酸ナトリウムが入った液体を、塩化カルシウム水溶液に滴下して固め、すくい取って水洗いしていきます。果汁は、パインアップル、パッションフルーツ、マンゴー、シークァーサー、タンカンを用いた5種類の粒状果汁を計画しました。この5種類の果汁の粒をババロアの上などに乗せることで、カラフルなだけでは無く、一口食べるたびに味の変化を楽しめる様に工夫しました。 役割①:スポイトで果汁を滴下する係り 役割②:反応時間を計測し、アミですくい取る係り。 ※イクラ化&膜強化ともに行う。
① やることは簡単だけど、人工イクラ製造時間=5分20秒と工程時間の大半は待ち時間。 ② 同じ大きさで滴下することが難しくイクラのサイズがばらばらになる。 ③ 単純作業だが、集中力が必要 単純だけど自動化しないと大変なので、今回学んだプログラミングやロボット製作の知識を生かして、全自動人工イクラ製造機を作ることに挑戦しました。

目標

1.作業工程の効率化
2.人工イクラのサイズの統一化
3.誰でも簡単に作ることができる

沖縄の特産物が口の中で広がる新食感スイーツ~人工イクラ製造技術の活用~
案 その1:ベルトコンベア型 案 その2:回転台型 ↓ 案 その1の場合:ベルトコンベア型 工程が多くなり複雑になったため、工程の効率化が実現できなかった。 案 その2の場合:回転台型 なら実現できそう 機能①:回転台を回す 機能②:滴下する 機能③:上下に動かす

機能説明

機能①:回転台を回す

・プログラム制御をし、回転スピード30%で一定の回転と停止を繰り返す設定にした。 ・Lモータとスプロケットを利用し、回転台を回転させる 〈 問題点 〉 回転台とLモータは常に接していなければならないが、実習台が滑りやすく、回転の振動でLモータ・回転台の両方が離れてしまう(mondai_1.jpg)  ↓ 改善方法(1):回転台の下にゲルテープを置き、実習台と回転台の摩擦を大きくすることで固定した(kaiketsu_1.jpg) 改善方法(2):Lモーターに吸盤を取り付けて固定した(kaiketsu_2.jpg)

機能②:滴下する

沖縄の特産物が口の中で広がる新食感スイーツ~人工イクラ製造技術の活用~
機能②:滴下する Mモータとネジ(おもちゃ)を利用し、注射器を押す 〈 問題点 〉  ·注射器を押すために、ウォームギアが3つ分の長さが必要  ·注射器を押す際、連結部分で空回りしてしまう(mondai_2.jpg) 改善方法(1):おもちゃのネジを利用して、連結せずに注射器を押す
沖縄の特産物が口の中で広がる新食感スイーツ~人工イクラ製造技術の活用~

機能③:上下に動かす

モータを利用し、茶こしを上下させる ・装置の全長:20[cm]  ・180度回転 ・上下の落差:8[cm]  ・茶こし:直径6.5[cm], 重さ10g 〈 問題点 〉 リフトが重く180度回転するためのギアが空回りする 改善方法⑴:リフトの軽量化 ・土台上のインテリジェントブロックを外し軽量化させた ・ギアを使用せず、直接モータでリフトを180度回転させた
沖縄の特産物が口の中で広がる新食感スイーツ~人工イクラ製造技術の活用~

作成したプロトタイプ

沖縄の特産物が口の中で広がる新食感スイーツ~人工イクラ製造技術の活用~

以下の機能をもつ人工イクラ製造ロボットを作成した
・回転台を利用してトレーを移動する機能
・注射器を利用して滴下する機能 
・リフトを利用して茶こしを上下移動する機能

今後の課題

レゴブロックを用いて、想像した装置をつくることは楽しかったですが、時間がかかりました。また、センサーやモーターの種類が増えると、さらにできることが増えるので、想像力が高まったと思います。
回転台が1周した際に、同じ位置にトレーが戻る必要があるので、スタート位置に色を付け、1周した際にカラーセンサーでスタートの定位置に戻るようにするなどしたいです。また、すべての工程を自動化して、大量生産ができるようにしたいと思います。
そして人工いくら化した時の香りについて専用の機械で数値化する検証もしてみたいですし、沖縄の新たな産業として成立するか、経済についても考えていきたいです。

参加校 沖縄県立北部農林高等学校
地域
タイプ
参加形態
team名

トロピカルフルーツ(食品科学科1年7名)

第1回 steAm BAND 学びの協奏コンテスト 第1回 steAm BAND 学びの協奏コンテスト