研究者基本情報

• 博士(農学), 筑波大学

• https://researchmap.jp/read0066703

• https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=200901012842557433
• http://ase.bpe.agr.hokudai.ac.jp

• 200901012842557433

• バイオエネルギー
• ナノバイオシステム
• バイオマス
• numerical optimization
• biotechnology

• 環境・農学, 農業環境工学、農業情報工学, 再生可能エネルギー
• ナノテク・材料, ナノバイオサイエンス

• 学士課程, 農学部
• 修士課程, 農学院
• 博士課程, 農学院

研究活動情報

• 2019年09月, 日本生物環境工学会, 学術賞
  Naoto Shimizu

• Subcritical solvent extraction and microencapsulation of flavonoids from onion skin waste
  Nagohira Sato; Naoto Shimizu
  Applied Food Research, 5, 2, 101391, 101391, Elsevier BV, 2025年12月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Design and Optimization of a Smart IoT-Integrated Bioreactor for Enhanced Biogas Production Using Multi-Algorithm Modelling Approaches
  Mohammed I S.; Aliyu M.; Simeon IM; Akande TY; Mohammed AS; Usman M.; Anumiri CE, Isah AG; Shimizu N.
  NiJASIT, 1, 3, 359, 371, 2025年09月25日, ［査読有り］, ［最終著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Efficacy of bottle gourd (Lagenaria siceraria) leaf extract in protecting against cabbage looper (Trichoplusia ni) (Lepidoptera: Noctuidae) infestation
  Mst. Samia Sultana; Naoto Shimizu; Takanori Itoh; Kazunori Iwabuchi
  Crop Health, 3, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年05月23日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Cabbage (Brassica oleracea L.) crops are frequently attacked by cabbage looper larvae (Trichoplusia ni), which severely reduce cabbage production. This experiment was conducted in the late spring crop season from April 15, 2024, to August 20, 2024, at the Field Science Center for the Northern Biosphere, Hokkaido University, Japan. In this study, the efficacy of an ethanolic extract of bottle gourd (Lagenaria siceraria (Molina) Standl.) leaves was compared with those of the chemical insecticide permethrin 3.2 EC and aqueous dimethyl sulfoxide (DMSO; the control). The experiment was carried out using a randomized complete block design in which each treatment comprised three replications consisting of 24 plants in total. Compared with the control, the bottle gourd leaf extract had high biopesticide activity against cabbage looper, increasing the cabbage yield by 15.98%. The yield was almost equal to that achieved with Permethrin 3.2 EC. Compared with the control, the application of the extract significantly decreased looper larval infestation in field-grown cabbage by 41.18%, 39.71%, 52.08%, and 37.96% at the fifth, sixth, seventh, and eighth weeks, respectively. Five possible biopesticide compounds, namely, apigenin-7-O-glucoside, indole-3-butyric acid, strychnine, phytol and hexadecanoic acid, were identified in the ethanolic extracts of bottle gourd leaves by liquid chromatography–mass spectrometry analysis. Bottle gourd leaf extract has potential as an environmentally friendly and sustainable alternative to toxic chemical pesticides for controlling cabbage looper infestation.
• Digital Analysis of Mycelium Growth and Mycelium Density In Vitro of Pleurotus ostreatus with Submerged Fermentation as Substrate Treatment
  Jorge Andres Magaña Amaya; Naoto Shimizu
  Mycobiology, 1, 11, Informa UK Limited, 2025年02月13日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Effect of Hydrolysate Derived from Subcritical Seawater Treatment of Buckwheat Waste on the Growth of Lettuce (Lactuca sativa L.)
  Yongheng Yuan; Faqinwei Li; Naoto Shimizu
  Plants, 14, 2, 149, 149, MDPI AG, 2025年01月07日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, This study explores the effects of a subcritical seawater treatment (SST) on buckwheat waste (BW), and the use of the hydrolysate as a liquid fertilizer to improve the growth of lettuce (Lactuca sativa L.). Three temperature treatments (110 °C, 170 °C, 230 °C) were used for the SST, and the ionic composition in the seawater achieved the depolymerization and degradation of BW. The X-ray diffraction of the residual solids showed that the structure of BW was destroyed. Compared with seawater, the hydrolysate contained higher amounts of elements beneficial to plant growth, such as N, P, K, and organic compounds such as phenolics and sugars, as a result of the degradation of BW caused by the SST. The hydrolysate was tested as a liquid fertilizer (treatments H110°C, H170°C, H230°C) to irrigate lettuce. The content of proteins, phenolics, and chlorophyll, as well as the weight of the lettuce in the H110°C and H170°C treatments, were significantly higher than those in the seawater and the H230°C irrigation treatments (p < 0.05). The hydrolysate from the SST of BW, being rich in various organic and inorganic nutrients, can act as a liquid fertilizer that promotes the growth of lettuce, whereas hydrolysate from higher SST temperatures might inhibit the growth of lettuce, because of the excessive total nitrogen and organic acid.
• Efficacy of aqueous extracts from three plants in controlling cabbage aphid [Brevicoryne brassicae L. (Hemiptera: Aphididae)] on field-grown cabbage (Brassica oleraceae L.)
  Mst. Samia Sultana; Md. Abul Kalam Azad; Naoto Shimizu; G. M Masud Rana; Mst. Sarmina Yeasmin
  Technology in Horticulture, 4, 1, Maximum Academic Press, 2024年10月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Development of a fed-batch-scale anaerobic co-digestion control system based on multivariable output error state space and model predictive control
  Ruijie Bai; Xiaojue Li; Naoto Shimizu
  Results in Engineering, 102284, 102284, Elsevier BV, 2024年05月17日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Techno economic analysis of the production of potato powder applying potato starch purification system in Japan
  Nagohira Sato; Naoto Shimizu; Mitsutoshi Nakajima
  Discover Applied Sciences, 6, 5, Springer Science and Business Media LLC, 2024年05月08日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  To implement the technology for producing potato powder, significant investment is required. This study evaluated the techno-economic feasibility of the dried potato powder production process, based on a scenario developed in a starch plant process in Japan. The simulation was performed with SuperPro Designer^® software. The annual production volume and the unit production cost were estimated to be 15,786,585 kg and 1056 Japanese yen/kg, respectively. According to economic evaluation indicators—the gross margin, return on investment, payback time, internal rate of return, and net present value (at a 7% interest rate)—the scenario was profitable and investment worthwhile. A sensitivity analysis was conducted to evaluate the impact of the variable parameters (the purchasing price of raw potatoes, the selling price of potato powder, and labor and electricity costs) on the net present value (at the 7% interest rate). The analysis suggested that the purchasing price of raw potatoes and the selling price of potato powder had particularly large impacts on the net present value.
• Enhancing bio-based chemical production and reducing pollutants emission through the synergistic effect of ZSM-5/CaO during hydrogen-deficient biomass pyrolysis
  Mudassir Hussain Tahir; Naoto Shimizu
  Thermal Science and Engineering Progress, 49, 102494, 102494, Elsevier BV, 2024年03月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Early-Stage Life Cycle Assessment and Optimization of Aqueous Crude Glycerol Extraction and Nanofiltration Concentration of Tomato Leaf Residue
  Xiaojue Li; Yongheng Yuan; Faqinwei Li; Naoto Shimizu
  ACS Sustainable Chemistry & Engineering, American Chemical Society (ACS), 2024年01月24日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Impact of organic fertilization by the digestate from by-product on growth, yield and fruit quality of tomato (Solanum lycopersicon) and soil properties under greenhouse and field conditions
  Faqinwei Li; Yongheng Yuan; Naoto Shimizu; Jorge Magaña; Pengxuan Gong; Risu Na
  Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 10, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2023年08月03日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Background
  
  The application of organic fertilizer is a sustainable approach to maintain soil fertility in agricultural crop production. In contrast to other organic fertilizers, the digestate from by-products of anaerobic digestion has not been well characterized in terms of its agronomic properties. In this study, different fertilization treatments were investigated to evaluate their impacts on growth, yield and fruit quality of tomatoes and on soil properties under greenhouse and field conditions. The experiments comprised a control (unfertilized) and three treatments with the same nitrogen dose: chemical fertilizer, digestate from by-product (organic fertilizer) and digestate combined with chemical fertilizer.
  
  Results
  
  The results showed that the application of digestate significantly increased the growth and fruit quality of tomato including height, stem diameter, leaf chlorophyll content index, and photosynthetic rate of tomato plant and sugar–acid ratio, protein content, and ascorbic acid content of the fruit. The nitrate contents in tomato fruit were lower in the digestate treatment and digestate combined with chemical fertilizer treatment than in the chemical fertilizer. The digestate combined with chemical fertilization resulted in the greatest increase in tomato yield, up to 26.29% and 10.78% higher than that in the chemical fertilizer treatment under field and greenhouse conditions, respectively. Moreover, fertilization with digestate treatment and digestate combined with chemical fertilizer treatment increased soil fertility, including soil nitrogen and carbon contents, and enhanced soil enzyme activities under both field and greenhouse conditions. In addition, the growth, yield, and fruit quality of tomato were significantly correlated with soil chemical characteristics and soil enzyme activities.
  
  Conclusions
  
  The effects of digestate treatments to maintain a stable tomato yield and improve fruit quality may be due to the enhanced soil enzymatic activities and chemical properties. These results suggest that the use of digestate as a full or partial replacement for chemical fertilizer could improve the growth and fruit quality of tomato, maintain the yield, and reduce the use of inorganic fertilizers in tomato production.
  
  Graphical Abstract
• By-Product from Livestock Waste Recovery System Used as Fertilizer: Bioactive Compounds and Antioxidant Activity of Tomato Fruit as Affected by Fertilization under Field and Greenhouse Conditions
  Faqinwei Li; Yongheng Yuan; Nanding Han; Xiaojue Li; Ruijie Bai; Jorge Magaña; Naoto Shimizu
  Fermentation, 9, 8, 714, 714, MDPI AG, 2023年07月27日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Conversion of livestock manure into organic fertilizer is a sustainable strategy in crop production. In contrast to composted manure, the agronomic characteristics of an anaerobic digestion by-product, digestate, have not been well characterized. This study aimed to investigate the effects of digestate and compost, derived from a pilot-scale livestock waste recycling system, on bioactive compounds in tomato fruits. Both field and greenhouse experiments were conducted to compare the effects of these two organic fertilizers with the application of chemical fertilizer. These comparisons were made by evaluating their influence on tomato yield and bioactive compound contents and antioxidant activity of fruits. The experiment included a control (no fertilizer) and three fertilization treatments with the same nitrogen dose: chemical fertilizer, digestate, and compost. The results revealed that the application of digestate and compost yielded similar results in terms of tomato production, surpassing both the chemical fertilizer application and the control group under both field and greenhouse conditions. Fertilization exhibited a significant influence on the bioactive compound contents and antioxidant capacity of the fruits. Furthermore, the application of digestate and compost led to an increase in the concentration of sugars, phenolic compounds, and several organic acids in the fruits while simultaneously reducing the citric acid levels in comparison to the chemical fertilizer treatment. Moreover, the application of both organic fertilizers improved the total phenol and total flavonoid contents in tomato fruits, and the antioxidant capacity in fruits was significantly higher than that of the chemical fertilizer treatment. In conclusion, the application of digestate or compost derived from the livestock waste recycling system reduced use of chemical fertilizers and resulted in higher tomato yields and fruit with considerably superior bioactive compounds. The results suggested that using digestate or compost as an alternative to inorganic fertilizers for tomato cultivation could assist farmers in increasing productivity, improving the content of bioactive compounds in tomato fruit, and promoting agricultural waste management.
• Investigation of coupling synergistic interaction during Co-pyrolysis of cabbage waste and tire waste
  Mudassir Hussain Tahir; Naoto Shimizu
  Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 172, 105992, 105992, Elsevier BV, 2023年06月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Buckwheat waste depolymerization using a subcritical ethanol solution for extraction of bioactive components: from the laboratory to pilot scale
  Yongheng Yuan; Naoto Shimizu; Faqinwei Li; Jorge Magaña; Xiaojue Li
  Journal of Environmental Chemical Engineering, 109807, 109807, Elsevier BV, 2023年03月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Synthesis evaluation on thermophilic anaerobic co-digestion of tomato plant residue with cattle manure and food waste
  Xiaorui Xue; Xiaojue Li; Naoto Shimizu
  Resources, Environment and Sustainability, 13, 100119, 100119, Elsevier BV, 2023年03月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Biochar-promoted methane production and mitigation of acidification during thermophilic anaerobic co-digestion of food waste with crude glycerol: comparison with re-inoculation
  Xiaojue Li; Naoto Shimizu
  Sustainable Environment Research, 33, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2023年02月07日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Food waste and crude glycerol were anaerobically co-digested for 100 days at 52 ± 1 °C with an organic loading rate of 1.0 g L⁻¹ d⁻¹. This long-term thermophilic anaerobic digestion (AD) system encountered severe inhibition from volatile fatty acids (VFAs). The study investigated the impacts of re-inoculation (RI) and biochar addition (BA) on this AD process, and monitored the variation of pH, VFAs, total alkalinity and total ammonia nitrogen during treatment. RI treatment was effective in the short term by recovering reactivity after inhibited sludge was mixed 1:1 with active inoculant. In the long term, RI could not reverse process imbalance and finally failed on day 56. Superior performance in methane production and process stability was observed in BA reactors when compared with control and RI reactors. Overall, the biochar contributed to alkalinity and facilitated the activation of methanogenesis and stimulated the conversion of VFAs.
• Comparative effects of mineral fertilizer and digestate on growth, antioxidant system, and physiology of lettuce under salt stress
  Li Faqinwei; Yongheng Yuan; Pengxuan Gong; Yoshiaki Imazumi; Risu Na; Naoto Shimizu
  Horticulture, Environment and Biotechnology, 2023年01月, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Exploring the Valorization of Buckwheat Waste: A Two-Stage Thermo-Chemical Process for the Production of Saccharides and Biochar
  Yongheng Yuan; Li Faqinwei; Nanding Han; Bingyao Zeng; Yoshiaki Imaizumi; Risu Na; Naoto Shimizu
  Fermentation, 8, 11, 573, 2022年10月, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Modeling Anaerobic Co-Digestion of Corn Stover Hydrochar and Food Waste for Sustainable Biogas Production
  Ibrahim Shaba; Risu Na; Naoto Shimizu
  Fermentation, 8, 3, 110, 110, MDPI AG, 2022年03月03日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  研究論文（学術雑誌）, Despite the importance of the biodegradability of lignocellulose biomass, few studies have evaluated the lignocellulose biomass digestion kinetics and modeling of the process. Anaerobic digestion (AD) is a mature energy production technique in which lignocellulose biomass is converted into biogas. However, using different organic waste fractions in AD plants is challenging. In this study, lignocellulose biomass (corn stover hydrochar) obtained from hydrothermal carbonization at a temperature, residential time, and biomass/water ratio of 215 °C, 45 min, and 0.115, respectively, was added to the bioreactor as a substrate inoculated with food waste and cow dung to generate biogas. A state–space AD model containing one algebraic equation and two differential equations was constructed. All the parameters used in the model were dependent on the AD process conditions. An adaptive identifier system was developed to automatically estimate parameter values from input and output data. This made it possible to operate the system under different conditions. Daily cumulative biogas production was predicted using the model, and goodness-of-fit analysis indicated that the predicted biogas production values had accuracies of >90% during both model construction and validation. Future work will focus on the application of modeling predictive control into an AD system that would comprise both models and parameters estimation.
• Pilot-scale extraction of polyphenols from spent black tea by semi-continuous subcritical solvent extraction
  Surakshi Rajapaksha; Naoto Shimizu
  Food Chemistry: X, 13, 100200, 100200, Elsevier BV, 2022年03月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Effects of Lipase Addition, Hydrothermal Processing, Their Combination, and Co-Digestion with Crude Glycerol on Food Waste Anaerobic Digestion
  Xiaojue Li; Naoto Shimizu
  Fermentation, 7, 4, 284, 284, MDPI AG, 2021年11月27日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, To enhance anaerobic fermentation during food waste (FW) digestion, pretreatments can be applied or the FW can be co-digested with other waste. In this study, lipase addition (LA), hydrothermal pretreatment (HTP), and a combination of both methods (HL) were applied to hydrolyze organic matter in FW. Furthermore, the effects of crude glycerol (CG), which provided 5%, 10%, and 15% of the volatile solids (VS) as co-substrate (denoted as CG5, CG10, and CG15, respectively), on the anaerobic digestion of FW were assessed. With an increasing proportion of CG in the co-digestion experiment, CG10 showed higher methane production, while CG15 negatively affected the anaerobic digestion (AD) performance owing to propionic acid accumulation acidifying the reactors and inhibiting methanogen growth. As the pretreatments partially decomposed hard-to-degrade substances in advance, pretreated FW showed a stronger methane production ability compared with raw FW, especially using the HL method, which was significantly better than co-digestion. HL pretreatment was shown to be a promising option for enhancing the methane potential value (1.773 NL CH4/g VS) according to the modified Gompertz model.
• Development of an Efficient Anaerobic Co-digestion Process for Biogas from Food Waste and Paper
  Naoto SHIMIZU; Kazuto YOSHIDA
  Environment Control in Biology, 59, 4, 165, 171, Japanese Society of Agricultural, Biological and Environmental Engineers and Scientists, 2021年10月01日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Development and Characterization of Functional Starch-Based Films Incorporating Free or Microencapsulated Spent Black Tea Extract
  Surakshi Wimangika Rajapaksha; Naoto Shimizu
  Molecules, 26, 13, 3898, 3898, MDPI AG, 2021年06月25日, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Antioxidant polyphenols in black tea residue are an underused source of bioactive compounds. Microencapsulation can turn them into a valuable functional ingredient for different food applications. This study investigated the potential of using spent black tea extract (SBT) as an active ingredient in food packaging. Free or microencapsulated forms of SBT, using a pectin–sodium caseinate mixture as a wall material, were incorporated in a cassava starch matrix and films developed by casting. The effect of incorporating SBT at different polyphenol contents (0.17% and 0.34%) on the structural, physical, and antioxidant properties of the films, the migration of active compounds into different food simulants and their performance at preventing lipid oxidation were evaluated. The results showed that adding free SBT modified the film structure by forming hydrogen bonds with starch, creating a less elastic film with antioxidant activity (173 and 587 µg(GAE)/g film). Incorporating microencapsulated SBT improved the mechanical properties of active films and preserved their antioxidant activity (276 and 627 µg(GAE)/g film). Encapsulates significantly enhanced the release of antioxidant polyphenols into both aqueous and fatty food simulants. Both types of active film exhibited better barrier properties against UV light and water vapour than the control starch film and delayed lipid oxidation up to 35 d. This study revealed that starch film incorporating microencapsulated SBT can be used as a functional food packaging to protect fatty foods from oxidation.
• Hydrogen Generation from Wood Chip and Biochar by Combined Continuous Pyrolysis and Hydrothermal Gasification
  Bingyao Zeng; Naoto Shimizu
  Energies, 14, 13, 3793, 3793, MDPI AG, 2021年06月24日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Hydrothermal gasification (HTG) experiments were carried out to extract hydrogen from biomass. Although extensive research has been conducted on hydrogen production with HTG, limited research exists on the use of biochar as a raw material. In this study, woodland residues (wood chip) and biochar from wood-chip pyrolysis were used in HTG treatment to generate hydrogen. This research investigated the effect of temperature (300–425 °C) and biomass/water (0.5–10) ratio on gas composition. A higher temperature promoted hydrogen production because the water–gas shift reaction and steam-reforming reaction were promoted with an increase in temperature. The methane concentration was related positively to temperature because of the methanation and hydrogenation reactions. A lower biomass/water ratio promoted hydrogen production but suppressed carbon-monoxide production. Most reactions that produce hydrogen consume water, but water also affects the water–gas shift reaction balance, which decreases the carbon-monoxide concentration. By focusing on the practical application of HTG, we attempted biochar treatment by pyrolysis (temperature of heating part: 700 °C), and syngas was obtained from hydrothermal treatment above 425 °C.
• Hydrothermal liquefaction of wood chips under supercritical and subcritical water reaction conditions
  Naoto Shimizu; Bingyao Zeng; Keisuke Kushima
  SN Applied Sciences, 3, 5, Springer Science and Business Media LLC, 2021年05月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, This work describes batch-type hydrothermal liquefaction (HTL) treatments of conifer wood chips at 180–425 °C, under either air or nitrogen atmosphere. Such experiments allow efficient extraction of 5-hydroxymethyl furfural (HMF) and other valuable chemical substances, such as glycolic acid and acetic acid, from the lignocellulosic biomass. These compounds and their decomposition products present in the samples after HTL are analyzed and quantified using spectroscopic and chromatographic techniques. In general, the relatively higher-pressure nitrogen atmospheric condition is more suitable for obtaining the desired products, relative to the air atmosphere. Based on the quantitative results, the optimal temperatures for producing acetic acid, glycolic acid, and HMF are 300 °C, 250 °C, and 180 °C, respectively. The interesting relationship between HMF yield and temperature is also discussed; as the temperature increases, the yield of HMF first decreases and then increases. This phenomenon is explained by the exothermic nature of the HMF decomposition reaction, which is inhibited by excessively high temperature (in the range from 380 to 425 °C). At moderately high temperatures (optimized conditions; 300 °C), the generation rate of HMF exceeds its decomposition rate, resulting in a high yield of HMF. Based on the results of the experiments conducted in this study, the decomposition mechanism describing HTL treatment of wood chips can be elucidated. This study therefore provides guidance for future work involving HMF extraction from lignocellulosic biomass.
• Stabilization of Anaerobic Co-Digestion Process via Constant the Digestate Solids Content
  Risu Na; Keisuke Uchitani; Kazuto Yoshida; Naoto Shimizu
  Processes, 9, 2, 197, 197, MDPI AG, 2021年01月21日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, The process instability of anaerobic digestion (AD) is a common issue and may result in underperformance or short-term process failure. Extensive research has shown that total solids (TS) content in AD has a significant impact on system stability and performance. However, no study has examined the feasibility of stabilizing the AD process by maintaining constant TS content in the digestate. In this study, an innovative control approach based on constant TS content in the digestate during AD was developed using a mass balance equation. Two levels of TS content (desired values of 4% wet basis (w.b.) and 6% w.b.) were compared with conventional control. The process stability was examined by monitoring digestate components and pH. Substrate-specific methane yield (m3 CH4/kg VS) was used to assess the effectiveness of the controlled conditions. The results showed that the digestate TS content during AD can be controlled and that the digestion process can be stabilized by controlled conditions. In addition, constant TS in the digestate (within 1% w.b. of the desired level) gave increased levels of biogas production (10.2%), methane (13.5%), and substrate-specific methane yield (43.3%) at 4% TS, and respective increases of 16.6%, 21.2%, and 20.8% at 6% TS when compared with standard operation.
• Effects of Pyrolysis on Biogas Production during Anaerobic Co-digestion of Corn Stover
  Risu Na; Keisuke Kushima; Naoto Shimizu
  MATEC Web of Conferences, 333, 07011, 07011, EDP Sciences, 2021年, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, The effects of pyrolysis pretreatment on biogas production during anaerobic co-digestion of corn stover were studied. The corn stover characteristics were investigated by performing thermogravimetric analysis using a heating rate of 10.0°C/min and an air atmosphere at atmospheric pressure. Corn stover aliquots pretreated in an electric furnace at 100°C for 360 min, 200°C for 15 min, and 300°C for 5 min were used. Untreated and pretreated corn stover samples were analyzed by scanning electron microscopy and other methods, and the bulk densities and component ratios were compared to identify changes caused by the pretreatments. The amounts of total solids, volatile solids, volatile fatty acids, and total ammonia nitrogen produced when the stover samples were anaerobically digested were measured. The biogas production rate and the methane concentration in the biogas were determined. The substrate-specific methane yields were determined, and the relationships between the yields and pretreatment conditions were assessed. The sample pretreated at 300°C for 5 min produced the most biogas. The corn stover total solid bulk density was directly related to the substrate-specific methane yield, the substratespecific methane yield decreasing as the total solid bulk density increased.
• Biogas production management systems with model predictive control of anaerobic digestion processes
  Kazuto Yoshida; Naoto Shimizu
  Bioprocess and Biosystems Engineering, 43, 12, 2189, 2200, Springer Science and Business Media LLC, 2020年12月, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, We developed a biogas production management system to control biogas production by determining the feedstock inputs to the anaerobic digestion process according to fluctuations of the renewable energy supply. The developed system consists of three functions: a prediction model for the anaerobic digestion processes, a parameter-estimation system, and a feedstock-determination controller. A prediction model for the anaerobic digestion processes in a state-space representation was constructed for the input–output relationship of biogas generation from organic compounds and the state of methane fermentation. A parameter-estimation system that estimated the parameters included in the prediction model from actual operating process data was built based on adaptive identification theory. The feedstock-determination controller was established based on model predictive control as a method to control biogas production. From the results of the identification experiment, the least square estimator of the parameters converged as the training data increased, and a reliable parameter was given in 1 week. From the results of the numerical simulation and the control experiment, it was confirmed that the biogas production management system developed in this study had a high prediction accuracy and control performance.
• Valorization of spent black tea by recovery of antioxidant polyphenolic compounds: Subcritical solvent extraction and microencapsulation
  D.S.W. Rajapaksha; Naoto Shimizu
  Food Science & Nutrition, 8, 8, 4297, 4307, Wiley, 2020年08月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Investigating the Effect of Processing Parameters on the Products of Hydrothermal Carbonization of Corn Stover
  Ibrahim Shaba Mohammed; Risu Na; Keisuke Kushima; Naoto Shimizu
  Sustainability, 12, 12, 5100, 5100, MDPI AG, 2020年06月23日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Corn stover is an abundant and underused source of lignocellulose waste biomass that can be transformed into a high-quality energy resource using hydrothermal carbonization (HTC). This investigation has focused on the effect of processing parameters on the products of HTC—namely solid fuel or hydrochar and liquid and gas fractions. HTC was conducted in a temperature-controlled small batch reactor with corn stover and deionized water under oxygen-free conditions obtained by pressurizing the reactor headspace with nitrogen gas. The properties of the hydrochar and liquid and gas fractions were evaluated as a function of the process temperature (250–350 °C), residence time (30–60 min) and biomass/water ratio (0.09–0.14). Central composite design modules in a response surface methodology were used to optimize processing parameters. The maximum mass yield, energy yield and high heating value (HHV) of the hydrochar produced were 29.91% dry weight (dw), 42.38% dw and 26.03 MJ/kg, respectively. Concentrations of acetic acid and hydrogen gas were 6.93 g/L and 0.25 v/v%, respectively. Experimental results after process optimization were in satisfactory agreement with the predicted HHV. The optimal HTC process parameters were determined to be 305 °C with a 60 min residence time and a biomass/water ratio of 0.114, yielding hydrochar with a HHV of 25.42 MJ/kg. The results confirm the feasibility of an alternative corn stover management system.
• Effect of temperature on the hydrolysis of levan treated with compressed hot water fluids
  Naoto SHIMIZU; Andres ABEA; Tetsuya USHIYAMA; Ebru Toksoy ÖNER
  Food Science & Nutrition, 2020年03月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際共著］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Parboiled Paddy Drying with Different DryThermodynamic and Quality Properties, Mathematical Modeling Using ANNs Assessment
  Ebrahim Taghinezhad; Antoni Szumny; Mohammad Kaveh; Vali Rasooli Sharabiani; Anil Kumar; Naoto Shimizu
  Foods, 9, 2020年01月, ［査読有り］, ［国際共著］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• The Hydrolysis Mechanism of Inulin and Its Hydrolysate in the Reaction Field by the Hot Compressed Water
  Naoto Shimizu; Tetsuya USHIYAMA; Takanori ITOH
  Environmental Control in Biology, 57, 4, 87, 92, Japanese Society of Agricultural, Biological and Environmental Engineers and Scientists, 2019年10月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Adaptive identification of anaerobic digestion process for biogas production management systems
  Kazuto YOSHIDA; Keita KAMETANI; Naoto SHIMIZU
  Bioprocess and Biosystems Engineering, 43, 45, 54, 2019年09月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Structure of Fine Waxy Rice Starch Prepared Via a Compressed Hot Water Process
  Naoto Shimizu; Tetsuya Ushiyama
  Food Science and Technology Research, 24, 5, 795, 801, 2018年09月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Microencapsulation using Spray-drying: The Use of Fine Starch Solution for the Wall Material
  Tetsuya Ushiyama; Naoto Shimizu
  Food Science and Technology Research, 24, 4, 653, 659, 2018年07月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Cattle manure composting in a packed-bed reactor with forced aeration strategy
  Naoto Shimizu; Joko Nugroho Wahyu Karyadi; Michio Harano; Kazunori Iwabuchi; Toshinori Kimura
  Engineering in Agriculture, Environment and Food, 11, 2, 65, 73, Elsevier B.V., 2018年04月01日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• The start-up of thermophilic anaerobic digestion of municipal solid waste
  Subaru Nakajima; Naoto Shimizu; Hiroyuki Ishiwata; Tadahiko Ito
  Nihon Enerugi Gakkaishi/Journal of the Japan Institute of Energy, 95, 8, 645, 647, Japan Institute of Energy, 2016年, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
• 乳牛ふん尿の灌水同時施肥を可能とする固液分離機併用型好気生ふん尿発酵
  山下 善道; 福原 資雄; 岩田 晃一郎; 佐藤 達雄; 荒木 肇; 近江谷 和彦; 清水 直人; 岩渕 和則
  農業施設, 45, 1, 8, 13, 2014年03月, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• モチ米澱粉の熱水ナノスケール微細化
  吉岡泰嗣; 清水直人
  日本食品工学会誌, 15, 2, 95, 100, Japan Society for Food Engineering, 2014年, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• 亜臨界水を用いたイヌリン加水分解物の質量分析
  伊藤貴則; 清水直人
  日本食品工学会誌, 15, 3, 165, 172, Japan Society for Food Engineering, 2014年, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• 超遠心粉砕機による米のクラリオ微粉末化と各種米微粉末の微細構造
  高橋 寿明; 清水 直人; フジウ カテリーナ; ネヴェス マルコス; 市川 創作; 中嶋 光敏
  日本食品工学会誌, 14, 1, 59, 67, 日本食品工学会, 2013年, ［責任著者］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）, ハンマミルで調製された平均粒径 108μmの米微粉末を一次原料にして，粉末の液体窒素浸漬処理の後，超遠心粉砕機を用い，ロータ回転数を6000，8000，10000，14000，18000，18000 ×2 cycle rpmに設定して米のクラリオ微粉末化を試み，6種の米微粉末を調製した．それら米微粉末の成分と粒径分布の測定を行い，米のクラリオ微粉化の素過程に関して，各種米微粉末（低温臼式製粉粉，ハンマミル粉，ジェットミル粉）の成分や平均粒径を参考にしながら解析を進めた．次いで，走査型電子顕微鏡（SEM: Scanning electron microscopy）を用い粳米デンプンの粒子画像を対象にして，超遠心粉砕機による米微粉末と各種米微粉末の微細構造の観察を行った．超遠心粉砕機による米微粉化の素過程として，5種の玄米微粉末の粒子分布には，14.3～17.8 μmと52.1～92.1 μmの2つのピークが認められ，最も平均粒径の細かい粉砕粉末は，17 μmを中心とする粒径分布へと変化，収束していった．SEMによって観察された平均粒径40 μmの粒子は，輪郭が丸く，球形に近かった．平均粒径10 μm以下の粒子の構造は，粳米デンプンの一次粒子に近い多面体であった．また，粉末の加工適性として重要な品質項目であるバルク粉末表面の白色度について，マイクロスケールまで微細化された米微粉末は，より白色度が高まり，細かいほど白いとする傾向は，数マイクロまでサイズダウンされた米微粉末についてもいえるとともに，白度が有用な指標であることがわかった．
• Ultra-fine Pulverization of Rice: Effects on Hydration Properties and Enzymatic Hydrolysis
  Md. Sharif HOSSEN; Itaru SOTOME; Makiko TAKENAKA; Seiichiro ISOBE; Mitsutoshi NAKAJIMA; Naoto SHIMIZU; Hiroshi OKADOME
  Japan Journal of Food Engineering, 14, 1, 37, 46, Japan Society for Food Engineering, 2013年
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Micro- and nanotechnology for food processing
  Naoto Shimizu; Hiroshi Okadome; Mitsutoshi Nakajima
  Resource: Engineering and Technology for Sustainable World, 16, 6, 19, 20, 2009年09月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Measurement and fissuring of rice kernels during quasi-moisture sorption by image analysis
  N. Shimizu; M. A. Haque; M. Andersson; T. Kimura
  JOURNAL OF CEREAL SCIENCE, 48, 1, 98, 103, 2008年07月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際共著］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Chemometric amylose modeling and sample selection for global calibration using artificial neural networks
  Shimizu, N; Okadome, H; Wada, D; Kimura, T; Ohtsubo, K.
  Chinese Food Science, 29, 8, 118, 124, 2008年, ［招待有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Investigation of Fissure Formation During the Drying and Post-Drying of Japonica Aromatic Rice
  Jafar Hashemi; Naoto Shimizu
  International Journal of Agriculture and Biology, 10, 2, 179, 184, 2008年, ［査読有り］, ［最終著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Influence of Drying and Post-drying Conditions on the Head Rice Yield of Aromatic Rice
  Jafar Hashemi; Md. Ashraful Haque; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal, Manuscript FP 07 034. X, 2008年, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Kinetics of bioethanol production from wheat milling by-products
  Marcos Antonio Das Neves; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura; Kiwamu Shiiba
  JOURNAL OF FOOD PROCESS ENGINEERING, 30, 3, 338, 356, 2007年06月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Life cycle of rice: Challenges and choices for Bangladesh
  Poritosh Roy; Naoto Shimizu; Hiroshi Okadome; Takeo Shiina; Toshinori Kimura
  Journal of Food Engineering, 79, 4, 1250, 1255, 2007年04月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Effect of soaking and gaseous treatment on GABA content in germinated brown rice
  Noriko Komatsuzaki; Kikuichi Tsukahara; Hidechika Toyoshima; Tadanao Suzuki; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  JOURNAL OF FOOD ENGINEERING, 78, 2, 556, 560, 2007年01月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Net isosteric heats of adsorption and desorption for different forms of hybrid rice
  Md. Ashraful Haque; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura; B. K. Bala
  INTERNATIONAL JOURNAL OF FOOD PROPERTIES, 10, 1, 25, 37, 2007年, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際共著］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Degradation of Organic Matter in Cattle Manure Composting by Aeration and Turing in a Packed-Bed Reactor
  Joko Nugroho; Wahyu Karyadi; Michio Harano; Naoto Shimizu; Tomohiro Takigawa; Toshinori Kimura
  Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery, 69, 4, 71, 78, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2007年, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際共著］
  英語, 容量18.8Lの反応槽を使用して, 牛ふんのコンポスト化を3つの通気量 (0.05, 0.15, 0.50L/min.kgdm) と3つの切り返し (層の位置の入れ替えによる切り返し, 全体の切り返し, 切り返しなし) の条件で行った。最高温度は通気量0.05L/min.kgdmで64.3℃, 0.15L/min.kgdmで73.2℃, そして0.50L/min.kgdmで70.8℃であった。通気量0.50L/min.kgdmで, 効果的にコンポスト化初期過程における分解が促進された。切り返しをしない場合に比べ, 切返しをする場合は有機物の分解が促進されることが明らかになった。通気量0.50L/min.kgdmによる15日後の分解率は, 切り返しなしの場合で24.7%, 全体の切り返しをした場合で30.1%, そして層の位置を入れ替えた切返しでは29.3%であった。通気量の増加によってコンポスト化材料の総重量減は増加した。
• 小容積堆肥化実験装置を用いた家畜ふんの間欠通気実験
  木村俊範; 清水直人; ジョコ ヌグロホ; 佐藤圭介
  農業機械学会誌, 69, 5, 78, 87, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2007年, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）, コンポスト化プロセスの省エネ化によるコストの低減を目指し, 小容積堆肥化実験装置を用いた間欠通気の効果を検証した。コンポスト化の進行状況に影響を与える因子としては, 通気中の通気量, 通気時間と休止時間との比, および間欠1サイクルの所要時間などが主要なものと考え, これらを変化させて実験した。
  その結果, 改善効果を得るための適正間欠通気条件の選択にとって示唆的な知見が得られた。また結果の動向は連続通気反応解析の知見ともほぼ整合するものであった。
• Energy consumption and cost analysis of local parboiling processes
  Poritosh Roy; Naoto Shimizu; Takeo Shiina; Toshinori Kimura
  Journal of Food Engineering, 76, 4, 646, 655, 2006年10月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Production of alcohol by simultaneous saccharification and fermentation of low-grade wheat flour
  Marcos Antonio das Neves; Toshinori Kimura; Naoto Shimizu; Kiwamu Shiiba
  Brazilian Archives of Biology and Technology, 49, 3, 481, 490, 2006年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Polyunsaturated fats attenuate the dietary phytol-induced increase in hepatic fatty acid oxidation in mice
  T Hashimoto; N Shimizu; T Kimura; Y Takahashi; T Ide
  JOURNAL OF NUTRITION, 136, 4, 882, 886, 2006年04月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Performance of an accelerated method for the determination of equilibrium moisture content
  Ashraful Haque; M. K. K. Sudeepa; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH, 12, 1, 1, 7, 2006年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Kinetics of Ethanol Production by Zymomonas mobilis using Low-Grade Flour Wheat Flour in Batch Fermentation
  Marcos A. das Neves; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura; Kiwamu Shiiba
  Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery, 68, 6, 109, 116, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2006年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, 発酵基質として小麦製粉副産物の基質濃度を最適化することによって潜在的なエタノール生産利用の見通しを得ることが出来ると考えられる. 炭素源としてグルコースを使用し, 乾燥パン酵母によってモデル発酵を行った. 基質濃度によらず, 全体のエタノールの収率 (Y_P/S) はほぼ安定していた (0.35g-ethanol/g-glucose). 基質としてグルコース100g/Lを使用した場合, エタノールの生産性 (Q_v) は3.48g/L・hに達した. 小麦製粉副産物の末粉 (LG) を基質として3段階の濃度 (100g/L, 200g/L, 300g/L) のスラリーを用いて Zymonas mobilis によって同時糖化発酵 (SSF) を行った. 小麦粉 (WF) を参照基質として使用し, エタノール濃度 (P), Q_v, Y_P/S, エタノールの生産率 (Q_p) およびグルコース消費率 (Q_s) に基づいて, LGとWFの発酵性能を評価した. 基質濃度200g/Lの場合, Pが約52g/L, Q_vが2.17g/L・hであった. ブラジルでの末粉の発生量が約0.34百万トン (2000年) であり, 原料として全量使用できると仮定すると78.2百万リットルのエタノールが生産量が見積られる.
• Effect of the Drying Process on the Physical Properties and Cooking Quality of Japonica Aromatic Rice
  Jafar Hashemi; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  Japan Journal of Food Engineering, 7, 4, 233, 244, 2006年, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Near-infrared transmission and reflectance spectroscopy for the determination of dietary fiber in barley cultivars
  SE Kays; N Shimizu; FE Barton; K Ohtsubo
  CROP SCIENCE, 45, 6, 2307, 2311, 2005年11月, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国内誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Quality prediction of rice flour by multiple regression model with instrumental texture parameters of single cooked milled rice grains
  H Okadome; H Toyoshima; N Shimizu; K Suzuki; K Ohtsubo
  CEREAL CHEMISTRY, 82, 4, 414, 419, 2005年07月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• The viscoelastic properties of soybean curd (tofu) as affected by soymilk concentration and type of coagulant
  YQ Cheng; N Shimizu; T Kimura
  INTERNATIONAL JOURNAL OF FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY, 40, 4, 385, 390, 2005年04月, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国内誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Life Cycle Inventory Analysis of Rice Produced by Local Processes
  Poritosh ROY; Naoto SHIMIZU; Toshinori KIMURA
  Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery, 67, 1, 61, 67, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2005年, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 米の加工プロセスは, 農業分野において最も重要な領域の一つであり, 相当な量のエネルギを消費することから環境汚染の原因になっている。環境にやさしい米生産プロセスを見出すためにインド西ベンガル州における3つのパーボイリング方式 (ベッセル方式, 小規模ボイラ方式, 中規模ボイラ方式), 対照としてパーボイリングを施さない方についてライフ・サイクル・インベントリ分析を行った。インベントリ (エネルギ消費大気への排出物質および固体廃棄物) の結果では, 小規模ボイラ方式>ベッセル方式>中規模ボイラ方式>パーボイリングを施さない方式の順位で減少した。また, パーボイリングを施さない方式の場合には, 水系への排出物質はなく, パーボイリング方式と比較して環境への負荷が小さいが, ヘッドライス歩留 (搗精後の精米の整粒割合) が最も低かった。中規模ボイラ方式は, 他の2つのパーボイリング方式と比較して最も低いインベントリ (エネルギ消費, 大気への排出物質および固体廃棄物) 結果を示し, 環境にやさしいプロセスであることが分かった。米の炊飯プロセスで消費される一次エネルギをバイオマス利用によるものから電気 (IGCC技術によってバイオマスから発電されたものと仮定) に切り替えることで, 大気への排出物質 (CO₂, CO, CH₄, TSP, NO_x, and SO_x) が減少することが明らかになった。
• Extraction of Wax from Banana Leaves as an Alternative Way of Utilizing Agricultural Residues
  Takashi Yanagida; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  Japan Journal of Food Engineering, 6, 1, 29, 35, 2005年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Performance of the Traditional Parboiling Process
  Poritosh Roy; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  Journal of the South Pacific Agriculture, 9, 1&2, 28, 37, 2005年, ［査読有り］, ［国内誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• バナナ新鮮葉・乾燥葉からのワックスおよび機能性成分の抽出
  柳田高志; 清水直人; 木村俊範
  日本食品工学会誌, 6, 1, 79, 87, 2005年, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Energy requirement in parboiling and its relationship to some important quality indicators
  MR Islam; N Shimizu; T Kimura
  JOURNAL OF FOOD ENGINEERING, 63, 4, 433, 439, 2004年08月, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Effect of temperature distribution on the quality of parboiled rice Produced by traditional parboiling process
  Poritosh Roy; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  Food Science and Technology Research, 10, 3, 254, 260, KARGER, 2004年08月, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Energy conservation in cooking of milled raw and parboiled rice
  P Roy; N Shimizu; T Kimura
  FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH, 10, 2, 121, 126, 2004年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 農産加工残さの処理・利用技術の現状と課題
  清水 直人
  農業機械學會誌, 66, 3, 8, 15, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2004年05月01日
  日本語
• Rheological Properties of MgCl2-coagulated Tofu and Conditions for Hard Tofu Production in China
  Yongqiang Cheng; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  農業機械學會誌, 66, 3, 98, 104, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2004年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, 豆腐産業においてよく使われている凝固剤の一つである塩化マグネシウムにより凝固した豆腐のレオロジ特性と塩化マグネシウム濃度及びタンパク質濃度条件について検討した。7, 8%タンパク質濃度の場合に, 凝固剤添加量の増加により, 破断応力は上昇し, その後減少した。凝固剤量が30mMのときに, 6%, 7%タンパク質の豆腐の破断は延性破断であり, タンパク質濃度が8-9%に増加のときに, 脆性破断様式を示した。凝固剤とタンパク質の最適濃度は, 20mMで6-9%, 25mMで7-9%, 30mMで8-9%であることを見出し, 最適な塩化マグネシウムの濃度範囲が他の凝固剤と比べて非常に狭いことが分かった。二つのマクスウェル模型を含む四要素模型はグルコノーデルターラクトン (GDL), 硫酸カルシウム豆腐と同様に塩化マグネシウム豆腐の応力緩和曲線に合い, 豆乳濃度の増加に従って, 四要素模型のパラメータ, 特に粘性パラメータと応力緩和時間は増加することを見出した。凝固剤の違いが豆腐の味やレオロジ特性に影響することが知られており, 各種凝固剤の特性を活かした凝固剤の混合, そして豆乳濃度を増加させることにより, 絹ごし豆腐製造法で中国の市販豆腐に近い硬い豆腐を製造できることを示唆した。
• Application of visible/near-infrared transmittance spectroscopy for the improvement of amylose determination accuracy
  N Shimizu; H Okadome; T Yanagisawa; H Andren; K Thente; T Kimura; K Ohtsubo
  FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH, 9, 2, 134, 136, 2003年05月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Energy Consumption in Local Parboiling Process
  Poritosh Roy; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery, 65, 5, 133, 141, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2003年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, インド共和国 (西ベンガル地方) におけるローカルパーボイリング加工法 (ベッセル, 小規模ボイラ, 中規模ボイラ) の評価を行った。パーボイルドライス製造のための3手法のエネルギ消費量と, 得られたパーボイルドライス品質を測定した。パーボイリングプロセス施設の初期投資額についても算出した。製法の違いによってパーボイル玄米の硬度には違いが確認されなかった。パーボイル精白米表面の明度及び彩度は, 製法による差がなかった。小規模ボイラと中規模ボイラで製造されたパーボイルドライスの品質は, ベッセルで製造されたものと比べて消費者にとって受け入れられやすく, 市場価格が高いが, 初期投資額が大きい。小規模ボイラと中規模ボイラプロセスは, ベッセルプロセスと比べて労働環境条件が良かった。中規模ボイラプロセスは, 最もエネルギ消費量 (1,659MJ/t) が低かった。ローカルパーボイリングプロセスは中規模ボイラプロセスを適用させることによってパーボイルドライス製造のエネルギ消費量と市場価格が改善される。
• Improvement of Traditional Parboiling Process
  Poritosh Roy; Naoto Shimizu; Shingo Furuichi; Toshinori Kimura
  Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery, 65, 1, 159, 166, 2003年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Effect of Processing Conditions on Cooking Qualities of Parboiled Rice
  イスラム ラビウル; 清水 直人; 古市 信吾; 木村 俊範
  Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery, 65, 2, 85, 93, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2003年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, 小規模パーボイルドライス製造装置を試作し, 低い蒸煮温度条件 (80, 90, 100℃) や試料重量条件 (75, 120, 200, 400g) が炊飯特性に及ぼす影響を測定した。パーボイルドライスの炊飯特性試験における加熱吸水率, 溶出固形物量そして炊飯時間を調査した。炊飯特性試験における加熱吸水率の値が2.5に対応する時間をパーボイルドライス炊飯時間と定めた。蒸煮時間とともに加熱吸水率や溶出固形物量が減少し, パーボイリングプロセスにおける熱負荷によって炊飯時間が長くなった。この炊飯時間と示差走査熱量測定計 (differential scanning calorirnetry: DSC) による熱測定値 (ピーク温度) との間に良好な相関性を見出した。20から24minの炊飯時間が90℃-30minと100℃-10minの蒸煮温度一時間で製造されたパーボイルドライスで得られた。パーボイルドライスの溶出固形物量が本研究における手法に基づく炊飯時斤で6-7%になることを見出した。
• Effect of processing conditions on thermal properties of parboiled rice
  MR Islam; N Shimizu; T Kimura
  FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH, 8, 2, 131, 136, 2002年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Effect of processing conditions on physical properties of parboiled rice
  MR Islam; P Roy; N Shimizu; T Kimura
  FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY RESEARCH, 8, 2, 106, 112, 2002年05月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Chemometric formulas based on physical properties of single-cooked milled rice grains for determination of amylose and protein contents
  H Okadome; H Toyoshima; N Shimizu; T Akinaga; K Ohtsubo
  JOURNAL OF FOOD SCIENCE, 67, 2, 702, 707, 2002年03月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Texture Evaluation of Tofu(Soybean Curd)by Viscoelastic Tests
  Yongqiang Cheng; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  農業機械學會誌, 64, 6, 137, 144, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2002年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, 豆腐のテクスチャを評価するたあに, 応力-ひずみおよび応力緩和試験を行った。異なる豆乳濃度および凝固剤 (グルコノデルタラクトン (GDL) と硫酸カルシウム) で実験室において豆腐を製造した。同じ豆乳濃度の場合, GDLで凝固した豆腐の破断応力は硫酸カルシウムのより高かった。二つのマクスウェル模型を含む4-要素模型は応力緩和曲線に合うことが分かった。豆乳濃度の増加に従って, 四要素模型の弾性パラメータが顕著に変わらなかったの対して, 粘性パラメータが増加した。豆腐の粘弾性挙動は豆乳の増加に伴う豆腐構造の増強を示した。弾性より粘性パラメータが豆腐の応力-ひずみ挙動に大いに寄与したと思われる。これらの結果は豆腐テクスチャ評価に粘弾性評価方法が有効であることを示した。この方法を用いて, 中国の市販豆腐のテクスチャ評価を試みた。中国市場において非常に硬い豆腐が流通していることが分かり, 硫酸カルシウムを凝固剤とする場合, 絹ごし豆腐の製造方法で中国の市販豆腐に近いテクスチャの豆腐を製造できることを示した。
• 生分解性プラスチック（ポリ乳酸）製品の簡易分解評価法
  石田頼子; 井原 望; 齋藤由香; 清水直人; 木村俊範
  農業機械学会誌, 64, 3, 121, 125, 2002年, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• 生分解性プラスチック（ポリ乳酸）の加水分解特性
  木 村 俊範, 井 原 望, 石 田頼 子, 斎 藤 由 香, 清 水 直 人
  日本食品科学工学会誌, 49, 9, 598, 604, 2002年, ［査読有り］, ［最終著者］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• 透過型近赤外分光法による精麦粒の総食物繊維測定
  N Shimizu; K Sandra; F Barton; M Fujita; N Ishikawa; S Oda; T Kimura; K Ohtsubo
  日本食品科学工学会誌, 49, 9, 620, 623, 2002年, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Quality Evaluation of Parboiled Rice with Physical Properties
  Rabiul Islam; Naoto Shimizu; Toshinori Kimura
  Food Science and Technology Research, 7, 1, 57, 63, S. Karger AG, 2001年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Determination of Maximum Viscosity of Milled Rice Flours Using Near-Infrared Transmittance Spectroscopy
  Naoto Shimizu; Takashi Yanagisawa; Hiroshi Okadome; Hidechika Toyoshima; Henrik Andren; Toshinori Kimura; Ken'ichi Ohtsubo
  Food Science and Technology Research, 7, 2, 104, 109, S. Karger AG, 2001年, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Viscoelastic Components of Hard-To-Cook Defect in Soybean Cotyledons Subjected to Accelerated Storage
  OlangoN.K.Ojijo; 木村 俊範; 清水 直人
  The Journal of the Society of Agricultural Stuctures, Japan, 30, 4, 383, 394, 農業施設学会, 2000年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Charactersation of Textural Changes in Soy bean Cotyledons Subjected to Accelerated Storage and Salt Soaking
  O. N. K; Ojijo; Toshinori Kimura; Naoto Shimizu; Hiroshi Koaze
  The Journal of the Society of Agricultural Structures, 30, 4, 353, 364, 2000年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 米飯物性による米の品質評価技術の開発(第2報) 湯取り炊飯法における米のねばりに係わる品質
  清水 直人; 木村 俊範; オジジョ O. N. K
  農業機械学会誌, 62, 2, 94, 100, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 2000年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）, 湯取り炊飯法を用い, 炊飯過程の米のねばりに係わる測定を行い, 米飯の粘着力に関与する理化学的要因を明らかにすることを目的とした。糊化定数と溶出固形物量の増加速度の順序が対応することが分かり, 糊化度や溶出固形物量が米飯の粘着力に影響を及ぼすものと考えられた。炊飯過程における米のねばりが粘着力, 溶出固形物量や糊化度を用いて測定できることを示した。
• Analysis of Practical Calibration Models Characteristics for Rice Quality Evaluation Using Near-infrared Spectroscopy
  Naoto Shimizu; Toshinori Kimura; Takashi Yanagisawa; Henrik Andren; Hiroshi Okadome; Hidechika Toyoshima; Ken'ichi Ohtsubo
  2000 ASAE Annual Intenational Meeting, Technical Papers: Engineering Solutions for a New Century, 2, 1303, 1311, 2000年
  英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Determination of Apparent Amylose Content in Japanese Milled Rice Using Near-Infrared Transmittance Spectroscopy
  Naoto Shimizu; Jyunji Katsura; Takashi Yanagisawa; Shigeru Inoue; Robin P. Withey; Ian A. Cowe; Colin G. Eddison; Anthony B. Blakeney; Toshinori Kimura; Shigeru Yoshizaki; Hiroshi Okadome; Hidechika Toyoshima; Ken'ichi Ohtsubo
  Food Science and Technology Research, 5, 4, 337, 342, S. Karger AG, 1999年, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 米質評価における米飯のねばりに関する実験的研究(第2報) インド型米および日本型米における米飯の粘着性
  清水直人; 木村俊範; 大坪研一; 前川孝昭; 吉崎 繁
  農業施設, 28, 1, 31, 38, 1997年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• 米飯物性による米の品質評価技術の開発(第1報) 米飯の水分および糊化度などの性状が米飯テクスチャに及ぼす影響
  清水直人,木村俊範,大坪研一,豊島英親
  農業機械学会誌, 59, 6, 75, 82, 1997年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
  日本語
• 米質評価における米飯のねばりに関する実験的研究(第1報) 米飯の粘着力と炊飯液の特性によるインディカ、ジャポニカ米の評価
  木村俊範; 清水直人; 吉崎繁; 種谷真一
  農業施設, 27, 1, 3, 10, 1996年, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Trials of Quality Evaluation for Parboiled and Other Rice by Means of the Near Infrared Spectroscopy and the Rapid Visco Analyzer
  Toshinori Kimura; Naoto Shimizu; Tooru Shimobara; Jiro Warashina
  The Journal of the Society of Agricultural Structures, Japan, 25, 4, 175, 182, 1995年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）

• 微細化米微粉末水溶液のDifferential Scanning Calorimetry(DSC)による熱的特性の解析
  清水直人; 岡留博司, 日本食品工学会年次大会講演要旨集, 15th, 72, 2014年07月15日
  日本語
• マイクロスケール米粉の作製と加工適性の検討
  岡留博司; HOSSEN Sharif Md; 五月女格; 竹中真紀子; 五十部誠一郎; 中嶋光敏; 清水直人, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 72nd, 77, 2013年09月01日
  日本語
• マイクロスケール米粉の加工用途の検討
  岡留博司; HOSSEN Sharif Md; 五月女格; 竹中真紀子; 五十部誠一郎; 中嶋光敏; 清水直人, 日本食品工学会年次大会講演要旨集, 14th, 32, 2013年07月16日
  日本語
• 各種粉砕・分級操作による米の微粉末化と素材の品質・安定性
  清水 直人; 岡留 博司; 中嶋 光敏, 化学工学会 研究発表講演要旨集, 2010, 0, 589, 589, 2010年
  公益社団法人 化学工学会, 日本語
• 米微粉末化と調製粉末の貯蔵性
  清水直人; 高橋寿明; 中嶋光敏; 岡留博司, 農業機械学会関東支部年次報告, 45th, 54, 55, 2009年06月30日
  日本語
• 食品リサイクル (農産物流通および流通技術の問題点と対策)
  清水 直人; 木村 俊範, 農産物流通技術年報, 2008, 81, 89, 2008年
  流通システム研究センター, 日本語
• 米, 豆類, オカラの発酵による新食品素材の開発 : ドーサ・オカラドーサの製造
  清水 直人; 木村 俊範, 日本醸造協会誌 = Journal of the Brewing Society of Japan, 100, 4, 224, 229, 2005年04月15日
  日本醸造協会, 日本語
• 米飯物性値による米品質予測モデルの検討
  岡留博司; 清水直人; 鈴木啓太郎; 大坪研一, 日本食品科学工学会大会講演集, 50th, 2003年
• 透過型近赤外分光法による米の非破壊的品質評価 (第3報):可視・近赤外分光によるアミロース測定モデルの精度改善
  清水 直人; 木村 俊範; ヘンリック アンドレン; カリン テント; 岡留 博司; 大坪 研一, 農業機械学会誌, 65, 0, 443, 444, 2003年
  The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 日本語
• 透過型近赤外分光法による米の非破壊的品質評価 (第2報):最高粘度の測定
  清水 直人; 木村 俊範; フォス ティケータ; 岡留 博司; 大坪 研一, 農業機械学会誌, 64, 0, 507, 508, 2002年
  The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 日本語
• 中国における豆腐品質改善のための基礎解析 : 豆腐のテクスチャー評価
  程 永強; 清水 直人; 木村 俊範, 農業機械学会年次大会講演要旨, 60, 139, 140, 2001年04月01日
  日本語
• 軽発酵パンケーキ(ドーサ)の発酵とテクスチャとの関係
  長嶺 清司; 石橋 慶子; 木村 俊範; 清水 直人, 農業機械学会年次大会講演要旨, 60, 283, 284, 2001年04月01日
  日本語
• 玄米の簡易常温貯蔵法に関する研究
  清水 直人; 木村 俊範, 農業機械学会年次大会講演要旨, 60, 471, 472, 2001年04月01日
  日本語

• Utilization and profiles of spent black tea, In book: Tea in Health and Disease Prevention
  Surakshi Rajapaksha; Naoto Shimizu
  Academic Press, 2025年01月, 9780443141584, Spent black tea is the residue after tea brewing and usually discarded as a waste. Mild conditions in black tea brewing produce a high content of phenolic compounds in the residue. Complexity and high molecular weight of these remained polyphenols require a modern extraction technique. These polyphenols, such as theaflavins and thearubigins, exhibit strong antioxidant properties, which can be beneficial for human health. Due their ability to scavenge free radicals, the underutilized phenolic compounds in spent black tea can be used as a functional food ingredient in foods or packaging materials. Effectiveness of polyphenols may lower when direct inclusion due their stability to undesirable environmental conditions, low water solubility, and low bioavailability; thus, microencapsulation of polyphenols would be protected until further applications. This review complies the polyphenols profile in spent black tea and their health benefits, different extraction methods, microencapsulation, and uses of spent black tea., ［共著］
• CHARACTERIZATION OF FRUCTANS BY SIZE-EXCLUSION CHROMATOGRAPHY: A REVIEW, In book: Agricultural Research Updates.
  Naoto SHIMIZU; Andrés ABEA
  Nova Science Publishers, Inc., 2020年02月, ［共著］
• Structure of Fine Starch Prepared Via a Compressed Hot Water Process, In book: Frontiers in Natural Product Chemistry
  Naoto Shimizu; Tetsuya Ushiyama
  Bentham Science Publishers: Vol. 6, 2020年, In a “top-down” process, starch nanoparticles can be produced by structural and size refinements through the breakdown of large particles. In this study, the structure of fine starches prepared via a compressed hot water process at different temperatures (160 – 180°C) was analysed using dynamic light scattering and sizeexclusion chromatography with multi-angle light scattering (MALS) and differential refractive index detection. Changes in the molecular weight, polydispersity, hydrodynamic radius, and radius of gyration were assessed. The intrinsic viscosity of the fine starch solution was derived from the Flory-Fox and Ptitsyn-Eizner equation. The weight-average molecular weight decreased to 7.29×10-5 g/mol while the average hydrodynamic radius and weight-average radius of gyration decreased by 34.9 nm and 14.6 nm respectively, in fine starch prepared at 180 °C. In fine starches prepared at 160 °C, 165 °C, and 170 °C, tails in the multi-angle light scattering peaks, upswings in the conformation plots, and upturns in the plots of gyration radii and elution volumes were all the result of branching structures. In fine starches prepared at 175 °C and 180 °C, amylopectin branching was diminished and symmetrical scattering peaks were detected in the MALS analysis. We propose a pathway for waxy rice starch hydrolysis by a compressed hot water process., ［共著］
• Process Optimization of Composting Systems, In book: Robotics and Mechatronics for Agriculture
  CRC Press, 2017年11月, ［単著］
• 米澱粉のナノスケール加工技術の開発と機能性マイクロカプセル化の検討
  化学工学会 バイオ部会 Newsletter No. 44, 2017年02月, ［単著］
• 農業・食料由来残さからのエネルギー回収
  87-93
  食品と容器, 2017年02月, ［単著］
• 微粉砕穀物の特性と利用
  シーエムシー出版, 2013年10月
• Micro- and Nanotechnology for food processing
  Resource, 2009年
• 微粉砕穀類の品質と利用特性
  シーエムシー出版, 2009年
• Micro- and Nanotechnology for food processing
  Resource, 2009年
• 食品リサイクル
  ２００８年版 農産物流通技術年報, 2008年
• Food recycle
  2008 Nousanbutsuryutsugijyutunenpo, 2008年
• 食品加工副産物等からの有用成分抽出技術
  食品と技術, 2007年
• 米，豆類，オカラの発酵による新食品素材の開発
  日本醸造協会誌, 2005年
• New Food Materials by Fermentation of Indica Type Rice, Pulse and Tofu-byproduct -Production of dosa, okara dosa
  NIPPON JOZOKYOKAI SHI, 2005年
• 農産加工残さの処理・利用技術の現状と課題
  農業機械学会誌, 2004年
• Rice Mill Byproduct Utilization Technology
  KOKKEN, PRPC, In "RICE POSTPRODUCTION TECHNOLOGY"A Technical Reference Guide, 2003年
• 食品産業における環境問題
  木村俊範編著：食品のゼロエミッション，幸書房, 2003年
• 米の形態・組織，米の食味評価法，米の炊飯特性試験（分担執筆）
  熱帯農業事典編集委員会編：熱帯農業事典，養堅堂, 2003年
• Rice Mill Byproduct Utilization Technology
  KOKKEN, PRPC, In "RICE POSTPRODUCTION TECHNOLOGY" A Technical Reference Guide, 2003年
• 食料生産系物質循環システムと未利用資源利用技術(共著)
  食品産業環境保全研究組合編 恒星社厚生閣, 1999年

• スマート生産システムの構築：複合型センサーによる青果物 （玉ねぎ，馬鈴薯）の品質評価と応用
  「北海道大学とＪＡ北海道グループとの連携協力に関するセミナー」, 2017年04月27日, 日本語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
  ［国内会議］
• 乾式メタン発酵に関する研究概要
  エコロジア北海道２１推進協議会勉強会, 2017年03月, 日本語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
  ［国内会議］
• バイオマス製品中のバイオマス含有率測定技術
  木村 俊範; 清水 直人; 上野 孝; 加藤 俊明; 酒井 正裕
  農業機械学会誌, 2008年, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 日本語
  2008年 - 2008年
• 豆臭さ低減を目的とした豆腐加工法の基礎的研究
  清水 直人; 辻 典子; 木村 俊範
  農業機械学会誌, 2008年, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 日本語
  2008年 - 2008年
• 実規模畜糞堆肥化設備における間欠通気の影響
  原野 道生; 木村 俊範; 清水 直人; 道宗 直昭; 原田 泰弘; 村岡 和浩
  農業機械学会誌, 2004年, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 日本語
  2004年 - 2004年
• Study on the texture of okara-added tofu
  CHENG Yongqiang; SHIMIZU Naoto; KIMURA Toshinori
  農業機械学会誌, 2002年, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 英語
  2002年 - 2002年
• 農業用生分解性プラスチック (ポリ乳酸) 製品の分解性
  高橋 洋一; 石田 頼子; 清水 直人; 木村 俊範
  農業機械学会誌, 2002年, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 日本語
  2002年 - 2002年
• オカラなど未利用資源を活用した発酵による新食品開発 (第2報):オカラ添加によるパンケーキの物理的性質の変化
  清水 直人; 長嶺 清司; 星真 里子; 木村 俊範
  農業機械学会誌, 2002年, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 日本語
  2002年 - 2002年
• 分子生物学的手法を用いた発酵食品安全性評価法に関する研究
  小山 英亮; 井上 高一; 清水 直人; 木村 俊範
  農業機械学会誌, 2002年, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 日本語
  2002年 - 2002年
• 米飯物性による米の品質評価技術の開発 (第3報):炊飯過程における米の理化学特性が米飯の粘着力に及ぼす影響
  清水 直人; 木村 俊範
  農業機械学会誌, 1999年, The Japanese Society of Agricultural Machinery and Food Engineers, 日本語
  1999年 - 1999年

• 有機資源循環学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
• 食品・循環農業システム工学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
• 応用力学, 2024年, 学士課程, 農学部
• 熱力学, 2024年, 学士課程, 農学部
• 農作業学, 2024年, 学士課程, 農学部

• 農業施設学会
• 日本応用糖質科学会
• 農業食料工学会
• 化学工学会
• 日本食品工学会
• 日本食品科学工学会
• The American Society of Agricultural and Biological Engineers
• 日本生物環境工学会

• 糖質高分子を用いる機能性ナノ粒子のマイクロカプセル化システム開発
  科学研究費助成事業
  2021年04月01日 - 2024年03月31日
  清水 直人
  本研究では，糖質高分子を用いる機能性ナノ粒子のマイクロカプセル化システムの確立をめざして，申請者が開発を進めてきた加圧熱水反応場を活用するナノメートルスケールの微粒子調製技術を用いて試料を作成する。この研究によりナノメートルスケールの微粒子における糖質高分子鎖や階層構造が多様な動的・静的性質の変化に及ぼす影響を解き明かすために２つの課題を進めた。
  糖質高分子の分岐―線状トポロジ（一次構造）と物性解析法の構築について，ナノメートルまで微細化された粒子は，マイクロメートルの微細化粒子と異なる挙動を示すことが予備実験にて確認されており，分子量と固有粘度の関係を調べた。糯米由来澱粉と超純水を供試し，希薄溶液（濃度0.1 % （w/w））を調製する。澱粉ナノ粒子分散系の調製方法に従って，熱水場による所定の微細化プロセスにより5 水準の澱粉ナノ粒子分散系を調製した。調製試料について，サイズ排除クロマトグラフィ（SEC-LS）を用いて回転半径（Rg），分子量，分子形状について分析を行い，固有粘度との関係を求めた。さらに，STEMによる電子線トモグラフィを用いるナノ微粒子のメゾスケール構造観察に着手し，澱粉ナノ粒子の調製条件，及び試料前処理について検討を行い，電子線トモグラフィ画像を積層させてソフトウエアにより立体画像を構成した。
  玉ねぎ外皮からのケルセチン等ナノろ過による抽出・濃縮の検討について，熱水場を用いて玉ねぎ外皮から成分を抽出し，その溶液から定量ろ紙を用いて玉ねぎ外皮浮遊物を取り除いた。さらに，遠心分離機を行い，上澄み液を得て，これを0.45 μmのニトロセルロースフィルタに通してナノろ過装置への供給溶液を調製した。機能性成分のナノろ過を検討した結果，透過液においては，ケルセチン以外の物質を除去させることができ，ケルセチン純度を高められることが明らかになった。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 21K05451
• 加圧熱水による多糖類のナノ分散系の調製
  2011年05月 - 2014年03月
  競争的資金
• 加圧熱水による反応場を用いたデンプン・多糖類のナノ粒子分散系調製技術の開発
  科学研究費助成事業
  2011年 - 2013年
  清水 直人; 木村 俊範
  本研究では，耐圧容器と加熱装置を用いてつくられる熱水の反応場で米澱粉のナノスケール微細化を進め，難分解性のモチ米澱粉を分解し，平均粒子径105.4 nmの澱粉ナノ粒子を調製することが可能であることを示した。亜臨界水のイオン積によって，加圧熱水の反応場の特性を評価できることが明らかになり，さらにイヌリン加水分解を試みた，本研究の目的である加圧熱水を用いた澱粉・多糖類のナノ粒子分散系調製技術についての新しい知見を得ることができた。これらの熱水ナノスケール微細化や反応場の評価法は，ナノ粒子調製リアクタの熱水の反応場制御に利用できると考えられる。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 23580157
• 穀類のマイクロ/ナノスケール加工
  2007年 - 2011年
  競争的資金
• バイオマス・ニッポンのバイオマス定義に基づく製品中バイオマス含量測定技術の構築
  科学研究費助成事業
  2007年 - 2008年
  木村 俊範; 上野 孝; 清水直人
  貝殻などの生物由来無機物質をも含むバイオマス・ニッポン総合戦略のバイオマス定義に基づく各種バイオマス資源、製品中のバイオマス含有量(バイオマス度)を高精度に計測するため、前処理、及び計測プロトコールを開発した。これに基づき、バイオマスマーク取得製品やバイオ燃料など、さらに誤差要因として影響の大きいと思われた木材、海生バイオマスを測定した。
  それらの結果、上記、木材、海生バイオマスを除き、極めて高精度にバイオマス度を計算でき、高精度測定法として類似測定法の基準とできるものと判断された。一方、着色の強いバイオ燃料、及び木材、海生バイオマス由来のものについては、栽培年代、採取地域、深度などの影響を受けることが再確認された。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 19380180